通信系统课群综合训练与设计Word格式文档下载.docx

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时间安排：

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：

2013年1月11日

系主任（或责任教师）签名：

摘要

在当今信息化社会中，随着通信技术的飞速发展，相关的通信理论、技术也得到了飞速发展。

数字通信已成为信息传输的重要手段，数字通信的新设备不断涌现，全球数字化已成为当今社会发展的主要潮流，人们越来越离不开数字通信，越来越期望了解和掌握数字通信技术。

数字通信是迅速发展的信息技术，目前将科研的发展前沿与基础的通信理论有机结合阐述的著作还很少。

Matlab是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，其强大的计算和图形功能使其在科学计算和工程领域赢得了众多的用户。

经过许多专家、工程师在自己相关领域的扩充，Matlab成为了一个多领域、多学科、多功能的优秀科技应用软件，从而被广泛地应用于各领域和学科的研究与仿真。

Matlab是一种编程语言和可视化工具，它能对数据以图形的方式显示出来，使数据间的关系明了Matlab所包含的应用工具箱的功能非常丰富，提供的Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，支持线性和非线性系统，能够在连续时间域、离散时间域或者两者的混合时间域里进行建模，其中通信系统工具箱中包含了对通信系统进行分析和仿真所需的信源编码、纠错编码、信道、调制解调以及其他所用的库函数和模块。

关键词：

增量调制，Miller码，循环码，PSK，衰落信道

Abstract

Intoday'

sinformationsociety,withtherapiddevelopmentofcommunicationtechnology,communicationtheory,technologyhasalsobeenarapiddevelopment.Digitalcommunicationhasbecomeanimportantmeansofinformationtransmission,newdigitalcommunicationdevicesemergingglobaldigitaltechnologyhasbecomethedevelopmenttrendintoday'

ssociety,peopleincreasinglyinseparablefromdigitalcommunicationsincreasinglyexpectedtounderstandandmasterdigitalcommunicationtechnology.Digitalcommunicationsistherapiddevelopmentofinformationtechnology,thedevelopmentofcutting-edgeresearchbasedcommunicationtheorycombineelaboratewritingsrarely.

MatlabMathWorksInc.launchedasetofhigh-performancenumericalcomputationandvisualizationsoftware,powerfulcomputingandgraphicscapabilitiesmakeitwonalargenumberofusersinthefieldofscientificcomputingandengineering.Manyexperts,engineersintheirownfieldexpansion,Matlabhasbecomeamulti-field,multi-disciplinary,multi-functionalexcellenceintechnologyandapplicationsoftware,whichiswidelyusedinvariousfieldsanddisciplinesandsimulation.Matlabisaprogramminglanguageandvisualizationtools,datacanbedisplayedingraphicalformtherelationshipbetweenthedatatounderstandtheMatlabtheapplicationtoolboxfunctionscontainedveryrich,providedSimulinkisusedtodynamicallysystemmodeling,simulationandanalysissoftwarepackagethatsupportslinearandnonlinearsystems,continuous-timedomain,thediscrete-timedomain,oramixofbothtimedomainmodeling,communicationsystemtoolboxcontainscommunicationsystemanalysisandsimulationrequiredsourcecoding,errorcorrectioncoding,channel,modulationanddemodulation,andotherlibraryfunctionsandmodules.

Keywords:

deltamodulation,Millercodes,cycliccodes,PSKfadingchannel

1.设计任务

利用Matlab设计完成一个典型的通信系统（如图1所示）。

图1典型的通信系统

其中，信源为正弦信号，

数字化方式为增量调制，

基带码为Miller码，

信道码为循环码，

调制方式为PSK，

信道类型为衰落信道。

2.实验电路原理分析

2.1增量调制原理

增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是PCM的一种特例。

增量调制编码基本原理是指用一位编码，这一位码不是表示信号抽样值的大小，而是表示抽样幅度的增量特性，即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小，增大则输出“1”码，减小则输出“0”码。

输出的“1”，“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减，不表示信号的绝对值。

增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别（增加、还是减少）而不是代表抽样值本身的大小，因此把它称为增量调制。

在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加（用1码）还是减少（用0码）。

收端译码器每收到一个1码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶，而收到一个0码，译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。

增量调制（DM）是DPCM的一种简化形式。

在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。

预测滤波器的分子系数向量是[0,1],分母系数为1。

当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。

增量调制系统框图如图2所示,其中量化器是一个零值比较器,根据输入的电平极性,输出为δ,预测器是一个单位延迟器,其输出为前一个采样时刻的解码样值,编码器也是一个零值比较器,若其输入为负值,则编码输出为0,否则输出为1。

解码器将输入1,0符号转换为δ,然后与预测值相加后得出解码样值输出,同时也作为预测器的输入。

输入样值enen=δsgn（en）传输δsgn（en）xn=xn-1+δsgn（en）

xn+-++

预测输出+n-1

+预测输出解码样值输出

xn-1预测输入xn=xn-1+δsgn（en）

图2增量调制原理框图

2.2Miller码原理

Miller码也称延迟调制码，是一种变形双向码。

其编码规则：

对原始符号“1”码元起始不跃变，中心点出现跃变来表示，即用10或01表示。

对原始符号“0”则分成单个“0”还是连续“0”予以不同处理；

单个“0”时，保持0前的电平不变，即在码元边界处电平不跃变，在码元中间点电平也不跃变；

对于连续“0”，则使连续两个“0”的边界处发生电平跃变。

2.3循环码原理

图3总原理方框图

循环码的编、译码系统由下列五部分组成：

定时单元、信码发生器及显示部分、编码器和译码器。

（1）定时单元

本单元提供编码器及译码器所需的时序信号。

其时钟重复频率（CP）为2MHZ。

（2）信码发生器

本单元给编码器提供一个信号源，手控开关（板上CDIN）置于+5V时，发光二极管亮，代表输出“1”码元。

若开关置于“0”，代表输出“0”码元。

（3）循环码编码器

编码器是本实验的主要部分。

根据生成多项式，采用5个异或门和D触发器组成编码器。

在K1信号的控制下，输入6位信息码元CDIN，一方面串行输入信道，另一方面通过与门送入除法电路进行计算。

第6位输入码元结束时，K1信号也为零，在CP脉冲作用下，移位寄存器将计算的结果（CDOUT）送往信道，即在6位信息码元后附加了9位监督码，使码长（n=K+r）为15。

（4）译码方框图及原理介绍

图4译码器方框图

经过信道加错后的信码，在K1信号的作用下，进入6位移存器，同时另一路进入除法电路进行伴随式计算，当6个信码全存人移存器时，电子开关置于“0”，此时信码保存在移存器中，同时另一路已进入除法器的信码，在CP脉冲的作用下，进入除法电路及正交方程形成网络、大数逻辑判决电路。

由于本实验最小码间距离d0=6，故最多能纠正两位错码，若错码个数在2个以内，该系统能自行纠正，纠正后的信码通过电子开关进入移存器，并在显示信号K3的作用下，若发光二极管亮表示“1”码，不亮表示“0”码。

此时译码信号是并行输出至显示部分的，它显示的信号应与信源显示的一一对应（注意此时信道干扰产生的错码只能是1个或2个）。

假如信道中错误个数已超过该码纠错能力（即超过2），那么译码显示与编码显示不能对应。

正交方程的定义是：

假定最高错误码元为e14，其次e13，此类推至e0，即e14在每个方程中均出现一次，而其它错误码元在4个方程组中出现一次，正交方程组如下：

由正交形成网络输出至大数逻辑判决电路，由四个三与非门及四输入与非门组成。

该电路输出信号通过与门在K2信号作用下，一方面进入除法电路进行伴随式复位，另一方面进入异或门，与6位移位寄存器中相应的信号相加（最高位）。

已纠正的码经过与门又存在相应的移位寄存器中。

6位