DPCMPSK系统的MATLAB实现及性能分析.docx

1、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

2、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

3、析该系统性能。2 DPCM编码解码及PSK调制解调原理2.1 DPCM编码及解码原理图2-1 DPCM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

4、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。2.2 PSK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

5、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3-1 DPCM/PSK系统的仿真电路图(加高斯噪声)图3-2 DPCM/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3-3 Sine wave1参数图图3-4 DPCM ENCODER参数图 图3-5 Unipolar to Bipolar Converter参数图图3-6 Sine wave2模块参数

6、图图3-7 Product1模块参数图图3-8 Gaussian NoiseGenerator模块参数图图3-9 Sum模块参数图图3-10 Analog Filter Design1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3-11 Product2模块参数图图3-12 Analog Filter Design2模块参数图图3-13 Sampled Quantizer Encode模块参数图图3-14 Error Rate Calculation参数设定图 图3-15 Display参数设置图 图3-16 Sc

7、ope1参数设置图 图3-17 Scope2参数设置图图3-18 DPCM Decoder参数设定图（3）系统运行示波器的显示为：图3-19 Scope1结果显示图（加高斯噪声)图3-20 Scope1结果显示图(无高斯噪声)图3-21 Scope 2结果显示图（加高斯噪声）图3-22 Scope 2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

8、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