通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū):通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)軟件，電腦，通信原理知識(shí):1、利用仿真軟件（如Matlab或一個(gè)典型的通信系統(tǒng)2、學(xué)生要完成整個(gè)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)以及整個(gè)系統(tǒng)的仿真，最終在接收端或者精確或年年月月日日目錄摘要.................................................................................................................................3Abstract............................................................................................................................31.引言.............................................................................................................................11.1通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介.....................................................................................................11.2Matlab簡(jiǎn)介........................................................................................................12.系統(tǒng)設(shè)計(jì)......................................................................................................................22.1通信系統(tǒng)原理.....................................................................................................22.2系統(tǒng)整體設(shè)計(jì).....................................................................................................33.子系統(tǒng)設(shè)計(jì)...................................................................................................................43.1脈沖編碼調(diào)制（）.......................................................................................43.1.1抽樣（Samping）......................................................................................43.1.2量化（Quantizing）..................................................................................53.1.3編碼（Coding）........................................................................................63.2Manchester碼編解碼..........................................................................................63.2.1曼切斯特編碼原理....................................................................................73.2.2曼切斯特解碼原理....................................................................................73.3循環(huán)碼編解碼.....................................................................................................83.3.1循環(huán)碼編碼原理.......................................................................................93.3.2循環(huán)碼解碼原理.......................................................................................93.3.3糾錯(cuò)能力................................................................................................103.4ASK調(diào)制與解調(diào)...............................................................................................113.5衰落信道..........................................................................................................124軟件設(shè)計(jì)及結(jié)果分析...................................................................................................124.1編程工具的選擇...............................................................................................124.2軟件設(shè)計(jì)方案...................................................................................................134.3編碼與調(diào)試......................................................................................................134.4運(yùn)行結(jié)果及分析...............................................................................................145心得體會(huì).....................................................................................................................19參考文獻(xiàn)........................................................................................................................19附錄...............................................................................................................................20Ⅰ摘要在數(shù)字通信系統(tǒng)中，需要將輸入的數(shù)字序列映射為信號(hào)波形在信道中傳輸，本概念及數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)膫鬏斶^(guò)程和如何用MATLAB軟件仿真設(shè)計(jì)數(shù)字傳輸系數(shù)字信號(hào)的傳輸過(guò)程。然后按照仿真過(guò)程基本步驟用MATLAB的仿真工具實(shí)現(xiàn)了數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真過(guò)程，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：PCM調(diào)制、曼徹斯特碼、循環(huán)碼、ASK、衰落信道AbstractIndigitalcommunicationsystem,needtoinputdigitalsequenceismappedtothesignalinthechanneltransmission,thesequenceofdigitalsignalsourceoutput,aftermappingtobesuitableforthetransmissionofdigitalmodulationsignal,andthereceivingendcorrespondingtoresumetheoriginalsignaldemodulation.SothispapermainlystudiesthedigitalsignaltransmissionandthebasicconceptofdigitalsignaltransmissionprocessandhowtouseMATLABsoftwaresimulationdesignofdigitaltransmissionsystem.Firstintroducedthesubjectofthetheoreticalbasis,includingdigitalcommunication,digitalbasebandtransmissionsystemanddigitalsignaltransmissionprocess.ThenaccordingtothesimulationprocessbasicstepsofusingMATLABsimulationtooltoachievethedigitalbasebandtransmissionsystemsimulationprocess,hascarriedonthesystemanalysis.Keywords:PCMmodulation,Manchestercodes,cycliccodes,ASK,fadingchanneⅠ武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.引言1.1通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介所需的一切設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和稱(chēng)為通信系統(tǒng)。圖像等。而離散消息的狀態(tài)是離散取值的，如文字、符號(hào)、數(shù)據(jù)等。與此對(duì)應(yīng)，通信系統(tǒng)也分為兩類(lèi)：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)的基本特征是：它傳送的信號(hào)是“離散”的或數(shù)字的。與模擬通信123）易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、加工、變換、存儲(chǔ)，從而形成智能網(wǎng)。因?yàn)樽匀唤绲脑S多信息都是模擬信號(hào)，例如話(huà)音、圖像等，為了能用數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)傳送模擬信號(hào)，必須對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，即模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換。1）對(duì)模擬信號(hào)在2）對(duì)模擬信號(hào)的抽樣值進(jìn)行量化，完成幅度上的離散化，使幅度變成有限鐘取值。數(shù)模轉(zhuǎn)換是模數(shù)轉(zhuǎn)換的逆過(guò)程，它對(duì)接受到方法就是脈沖編碼調(diào)制（PCM1.2Matlab簡(jiǎn)介MATLAB的名稱(chēng)源自MatrixLaboratory響的CleveMolerMATLAB產(chǎn)品的美國(guó)Mathworks公司的創(chuàng)始人之一。MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專(zhuān)門(mén)以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。將高性能科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作中。MATLAB與其它計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言如C，C++等相比，MATLAB語(yǔ)言編程要簡(jiǎn)潔得1武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)多，編程語(yǔ)句更加接近數(shù)學(xué)描述，可讀性好，其強(qiáng)大的圖形功能和可視化數(shù)據(jù)處理能力也是其它高級(jí)語(yǔ)言望塵莫及的。對(duì)于具有任何一門(mén)高級(jí)語(yǔ)言基礎(chǔ)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)MATLAB十分容易。當(dāng)在實(shí)際電子通信系統(tǒng)中進(jìn)行試驗(yàn)研究比較困難或者根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，仿真技術(shù)就成為必然的選擇。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1通信系統(tǒng)原理般模型如下：圖1通信系統(tǒng)一般模型成是信源。信源輸出的信號(hào)稱(chēng)為基帶信號(hào)。所謂基帶信號(hào)是指沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制（進(jìn)行頻譜據(jù)原始電信號(hào)的特征，基帶信號(hào)可分為數(shù)字基帶信號(hào)和模擬基帶信號(hào)，相應(yīng)地，信源也分為數(shù)字信源和模擬信源。信號(hào)）變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。變換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬移的場(chǎng)合，調(diào)制是最常見(jiàn)的變換方式；對(duì)傳輸數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，發(fā)送設(shè)備又常常包含信源編碼和信道編碼等。信道是指信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，可以是有線(xiàn)的，也可以是無(wú)線(xiàn)的，甚至還可以包含某些2武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)在接收端，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解碼等。它的任務(wù)是從帶有干擾的接收信號(hào)中恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號(hào)來(lái)。信宿是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。2.2系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)此次課程設(shè)計(jì)是通信系統(tǒng)中的一種系統(tǒng)：數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真。其基本框圖如圖2所示：抽樣噪聲模擬信號(hào)信源譯碼信道譯碼抽樣判決數(shù)字濾波器圖2通信系統(tǒng)基本原理框圖其中：(1)模擬信號(hào)為原始的信原信號(hào)，采取自己構(gòu)造以時(shí)間函數(shù)。(2)抽樣是將上述的時(shí)間和幅值都連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散幅值連續(xù)的信號(hào)。(3)量化是將上述的時(shí)間離散幅值連續(xù)的抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散幅值離散的信號(hào)，抽樣量化采用脈沖編碼調(diào)制（PCM(4)信源編碼是將上述量化后的值編碼成0、1比特流的形式，并且可以減少冗余，提高效率，基帶碼采用Manchester碼進(jìn)行編碼。(5)信道編碼是為了提高傳輸可靠性，信道碼采用循環(huán)碼進(jìn)行編碼。(6)數(shù)字調(diào)制是將上述0、1比特流轉(zhuǎn)換成適合在通信信道中傳輸?shù)牟ㄐ?，調(diào)制方式為ASK調(diào)制。(7)信道是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，信?hào)在信道中傳輸時(shí)經(jīng)常會(huì)有噪聲的干擾。3武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(8)形式的信號(hào)。(9)抽樣判決是將方波形號(hào)轉(zhuǎn)換成0、1比特流。(10)信道譯碼是信道編碼的反過(guò)程，采用循環(huán)碼進(jìn)行譯碼。(11)信源譯碼是信源編碼的反過(guò)程，采用Manchester碼進(jìn)行譯碼。(12)最后還原成模擬信號(hào)。3.子系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1脈沖編碼調(diào)制（PCM）PCM幅度量化，編碼的過(guò)程。）抽樣是把模擬信號(hào)以其信號(hào)帶寬2抽樣信號(hào)的過(guò)程。例如，話(huà)音信號(hào)帶寬被限制在0.3～3.4kHz內(nèi)，用8kHz的抽樣頻率（PAM）信號(hào)。對(duì)抽樣信號(hào)進(jìn)行檢波和平滑濾波，即可還原出原來(lái)的模擬信號(hào)。號(hào)抽樣定理內(nèi)容：一個(gè)頻帶限制在赫內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào),若以的間隔對(duì)它進(jìn)行等間隔抽樣，則將被所得到的抽樣值完全確定。語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣變成一種脈沖幅度調(diào)制（PAM）信號(hào)。4武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）把幅度連續(xù)變化的模擬量變成用有限位二進(jìn)制數(shù)字表示的數(shù)字量的過(guò)程稱(chēng)為量化。即：抽樣信號(hào)雖然是時(shí)間軸上離散的信號(hào)，但仍然是模擬信號(hào)，其樣值在一定的取值范圍內(nèi)，可有無(wú)限多個(gè)值。顯然，對(duì)無(wú)限個(gè)樣值一一給出數(shù)字碼組來(lái)對(duì)應(yīng)是不可能的。為了實(shí)現(xiàn)以數(shù)字碼表示樣值，必須采用“四舍五入”的方法把樣值分級(jí)“取整”，使一定取值范圍內(nèi)的樣值由無(wú)限多個(gè)值變?yōu)橛邢迋€(gè)值。取決于把樣值分級(jí)“取整”的方式，分的級(jí)數(shù)越多，即量化級(jí)差或間隔越小，量化噪聲也越小。量化誤差：量化后的信號(hào)和抽樣信號(hào)的差值。量化誤差在接收端表現(xiàn)為噪聲，稱(chēng)為量化噪聲。量化級(jí)數(shù)越多誤差越小，相應(yīng)的二進(jìn)制碼位數(shù)越多，要求傳輸速率越高，頻帶越寬?；?。幅度大的區(qū)間量化間隔取得大。我國(guó)采用的A律壓擴(kuò)。在PCM-30/32通信設(shè)備中，采用A律13Y軸均勻分為816Y軸一共有16×8＝128X軸采用非均勻劃分來(lái)實(shí)現(xiàn)非均勻量化的目的，劃分規(guī)律是每次按二分之一來(lái)進(jìn)行分段。13折線(xiàn)示意圖如圖3所示：圖313折線(xiàn)示意圖5武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)由于分成128727＝128Y軸有正值和負(fù)值之分，需加一位極性碼，故共有8位二進(jìn)制碼。）分布的對(duì)稱(chēng)性使正、負(fù)樣值的個(gè)數(shù)相等，正、負(fù)向的量化級(jí)對(duì)稱(chēng)分布。若將有限個(gè)量化樣值的絕對(duì)值從小到大依次排列，并對(duì)應(yīng)地依次賦予一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字代碼（例如，賦予樣值0的十進(jìn)制數(shù)字代碼為0號(hào)。簡(jiǎn)單高效的數(shù)據(jù)系統(tǒng)是二進(jìn)制碼系統(tǒng)，因此，應(yīng)將十進(jìn)制數(shù)字代碼變換成二進(jìn)制編碼。根據(jù)十進(jìn)制數(shù)字代碼的總個(gè)數(shù)，可以確定所需二進(jìn)制編碼的位數(shù)，即字長(zhǎng)。這種把量化的抽樣信號(hào)變換成給定字長(zhǎng)的二進(jìn)制碼流的過(guò)程稱(chēng)為編碼。量化噪聲隨量化級(jí)數(shù)的增多和級(jí)差的縮小而減小。量化級(jí)數(shù)增多即樣值個(gè)數(shù)增多，就要求更長(zhǎng)的二進(jìn)制編碼。因此，量化噪聲隨二進(jìn)制編碼的位數(shù)增多而減小，即隨數(shù)字編碼信號(hào)的速率提高而減小。自然界中的聲音非常復(fù)雜，波形極其復(fù)雜，通常我們采用的是脈沖代碼調(diào)制編碼，即PCMPCM通過(guò)抽樣、量化、編碼三個(gè)步驟將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼。在實(shí)際的PCM設(shè)備中，量化和編碼是一起進(jìn)行的。通信中采用高速編碼方式。3.2Manchester碼編解碼Manchester數(shù)據(jù)波形中，這就有效的降低了通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。曼切斯特碼一般可由NRZ碼與NRZ碼的時(shí)鐘相異或而得到。NRZ碼這種二元碼0”與“1”一一對(duì)應(yīng)，在整個(gè)碼元期間內(nèi)電平保持不變。電脈沖之間無(wú)間隔，即脈沖的寬度等于碼元的寬度，極性單一。這種信號(hào)比較6武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)適合于數(shù)字電路處理。圖4曼切斯特編碼圖示由圖4NRZ而解決了傳輸數(shù)據(jù)定時(shí)信號(hào)的同步問(wèn)題。如果傳送數(shù)據(jù)信息為“1”時(shí)，曼切斯特編碼在數(shù)據(jù)位的中心由高電平跳變?yōu)榈碗娖?；如果傳送?shù)據(jù)信息為“0”時(shí)，曼切斯特編碼10”信息出現(xiàn)時(shí)，則曼切斯特編碼數(shù)據(jù)位的中心跳變方向也保持“1”或“0”的跳變，即在編碼后，01”的跳變波形則與時(shí)180形的180°相位代表NRZ數(shù)據(jù)信號(hào)的邏輯高電平，而時(shí)鐘波形就代表NRZ數(shù)據(jù)信號(hào)的邏輯低電平。由上可知，我們可以自行約定從高電平到低電平的跳變表示數(shù)據(jù)“11”00”跳變）.因此發(fā)送時(shí)鐘必須在碼后將占據(jù)兩位空間。7武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及獲取同步時(shí)鐘信息、識(shí)別同步數(shù)據(jù)頭、提取數(shù)據(jù)信息等3個(gè)階段。3.3循環(huán)碼編解碼(c,c,,c)C設(shè)C使某線(xiàn)性分組碼的碼字集合，如果對(duì)任C，它的循n1n20(c,c,c,c)環(huán)移位C(1)也屬于C，則稱(chēng)該n1碼為循環(huán)碼。n2n30循環(huán)碼特點(diǎn)有：1）循環(huán)碼是線(xiàn)性分組碼的一種，所以它具有線(xiàn)性分組的碼的一般特性，且具有循環(huán)性，糾錯(cuò)能力強(qiáng)。2）循環(huán)碼是一種無(wú)權(quán)碼，循環(huán)碼編排的特點(diǎn)為相鄰的兩個(gè)數(shù)碼之間符合卡諾中的條件，沒(méi)有瞬時(shí)錯(cuò)誤（在數(shù)碼變換過(guò)程中，在速度上會(huì)有快有慢，中間經(jīng)過(guò)其他一些數(shù)3）碼字的循環(huán)特性，循環(huán)碼中任一許用碼經(jīng)過(guò)牡環(huán)移位后，所得到的碼組仍然是許用碼組。對(duì)所有的i=0,1,2,……-1，用生成多項(xiàng)式除，有：nkixxnkia(x)g(x)b(x)ii式中是余式，表示為：b(x)ib(x)bix1bxbnki,nk1ii,0因此，nki是的倍式，即nk1是碼多項(xiàng)式，由此得到系統(tǒng)形式的xb(x)xb(x)i生成矩陣為：100bbbbbk1,nk1k1,1k1,0010bGk2,nk1k2,1kx,00000bbb0,nk10,10,0它是一個(gè)kn階的矩陣。同樣，由GT=0可以得到系統(tǒng)形式的一致校驗(yàn)矩陣為：Hbb0,nk1100bk1,nk1k2,nk18Hbbbb010k1,1k2,10,10,0bb001k1,0k2,0武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(x)m(x)xm有信息碼構(gòu)成信息多項(xiàng)式mk1，其中最高冪次為k-1；用x0乘nkk1以信息多項(xiàng)式m(x)xmkm，nk1m，……，m，m）移位到了碼字德前k個(gè)信息位，其后是r個(gè)全為零的監(jiān)督位；1k20(x)用除xnkm得到余式r(x),其次數(shù)必小于的次數(shù)，即小于（加于信息位后做監(jiān)督位，即將于xmk(x)相加，得到的多項(xiàng)式必為一碼多項(xiàng)式。n編碼步驟為：1）有信息碼構(gòu)成信息多項(xiàng)式m(x)=mk-1xk-1+``````m0其中高冪次為k-1；2）用xn-k乘上信息多項(xiàng)式m(x)，得最高冪次為，做移位；3）用除xn-km(x)和到余式。相應(yīng)的編碼過(guò)程流程如圖5所示：圖5循環(huán)碼編碼流程圖循環(huán)碼解碼步驟為：1）有接收到的計(jì)算伴了隨式s(x)。9武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2）根據(jù)伴隨式找出對(duì)應(yīng)的估值錯(cuò)誤圖樣。3）計(jì)算，得估計(jì)碼字。若c^(x)=c(x)，則譯碼正確，否則錯(cuò)誤。由于g(x)的次數(shù)為n-k次，g(x)除E(x)n-k-1次，故S(x)共有2n-k個(gè)可能的表達(dá)式，每一個(gè)表達(dá)式對(duì)應(yīng)一個(gè)錯(cuò)誤格式。其相應(yīng)的流程圖如圖6所示：由確定錯(cuò)誤圖樣E(x)(x)E(X)R(X)糾錯(cuò)c存儲(chǔ)c(x)圖6循環(huán)碼解碼流程圖有關(guān)。定理：對(duì)于任一個(gè)(n,k)線(xiàn)性分組碼，若要在碼字內(nèi)e11）檢測(cè)個(gè)錯(cuò)誤，要求碼的最小距離d；d2t12）糾正個(gè)錯(cuò)誤，要求碼的最小距離；dte13）糾正個(gè)錯(cuò)誤同時(shí)檢測(cè)個(gè)錯(cuò)誤，則要求；er和接收向量的多項(xiàng)式描述為10武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)r(x)c(x)e(x)r(x)s(x)定義的伴隨多項(xiàng)式為s(x)r(x)(modg(x))ssxsxsx2r1012r1由于c(x)a(x)g(x)0(modg(x)),所以s(x)e(x)(modg(x))由此可見(jiàn)，s(x)0e(xg(x0的差錯(cuò)并判斷e(x)(modg(x))0e(x)s(x)圖樣是否為0。3.4ASK調(diào)制與解調(diào)為了使數(shù)字信號(hào)能夠在信道中傳輸，必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。幅移鍵控信號(hào)（即ASK）就是其中的一種。ASKASK信號(hào)的載波頻率與外加載波信號(hào)相同。最簡(jiǎn)單的是所謂二進(jìn)制幅移鍵控信號(hào)2ASK，其調(diào)制與解調(diào)原理框圖如圖7二進(jìn)制基帶信號(hào)1和0控制下產(chǎn)生的通斷信號(hào)a(n)，調(diào)制器將基帶信號(hào)a(n)和載波信號(hào)Acos(t)相乘得到調(diào)制信號(hào)，調(diào)制信號(hào)與本地載波信號(hào)相乘實(shí)現(xiàn)解調(diào)，解調(diào)器將調(diào)制信號(hào)恢復(fù)成基帶信號(hào)即解調(diào)后信號(hào)。圖7ASK調(diào)制與解調(diào)原理框圖11武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3.5衰落信道通信系統(tǒng)，我們稱(chēng)它為基帶傳輸系統(tǒng)。而在另外一些遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男诺?，特別是無(wú)線(xiàn)信道和光信道中，由于信道中受到各種噪聲和反射漫反射的影響，使得信號(hào)產(chǎn)生衰落。數(shù)程的傳輸系統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)字載波傳輸系統(tǒng)。到一個(gè)小的加性噪聲，模擬成一個(gè)衰落信道，再將它與調(diào)制后的信號(hào)相加即可。4軟件設(shè)計(jì)及結(jié)果分析4.1編程工具的選擇這次選用的軟件是MATLAB，因?yàn)檫@款軟件的功能特很強(qiáng)大，學(xué)習(xí)方便，仿真容易實(shí)現(xiàn)。MATLAB具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）功能強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算功能；2）強(qiáng)大的圖形處理能力；3）高級(jí)但簡(jiǎn)單的程序環(huán)境；4）豐富的工具箱。最重要的是MATLABC語(yǔ)言的基礎(chǔ)，與C語(yǔ)言有類(lèi)似之處，編程流程大概差不多，但要注意的是MATLAB與C語(yǔ)言在程序代碼上也有細(xì)微的差別，C語(yǔ)言相比它的運(yùn)算速度較慢，但功能強(qiáng)大。12武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4.2軟件設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)我的思考，再加上查閱了大量資料后，有了以下編程設(shè)計(jì)思路。產(chǎn)生模擬信源并得到抽樣信號(hào)通過(guò)13拆線(xiàn)得到轉(zhuǎn)換后的值A(chǔ)SK子函數(shù)抽樣判決信道譯碼通過(guò)A侓公式反轉(zhuǎn)成原始模擬信號(hào)圖8系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖在主函數(shù)中，先產(chǎn)生一個(gè)模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)抽樣后得到抽樣值，將抽樣值通過(guò)13拆線(xiàn)法轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)值，將轉(zhuǎn)換后的值經(jīng)過(guò)量化和編碼后得到0、1比特流，再經(jīng)過(guò)信道譯碼，再經(jīng)過(guò)ASK調(diào)制，再人為加入一些噪聲，再通過(guò)數(shù)字濾波器將噪聲和載波濾掉，取出直流分量，得到方波波形。再經(jīng)過(guò)抽樣判決后得到0、1比特流，再經(jīng)過(guò)線(xiàn)性分組A4.3編碼與調(diào)試軟件設(shè)計(jì)部分包含1個(gè)主函數(shù)和多個(gè)個(gè)子函數(shù)。1）子函數(shù)y1=zhexian(x)的功能是將抽樣后得到的值用13拆線(xiàn)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的值；2）子函數(shù)bit=bianma(y4,n)的功能是將抽樣后的值量化后進(jìn)行自然二進(jìn)制編碼；3bit2=xunhuan(m)的功能是進(jìn)行信道編碼即：將每四位二進(jìn)制后加三位監(jiān)督位，比特流的總長(zhǎng)度除以四余下的則不進(jìn)行加監(jiān)督位；4)子函數(shù)bit3=xunhuanyima(gg)和bb=ASK(bit)的功能是將信源編碼后的0、1序列再經(jīng)過(guò)信道編碼（7，4）線(xiàn)性分組碼編碼，將信道編碼后的信號(hào)進(jìn)行ASK調(diào)制，13武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)由于考慮到在信道中傳輸是會(huì)有噪聲的影響，所以在仿真時(shí)我人為的加入一定的噪聲，已調(diào)信號(hào)）相乘，再用一個(gè)數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波，去掉了信號(hào)中的高頻成份和噪聲，取出直流分量，得到方波信號(hào)，對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行抽樣判決將其轉(zhuǎn)換成0、1比特流后，再經(jīng)過(guò)信道譯碼；5）子函數(shù)的功能是將接收到的0、1比特流分為八位二進(jìn)制一組一值。即可恢復(fù)原信號(hào)的量化值；6的功能是將恢復(fù)的量化值通過(guò)A律反轉(zhuǎn)換公式得到對(duì)應(yīng)的值，是用13拆線(xiàn)轉(zhuǎn)換的反過(guò)程。因?yàn)樵诋?dāng)＝86.5時(shí)，可以用13折線(xiàn)用13條折線(xiàn)近似A律的平滑曲線(xiàn)，在實(shí)際工程中A律的平滑曲線(xiàn)不易實(shí)現(xiàn)，而用13折線(xiàn)法可以降低工程實(shí)現(xiàn)中的難度。主函數(shù)的功能是是產(chǎn)生模擬信號(hào)并且進(jìn)行抽樣得到抽樣值，然后將各個(gè)子函數(shù)銜接到一塊，形成一個(gè)比較完整的通信系統(tǒng)，進(jìn)行仿真畫(huà)出各個(gè)階段重要的圖形，并進(jìn)行觀(guān)察和分析。4.4運(yùn)行結(jié)果及分析原始模擬信號(hào)如圖9所示：原始模擬信號(hào)1002468圖9原始模擬信號(hào)14武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)將此模擬信號(hào)按每周期取32個(gè)點(diǎn)抽樣，得到以下圖形：抽樣信號(hào)1002468圖10抽樣信號(hào)進(jìn)制數(shù)進(jìn)行信道編曲碼，得到如下圖形：信道編碼后的信號(hào)100123圖11信道編碼后的信號(hào)經(jīng)過(guò)ASK調(diào)制后的信號(hào)和在調(diào)制后的信號(hào)中加入噪聲有如下圖形：15武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)10-100.0050.010.0150.020.0250.03加噪后的信號(hào)210-1-200.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04圖12調(diào)制及加噪后的信號(hào)在接收端用一個(gè)與調(diào)制后的波同頻的相干波與接收到的信號(hào)相乘后得到以下圖形：與相干波相乘后的波形21001圖13與相干波相乘后的波形經(jīng)過(guò)數(shù)字低通濾波器濾除噪聲和載波后的波形如下圖：16武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)低通濾波后的波形1001234圖14低通濾波后的波形通過(guò)信道譯碼后的圖形如下：信道譯碼信號(hào)10012圖15信道解碼后的波形將信道譯碼后的信號(hào)，分為八位二進(jìn)制位一組一組的，再將其恢復(fù)成十進(jìn)制數(shù)，到對(duì)應(yīng)段去找取值，即恢復(fù)原始信號(hào)的量化值，再將其值通過(guò)A律公式反解出原始信號(hào)的抽樣值，畫(huà)出如下圖形：17武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)100圖16解碼后原始信號(hào)的抽樣值波形將上圖用平滑的曲線(xiàn)邊接起來(lái)，再標(biāo)注上抽樣點(diǎn)則得到如下圖形：100圖17接收端輸出信號(hào)信號(hào)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)后，稍有些延時(shí)。18武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5心得體會(huì)通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我收獲不少，對(duì)通信原理更加了解，尤其是對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)更深刻了解了其工作流程。在這次課程設(shè)計(jì)中，一開(kāi)始的預(yù)期工作就是查資料，我通過(guò)查閱架，然后在理清楚了基本框架后，我就開(kāi)始一步步的設(shè)計(jì)子程序，然后編寫(xiě)一些測(cè)試的接起來(lái)，也出了一點(diǎn)點(diǎn)小差錯(cuò)，比如是數(shù)據(jù)不對(duì)，越過(guò)數(shù)組范圍之類(lèi)的問(wèn)題。議，通過(guò)協(xié)議和接收到的信號(hào)，才能完整的恢復(fù)原始信號(hào)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我也學(xué)到了不少東西，學(xué)習(xí)是無(wú)止盡的，在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)保持良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，繼續(xù)提高我的思考設(shè)計(jì)能力。參考文獻(xiàn)[1]劉泉.通信電子線(xiàn)路.武漢理工出版社.2007年[2]張輝，曹麗.現(xiàn)代通信原理與技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社.2005[3]王秉鈞，馮玉氓等.通信原理[M].清華大學(xué)出版社2006年11月[4]王福昌.通信原理[M].清華大學(xué)出版社，2006.9[5]孫屹.Matlab通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)國(guó)防工業(yè)出版社.2005.1[6]馮育濤.通信系統(tǒng)仿真.國(guó)防工業(yè)出版社.2009[7]達(dá)新宇，孟繁茂，邱偉.通信原理實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).北京郵電大學(xué)出版社.2005[8]郭文彬，桑林.通信原理—基于Matlab的計(jì)算機(jī)仿真.北京郵電大學(xué)出版社.2006[9]陳懷琛等.MATLAB及在電子信息課程中的應(yīng)用.電子工業(yè)出版社.2007年19武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)附錄clc;clearall;%/*************************自己構(gòu)造一個(gè)時(shí)間函數(shù)*******************************/fs=6000;dt=1/fs;%設(shè)定采樣頻率%設(shè)定步長(zhǎng)%點(diǎn)數(shù)N=50;long=N;n=0:N-1;t=n*dt;%截止時(shí)間fc=300;%時(shí)間函數(shù)的頻率%時(shí)間函數(shù)余弦函數(shù)y=sin(2*pi*fc*t);figure(1);plot(t,y);%繪制時(shí)間函數(shù)圖象title('源信號(hào)時(shí)間函數(shù)波形')%/*************************對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行pcm編碼*************************/L=length(y);pcmy=pcmcoder(y,L,long);figure(2)%調(diào)用PCM函數(shù)stairs(pcmy);%繪制PCM編碼后的圖像title('PCM編碼')ylim([-0.21.2]);%axis([0300-0.21.2]);%/*************************對(duì)編碼后的信號(hào)進(jìn)行基帶編碼-曼徹斯特編碼************/mcstz=mcstcoder(pcmy,long);figure(3)stairs(mcstz);title