通信原理I课程设计报告Word格式文档下载.docx

通信原理I课程设计报告Word格式文档下载.docx

《通信原理I课程设计报告Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信原理I课程设计报告Word格式文档下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

主要

内容

1、完成系统方案的设计；

2、完成仿真程序的设计与调试；

3、分析仿真结果，得出合理结论。

设计

要求

1、仿真输入的模拟信号，给出信号波形和功率谱密度；

2、实现题目要求的模拟信号的调制与解调，画出调制后的信号波形和功率谱密度，以及解调后的输出信号波形；

3、实现题目要求的模拟信号的数字化；

4、实现题目要求的数字基带码型变换和反变换，画出变换后数字基带信号的波形；

5、实现题目要求的数字信号的调制与解调，画出调制后的信号波形和功率谱密度，以及解调后的输出信号波形；

6、在不同的条件下（基带码型、调制方式，输入信噪比），对系统信噪比（模拟）和误码性能（数字）进行分析，画出系统误码率仿真曲线；

7、实现系统仿真平台正常运行；

8、按要求完成设计报告。

仪器

设备

1、计算机1台，Matlab仿真软件一套。

参考

文献

[1]《通信原理》，周炯槃等，2005年11月北京邮电大学出版社

[2]《现代通信原理》，曹志刚等，清华大学出版社，1992年

[3]《通信原理》，樊昌信等，国防工业出版社，2006第6版

[4]《DigitalandAnalogCommunicationSystems》，LeonW.Couch，清华大学出版社影印版，1999第5版

[5]《DigitalModulationandCoding》，StephenG.Wilson，电子工业出版社影印版，1998年

课程设计进度安排（起止时间、工作内容）

课程设计共设8个题目，每班每人1套实验环境，每组选作不同的题目。

本课程设计上机16学时，分4次，每次4学时，具体安排如下：

课前准备：

了解设计题目，查阅相关文献，复习通信原理的基本知识；

上机（14学时）：

按照题目要求，完成通信系统设计，编写并调试仿真程序；

上机（2学时）：

现场验收答辩；

课后：

撰写课程设计报告，上机结束后一周内上交。

课程设计开始日期

2014.12

课程设计完成日期

2015.1

课程设计实验室名称

计算中心

地点

计算机中心机房

资料下载地址

各班公共邮箱

一、概述-------------------------------------------------4

二、设计目的与要求---------------------------------------4

三、设计内容---------------------------------------------4

四、设计原理---------------------------------------------5

五、实验结果---------------------------------------------9

六、心得与体会------------------------------------------11

七、参考文献--------------------------------------------12

八、附录：

源代码----------------------------------------12

一．概述

本次课程设计是对通信原理所学的最主要知识，即模拟或数字通信系统的各种调制方式的设计仿真实现。

二．设计目的和要求

通信原理I课程设计的目的是为了使学生加深对所学的通信原理知识的理解，比较扎实地掌握通信原理的基础知识和基本理论，增强分析问题和解决问题的能力，培养学生的专业素质，提高其利用通信原理知识处理通信系统问题的能力，为今后专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的基础。

本课设要求，学生根据所学知识独立完成基本设计任务；

经老师审核同意并在条件允许的情况下，可以自行命题。

本课程设计以上机为主，大部分时间由学生上机操作，必要时配合少量的理论讲授。

三．设计内容

输入：

输入模拟信号，例如正弦型单音频信号等，至少选择两种模拟信号。

给出其时域波形和功率谱密度。

将此模拟信号数字化（PCM编码），得到数字信号，接着进行PCM解码，将编码前和解码后的信号波形进行比较，验证所作PCM编码的正确性。

调制：

对输入的模拟信号进行DSB、SSB、PM调制，给出调制后信号的时域波形和功率谱密度。

信道：

假定信道属于加性高斯信道，或自行设计。

自行设计可以加分。

解调：

DSB、SSB、PM解调，仿真获得该系统的输出波形，并得到该模拟传输系统的性能指标，即该系统的输出信噪比随输入信噪比的变化曲线。

四．设计原理

1.PCM编码

PCM就是把一个时间连续,取值连续的模拟信号变换成时间离散,取值离散的数字信号后在信道中传输.脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样,再对样值幅度量化,编码的过程.

所谓抽样,就是对模拟信号进行周期性扫描,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.设一个频带限制的（0，fH）Hz内的时间连续信号m（t）如果它不少于2fH次每秒的速率进行抽样，则m（t）可以由抽样值完全确定。

抽样定理指出，由样值序列无失真恢复原信号的条件是fS≥2fh，为了满足抽样定理，要求模拟信号的频谱限制在0～fh之内（fh为模拟信号的最高频率）。

为此，在抽样之前，先设置一个前置低通滤波器，将模拟信号的带宽限制在fh以下，如果前置低通滤波器特性不良或者抽样频率过低都会产生折叠噪声。

抽样频率小于2倍频谱最高频率时，信号的频谱有混叠。

抽样频率大于2倍频谱最高频率时，信号的频谱无混叠。

另外要注意的是，采样间隔的周期要足够的小，采样率要做够的大，要不然会出现如下图所示的混叠现象，一般情况下TsWs=2π,Wn>

2Wm。

在该实验中,抽样速率采用8Kbit/s.

所谓量化,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,把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示.一个模拟信号经过抽样量化后,得到已量化的脉冲幅度调制信号,它仅为有限个数值.

所谓编码,就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值.然而,实际上量化是在编码过程中同时完成的,故编码过程也称为模/数变换,可记作A/D.

话音信号先经防混叠低通滤波器，进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码后转换成二进制码。

对于电话，CCITT规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有2∧8=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。

为解决均匀量化时小信号量化误差大，音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密，量化间隔小，而在大信号时分层疏，量化间隔大。

在实际中使用的是两种对数形式的压缩特性：

A律和U律，A律编码主要用于30/32路一次群系统，U律编码主要用于24路一次群系统。

A律PCM用于欧洲和中国，U律PCM用于北美和日本。

PCM帧结构，一个复帧包括16个帧，一个帧为125μs，分为32个时隙，其中偶帧的零时隙传输同步信息码0011011，奇帧的零时隙传输对告码，16时隙传输信令信息，其它各时隙传输数据，每个时隙传输8比特数据。

　　可采用u率或者是A率进行编码。

我国采用的是A率13折线编码。

2.PM调制与解调

1）调相信号

在模拟调制中，一个连续波有三个参数可以用来携带信息而构成已调信号。

当幅度和频率保持不变时，改变载波的相位使之随未调信号的大小而改变，这就是调相的概念。

角度调制信号的一般表示形式为：

S

（t）=Acos[ω

t+φ（t）]

式中，A是载波的恒定振幅；

[ω

t+φ（t）]是信号的瞬时相位，而φ（t）称为瞬时相位偏移；

d[ω

t+φ（t）]/dt为信号的瞬时频率，而dφ（t）/dt称为瞬时频率偏移，即相对于ω

的瞬时频率偏移。

设高频载波为u

=U

cosω

t，调制信号为UΩ（t），则调相信号的瞬时相位

φ（t）=ω

+K

UΩ（t）

瞬时角频率ω（t）=

=ω

调相信号u

cos［ω

t+K

uΩ（t）］

将信号的信息加在载波的相位上则形成调相信号，调相的表达式为：

（t）=Acos[ω

f（t）+φ

]

这里K

称为相移指数，这种调制方式，载波的幅度和角频率不变，而瞬时相位偏移是调制信号f（t）的线性函数，称为相位调制。

调相与调频有着相当密切的关系，我们知道相位与频率有如下关系式：

ω=

f（t）

φ（t）=

ω

所以在调相时可以先将调制信号进行微分后在进行频率调制，这样等效于调相，此方法称为间接调相，与此相对应，上述方法称为直接调相。

调相信号的产生如图所示：

PM调相信号的产生

2）调制原理

实现相位调制的基本原理是使角频率为ω

的高频载波u

（t）通过一个可控相移网络,此网络产生的相移Δφ受调制电压uΩ（t）控制,满足Δφ=K

uΩ（t）的关系,所以网络输出就是调相信号，可控相移网络调相原理图如图所示：

可控相移网络调相原理图

3）调相信号的解调——相干解调

由于调相信号可以分解成同相分量与正交分量之和，因而可以采用线性调制中的相干解调法来进行解调，如图：

PM信号相干解调

根据公式可以设调相信号

并设相干载波

则相乘器的输出为

经过低通滤波器取出其低频分量

再经微分器，即得解调输出

可见，相干解调可以恢复原调制信号。

这种解调方法需要本地载波与调制载波同步，否则将使解调信号失真。

五、实验结果

1.PCM编码与解码：

2.对原始的模拟基带信号进行PM调制

3.对调相信号进行解调

六．心得与体会

七．参考文献

八．附录：

实验源代码

closeall

clearall;

clc;

Fs=100000;

%抽取电压值样本的频率

t=[0:

1/Fs:

0.00999];

%每隔1/Fs秒抽取一个样本,共抽取从0～0.001时间段内的样本点,用来组成"

模拟信号"

f=300;

%该信号的频率

m=cos（2*pi*f*t）;

%调制信号

figure

（1）

subplot（3,1,1）;

plot（t,m）;

gridon;

title（'

模拟信号的波形'

）

axis（[01/f*2-22]）;

fori=1:

length（m）;

%设计输入范围是-1.2～1.2V,对模拟信号抽取1000个样本

%循环对每个样本进行归一化并计算出量化单位x

%设量化器最大分层电平是2048个量化单位.

x（i）=m（i）/1.2*2048;

end

%对每个样本进行编码

%length（y）=n1

if