《武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word课程设计任务书学生某某： 专业班级： 通信工程1004班 指导教师： 周建新 工作单位： 信息工程学院 题 目:通信系统课群综合训练与设计初始条件：Matlab软件，电路根底，通信原理根底设计任务与要求:1、利用仿真软件MATLAB，或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统2、学生要完成整个系统各环节以与整个系统的仿真，最终在接收端准确或者近似地再现输入信源，计算失真度，并且分析原因。参考资料：1通信原理樊昌信，国防工业，2001年5月2通信系统仿真冯育涛，国防工业，2009年3matlab仿真技术与应用实例教程X森 X正亮，机械工业，2004年1月时间安排：序号设 计 内 容所
2、用时间1根据设计任务，分析电路原理，确定实验方案2天2根据实验条件进展仿真，并对结果进展分析6天3撰写课程设计报告2天合 计2周指导教师签名： 年 月 日系主任或责任教师签名： 年 月 日目录摘 要3Abstract41 MATLAB简介52 设计要求73 系统原理与实现83.1 PCM根本工作原理83.2 CMI码的根本原理121313153.3.3 循环码的纠错原理163.4 2FSK调制解调原理183.5 AWGN原理204 仿真结果215 心得体会25参考文献26附录27摘 要本次课程设计主要是利用仿真软件Matlab设计完成一个典型的通信系统。一般的通信系统是由信源，发送设备，信道，
3、接收设备，接收者构成。根据此次课程设计的要求，是将一模拟信号经过数字化，信源编码，信道编码，数字调制后再经过相应的解码调制后，得到原始信号。其中数字化方式为PCM调制，基带码为CMI码，信道码为循环码，数字调制方式为FSK调制，信道为AWGN。并且要求完成整个系统各环节以与整个系统的仿真，最终在接收端或者准确或者近似地再现输入信源，计算失真度，并且分析原因。关键字：通信系统，调制，解调，MatlabAbstractThis course designed is use simulation software named Matlab to design a pleted and typical
4、 munication system. The general munication system is by the source, send equipment, channel, receiving equipment, constitute the receiver. According to the requirements of the course design, it is a analog signal through digital, source coding, channel coding, digital modulation after after correspo
5、nding decoding modulation, get the original signal. The digital way is the PCM, baseband code is CMI code, channel code is cyclic code, digital modulation mode is FSK modulation, and channel is AWGN. And asked to plete the whole system and each link of the whole system simulation, and finally at the
6、 receiving end or similar or accurate reproduction of the input (source), calculation distortion, and reasons for analysis.Key words：munication system，modulation，demodulation，Matlab1 MATLAB简介MATLAB是Matrix Laboratory的缩写，是一款由美国Math Works公司出品的商业数学软件。MATLAB 是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以与数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵
7、运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面与与调用其它语言包括C，C+和FORTRAN编写的程序。 尽管MATLAB主要用于数值运算，但利用为数众多的附加工具箱Toolbox它也适合不同领域的应用，例如控制系统设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析等。MATLAB的主要优势如下：1.友好的工作平台和编程环境 MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业
8、化以与软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比拟完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够与时地报告出现的错误与进展出错原因分析。2.简单易用的程序语言 MATLAB一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序M文件后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C语言根
9、底上的，因此语法特征与C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究与工程计算各个领域的重要原因。3.强大的科学计算机数据处理能力 MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C+ 。在计算要求一样的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MA
10、TLAB的这些函数集包括从最简单最根本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程与偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以与建模动态仿真等。4.出色的图形处理功能 MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进展标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的
11、改良和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能例如图形的光照处理、色度处理以与四维数据的表现等，MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面GUI的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自
12、己编写代码。目前，MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型与半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱Toolbox家族中有了自己的一席之地。6.应用软件开发包括用户界面 在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对
13、性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向Excel和HDF5进展连接。2 设计要求可以用软件如Matlab，也可以在硬件实验系统平台上完成一个典型的通信系统如如下图所示的仿真。图1典型的通信系统输入：首先输入模拟信号，给出此模拟信号的时域波形。数字化：将模拟信号进展数字化，得到数字信号，选择PCM编码。信道编码：选用循环码。信源编码：实现基带码形变换(CMI码)信道：采用AWGN。PCM解码：给出解码后的模拟信号的时域波形，并与输入信号进展比拟。要完成整个系统各环节以与整个系统的仿真，最终在接收端或者准确或者近似地再现输入信源，计算失真度，并且分析原因。3 系统原理与实现3.1 PCM根本
14、工作原理脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)是概念上最简单、理论上最完善的编码系统，是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统，但也是数据量最大的编码系统。PCM的编码原理比拟直观和简单，如下图为PCM系统的原理框图：图2 PCM系统的原理框图图中，输入的模拟信号m(t)经抽样、量化、编码后变成了数字信号(PCM信号)，经信道传输到达接收端，由译码器恢复出抽样值序列，再由低通滤波器滤出模拟基带信号m(t)。通常，将量化与编码的组合称为模/数变换器A/D变换器)；而译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A变换器)。前者完成由模拟信号到数字信号的变换，后者如此相反，即
15、完成数字信号到模拟信号的变换。PCM在通信系统中完成将语音信号数字化功能，它的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、与量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和律方式，我某某用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化PCM编码。PCM编码原理：(1) 抽样所谓抽样，就是对模拟信号进展周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。(2) 量化量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽
