通信系统课群综合训练与设计Word文档下载推荐.doc
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序号
设计内容
所用时间
1
根据设计任务，分析电路原理，确定实验方案
2天
2
根据实验条件进行电路的测试，并对结果进行分析
7天
3
撰写课程设计报告
1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
1课程设计任务与要求 1
1.1课程设计的目的 1
1.2课程设计的任务与要求 1
2PCM（脉冲编码调制）编译码 2
2.1脉冲编码调制的基本原理 2
2.2逐次比较法编码 3
2.3折叠二进制码原理 4
2.4逐次比较法译码原理 5
2.5MATLAB编程实现PCM编译码 6
3HDB3码编解码 6
3.1AMI码编码基本原理 6
3.2HDB3码编码基本原理 7
3.3HDB3码的译码 8
3.4MATLAB实现HDB3码编解码 8
4信道编码循环码编译码 9
4.1循环码编译码原理与特点 9
4.2循环码编码原理 9
4.3循环码译码原理 10
4.4MATLAB实现循环码编译码 10
52PSK调制与解调 11
5.1数字调制技术 11
5.2二进制相移键控（2PSK）基本原理 11
5.3MATLAB实现2PSK调制与解调 13
5.4瑞利衰落信道方案设计 13
6MATLAB软件仿真 14
6.1发送端仿真结果 14
6.1.1PCM编码仿真 14
6.1.32PSK调制以及衰落信道仿真 15
6.2接收端仿真结果 16
6.2.12PSK解调仿真 16
6.2.2循环码及HDB3码解码仿真 16
6.2.3PCM解码仿真 17
6.3仿真结果分析 17
6小结与体会 18
参考文献 19
附录 20
摘要
通信系统是一个十分复杂的系统，在具体实现上有多种多样的方法，但总的过程却是具有共性的。
对于一个模拟信号数字化传输，过程可分为数字化，信源编解码，信道编解码，调制解调，加扰等。
本实验利用MATLAB实现了PCM编码，HDB3码，循环码，PSK调制，衰落信道及对应的解调过程，完整实现了一个通信系统的全部过程。
MATLAB是由美国Mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
关键字：
通信系统循环码PSK调制衰落信道MATLAB
Ⅰ
Abstract
Communicationsystemisaverycomplicatedsystemintheimplementationofavarietyofmethods.Buttheprocesshasgeneralcharacters.Foraanalogsignaldigitaltransmission,theprocesscanbedividedintodigital,sourcedecoding,channeldecoding,modem,scrambling,etc.ThisexperimentusingMATLABthedeltamodulation,Millercode,cyclecode,PSKmodulation,fadingchannelandthecorrespondingdemodulationprocess,completeimplementsacommunicationsystemofallprocess.
MATLABisahigh-leveltechnicalcomputinglanguageandinteractiveenvironmentforalgorithmdevelopment,datavisualization,dataanalysis,andnumericcomputation.UsingMATLAB,youcansolvetechnicalcomputingproblemsfasterthanwithtraditionalprogramminglanguages,suchasC,C++,andFortran.
Keywords:
CommunicationsystemcyclecodePSKmodulationfadingchannelMATLAB
Ⅱ
1课程设计任务与要求
1.1课程设计的目的
通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。
进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化；
加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。
1.2课程设计的任务与要求
要求利用仿真软件（如Matlab或SystemView），或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统（如图1-1所示）。
其中信源为随机确定的一个模拟时间函数，数字化方式采用PCM编码，基带码为HDB3码，信道码采用循环码，调制方式为PSK，信道类型为衰落信道。
要求完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源），计算失真度，并且分析原因。
图1.1典型的通信系统
2PCM（脉冲编码调制）编译码
2.1脉冲编码调制的基本原理
把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制，简称脉码调制。
如：
在下图中，模拟信号的抽样值为3.15，3.96，5.00，6.38，6.80和6.42。
若按照“四舍五入”的原则量化为整数值，则抽样值量化后变为3，4，5，6，7和6。
在按照二进制数编码后，量化值（quantizedvalue）就变成二进制符号：
011、100、101、110、111和110。
图2.1二进制编码原理
图2.2PCM系统的原理方框图
2.2逐次比较法编码
上节编码器（a）中的量化器和编码器常构成一个不能分离的编码电路，这种编码电路有不同的实现方案，最常用的一种方案成为逐次比较法编码，其基本原理方框图如下图所示。
比较器
保持电路
恒流源
记忆电路
Is>
Iw,ci=1
Is<
Iw,ci=0
c1,c2,c3
Is
Iw
输入信号
图2.3逐次比较法编码原理方框图
图中示出一个3位编码器。
其输入信号抽样脉冲值在0和7.5之间。
它将输入模拟抽样脉冲编成3位二进制编码c1c2c3。
图中输入信号抽样脉冲电流Is由保持电路短时间保持，并和几个称为权值电流的标准电流Iw逐次比较。
每比较一次，得出1位二进制码。
权值电流Iw是在电路中预先产生的。
Iw的个数决定于编码的位数，现在共有3个不同的Iw值。
因为表示量化值的二进制码有3位，即c1c2c3。
它们能够表示8个十进制数，从0至7，如下表所示。
量化值
c1
c2
c3
4
5
6
7
表1编码表
因此，若按照“四舍五入”原则编码，则此编码器能够对-0.5至+7.5之间的输入抽样值正确编码。
由此表可推知，用于判定c1值的权值电流Iw=3.5，即若抽样值Is<
3.5，则比较器输出c1=0；
若Is>
3.5，则比较器输出c1=1。
c1除输出外，还送入记忆电路暂存。
第二次比较时，需要根据此暂存的c1值，决定第二个权值电流值。
若c1=0，则第二个权值电流值Iw=1.5；
若c1=1，则Iw=5.5。
第二次比较按照此规则进行：
若Is<
Iw，则c2=0；
Iw，则c2=1。
此c2值除输出外，也送入记忆电路。
2.3折叠二进制码原理
表1给出的二进制编码是按照二进制数的自然规律排列的，称为自然二进制码。
但这不是唯一编码方法，常用的还有折叠二进制码。
折叠二进制码是用最高位表示电压的极性正负，而用其他位来表示电压的绝对值。
这就是说，在用最高位表示极性后，双极性电压可以采用单极性编码方法处理，从而使编码电路和编码过程大为简化。
折叠码的另一个优点是误码对于小电压的影响较小。
在13折线法中采用的折叠码有8位。
其中第一位c1表示量化值的极性正负。
后面的7位分为段落码和段内码两部分，用于表示量化值的绝对值。
其中第2至4位（c2c3c4）是段落码，共计3位，可以表示8种斜率的段落；
其他4位（c5~c8）为段内码，可以表示每一段落内的16种量化电平。
段内码代表的16个量化电平是均匀划分的。
所以，这7位码总共能表示27＝128种量化值。
在下面的表中给出了段落码和段内码的编码规则。
段落序号
段落码
c2c3c4
段落范围
（量化单位）
段落码
8
111
1024~2048
011
64~128
110
512~1024
010
32~64
101
256~512
001
16~32
100
128~256
000
0~16
表2段落码编码规则
量化间隔
段内码
c5c6c7c8
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