綜合通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、.湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院信息與電氣工程系綜合通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目：綜合通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專 業(yè)：通信工程 班 級(jí)：通信002班 姓 名：劉黎輝 學(xué) 號(hào)：0954040217 指導(dǎo)老師：邱政權(quán) 姚屏 楊宗長(zhǎng) 一、 設(shè)計(jì)目的1. 掌握通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成。2. 掌握通信系統(tǒng)工作原理。3. 了解通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本過程；掌握基本理論和解決實(shí)際問題的方法，鍛煉學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。4. 為畢業(yè)設(shè)計(jì)和以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。二、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求任務(wù)：1. 熟悉Simulink庫中的模塊。2. 熟悉通信工具箱和信號(hào)處理工具箱的使用。3. 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單通信系統(tǒng)4. 將上述設(shè)計(jì)好的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成一個(gè)綜

2、合通信系統(tǒng)。要求：課程設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)習(xí)和設(shè)計(jì)；課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，需要提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，提交課程設(shè)計(jì)的結(jié)果和收獲。三、 設(shè)計(jì)原理3.1 工具介紹本課程設(shè)計(jì)主要是利用simulink、通信系統(tǒng)工具箱以及信號(hào)處理工具箱來完成通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。3.1.1 通信系統(tǒng)工具箱通信系統(tǒng)工具箱提供了應(yīng)用于通信系統(tǒng)的大量函數(shù)，這些函數(shù)包括:信號(hào)源函數(shù)；信源編/譯碼函數(shù)；差錯(cuò)控制編碼函數(shù)；調(diào)制/解調(diào)函數(shù);發(fā)送/接收濾波器函數(shù)；信道函數(shù)；多址接入函數(shù)；同步函數(shù)；使用函數(shù)。3.1.2 信號(hào)處理工具箱信號(hào)處理工具箱提供了很多有關(guān)信號(hào)處理的操作，從波形的生成到濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，從參數(shù)化模塊到頻譜分析，范圍非

3、常廣泛。3.2 通信系統(tǒng)組成 通信系統(tǒng)包括信源、信源編/譯碼、信道編/譯碼、調(diào)制/解調(diào)、多址接入、發(fā)送/接受濾波和信道等部分組成。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3-1所示。圖3-1 通信系統(tǒng)框圖四、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及仿真結(jié)果4.1 模擬信號(hào)積分利用Simulink提供的基本模塊設(shè)計(jì)一個(gè)模擬信號(hào)積分并仿真對(duì)比以及設(shè)計(jì)自己所需的子模塊。仿真模型結(jié)構(gòu)圖及仿真波形圖如圖4.1所示。圖4.1 模擬信號(hào)積分系統(tǒng)及仿真波形分析：從波形圖中可以看出，上方曲線為下方正弦波的積分。4.2 模擬信號(hào)數(shù)字化及信號(hào)恢復(fù)利用通信工具箱和信號(hào)處理工具箱設(shè)計(jì)一個(gè)模擬信號(hào)的抽樣、量化、編碼、譯碼并回復(fù)原信號(hào)。仿真模型結(jié)構(gòu)圖及仿真波形圖如圖4.2.1

4、、圖4.2.2所示。圖4.2.1 模擬信號(hào)數(shù)字化及信號(hào)恢復(fù)系統(tǒng)圖4.2.2 模擬信號(hào)抽樣量化編碼仿真波形分析：從圖4.2.1中可以看到模擬信號(hào)經(jīng)過一個(gè)抽樣量化編碼器進(jìn)行數(shù)字化，該抽樣量化編碼器輸出量化指標(biāo)、量化電平和誤差均方值，其波形分別與圖4.2.2中三個(gè)圖形對(duì)應(yīng)。4.3 模擬信號(hào)的DPCM編譯碼利用通信工具箱和信號(hào)處理工具箱設(shè)計(jì)一模擬信號(hào)的DPCM編譯碼，顯示設(shè)計(jì)過程中的變化與仿真。仿真模型結(jié)構(gòu)圖及仿真波形圖如圖4.3.1、圖4.3.2所示。圖4.3.1 模擬信號(hào)的DPCM編譯碼系統(tǒng)圖4.3.2 模擬信號(hào)的DPCM編譯碼仿真波形分析：從圖4.3.2中可以看出經(jīng)譯碼后的波形的幅度比原信號(hào)小，

5、這是因?yàn)樵诹炕^程中存在一定誤差。4.4 DPCM和PCM通信系統(tǒng)比較利用通信工具箱和信號(hào)處理工具箱設(shè)計(jì)DPCM和PCM通信系統(tǒng)，顯示設(shè)計(jì)過程中的波形變化與仿真。仿真模型結(jié)構(gòu)圖及仿真波形圖如圖4.4.1、圖4.4.2、圖4.4.3、圖4.4.4所示。圖4.4.1 DPCM通信系統(tǒng)仿真模型結(jié)構(gòu)圖圖4.4.2 PCM通信系統(tǒng)仿真模型結(jié)構(gòu)圖圖4.3.3 DPCM通信系統(tǒng)編譯碼仿真波形圖4.3.4 PCM通信系統(tǒng)編譯碼仿真波形分析：可以看出接收端與發(fā)送端的波形基本上是一致的，只是幅度略有變小。另外也能發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)通信系統(tǒng)存在的問題有兩個(gè)：1.差錯(cuò)不可控；2.頻帶利用率低。4.5 綜合通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析：由

6、于是數(shù)字通信系統(tǒng)，因此頻帶利用率低。我們采取復(fù)用的方式來提高頻帶利用率，即使用復(fù)用器將多路信號(hào)(本次設(shè)計(jì)中為2路信號(hào))進(jìn)行合并。仿真模型結(jié)構(gòu)圖及仿真波形圖如圖4.5.1、圖4.5.2、圖4.5.3所示。圖4.5.1 綜合通信系統(tǒng)仿真模型結(jié)構(gòu)圖圖4.5.2 PCM第一路信號(hào)仿真波形圖4.5.2 PCM第二路信號(hào)仿真波形五、 總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)以Simulink為軟件平臺(tái)，充分利用其提供的通信工具箱和信號(hào)處理工具箱中的模塊，以簡(jiǎn)單的通信系統(tǒng)、常用的DPCM數(shù)字電話通信系統(tǒng)和PCM數(shù)字電話通信系統(tǒng)為例，對(duì)其進(jìn)行了模型構(gòu)建、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真演示、結(jié)果顯示、誤差分析及綜合性能分析，重點(diǎn)對(duì)DPCM與PCM進(jìn)行了誤差分析和比較。然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出了一個(gè)完整的通信系統(tǒng)。六、 心得與體會(huì)在本次課程設(shè)計(jì)的過程中，增強(qiáng)了對(duì)通信系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)MATLAB的Simulink的操作能力也得到了一個(gè)很大的提升。在剛開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)無從下手，因此在開始的幾天里，閱讀了大量相關(guān)的資料，了解了各模塊的功能及使用方法，同時(shí)也參考了別人的一些相關(guān)設(shè)計(jì)。在接下來的幾天中先將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)完成，然后開始進(jìn)行綜合通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，逐漸了解了各個(gè)部分是如何銜接起來的。在調(diào)試時(shí)同樣遇到了很多問題。有時(shí)是自己粗心大意，輸入輸出數(shù)不匹配，有時(shí)是因?yàn)閰?shù)沒有調(diào)好，使得系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果與預(yù)期有出入。通過