Matlab编程与系统仿真基带传输课程设计资料.docx

1、Matlab编程与系统仿真基带传输课程设计资料通信原理课程设计设计报告课题名称： 专业班级： 姓 名： 学 号： 起止时间： 重庆交通大学信息科学与工程学院目 录一、课题内容2二、设计目的2三、设计要求2四、实验条件2五、系统设计21、通信系统的原理22. 所设计子系统的原理 3六、详细设计与编码31. 设计方案32. 编程工具的选择53. 编码与测试 54. 运行结果及分析11七、设计心得八、参考文献.13一、课题内容基带传输：欲传送的0、1比特流 + 码型变换 +基带成型网络（采用升余弦滚降系统或者部分响应系统）+信道+码型反变换+0、1比特流。针对某种码型分析其误码率。（噪声为加性高斯白

2、噪声）二、设计目的1.综合应用Matlab编程与系统仿真、信号与系统、现代通信原理等多门课程知识，使学生对通信系统的整体概念更加熟悉、了解；2.培养学生系统设计与系统开发的思想，增添足学生自主学习的兴趣、能力；3.培养学生利用软件进行通信仿真的能力，提高学生对应用软件的熟练程度；4.培养学生的独立思考，与同学、老师交流、探讨问题的的能力；5.培养学生查找相关资料，并对其应用的能力。三、设计要求1.一人一组；2. 对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图3. 提出仿真方案；4. 完成仿真软件的编制5. 仿真软件的演示6. 提交详细的设计报告

3、四、实验条件计算机、Matlab软件五、系统设计1、通信系统的原理基带传输系统的输入信号是由终端设备编码器产生的脉冲序列，为了使这种脉冲序列适合于信道的传输，一般要经过码型变换器，码型变换器把二进制脉冲序列变为双极性码（AMI码或HDB3码），有时还要进行波形变换，使信号在基带传输系统内减小码间干扰。当信号经过信道时，由于信道特性不理想及噪声的干扰，使信号受到干扰而变形。在接收端为了减小噪声的影响，首先使信号进入接收滤波器，然后再经过均衡器，校正由于信道特性（包括接收滤波器在内）不理想而产生的波形失真或码间串扰。最后在取样定时脉冲到来时，进行判决以恢复基带数字码脉冲。 噪声n(t) 基带传输系

4、统2. 所设计子系统的原理HDB3编码规则：1. 先将消息代码变换成AMI码，若AMI码中连0的个数小于4,此时的AMI码就是HDB3码;2. 若AMI码中连0的个数大于3,则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一个非0符号(+1或-1)同极性的符号,用表示(+1+,-1-);3 为了不破坏极性交替反转，当相邻V符号之间有偶数个非0符号时，再将该小段的第1个0变换成+B或-B,符号的极性与前一非零符号的相反，并让后面的非零符号从符号开始再交替变化。HDB3反编码：将编码赋值的B和V反转为零，根据编码规则，查找出连续两个0信码，如果相邻的两个信码的极性相同则四个全部转换成0；查找出连续三个0，其

5、相邻的两个信码极性相同，则把0后的一个信码置0。抽样判决：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻对接受器的输出波形进行抽样判决，以恢复基带信号；六、详细设计与编码1. 设计方案（1）信源：生成欲传送的01比特流，将个数N作为函数的输入；使用函数rand（1，129），使得大于0.5的数值为1，反之，小于则为0。（2）码型编码：函数function hdb3_signal=hdb3(signal)将生成的01比特流作为码型转换函数的输入，函数输出为码型转换后的HDB3基带传输码型；函数输入信号signal为信源产生的01比特流，输出信号hdb3_signal为产生的不归零的HDB3码。初始设定

6、V=-1、B=-1，count为连0计数器，遇4连零则置为V：（4）转换归零码：函数RZ_signal=RZhdb3(signal,n)：函数输入信号signal，并将函数转换为双极性的，归零的HDB3码，每bit进行N=16点抽样，首先设定一维数组k=zeros(1,n/2)用来填充每个bit后面的归零部分。（5）升余弦滚降系统：将HDB3码作为滤波器的输入，函数输出系统输出信号；利用滤波器设计器FDATool设计Nyquist滤波器，其中参数设定：比特传输速率Rb=16b/s，每bit抽样点数N=16，滚降因子设定为0.5.（6）抽样判决：函数function sample_signal=

7、sampling(signal,n)将系统输出信号作为判决器函数的输入，进行抽样判决；选择每bit的中心抽样进行抽样，当信号抽样值0.5，则信号恢复时函数为1，若信号抽样值0.5 %当信号抽样值0.5，则信号恢复时函数为1； sample_signal=sample_signal,1; else if signal(i)-0.5 %当信号抽样值-0.5，则信号恢复时函数为-1； sample_signal=sample_signal,-1; else %其余恢复为0； sample_signal=sample_signal,0; end endendend（7）码型译码恢复为01比特流func

8、tion hdb3=hdb3_signal1(fsignal) AMItemp=; %先将信号恢复为AMI码； count=0; %计数器置零； a=; for i=1:length(fsignal) if a=0 AMItemp=AMItemp,0; %将下一码型置零； a=1; else AMItemp=AMItemp,fsignal(i) ; end if fsignal(i)=0 count=count+1; if count=2 if fsignal(i-2)=fsignal(i+1) %判断是否为B00V码型； AMItemp(i-2)=0; %将B置零； a=0; %将标志a置零

9、，方便下一位译码； count=0; end else if (count=3) if fsignal(i-3)=fsignal(i+1) %判断是否为000V码； a=0; count=0; end end end end end hdb3=abs(AMItemp) end 5.运行结果及分析源信号，HDB3双极性码，HDB3归零码比较加入噪声、通过升余弦滚降系统比较对信号进行抽样判决码型译码码型恢复为01比特流升余弦滤波器七、设计心得本次设计你查阅了哪些资料、对通信系统的理解、编程方面等方面的心得体会；本次设计存在哪些有待继续完善的地方，并给出思路。一开始确定题目，就开始翻阅通信原理，在上

10、课的时候对基带系统有过学习，但是没有现在的深刻。首先将书上的内容重新温习了一遍，然后在网上查阅了相关的资料比如。虽然之前在Matlab的课程上对软件有一定的了解，并且在结课时完成了通信系统的模拟，包括了2PSK调制与解调，编码与译码等，但是在开始着手这次课程设计的时候，还是有不清楚的地方，花了很长时间才解决掉。分析了在此次课程设计出现的部分问题和解决方法如下：1.对于程序整体的把握性太差，刚看到题目时并没有一个完整的思路，逻辑性非常弱，在认真查阅资料后经过一段较长的时间后才开始着手程序的编写，其中也是困难重重，显示了我对对通信工程的基带传输系统的知识掌握度不够，不能熟练的应用。在软件方面对一些

11、基本的函数并不能熟练的应用，出现了很多失误，导致程序一直出现问题。 2.设计滤波器时，发现了好多问题。一开始连参数设定都不知道如何进行，此次需要升余弦滚降系统个，在同学的指导下初步完成了滤波器的调制。3在画图的时候要考虑观看画出来的图形是否明了，需要根据Matlab的特点，将比特流和转换后的码性都添加了一定的扩展，在后面的抽样判决的时候就要考虑好采样点如何取。4.HDB3编码和译码时，都出现了不同状况下的错误。在最开始设计编码的时候，函数在判断出连续4个0信码的时候直接将其设置成0001信码，并没有根据前一个非0码基尼系那个设置，经过不断调试，添加了一个K=1，当K=1则取前一个非0信码相同值

12、，K置零，不再使用，问题就迎刃而解了。译码的时候在网上查找资料，但是觉得函数不够清晰简洁。自己着手开始慢慢攻克。利用count计数器，根据编码规则，查找出连续两个0信码，如果相邻的两个信码的极性相同则四个全部转换成0；查找出连续三个0，其相邻的两个信码极性相同，则把0后的一个信码置0，将count置零，用于下一次寻找。AMI译码完成取绝对值就转换成原始01比特流了。5.抽样判决的时候开始设定的是传入函数的信号直接进行判决，并在每个判决出来的码型后面填充相应的1、-1或者0。在调试的时候却是出现了大问题，后来发现是传入的信号本身就是为了输出图片结果进行填充的信号。解决关键点在抽样判决的取值上，利

13、用i=n/2:n:length(signal)，设置抽样间隔，取每个填充码的中间码型值进行判决。课程设计我再一次感受到了Matlab的强大功能，在面对一个复杂的问题时，分解成一部分一部分的子函数来解决，很方便纠错和修改。此次也巩固加深了了我对于有关通信原理的知识，也让我对知识的应用有了更深一步的理解。 一开始就是丈二的和尚摸不着头脑，一点思路也没有。在大概理清楚思路后进行程序编写却问题不断。比如在设计信号的编码、译码时，并不知到从哪里下手。接着慢慢在网上查资料，询问同学，了解了一个完整的基带传输系统的几个主要内容的实现，熟悉了过后才按题目要求完成此次课程设计。设计过程中遇到了很多麻烦，状况不断

14、，由于对理论知识的理解不够，很多都是一知半解，掌握的东西不够熟练，程序的使用起来就非常不熟练，导致程序设计和编写的进度缓慢，时间过长。很多地方又可以是说现学现用的新内容，通过不断地努力和同学的帮助才基本完成本次程序的编写。还遇到了一些问题，在最后将通过结果来检验自己的程序有没有问题时，其误码率很高，信号的波形图显示出来与源信号相差很大，并不是简介明了，很多地方都是错误的，在返回去修改函数和滤波器的的参数，才使波形图输出平滑的曲线，使其误码率降低。如此也让我直观的了解认识到影响误码率的因素。通过此次程序的编写，深刻巩固我的理论知识，开阔了我的知识范围，通过不断查资料、询问同学，使我对所学的知识也

15、得到更好的消化。懂得怎样使自己所学的学的理论知识同实验实践联系起来，相结合，提高了自己的动手能力，加强了逻辑性的思考和判断。八、参考文献1. 樊昌信 曹丽娜等 . 通信原理（第七版）M . 国防工业出版社，2014年8月2.Holly Moore著，高会生，刘童娜译 . MATLAB实用教程（第二版） M . 电子工业出版社. 2010年1月3. John G. proakis等著, 刘树棠译. 现代通信系统(Matlab版)（第1版）M . 西安交通大学出版社, 4. 唐向宏等著 . MATLAB及在电子信息类课程中的应用 . 电子工业出版社 . 2008年6月5.Bernard Sklar著 . 徐平平等译 . 数字通信系-基础与应用（第二版） M . 电子工业出版社 . 2014年11月