DPCMPSK系统的MATLAB实现及性能分析.docx

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DPCMPSK系统的MATLAB实现及性能分析

DPCM/PSK系统的MATLAB实现及性能分析

学生姓名：

指导老师：

摘要：

本课程设计主要是为了进一步理解DPCM编码解码和PSK调制解调原理，并能通过MATLAB系统软件来实现对DPCM编码解码和PSK调制解调,且通过对各个元件的参数进行不同的设置，来观察示波器的波形并分析系统性能。

在课程设计中，我们将用到MATLAB集成环境下的SIMULINK仿真平台。

在熟悉SIMULINK的工作环境下，构建DPCM编码解码和PSK调制解调模块，对随机信号进行DPCM编码解码喝PSK调制解调，观察比较各级信号波形

关键词：

MATLAB/Simulink仿真平台；DPCM/PSK系统；误码率；

1引言

1.1课程设计目的

通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关DPCM编码和解码及PSK调制解调系统的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。

1.2课程设计内容

利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个DPCM/PSK系统.将模拟信号进行DPCM编码,将编码信号加入PSK调制解调系统,再进行DPCM解码;用示波器观察各级信号波形;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。

2DPCM编码解码及PSK调制解调原理

2.1DPCM编码及解码原理

图2-1DPCM编码原理图

系统包括，发送、接收和信道传输三个部分。

发送端由编码器、量化器、预测器和加／减法器组成；接收端包括解码器和预测器等；信道传送以虚线表示。

由图可见DPCM系统具有结构简单，容易用硬件实现（接收端的预测器和发送端的预测器完全相同）的优点。

图中输入信号f（i,j）是坐标为

像素点的实际灰度值，

是由已出现先前相邻像素点的灰度值对该像素点的预测灰度值。

是预测误差。

假如发送端不带量化器，直接对预测误差

进行编码、传送，接收端可以无误差地恢复

。

这是可逆的无失真的DPCM编码，是信息保持编码；但是，如果包含量化器，这时编码器对

编码，量化器导致了不可逆的信息损失，这时接收端，经解码恢复出的灰度信号，不是真正的

，以

表示这时的输出。

可见引入量化器会引起一定程度的信息损失，使图像质量受损。

但是，为了压缩比特数，利用人眼的视觉特性，对图像信息丢失不易觉察的特点，带有量化器有失真的DPCM编码系统还是普遍被采用。

2.2PSK调制解调原理

在PSK调制时，载波的相位随调制信号状态不同而改变。

如果两个频率相同的载同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，此时它们就处于“同相”状态；如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为“反相”。

一般把信号振荡一次（一周）作为360度。

如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。

当传输数字信号时，“1”码控制发0度相位，“0”码控制发180度相位。

3模块设计与仿真图分析

3.1DPCM/PSK系统电路图

（1）DPCM/PSK系统的仿真电路图如图3-1和3-2所示：

图3-1DPCM/PSK系统的仿真电路图（加高斯噪声）

图3-2DPCM/PSK系统的仿真电路图（无高斯噪声）

（2）系统所用模块的参数设置

图3-3Sinewave1参数图

图3-4DPCMENCODER参数图

图3-5UnipolartoBipolarConverter参数图

图3-6Sinewave2模块参数图

图3-7Product1模块参数图

图3-8GaussianNoiseGenerator模块参数图

图3-9Sum模块参数图

图3-10AnalogFilterDesign1模块参数图

带通滤波器的参数决定了通过的噪声的多少，对低通边缘频率和高通高通边缘频率不断进行修改，使系统得到最大的抗噪性能。

图3-11Product2模块参数图

图3-12AnalogFilterDesign2模块参数图

图3-13SampledQuantizerEncode模块参数图

图3-14ErrorRateCalculation参数设定图

图3-15Display参数设置图

图3-16Scope1参数设置图

图3-17Scope2参数设置图

图3-18DPCMDecoder参数设定图

（3）系统运行示波器的显示为：

图3-19Scope1结果显示图（加高斯噪声）

图3-20Scope1结果显示图（无高斯噪声）

图3-21Scope2结果显示图（加高斯噪声）

图3-22Scope2结果显示图（无高斯噪声）

结论：

通过对加噪声和不加噪声的两个系统结果的比较，从波形结果显示来看，加噪声的和无噪声的基本上无差别，而误码率显示也证明了这点，由此得出此系统的抗噪声性能很好。

4结束语

此次课程设计是我第一次做课程设计，通过这次课程设计，拓宽了我的知识面。

在实验过程中，把学过的通信原理、信号与系统、数字信号处理等各学科的理论运用到其中来，把理论与实践相结合，加深了我对这些理论的了解，使我能更好地运用它。

另外我也重新认识了matlab这个软件，matlab功能的强大也令我大开眼界，同时这次课程设计也大大激发了我的学习兴趣。

经过了一个星期的努力，我终于把这次设计完成了。

这期间蔡老师热心的指导给了我很大的帮助，还有许多同学的解答也使我大大受用，很感谢蔡老师和我的同学们。

在这次课程设计中，我学到了很多课堂上学不到的知识，加深了我对自己专业的了解，夯实了我的学习基础，锻炼了自己的能力，这些都是无价之宝，使我在以后的学习中更能很好的掌握知识。

这次课程设计真的使我受益匪浅。

最后再次对蔡老师给我的热心帮助表示衷心的感谢，祝蔡老师身体健康，工作顺利，合家欢乐！

参考文献

【1】邵玉斌Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析。

清华大学出版社，2008

【2】曹丽娜，樊昌信。

通信原理。

国防工业出版社2008

【3】青松，程岱松，武建华。

数字通信系统的SystemView仿真与分析。

北极航空航天大学出版社，2001

【4】曹志刚，钱亚生。

现代通信原理清华大学出版社1992

【5】张圣勤Matlab7.0实用教程机械工业出版社2006