2022年通信综合课程设计 .pdf

1 课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信 0905 指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 通信系统课群综合训练与设计初始条件： 1.MATLAB 软件 2 PC机要求完成的主要任务: ( 包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求 ) 可以用软件（如 Matlab） ，也可以在硬件实验系统平台上完成一个典型的通信系统（如下图所示）的仿真。信源：自己构造的时间函数；数字化方式：PCM；基带码 :miller 码；信道码：汉明码；调制方式：ASK；信道类型： AWGN 信道；解调译码正好相反。学生要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源） ，计算失真度，并且分析原因。时间安排：第 18 周安排任务，分组，设计仿真。第 19 周，撰写报告，完成设计，提交报告，答辩。地点：鉴主十五楼通信教研室指导教师签名：年月日系主任 (或责任教师 )签名：年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书2 目录摘 要.IABSTRACT. II通信系统课群综合训练与设计. 11设计任务及要求 . 12 设计原理 . 12.1 通信系统组成 . 12.2 数字化方式： PCM 基本原理 . 22.2.1抽样 . 22.2.2量化 . 32.2.3编码 . 52.3 基带码： miller 码 . 62.4信道码：汉明码 . 62.3.1汉明码编码原理 . 62.3.2汉明码纠错原理 . 82.3.3汉明码 matlab函数介绍 . 92.4 调制方式： 2ASK. 92.4.1 2ASK 调制 . 92.4.22ASK 解调. 102.5 信道类型： AGWN 信道 . 113 仿真结果 . 113.1原始信号 . 113.2 PCM编码仿真 . 123.3 MIller 编码仿真 . 133.4 Hamming编码信号 . 133.5 ASK 调制信号 . 14名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书3 3.6 信号 AWGN 处理 . 143.7 ASK 解调信号 . 153.8 Hanmming解码信号 . 153.9 Miller 解码信号 . 163.10 PCM解码信号 . 164总结 . 175参考文献 . 18附录. 19名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 37 页 - - - - - - - - - I 摘 要在数字通信系统中，需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输，此时信源输出数字序列，经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号，并在接收端对应进行解调恢复出原始信号。所以本论文主要研究了数字信号的传输的基本概念及数字信号传输的传输过程和如何用MATLAB 软件仿真设计数字传输系统。首先介绍了本课题的理论依据，包括数字通信，数字基带传输系统的组成及数字信号的传输过程。然后按照仿真过程基本步骤用MATLAB 的仿真工具实现了数字基带传输系统的仿真过程，对系统进行了分析。关键词： PCM、Miller 码、汉明码、 ASK 、AWGN名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书II ABSTRACT In digital communication system, need the input digital sequence map for signal transmission in the channel, the source output digital sequence, after signal after mapping become suitable for channel transmission of digital modulation signals, and at the receiving end corresponding to resume the original signal demodulation. So this thesis mainly studies the digital signal transmission of the basic concept and the digital signal transmission transmission process and how to use MATLAB simulation software to design digital transmission system. The first interface introduced this topic theoretical basis, including digital communication, digital baseband transmission system composition and digital signal transmission process. According to the simulation process and basic steps of the MATLAB simulation tools to implement the digital baseband transmission systems process, the system is analyzed. Keywords: PCM、Miller-code 、Hamming-code、ASK modulation 、AWGN 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 37 页 - - - - - - - - - 1 通信系统课群综合训练与设计1 设计任务及要求（1）按下列要求对一个通信系统进行仿真表 1-1 模拟信源 (模拟话音 )数字化方式基带码信道码调制方式信道解调信道解码基带解码数模转换自己构造一时间函数PCMmiller码汉明码ASKAWGN与发送端对应（2）学生要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源） ，计算失真度，并且分析原因。2 设计原理2.1 通信系统组成通信的目的是传输信息。通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地。对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图2-1 所示） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书2 图 2-1 2.2 数字化方式： PCM 基本原理脉冲编码调制（ PCM ）简称脉码调制，它是一种用二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。由于这种通信方式抗干扰能力强，因此在光钎通信、数字微波通信、卫星通信中均获得了极为广泛的运用。PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A 律和律方式，我国采用了A 律方式，由于A 律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码。2.2.1抽样所谓抽样，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。在一个频带限制在（ 0，f h）内的时间连续信号f（t） ，如果以 1/2 f h的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。或者说，如果一个连续信号 f（t）的频谱中最高频率不超过f h，当抽样频率f S2 f h 时，抽样后的信号就包含原连续的全部信息。这就是抽样定理。接收设备发送设备信息源编码信 道信息源噪声源发送端接收端信道调制译码解调名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书3 2.2.2量化从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。如图 3.1 所示量化器Q 输出 L 个量化值ky，k=1，2，3，, ， L。ky常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度x落在kx与1kx之间时，量化器输出电平为ky。这个量化过程可以表达为：LkxQxQyyxxkkk,.,3,2, 1,)(1（1）这里kx称为分层电平或判决阈值。通常kkkxx1称为量化间隔。量化后的抽样信号于量化前的抽样信号相比较，当然有所失真，且不再是模拟信号。这种失真在接收端还原模拟信号是变现为噪声，并称为量化噪声。量化噪声的大小取决于把样值分级“取整”的方式，分的级数越多，即量化极差或间隔越小，量化噪声也越小。模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号( )m t较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样的话化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，对于弱信号时，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔v也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是压缩律和 A 压缩律。美国采用压缩律，我国和欧洲各国均采用A 压缩律，因名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书4 此，PCM 编码方式采用的也是A 压缩律。所谓 A 压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：A 律：（2）式中， x 为归一化输入， y 为归一化输出， A、为压缩系数。 A 律压扩特性是连续曲线， A 值不同压扩特性亦不同，在电路上实现这样的函数规律是相当复杂的。实际中，往往都采用近似于A 律函数规律的13 折线（ A=87.6）的压扩特性。这样，它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于用电路实现，本设计中所用到的PCM 编码正是采用这种压扩特性来进行编码的。实际中 A 律常采用 13折线近似如图 2-2 所示图 2-2 A律 13 折线其具体分法如下 : 先将 X轴的区间 0，1一分为二，其中点为1/2, 取区间 1/2,1作为第八段 ; 区间0,1/2再一分为二，其中点为1/4, 取区间 1/4,1/2作为第七段 ; 区间0,1/4再一分为二，其中点为1/8, 取区间 1/8,1/4作为第六段 ; 区间0,1/8一分为二，中点为1/16, 取区间 1/16,1/8作为第五段 ; 图 2-2 区间0,1/16一分为二，中点为1/32,取区间 1/32,1/16作为第四段 ; 区间0,1/32一分为二，中点为1/64,取区间 1/64,1/32作为第三段 ; 区间0,1/64一分为二，中点为1/128,区间1/128,1/64作为第二段 ; 区间0,1/128作为第一段。1|1n11|n111|0n11xAAxAAxAAxy名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书5 然后将 Y 轴的0,1区间均匀地分成八段，从第一段到第八段分别为 0,1/8,(1/8,2/8,(2/8,3/8,(3/8,4/8,(4/8,5/8,(5/8,6/8, (6/8,7/8,(7/8,1。分别与 X 轴对应。2.2.3编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。量化后的抽样信号在一定的取值范围内仅有有限个可取的样值，且信号正、负幅度分布的对称性使正、负样值的个数相等，正、负向的量化级对称分布。若将有限个量化样值的绝对值从小到大依次排列，并对应的依次赋予一个十进制数字代码，在码前以“+” 、 “”号为前缀，来区分样值的正负，则量化后的抽样信号就转化为按抽样时序排列的一串十进制数字码流，即十进制数字信号。把量化的抽样信号变换成给定字长的二进制码流的过程为编码。目前国际上普遍采用8 位非线性编码。例如PCM 30/32 路终端机中最大输入信号幅度对应4 096 个量化单位 (最小的量化间隔称为一个量化单位)在 4 096单位的输入幅度范围内，被分成256 个量化级，因此须用8 位码表示每一个量化级。用于 13 折线 A 律特性的 8位非线性编码的码组结构如表2-1 所示：表 2-1 8 位非线性编码的码组结构极性码段落码段内码M1 M2M3M4 M5M6M7M8 其中，第 1 位码 M1 的数值“ 1”或“ 0”分别代表信号的正、负极性，称为极性码。从折叠二进制码的规律可知，对于两个极性不同，但绝对值相同的样值脉冲，用折叠码表示时，除极性码M1 不同外，其余几位码是完全一样的。因此在编码过程中，只要将样值脉冲的极性判出后，编码器便是以样值脉名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书6 冲的绝对值进行量化和输出码组的。这样只要考虑13折线中对应于正输入信号的 8 段折线就行了。用M2至 M4位表示段落码，它的8 种可能状态来分别代表8 个段落的起点电平。其它四位表示段内码，它的16 种可能状态来分别代表每一段落的 16 个均匀划分的量化级。这样处理的结果，8 个段落被划分成 128 个量化级。2.3 基带码： miller码Miller码也称延迟调制码，是一种变形双向码。Miller码编码规则：对原始符号“1”码元起始不跃变，中心点出现跃变来表示，即用 10 或 01 表示。对原始符号“ 0”则分成单个“ 0”还是连续“ 0”予以不同处理；单个“ 0”时，保持0 前的电平不变，即在码元边界处电平不跃变，在码元中间点电平也不跃变；对于连续“0”，则使连续两个“0”的边界处发生电平跃变2.4 信道码：汉明码汉明码（ Hamming Code）是一种能够自动检测并纠正一位错码的线性纠错码，即 SEC（Single Error Correcting）码，用于信道编码与译码中，提高通信系统抗干扰的能力。2.3.1汉明码编码原理一般来说，若汉明码长为n，信息位数为k，则监督位数 r=n-k。若希望用 r个监督位构造出 r个监督关系式来指示一位错码的n种可能位置，则要求21rn12rkr（3）下面以（ 7，4）汉明码为例说明原理：设汉明码（ n,k）中 k=4，为了纠正一位错码，由式（1）可知，要求监督位数r名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书7 3。若取 r=3,则 n=k+r=7。我们用6543210a a a a a a a来表示这 7 个码元，用123s s s的值表示3 个监督关系式中的校正子，则123s s s的值与错误码元位置的对应关系可以规定如表 2-3 所列。表 2-3 校正子和错码位置的关系123s s s错码位置123s s s错码位置001 0a1014a0101a110 5a1002a1116a0113a000无错码则由表 1可得监督关系式：16542saaaa（5）26531saaaa（6）36430saaaa（7）在发送端编码时，信息位6543a a a a的值决定于输入信号，因此它们是随机的。监督位2a、1a、0a应根据信息位的取值按监督关系来确定，即监督位应使式（5）式（7）中1s、2s、3s的值为 0（表示编成的码组中应无错码）可以通过这个得到监督位及监督矩阵，得到0TTHA或0TAH（8）rHPI（9）Q为 P的转置，将 Q的左边加上一个kk 阶单位方阵，就构成一个矩阵G G称为生成矩阵，因为由它可以产生整个码组，即有65432106543a a a a a a aa a a aG（10）式(10) 即汉明码的编码原理。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书8 2.3.2汉明码纠错原理当数字信号编码成汉明码形式后在信道中传输，由于信道中噪声的干扰，可能由于干扰引入差错，使得接收端收到错码，因此在接收端进行汉明码纠错，以提高通信系统的抗干扰能力及可靠性。一般来说接收码组与A 不一定相同。若设接收码组为一n列的行矩阵 B，即6543210Bb b b b b b b（11）则发送码组和接收码组之差为BAE（12）E就是传输中产生的错码行矩阵6543210Ee e e e e e e（13）若 ei=0，表示 接收码元 无错误， 若 ei=1，则 表示该接 收码元有 错。式（14）可改写成BAE（15）若 E=0，即接收码组无错, 则BAEA，将它代人式（8） ，该是仍成立，即有0TBH（16）当接收码组有错时， E0，将 B带入式（ 8）后，该式不一定成立。在未超过检错能力时，式（ 19）不成立。假设此时式（16）的右端为 S,即TBHS（17）将BAE代入式（ 17） ，可得()TTTSAE HAHEH（18）由式（ 8）可知，所以TSEH（19）此处 S与前面的123s s s有着一一对应关系，则S能代表错码位置。因此，纠错原理即，接收端收到码组后按式（17）计算出S,再根据表2-3判断错码情况，进行差错纠正。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书9 2.3.3汉明码 matlab函数介绍MATLAB 中提供了汉明码的编码和译码函数，本程序直接调用进行编程。encode函数功能：编码函数语法： code=encode(msg,N,K, hamming ) 说明：该函数对二进制信息msg进行汉明编码， K 为信息位长度， N 为码字长度。msg是一个 K 列矩阵。decode函数功能：译码函数语法： rcvcode=decode(code,N,K, hamming ) 说明：该函数对接受码字进行译码，恢复出原始信息，译码参数及方式必须和编码时采用的完全相同。hammgen函数功能：汉明码生成矩阵和校验矩阵产生函数语法： H=hammgen(M) H,G=hammgen(M) H,G,N,K=hammgen(M) 说明：该函数的功能是产生生成矩阵和校验矩阵，其中M=N-K为校验位的长度，H为汉明码的校验矩阵，G为汉明码的生成矩阵。2.4 调制方式： 2ASK 2.4.1 2ASK调制振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制.当数字基带信号为二进制时 ,则为二进制振幅键控 . 2ASK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书10 模拟调制法使用乘法器实现，如图2-3 所示。键控法使用开关电路实现，如图 2-4 所示。图 2 模拟调制法图 2-3 键控法图 2-4 键控法2.4.22ASK 解调本设计解调部分选用包络检波法如图2-5 所示。图 2-5 ASK包络检波法系统框图低通滤波器的作用是滤除高频杂波，使基带信号通过。比较器的功能是对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序，比较电平是由ASK峰值检波并分压而得到。乘法器S( t ) e0( t ) 滤波器cosc t 也称 OOK 信号开关 K 的动作由 S( t ) 决定，当 S( t ) = 1 0 e0( t ) cosc t 0 K 接0 1 K 接1 低 通滤波器比较器ASK已调信号比较电平输出)( tASKu名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书11 2.5 信道类型： AGWN 信道信号在传输的过程中，不可避免的会受到各种干扰，这些干扰统称为“噪声” 。加性高斯白噪声是一种最常见的噪声，它存在于各种传输煤质中，包括有线信道和无线信道。加性高斯白噪声表现为信号围绕平均值的一种随机波动过程。加性高斯白噪声的均值为0，方差是噪声功率的大小。一般情况下，噪声功率越大，信号波动的幅度越大，接收端接收到信号的误比特率越高。AWGN，在通信上指的是一种通道模型（channel model ） ，此通道模型唯一的信号减损是来自于宽带（Wideband）的线性加成或是稳定谱密度（以每赫兹瓦特的带宽表示）与高斯分布振幅的白噪声。白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声，即其功率谱密度为常数。AWGN 从统计上而言是随机无线噪声，其特点是其通信信道上的信号分布在很宽的频带范围内。高斯白噪声的概念：“白”指功率谱恒定；高斯指幅度取各种值时的概率p(x) 是高斯函数。功率谱密度恒定的话，自相关系数则是功率谱密度的反变换，高斯白噪声的自相关系数为无延时的冲击函数，则在时间差不等于零的时候，自相关等于 0，也就是不同时间的高斯白噪声的幅度是不相关的。3 仿真结果3.1 原始信号在仿真中构造的原始时间函数为：s=2*sin(2*pi*t)，时域区间以 0.03 为间隔采样取点 N个。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书12 图 3-1 原始信号3.2 PCM 编码仿真对原始信号进行 PCM 编码，采取八位均匀量化。编码结果如下：图 3-2 PCM 编码序列由于采用八位均匀量化，即原来一个买重采样信号用八位BIT 数表示。00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-3-2-10123原 始 输 入 信 号Time(S)Amplitude510152025303540455000.511.5PCM 编 码 信 号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书13 3.3 MIller编码仿真图 3-3 Miller 编码序列3.4 Hamming编码信号图 3-4 Hamming 编码序列汉明编码由生成矩阵生成，本次设计采用（7，4）汉明码编码规则。510152025303540455000.511.5Miller 编 码 信 号510152025303540455000.511.5Hamming 编 码 信 号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书14 3.5 ASK 调制信号图 3-5 ASK 调制序列ASK 调制信号采取 Fs可自定义的正弦信号调制，每个原始“1” ，先重复八次，扩充为8bit,然后发送八个完整的周期波形，为调制信号。如果是原始“0” ，8bit 0扩充，不发任何信号。3.6 信号 AWGN 处理图 3-6 AWGN 处理1700175018001850190019502000-1.5-1-0.500.511.5ASK 调 制 信 号1700175018001850190019502000-1.5-1-0.500.511.5加 AWGN 后 信 号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书15 3.7 ASK 解调信号图 3-7 ASK 解调信号本设计采用非相干解调，即包络解调。调制信号先通过一个LPF 包络解调滤波器： signal3=filter(num1,1,signal2)，然后进行中值峰区判定。阈值设为0.5。3.8 Hanmming解码信号图 3-8 Hamming 解码信号510152025303540455000.511.5理 论 信 号 （ Hamming 编 码 信 号 ）510152025303540455000.511.5ASK 解 码 信 号510152025303540455000.511.5理 论 信 号 （ Hamming 编 码 信 号 ）510152025303540455000.511.5ASK 解 码 信 号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书16 Hamming解码结果对比原信号正确无误。3.9 Miller解码信号图 3-9 Miller 解码信号Miller 解码结果对比原信号正确无误。3.10 PCM 解码信号图 3-10 PCM 解码序列在该例子中信号正常恢复，N=125,noise=7。并且信噪比为7 的时候，510152025303540455000.511.5理 论 信 号 （ Miller编 码 信 号 ）510152025303540455000.511.5Hamming 解 码 信 号00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-202原 始 输 入 信 号Time(S)Amplitude00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-202最 终 输 出 信 号Time(S)Amplitude名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书17 误码率为 0。推广到一般情况，当信噪比小于5，出现信噪比急剧下降。4 总结从上大学以来，我接触Matlab 软件已经很多次，当时也学了部分这个软件基本操作并且能很熟练的使用这个软件。通过这次本次课程设计，我更加系统的学习了 Matlab 语言，发现其要比C 语言相对简单多。但是Matlab 语言中的函数还是比较多的，在编程的时候，一定要借助Matlab 帮助。另外当一个函数看不懂时，要把它代到程序中去，单独实现结果，通过结果来分析函数，象像很多函数是单凭看理论是看不懂的。另外，当看懂一个函数时，一定要在程序中注释，否则过一段时间就忘记了其功能。在这次课程设计中，我主要学习了如何通过MATLAB 程序进行通信系统的仿真，对任意的信号进行信源编码，信道编码，通过信道，再经过相应的解码来恢复原信号。通过仿真，更加深刻的理解了通信原理中学到的信源编码、信道编码、调制等的相关理论知识，对这些知识点有了进一步的掌握，对通信系统的流程更有了宏观的把握。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书18 5 参考文献【1】刘泉编 .通信电子线路 .武汉理工出版社 .2007年【2】陈怀琛 等编 .MATLAB及在电子 信息课程 中的应用 .电子工 业出版社.2007年【3】樊昌信等编 .通信原理 .国防工业出版社 .2007年【4】周开利，邓春晖主编MATLAB基础及其应用教程，北京大学出版社，2007 【5】 董振海 ,精通MATLAB 7 编程与数据库应用，电子 工业出版社,2007 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书19 附录close all clear all n=36; t=0:0.03:0.03*(n-1); range=2; f=2; s=2*sin(2*pi*f*t); figure(1) plot(t,s) title(原始输入信号 ) xlabel(Time(S); ylabel(Amplitude); axis(0 0.03*n,-3 3) %PCM Coding pccode=zeros(n,8); for i=1:n code=PCMcoding(range,s(i); for j=1:8 pccode(i,j)=code(j); end end pccode; code1=reshape(pccode,1,8*n); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书20 figure(2) stem(code1) title(PCM编码信号 ) axis(1 50,0 1.5) %Miller Coding miller=Millercoding(code1); miller; figure(3) stem(miller) title(Miller编码信号 ) axis(1 50,0 1.5) %Hamming Code (7,4) hamming=Hammingcoding(miller); figure(4) stem(hamming) title(Hamming编码信号 ) axis(1 50,0 1.5) %ASK Modulation N=8; %原信号每比特重复 N次fc=100000; bitRate=100000; askcode=Askmodulation(hamming,bitRate,fc,N); figure(5) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书21 stairs(askcode) title(ASK调制信号 ) axis(1700 2000,-1.5 1.5) %AWGN noise=7; awgn=awgncode(askcode,noise);% 幅值放大，加噪声figure(6) stairs(awgn) title(加 AWGN 后信号 ) axis(1700 2000,-1.5 1.5) %ASK Demodulation bitstream=Askde(awgn,bitRate,fc,N); figure(7) subplot(2,1,1) stem(hamming) title(理论信号（ Hamming 编码信号） ) axis(1 50,0 1.5) subplot(2,1,2) stem(bitstream,r) title(ASK解码信号 ) axis(1 50,0 1.5) fprintf(ASK解码信号误码个数 :) errornum1=biterrornum(bitstream,hamming) %Hamming Decode hammingde=Hammingdecoding(bitstream); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 37 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计说明书22 figure(8) subplot(2,1,1)