数字系统仿真采用2DPSKWord格式.docx
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2011年12月30日
通信工程CDIO二级项目任务书
通信系统仿真
一、题目:
数字通信系统仿真—采用2DPSK调制和huffman、hamming码技术
二、班级、学号、姓名:
三、项目起止时间:
2011.12.26-2011.12.30
四、技术要求及原始数据:
1.对数字通信系统主要原理和技术进行研究,包括二进制差分相移动键控(2DPSK)及解调技术、高斯噪声信道原理、以及信源编码中huffman编码、信道编码中hamming码的基本原理等。
2.建立完整的基于2DPSK和hamming码的数字通信系统仿真模型,包括2DPSK调制解调及huffman、hamming码的编译码;
3.在信道中加入高斯噪声,观察系统的纠检错能力,统计误码率,并进行分析。
五、主要任务:
1、建立数字通信系统数学模型;
2、利用Matlab建立数字通信系统的仿真模型;
3、对通信系统进行时间流上的仿真,得到仿真结果;
4、将仿真结果与理论结果进行比较、分析。
学生(签字):
指导教师(签字):
系主任(签字):
院长(签字):
目录
1课程设计目的4
2课程设计正文4
2.1方案设计4
2.2huffman编码4
2.3hamming编码5
2.4信道噪声5
2.52DPSK调制与解调6
2.5.12DPSK调制7
2.5.22DPSK解调...........................................................................................................
2.5.2程序.......................................................................................................................
2.6系统调试7
3课程设计总结8
4参考文献9
1课程设计目的
通过我们对电子系统设计课程的学习和理解,综合运用课本中所学到的理论知识完成数字通信系统仿真—采用2DPSK调制和huffman编码、hamming码技术。
以及锻炼我们查阅资料、方案比较、团结合作的能力。
学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法,增强我们的动手能力,为以后学习和工作打下基础。
2课程设计正文
本次课程设计我们所做的课题是对数字系统主要原理和技术进行研究,包括8进制正交调幅(2DPSK)及解调技术、高斯噪声信道原理、以及信源编码中的huffman编码、信道编码中的hamming码技术原理等。
建立完整的基于8QAM和(7,4)循环码的数字通信系统仿真模型,包括8QAM调制解调及huffman、hammin码的编译码。
在信道中加入高斯噪声,观察系统的纠检错能力,统计误码率,并进行分析。
2.1方案设计
总体原理方框图如下所示:
图1
2.2huffman编码(信源编码)
HUFFMAN编码又称哈夫曼编码,是一种可变长编码方式,是由美国数学家DavidHuffman创立的,是二叉树的一种特殊转化形式。
编码的原理是:
将使用次数多的代码转换成长度较短的代码,而使用次数少的可以使用较长的编码,并且保持编码的唯一可解性。
Huffman算法的最根本的原则是:
累计的(字符的统计数字*字符的编码长度)为最小,也就是权值(字符的统计数字*字符的编码长度)的和最小。
在这次程序中用到了下面的huffman编码程序:
symbols=[1:
6];
%Distinctsymbolsthatdatasourcecanproduce
p=[.5.125.125.125.0625.0625];
%Probabilitydistribution
[dict,avglen]=huffmandict(symbols,p);
%Createdictionary.
act=randsrc(1,100,[symbols;
p]);
%Createdatausingp.
hcode=huffmanenco(act,dict);
%Encodethedata.
dsig=huffmandeco(newmsg,dict);
%huffman译码
isequal(code,dsig)%检查解码是否正确
2.3hamming编码(信道编码)
Hamming编码能够有效的检测并纠正一位错误,在通信系统中有着广泛的应用。
它的基本原理是在原来的数据中插入一些奇偶检验位,每一个奇偶检验位对应着原数据中的一些位,这样每一个奇偶校验位和其管理(对应)的原数据就构成了一个平常我们熟悉的简单奇偶校验码。
code=encode(hcode,7,4,'
hamming/fmt'
);
%hamming码编码
newmsg=decode(pdst,n,k,'
);
%hamming码译码
图2
2.4信道噪声
为了与信道的统计特性相匹配,并区分通路和提高通信的可靠性,而在信源编码的基础上,按一定规律加入一些新的监督码元,以实现纠错的编码。
噪声代码如下:
ynoisy=awgn(y,3,'
measured'
%加高斯白噪声.
如下图:
2.52DPSK调制与解调
2.5.12DPSK信号调制
2DPSK信号最常用的解调方法有两种,一种是极性比较和码变换法,另一种是差分相干解调法。
2.5.22DPSK信号解调
它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器,去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声,再与本地载波相乘,去掉调制信号中的载波成分,再经过低通滤波器去除高频成分,得到包含基带信号的低频信号,将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码,再经过逆差分器,就得到了基带信号。
它的原理框图如图1.3.1所示。
延迟T
图1.3.1极性比较解调原理图
2.5.3程序
%-2DPSK调制与解调
%---------------------------------------------------
%>
>
Initial_Part>
functiony=dpsk2()
fs=30000;
Time_Hold_On=0.1;
Num_Unit=fs*Time_Hold_On;
High_Level=ones(1,Num_Unit);
Low_Level=zeros(1,Num_Unit);
w=300;
A=1;
Initial_The_Signal>
Sign_Set=[0,1,1,0,1,0,0,1]
Lenth_Of_Sign=length(Sign_Set);
st=zeros(1,Num_Unit*Lenth_Of_Sign);
sign_orign=zeros(1,Num_Unit*Lenth_Of_Sign);
sign_result=zeros(1,Num_Unit*Lenth_Of_Sign);
t=0:
1/fs:
Time_Hold_On*Lenth_Of_Sign-1/fs;
Generate_The_Original_Signal>
forI=1:
Lenth_Of_Sign
ifSign_Set(I)==1
sign_orign((I-1)*Num_Unit+1:
I*Num_Unit)=High_Level;
else
I*Num_Unit)=Low_Level;
end
end
Modulation_Part>
st((I-1)*Num_Unit+1:
I*Num_Unit)=A*cos(2*pi*w*t((I-1)*Num_Unit+1:
I*Num_Unit)+(pi/2));
I*Num_Unit));
figure
subplot(2,1,1)
plot(t,sign_orign);
axis([0,Time_Hold_On*(Lenth_Of_Sign+1),-(A/2),A+(A/2)]);
title('
原始信号'
);
grid
subplot(2,1,2);
plot(t,st);
axis([0,Time_Hold_On*(Lenth_Of_Sign+1),-3*(A/2),3*(A/2)]);
调制后的信号'
相乘>
dt=st.*cos(2*pi*w*t);
subplot(2,1,1)
plot(t,dt);
相乘后的波形'
低通滤波部分>
[N,Wn]=buttord(2*pi*50,2*pi*150,3,25,'
s'
%临界频率采用角频率表示
[b,a]=butter(N,Wn,'
[bz,az]=impinvar(b,a,fs);
%映射为数字的
dt=filter(bz,az,dt);
subplot(2,1,2)
低通滤波后的波形'
抽样判决&
逆码变换部分>
ifdt((2*I-1)*Num_Unit/2)<
0.25
sign_result((I-1)*Num_Unit+1:
plot(t,sign_result);
逆码变换后的波形'
2.6系统调试
这次数字系统仿真在调试中遇到了很多问题,如huffman编码误码率过高等等。
再问过老师和同学们后,发现了许多问题,许多很简单但难于发现的问题都解决了。
3.课程设计总结:
本次课程设计我们做的课题是采用2DPSK调制和huffman编码、hamming码技术。
事实上,这些仿真不是很容易。
比如huffman编码,当理论上确实可行时,实际中写的程序和其它编码衔接起来的时候反应却不是想像的那样。
才发现有很多东西,比如误码率都没有完全考虑进去。
最终导致了我们大程序的失败。
一直都觉得自己在仿真这儿还不错,当真正用于实践时才发现自己如此不堪!
这让我意识到,无论在以后的学习还是工作中,都不能泛泛地学习,而应将学到的东西用于实践,从而深刻地把握理论知识。
此外,虽然这次是一个人的课题,但是如果没有老师和同学们的指导和点拨,自己是很难做出来的。
感谢我的老师和同学们。
4、参考文献
[1]姚俊,马松辉.Simulink建模与仿真.西安:
西安电子科技大学出版社,2002年.
[2]陈亚勇.MATLAB信号处理详解.北京:
人民邮电出版社,2001年.
项目设计
评语
成绩
指导教师
(签字)
年月日
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- 关 键 词:
- 数字 系统 仿真 采用 DPSK