通信原理的课程设计.docx

1、通信原理的课程设计湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 通信原理 题 目 单路数字语音通信系统的设计专业班级 学生姓名 学号： 指导老师 曾志刚 审 批 任务书下达日期 2011年11月28日设 计 完成日期 2011年12月9日 设计内容与设计要求一、设计内容：设计一个单路语音数字通信系统，信道视为理想信道，语音编码方式和调制方式不限。1、设计单路语音通信系统的系统方框图与单元电路图；2、利用实验箱进行调试。二、设计要求1、设计语音编码、调制、解调、解码的电路；2、给出系统框图以及单元电路图，重要元器件的选择和参数；主要设计条件通信原理实验箱一个；说明书格式1. 课程设计封面；2.

2、 任务书；3. 说明书目录；4. 设计基本原理与系统框图。5. 各单元电路设计；6. 系统进行调试结果；7. 总结与体会；8. 附录；9. 参考文献。进度安排12月22日：下达设计任务书，介绍课题内容与要求； 12月23日：查找资料；12月24日12月27日：设计系统框图、完成单元电路图；12月28日31日：完成总电路图；利用实验箱进行调试；1月1日1月5日：编写并打印设计报告；1月6日：答辩。参考文献1、樊昌信主编，通信原理，国防工业出版社。2、南利平主编，通信原理简明教程，清华大学出版社。 3、浣喜明，通信原理实验指导书，湖南工程学院。 一、 数字调制系统原理分析在数字基带传输系统中，为了

3、使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传，因此，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。与模拟调制相同，可以用数字基带信号改变正弦载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制，也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的几个参数，产生新型的数字调制。调制系统的基本结构图如图1所示：图1数字调制系统的基本结构图数字调制与模拟调制原理是相同的，一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制信号，但是，数字基带信号具

4、有与模拟信号基带信号不同的特点，其取值是有限的离散状态。这样，可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。采用数字键控的方法来实现数字调制信号称为键控法。基本的三种数字调制方式是：振幅键控（2ASK）、频移键控（2FSK）和相移键控（2PSK）.二、二进制数字调制系统原理分析2.1 二进制振幅键控（2ASK）振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。就是有载波输出或者没有载波输出。有载波输出时表示发送“1”，没有载波输出是表示发送“0”。一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式

5、称为通-断键控（On Off Keying，OOK），其表达式为式中，0 2f0为载波的角频率；二进制振幅键控信号时间波型图如下：调制方法 :1、相乘电路：包络可以是非矩形的2、开关电路：包络是矩形的相乘电路图 开关电路图2.2二进制频移键控（2FSK）频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。其表示式为二进制频移键控信号时间波型图如下：调制方法：1、调频法：相位连续 2、开关法：相位不连续2.3二进制相移键控（2PSK）在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散

6、变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。 通常用已调信号载波的 0和 180分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0 。 二进制移相键控信号的时域表达式为式中， 或二进制频移键控信号时间波型图如下：调制方法：1、相乘法：用二进制基带不归零矩形脉冲信号A(t)去和载波相乘。2、选择法：用开关电路去选择相位相差的同频载波。三、数字调制系统仿真过程3、1 应用MATLAB进行数字调制系统仿真实验过程.对实验原理进行分析，选择调制的方式。.根据调制方式和调制原理图编写MATLAB程序，并运行得出调制仿真的图像。c.根据实验程序和仿真图像对数字调制系统仿真性能进行分析。3、2应用MATLAB进行编

7、写的程序实现数字调制系统的程序段和仿真图程序如下：function varargout = ASK(varargin)% ASK M-file for ASK.fig% ASK, by itself, creates a new ASK or raises the existing% singleton*.% H = ASK returns the handle to a new ASK or the handle to% the existing singleton*.% ASK(CALLBACK,hObject,eventData,handles,.) calls the local% f

8、unction named CALLBACK in ASK.M with the given input arguments.% ASK(Property,Value,.) creates a new ASK or raises the% existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are% applied to the GUI before ASK_OpeningFunction gets called. An% unrecognized property name or invalid value ma

9、kes property application% stop. All inputs are passed to ASK_OpeningFcn via varargin.% *See GUI Options on GUIDEs Tools menu. Choose GUI allows only one% instance to run (singleton).% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help ASK % Last Modified by GUI

10、DE v2.5 30-Jun-2011 20:15:23 % Begin initialization code - DO NOT EDITgui_Singleton = 1;gui_State = struct(gui_Name, mfilename, . gui_Singleton, gui_Singleton, . gui_OpeningFcn, ASK_OpeningFcn, . gui_OutputFcn, ASK_OutputFcn, . gui_LayoutFcn, , . gui_Callback, );if nargin & ischar(varargin1) gui_Sta

11、te.gui_Callback = str2func(varargin1);end if nargout varargout1:nargout = gui_mainfcn(gui_State, varargin:);else gui_mainfcn(gui_State, varargin:);end% End initialization code - DO NOT EDIT % - Executes just before ASK is made visible.function ASK_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)% T

12、his function has no output args, see OutputFcn.% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% varargin command line arguments to ASK (see VARARGIN) % Choose default command line output for ASKh

13、andles.output = hObject; % Update handles structureguidata(hObject, handles); % UIWAIT makes ASK wait for user response (see UIRESUME)% uiwait(handles.figure1); % - Outputs from this function are returned to the command line.function varargout = ASK_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) % varargout

14、 cell array for returning output args (see VARARGOUT);% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structurevarargout1 = handles.output; % - Exec

15、utes on button press in pushbutton1.function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) t=0:1/1e3:0.999;a=randint(1,10,2);g=o

16、nes(1,100);g=g,g,g,g,g,g,g,g,g,g;s=a(ceil(10*t+0.01).*g.*cos(2*pi*100*t);subplot(211);plot(t,a(ceil(10*t+0.01);axis(0,1,0,1.2);subplot(212);plot(t,s); % - Executes on button press in pushbutton2.function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton2 (see GCBO)% eve

17、ntdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) fs=8e5; %fm=20e3; %n=2*(6*fs/fm);final=(1/fs)*(n-1);fc=2e5; % t=0:1/fs:(final);Fn=fs/2; % %twopi_fc_t=2*pi*fm*t; A=1;phi=0;x = A * cos(twopi_fc_t + phi); % am=1;x(x0)=am;x(xFSKAS

18、K。ASK抗噪声性能最差，抗衰落能力不强，因而一般适宜在恒参信道中使用。比如：电话传输。FSK抗噪声能力较强，抗衰减能力，实现起来容易，适合中低输数据传输。PSK在有线信道上能实现高速传播，但要求接收机上有稳定的参考相位来分辨所使用各种相位。抗噪声性能最好，抗衰减能力也强。实现起来较为复杂。五、总结与体会通过两周的课程设计我从中学到了很多东西，对调制与解调部分的原理又加深了理解，最主要的是学习了GUI的使用。 任务布置下来的时候没有什么头绪，后来去图书馆和网下找了一些资料，虽然这学期开了MATLAB的课程，但是老师并没有讲解MATLAB的GUI部分，所以我们还得学习如何使用它。通过老师给我们的

19、电子书以及自己借的书，慢慢的就学会了如何使用GUI画图。我们应该好好的学习如何使用GUI画图，用GUI画图非常的方便，它不像有些画图工具那样要自己要线条一根一根的连起来，而GUI是对它进行编程，就是对它进行写程序，然后点击运行，它自己会出图形。GUI最重要的部分就是写程序，要是你的程序写的不对，那么你的图形就会出错。用GUI画的图也便于我们修改，还有我们可以自己设计它的坐标，以及对它的图像颜色进行设置。在进行原理分析的时候，我们应该要理解三种调制方式的性能，例如2ASK、2FSK、2PSK它们的有效性，可靠性，以及稳定性。还有它们的调制方式和解调方式。这样就有助于你如何编写程序。两周的课程设计

20、很快就结束了，虽然有点累，但是通过这次课程设计我有了很多收获，学会了如何使用MATLAB这个软件的GUI部分，我不仅巩固了书本上的知识，即时对不懂的地方进行了查漏补缺，而且通过这次课程设计，我懂的了如何去发现问题，解决难题，学会了如何排除不同的故障。总之，我们的课程设计不仅让我学会了知识，也让我学会了做事的态度，做人的道理，没有成功是不经过努力得来的。所以我们应该珍惜这次的课程设计，当做自己一次实践的机会。六、参考文献1、樊昌信主编，通信原理，国防工业出版社。2、南利平主编，通信原理简明教程，清华大学出版社。 3、浣喜明，通信原理实验指导书，湖南工程学院。4、施晓红，周佳精通GUI图形界面编程

21、，北京大学出版社。 5、李建新，刘乃安，刘继平，现代通信系统分析与仿真，西安电子科技大学出版社。6、阮沈勇，王永利，桑群芳，MATLAB程序设计，电子工业出版社。电气与信息工程系课程设计评分表项 目评 价优良中及格差设计方案的合理性与创造性(10%)硬件设计或软件编程完成情况(10%)硬件测试或软件调试结果*(10%)设计说明书质量(10%)设计图纸质量(10%)答辩汇报的条理性和独特见解(10%)答辩中对所提问题的回答情况(10%)完成任务情况(10%)独立工作能力(10%)出勤情况（10%）综 合 评 分 指导教师签名：_ 日 期：_ 注：表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容； 此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。