數(shù)字傳輸系統(tǒng)誤碼率測試器的MATLAB實現(xiàn)及性能分析通信原理課程設計報告

1、數(shù)字傳輸系統(tǒng)誤碼率測試器的MATLAB實現(xiàn)及性能分析摘 要 本課程設計主要運用MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺設計進數(shù)字傳輸系統(tǒng)誤碼率測試器的實現(xiàn)及性能分析。其主要目的是仿真通信加密系統(tǒng)。從Simulink工具箱中找所各元件，對輸入隨機數(shù)字信號與m序列異或運算以實現(xiàn)信號加密，送入含噪信道，在接收端與相同序列再進行異或運算以解密，改變信道誤碼率大小，測試接收信號與發(fā)送信號之間的誤碼率，合理設置好參數(shù)可改變誤碼率與系統(tǒng)的抗噪聲性能，分析該種加密傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能。關鍵詞 Simulink；誤碼率；加密；解密；m序列畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所

2、呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日期： 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它

3、復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本

4、學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日指導教師評閱書指導教師評價：一、撰寫（設計）過程1、學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、

5、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內畫“”）指導教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？

6、優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內畫“”）評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題

7、的反應、理解、表達情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽

8、名）年 月 日教學系意見：系主任： （簽名）年 月 日1引言本次課程設計主要運用MATLAB軟件，在Simulink平臺下建立仿真模型。通過m序列進行加解密過程，改變信道抗噪聲性能，測試收信號與發(fā)送信號之間的誤碼率，從而分析加密傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能和對誤碼率有影響的因素。觀察輸入與輸出的數(shù)字信號波形并對其進行分析總結。1.1 課程設計的目的通信原理是通信工程專業(yè)的一門骨干的專業(yè)課，是通信工程專業(yè)后續(xù)專業(yè)課的基礎。掌握通信原理課程的知識可使學生打下一個堅實的專業(yè)基礎，可提高處理通信系統(tǒng)問題能力和素質。由于通信工程專業(yè)理論深、實踐性強，做好課程設計，對學生掌握本專業(yè)的知識、提高其基本能力是非常重要

9、的。 通信課程設計的目的是為了學生加深對所學的通信原理知識理解，培養(yǎng)學生專業(yè)素質，提高利用通信原理知識處理通信系統(tǒng)問題的能力，為今后的專業(yè)課程的學習、畢業(yè)設計和工作打下良好的基礎。使學生能比較扎實地掌握本專業(yè)的基礎知識和基本理論，掌握數(shù)字通信系統(tǒng)及有關設備的分析、開發(fā)等基本技能，受到必要工程訓練和初步的科學研究方法和實踐訓練，增強分析和解決問題的能力，了解本通信專業(yè)的新發(fā)展。1.2 課程設計的基本任務和要求本次課程設計的基本任務：（1）本設計開發(fā)平臺為MATLAB中的Simulink。（2）模型設計應該符合工程實際，模塊參數(shù)設置必須與原理相符合。（3）處理結果和分析結論應該一致，而且應符合理論

10、。（4）獨立完成課程設計并按要求編寫課程設計報告書。 課程設計中必須遵循下列要求：（1）利用通信原理中學習的理論知識，在Simulik仿真平臺中設計出15級m序列，并實現(xiàn)加密、解密、送入含噪信道、誤碼率測試，并按題目要求運行、檢測系統(tǒng)仿真結果。（2）通過對各個模塊參數(shù)的設置來改變信道的抗噪聲性能，從而改變誤碼率。（3）通過調節(jié)噪聲的幅度來控制噪聲對數(shù)字信號的影響，從而改變信道誤碼率的大小。（4）要求編寫課程設計論文，正確闡述和分析設計和實驗結果。設計平臺Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡

11、單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應面廣、結構和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應用于控制理論和數(shù)字信號處理的復雜仿真和設計。同時有大量的第三方軟件和硬件可應用于或被要求應用于Simulink。Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的

12、不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結果。Simulik是MATLAB軟件的擴展，它與MATLAB語言的主要區(qū)別在于，其與用戶交互接口是基于Windows的模型化圖形輸入，其結果是使得用戶可以把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構建，而非語言的編程上。所謂模型化圖形輸入是指Simulik提供了一些按功能分類的基本的系統(tǒng)模塊，用戶只需要知道這些模塊的輸入輸出及模塊的功能，而不必考察模塊內部是如何實現(xiàn)的，通過對這些基

13、本模塊的調用，再將它們連接起來就可以構成所需要的系統(tǒng)模型，進而進行仿真與分析。2設計原理2.1 Simulink工作環(huán)境（1）模型庫打開MATLAB軟件，單擊工具欄上的 按鈕，就可進入Simulink模型庫，或者在MATLAB命令窗口輸入“simulink”并回車，也可進入。Simulik模塊庫如圖2-1所示，它按功能進行分為以下8類子庫：Continuous（連續(xù)模塊）Discrete（離散模塊）Function&Tables（函數(shù)和平臺模塊）Math（數(shù)學模塊）Nonlinear（非線性模塊）Signals&Systems（信號和系統(tǒng)模塊）Sinks（接收器模塊）Sourc

14、es（輸入源模塊）用戶可以根據(jù)需要混合使用歌庫中的模塊來組合系統(tǒng)，也可以封裝自己的模塊，自定義模塊庫、從而實現(xiàn)全圖形化仿真。Simulink模型庫中的仿真模塊組織成三級樹結構Simulink子模型庫中包含了Continous、Discontinus等下一級模型庫Continous模型庫中又包含了若干模塊，可直接加入仿真模型。圖2-1 Simulink工具箱（2）設計仿真模型在MATLAB子窗口或Simulink模型庫的菜單欄依次選擇“File” | “New” | “Model”，即可生成空白仿真模型窗口，如圖2-2所示：圖2-2 新建仿真模型窗口（3）運行仿真兩種方式分別是菜單方式和命令行方

15、式，菜單方式：在菜單欄中依次選擇"Simulation" | "Start" 或在工具欄上單擊。命令行方式：輸入“sim”啟動仿真進程比較這兩種不同的運行方式：菜單方式的優(yōu)點在于交互性，通過設置示波器或顯示模塊即可在仿真過程中觀察輸出信號。命令行方式啟動模型后，不能觀察仿真進程，但仍可通過顯示模塊觀察輸出，適用于批處理方式3。數(shù)字傳輸系統(tǒng)誤碼率測試器原理（1）m序列產(chǎn)生原理偽隨機序列可由線性移位寄存器網(wǎng)絡產(chǎn)生，如圖2-3所示。該網(wǎng)絡由r級串聯(lián)的雙態(tài)器件，移位脈沖產(chǎn)生器和模2加法器組成，下面以4級移位寄存器為例，說明偽隨機序列的產(chǎn)生。規(guī)定移位寄存器的狀態(tài)是

16、各級從右至左的順序排列而成的序列，這樣的狀態(tài)叫正狀態(tài)或簡稱狀態(tài)。反之，稱移位寄存器狀態(tài)是各級從左至右的次序排列而成的序列叫反狀態(tài)。例如，初始狀態(tài)是0001，那么an-4=0，an-3=0，an-2=0，an-1=1。如果反饋邏輯為an= an-3，如圖2-4所示。改變反饋邏輯的位置及數(shù)量還可以得到更多不同的序列輸出。 從上述例子可以得到下列結論： 1、線性移位寄存器的輸出序列是一個周期序列。2、當初始狀態(tài)是0狀態(tài)時，線性移位寄存器的輸出全0序列。3、級數(shù)相同的線性移位寄存器的輸出序列和反饋邏輯有關。4、同一個線性移位寄存器的輸出序列還和起始狀態(tài)有關。5、對于級數(shù)為r的線性移位寄存器，當周期p2

17、r1時，改變移位寄存器初始狀態(tài)只改變序列的初相。這樣的序列稱為最大長度序列或m序列。圖2-3 線性移位寄存器 圖2-4 15級的m序列（2）加密、解密原理 數(shù)字通信的一個重要優(yōu)點是容易做到高度保密性的加密。在這方面?zhèn)坞S機序列起到了很大的作用。數(shù)字信號的加解密原理可用圖2-5表示。將信源產(chǎn)生的二進制數(shù)字消息和一個周期很長的偽隨機序列模2相加，這樣就將原消息變成不可理解的另一個序列。將這種加密序列在信道中傳輸，被他人竊聽后也不可理解其內容。在接收端必須再加上一同樣的偽隨機序列，就能恢復為原發(fā)送消息。信源發(fā)送信道接收用戶偽隨機序列發(fā)生器偽隨機序列發(fā)生器圖2-5 數(shù)字信號加解密原理（3）數(shù)字信號誤碼率

18、測量原理 在數(shù)字通信中誤碼率是一項主要的質量指標。在實際測量數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率時，一般說來，測量結果與信源送出信號的統(tǒng)計特性有關。通常認為二進制信號中“0” 和“1”是以等概率隨機出現(xiàn)的。所以測量誤碼率時最理想的信源應是隨機序列產(chǎn)生器。用真正隨機序列產(chǎn)生器進行測量時，只適用于閉環(huán)線路測試。但是閉環(huán)測試法所用的信道不符合情況。因此，在實際過程中采用單程測試法。在測量單程數(shù)字通信誤碼率時，就不能利用隨機序列，而只好利用相近的偽隨機序列代替它。圖2-6示出這種情況。這時，發(fā)送設備和接收設備分出兩地。由于發(fā)送端用的是偽隨機序列，而且通常是m序列，接收端可以用同樣的m序列產(chǎn)生器，由同步信號控制，產(chǎn)生出

19、相同的本地序列。本地序列和接收序列相比較，就可檢測誤碼。信源發(fā)送信道接收記錄偽隨機序列比較同步信號圖2-6 單程測試法ITU建議用于數(shù)字傳輸系統(tǒng)測量的m序列周期是215-1=32767，其特征多項式建議采用x15+x14+1。因此，本課程設計采用15級的m序列。（4）時延測量原理有時我們需要測量信號經(jīng)過某一傳輸路徑所受到的時間延遲。由于模型框圖的最后，需要接一個誤碼率測試模塊，而送入其中的是通過信道加解密出來的信號和原輸入信號，它們是一個個碼元進行比較檢測出誤碼率的。如果有信號經(jīng)過此路徑產(chǎn)生了延遲則會使誤碼率大大增加，因此要在誤碼率測試模塊輸入端加一個延時測量模塊，改變參數(shù)使其延時為零后再讀出

20、誤碼率。3 設計步驟 熟悉MATLAB系統(tǒng)中Simulink模型庫打開MATLAB軟件，單擊工具欄上的 按鈕，即可進入斯simulink工具箱，查看simulink模塊庫中的每個模塊，通過查閱資料弄清楚每個模塊的功能和用法。用同樣的方法熟悉communication模塊庫中的常用模塊。3.2 基本設計思路 首先產(chǎn)生一個15級的m序列，輸入一個隨機數(shù)字信號，令它與15級m序列進行異或運算以實現(xiàn)信號加密，然后送入含噪信道（可通過加上一個噪聲來實現(xiàn)），通過抽樣判決，在接收端輸出的信號與加入的相同15級m序列再進行異或運算以解密，把解密后的數(shù)字信號與原來輸入的數(shù)字信號進行波形比較，并且送入誤碼率測試模

21、塊計算信道的誤碼率（注意延時問題）。設置各模塊參數(shù)，改變信道誤碼率大小，測試接收信號與發(fā)送信號之間的誤碼率，分析該種加密傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能。3.3 繪制電路級框圖（1）15級m序列的繪制打開MATLAB軟件，單擊工具欄上的 按鈕，打開simulink工具箱，點擊file圖標，選擇新建中的model，新建一個仿真空白模型，將m序列所需要的模塊：延時模塊和異或模塊拖入空白模型中，也可點擊鼠標左鍵單擊“add to untitled” 分別對每一級的m序列首尾相連。由于15級m序列的特征多項式為x15+x14+1，因此把第14和第15個延時單元的輸出端進行模二和，然后送入第一個延時單元。如圖3-1

22、所示。圖3-1 15級m序列的繪制（2）在含噪信道中傳輸過程的繪制 選出此過程稱所要用到的模塊，包括：異或運算模塊、二進制隨機數(shù)字信號、高斯噪聲模塊、抽樣判決器、示波器。如圖3-2所示。 圖3-2 信號在含噪信道傳輸過程中需要用到的模塊首先，對隨機數(shù)字信號進行加密，如圖3-3所示。把輸入的隨機數(shù)字信號與15級m序列的輸出端進行模二和（即異或運算），得到加密后的信號。然后，把加密后的信號與高斯噪聲相加，表示送入含噪信道。從加法器輸出的信號由于加入了噪聲，因此會存在一定程度的干擾，這時為了最大程度的減小噪聲的干擾，應在加法器后加一個抽樣判決器，用中間電平值代替實際電平。圖3-3 信號加密在含噪信道

23、中傳輸接著，對輸出的信號進行解密如圖3-4所示，與加密類似，把抽樣判決后的信號與同樣的15級m序列（與加密所用的m序列初值應相同）進行模二和運算，所輸出的即是解密后的數(shù)字信號。圖 3-4 繪制解密模塊（3）誤碼率測量和控制部分的繪制選出此過程稱所要用到的模塊，包括：數(shù)據(jù)類型轉換器、誤碼率測試器模塊、顯示器、時延測量模塊，如圖3-5所示。其中，數(shù)據(jù)類型轉換模塊是把數(shù)據(jù)類型由boolean轉換成double型；find delay模塊是用來計算兩個輸入端之間的延時，從而防止誤碼率計算出錯；顯示模塊是用來顯示延時個數(shù)和誤碼率大?。徽`碼率計算模塊即是計算出輸入兩端的數(shù)字信號的誤碼率。 圖3-5 誤碼率

24、測試部分用到的模塊 誤碼率計算部分的模型圖如圖3-6所示。首先，進行數(shù)據(jù)類型轉換。由于原輸入的隨機數(shù)字信號和解密后輸出的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)類型都是boolean，而誤碼率計算模塊的輸入應是double型的，所以需要加入一個數(shù)據(jù)類型轉換器，通過它輸出的數(shù)據(jù)類型就是double型的。 然后便把轉換過數(shù)據(jù)類型的兩路數(shù)字信號分別與誤碼率計算器模塊的兩個輸入端相連，再把計算出的誤碼率輸出到一個顯示器上。 最后，由于信號在經(jīng)過傳輸以后有可能出現(xiàn)延時現(xiàn)象，而誤碼率計算器是一對對碼元分別輸入進行比較的，那么若有延時，則誤碼率增大很多，因此查看系統(tǒng)是否有延時必不可少。在經(jīng)過find delay模塊后同樣接一個顯示模

25、塊，把延時個數(shù)顯示出來，再作為依據(jù)設置誤碼率計算模塊的延時接收參數(shù)。圖3-6 誤碼率測量部分繪制（4）電路級框圖總體整合把三個部分的電路級框圖按順序連好，在需要觀察數(shù)字信號波形的地方加上示波器以觀察波形變化和誤碼變化，得到圖3-7。圖3-7 總電路級框圖3.4 模塊參數(shù)設置電路級框圖完成后，需要對每個模塊的參數(shù)進行合理的設置，這樣仿真出的結果才更加正確、合理。（1） m序列參數(shù)設置 延時單元的設置如圖3-8所示，所有延時單元的sample time都取“1”，表示延時一個時間間隔，而instial conditions表示所給的初值，此項設置為：從第一到第十三個延時單元初值都為“0”。而第十四

26、和第十五個延時單元初值為“1”圖3-8 延時單元參數(shù)第一路為基帶信號波形，第二路為調制后波形，第三路為解調后輸出波形。如圖所示，解調波形與基帶波形基本相同，只有系統(tǒng)誤差而產(chǎn)生的些延遲,所以解調成功。3.5 仿真結果 高斯噪聲是指它的概率密度函數(shù)服從高斯分布（即正態(tài)分布）的一類噪聲。在理想信道調制與解調的基礎上，在調制信號上加入高斯噪聲，把Simulink噪聲源下的高斯噪聲模塊（Gaussian Noise Generator）加入到模型中。噪聲參數(shù)設置、模型與波形圖如下圖3-9高斯噪聲參數(shù)設置圖3-10 DSB加入高斯噪聲模型圖3-11 調制信號加入高斯噪聲波形圖如圖所示，第一路為理想信道解調

27、波形，第二路和第三路均為加入高斯噪聲的波形，可通過修改參數(shù)表中的方差來改變加入噪聲的大小，把噪聲的方差分別設為50和1000，與理想信道的輸出波形相比較可以看出，波形均出現(xiàn)不同程度的失真，并且失真是隨著噪聲方差的變化而發(fā)生改變，方差越小，通過加入噪聲信道的波形就越接近理想信道的波形。3.4 加入瑞利噪聲的DSB相干解調在噪聲模塊中選擇瑞利噪聲模塊（Rayleigh Noise Generator）替換原高斯噪聲的位置，設置好參數(shù)，連線完畢后即可運行。截圖如下：圖3-12 瑞利噪聲參數(shù)設置表圖3-13 DSB加入瑞利噪聲的模型圖3-14 調制信號加瑞利噪聲的波形圖如圖所示，第一路為理想信道解調波

28、形，第二路和第三路均為加入瑞利噪聲的波形，修改圖中Sigma的參數(shù)，Simga的大小與方差成正比，將其分別設為10和100，再同理想信道的輸出波形相比較可以看出，與高斯噪聲類似，方差越大，波形失真越厲害，Simga等于10時，波形接近于理想波形，當Simga等于100時，已出現(xiàn)了嚴重失真。3.5 加入萊斯噪聲的DSB相干解調在噪聲模塊中選擇萊斯噪聲模塊（Rician Noise Generator）替換原噪聲的位置，設置好參數(shù)，連線完畢后即可運行。截圖如下：圖3-15 萊斯噪聲參數(shù)設置表圖3-16 DSB加入萊斯噪聲模型圖3-17調制信號加萊斯噪聲的波形圖如圖所示，第一路為理想信道解調波形，第

29、二路和第三路均為加入萊斯噪聲的波形，修改圖中Sigma的參數(shù)，將其分別設為8和15，再同理想信道的輸出波形相比較，方差越大，波形失真越厲害，Simga等于8時，波形接近于理想波形，當Simga等于15時，已出現(xiàn)了嚴重失真。綜上所述，噪聲能對信道產(chǎn)生不同程度的影響，不同的噪聲使信號發(fā)生失真的參數(shù)各不相同。在現(xiàn)實生活中，無處不存在著噪聲，因此研究如何減小噪聲對信道的影響有著重大意義。3.6 各路噪聲功率譜密度分析DSB信號的功率定義為已調信號的均方值，即= (3-1) (3-2)顯然，DSB信號的功率僅由邊帶功率構成，為邊帶功率，為調制信號功率。這樣其調制效率為100%。由于雙邊帶信號的頻譜不存在

30、載波分量，所有的功率都集中在兩個邊帶中，因此它的調制效率為百分之百，這是它的最大優(yōu)點。（1）基帶信號在理想信道下的功率譜如下所示。圖3-18 基帶信號功率譜圖3-19 DSB調制后波形功率譜圖3-20 相干解調后的波形功率譜由圖3-18和圖3-19可以看出通過雙邊帶調制后將原來基帶信號（設置為2）以載波（設置為20）為中心進行頻譜的搬移，且調制后信號的帶寬是原信號的兩倍，相位發(fā)生了移位，波形表現(xiàn)為基帶與載波的乘積。如圖所示經(jīng)相干解調后，除由于系統(tǒng)誤差而產(chǎn)生的延時外，解調后信號功率譜與原信號功率譜是能一一對應的。（2）在理想信道中加入高斯、瑞利和萊斯噪聲對解調結果的影響如下：圖3-21 加入高斯

31、噪聲解調后的波形功率譜圖3-22 加入瑞利噪聲解調后的波形功率譜圖 3-23 加入萊斯噪聲解調后的波形功率譜如圖所示，圖3-20中在理想信道下，DSB解調波形對比基帶信號波形發(fā)生延時，分別依此加入高斯、瑞利和萊斯噪聲，解調后波形收到了噪聲的干擾，波形發(fā)生畸變。三種噪聲參數(shù)設置不變，前者方差較小，后者方差較大。比較前后功率譜圖可以清楚發(fā)現(xiàn)，隨著方差的加大，失真也隨之變大，前者還較為接近理想信道功率譜圖，而后者已出現(xiàn)了嚴重失真。雖然實際生活中的噪聲不可避免，但我們應當減小噪聲的影響，以滿足我們對信號的需要。4出現(xiàn)的問題及解決方法在本次課程設計運用了MATLAB軟件建立工作模型，在仿真的過程中遇到了

32、各種不同的問題，通過自己的探索和在同學的幫助下都一一解決，總結分析分析如下：（1）運行后如沒有出現(xiàn)波形、出現(xiàn)多路波形的混合或是出現(xiàn)波形的幅度過小或過大，可以點擊scope菜單欄的或者點擊鼠標右鍵，選擇autoscale即可出現(xiàn)清晰波形。（2）若出現(xiàn)波形很差，可以把修正因子（默認為1）加大，具體步驟為選擇模型菜單中的“Simulink|configuration parameters|Data import/export”修改Decimation中數(shù)據(jù)（默認為1），可加大為50或100。（3）調制模塊中，如調制結果不明顯，可以加大載波頻率，一般來說載波頻率要比基帶頻率大得多。（4）若波形出錯，可

33、以把濾波器級數(shù)(默認為8)適當減小，使濾波器精確度變小，允許誤差變大，便于波形的輸出。 （5）在整個仿真過程中，各模塊的參數(shù)設置十分重要，一定要設置合適的參數(shù)，才會得出所需要的信號。 解決了上述問題后，就能順利完成設計任務了。5 結束語經(jīng)過為期兩周的課程設計，我順利的完成了任務。不同于在教室里上的理論課，本次課程設計需要我們運用到課本中學到的理論知識，和自己的實際操作來完成。因為是以所學理論為基礎，所以在課程設計的過程中，我又重溫了模擬調制系統(tǒng)和相干解調等知識，更加熟悉了MATLAB里的Simulink工具箱，學會了獨立建立模型，分析調制與解調結果，和加入噪聲之后的情況，通過自己不斷的修改參數(shù)

34、值，更好的理解加入噪聲對信道的影響。在設計的過程中遇到不少問題，在自己的努力和與同學的交流中一一解決。通過這次課程設計，我拓寬了知識面，鍛煉了實際操作能力，綜合素質也得到了提高。我覺得安排課程設計的基本目的，在于通過理論與實際的結合、人與人的溝通，進一步提高思想覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力。并且它的一個重要功能，就是在于運用學習成果，檢驗學習成果。運用學習成果：把課堂上學到的系統(tǒng)化的理論知識，應用于實際設計操作中，并學會理論結合實際來分析結果。檢驗學習成果：看一看課堂學習與實際到底有多大距離，并通過這次課程設計，找出學習中存在的不足，完善所學知識。在做課程設計的過程中，我也認

35、識到實際能力的培養(yǎng)至關重要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學是遠遠不夠的，必須從課堂走向實踐。這一次的學習也是為以后的畢業(yè)設計工作打下基礎。在課程設計結束之后，我感到不僅實際動手能力有所提高，進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣，并能夠結合實際存在的問題在專業(yè)領域內進行更深入的學習。參考文獻1 樊昌信，曹麗娜. 通信原理. 北京：國防工業(yè)出版社，20062 達新宇通信原理實驗與課程設計北京：北京郵電大學出版社，20033 徐遠明. MATLAB仿真在通信與電子工程中的應用. 西安：西安電子科技大學出版社， 20054 張化光, 孫秋野. MATLAB/Simulink實用教程. 北京：人民郵電出版

36、社，20095 姚俊，馬松輝.Simulink建模與仿真基礎. 北京：西安電子科技大學出版社，20026 鄧華MATLAB通信仿真及應用實例詳解北京：國防工業(yè)出版社，2003學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學位論文出版授權書本人及導師完全同意中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)

37、庫出版章程、中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程(以下簡稱“章程”)，愿意將本人的學位論文提交“中國學術期刊（光盤版）電子雜志社”在中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫、中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡形式公開出版，并同意編入CNKI中國知識資源總庫，在中國博碩士學位論文評價數(shù)據(jù)庫中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關權益。論文密級：公開保密（_年_月至_年_月）(保密的學位論文在解密后應遵守此協(xié)議)作者簽名：_ 導師簽名：_年_月_日 _年_月_日獨 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計(論文)，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在

38、知識產(chǎn)權爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名: 二一年九月二十日 畢業(yè)設計（論文）使用授權聲明本人完全了解濱州學院關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復制手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統(tǒng)，公布設計（論文）的部分或全部內容，允許他人依法合理

39、使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名: 二一年九月二十日致 謝時間飛逝，大學的學習生活很快就要過去，在這四年的學習生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關心幫助我的人分不開的。首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎。本次畢業(yè)設計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結尾了。本次畢業(yè)設計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。經(jīng)過這次畢業(yè)設計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L等方方面面都有很大的進步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。首先，我要

40、特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。郭謙功老師淵博的知識、嚴謹?shù)淖黠L和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。再次對周巍老師表示衷心的感謝。其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。另外，我還要感謝大學四年和我一起走過的同學朋友對我的關心與支持，與他們一起學習、生活，讓我在大學期間生活的很充實，給我

41、留下了很多難忘的回憶。最后，我要感謝我的父母對我的關系和理解，如果沒有他們在我的學習生涯中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學業(yè)。四年的大學生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到實際工作中去。回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關心和愛護。學友情深，情同兄妹。四年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。在我的十幾年求學歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學習

42、條件，我才能順利完成完成學業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。最后，我要特別感謝我的導師趙達睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。是他們在我畢業(yè)的最后關頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。老師們認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8Kq

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