2022年通信系统课群综合训练与设计通信肖遥 .pdf

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1、武汉理工大学学科基础课群综合训练报告课程设计任务书学生姓名：肖遥专业班级：通信工程 1103 指导教师：张小梅工作单位：武汉理工大学题目: 通信系统课群综合训练与设计1 课程设计的目的通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手独立开展电路实验的机会，锻炼分析解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化； 加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。2 课程设计要求要求：掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测

2、量的方法。1. 培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。2. 通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。3. 掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。3 课程设计进度安排序号设计内容所用时间1 根据设计任务，分析电路原理，确定实验方案2 天2 根据实验条件进行电路的测试，并对结果进行分析7 天3 撰写课程设计报告1 天合计2 周指导教师签名：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 - -

3、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告目录摘要. I abstract. II 1 课程设计任务 . 1 1.1 设计目的 . 1 1.2 课程设计要求 . 1 1.3 课程设计任务 . 1 2 通信系统 . 2 2.1 系统简述 . 2 2.2 主要步骤 . 2 2.3 系统框图 . 2 3 各模块基本原理 . 3 3.1 增量调制原理 . 3 3.2 基带传输 PST码. 3 3.3 循环码 . 4 3.3.1 循环码介绍 .

4、 4 3.3.2 循环码编码原理 . 6 3.3.3 循环码的纠错原理 . 7 3.4 FSK 调制及解调原理 . 9 3.4.1 FSK 调制原理 . 9 3.4.2 FSK 解调原理 . 10 3.5 衰落信道 . 11 4 实验方案 . 13 4.1 仿真部分 . 13 4.2 仿真图形 . 13 4.3 结果分析 . 18 5 心得与体会 . 19 附录. 21名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大

5、学学科基础课群综合训练报告I 摘要本次课程设计主要是利用仿真软件或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统。一般的通信系统是由信源，发送设备，信道，接收设备，接收者构成。根据此次课程设计的要求，是将一模拟信号经过数字化，信源编码，信道编码，数字调制后再经过相应的解码调制后，得到原始信号。 其中数字化方式为增量调制，基带码为PST 码，信道码为循环码，数字调制方式为FSK 调制，信道为衰落信道。 并且要求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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

6、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告II abstract This course is designed using simulation software or hardware experiment system platform design completed a typical communication system. The general communication system is by the source, send equip

7、ment, channel, receiving equipment, constitute the receiver. According to the requirements of the course design, it is a analog signal through digital, source coding, channel coding, digital modulation after after corresponding decoding modulation, get the original signal. The digital way as the del

8、ta modulation, baseband code for PST code, channel code for cyclic code, digital modulation mode for FSK modulation, channel for fading channel. And asked to complete the whole system and each link of the whole system simulation, and finally at the receiving end or similar or accurate reproduction o

9、f the input (source), calculation distortion, and reasons for analysis. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告11 课程设计任务1.1 设计目的通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手独立开展电

10、路实验的机会，锻炼分析解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化； 加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。1.2 课程设计要求要求：掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。1. 培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。2. 通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。3. 掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。1.3 课程设计任务利用仿真软

11、件（如Matlab 或 SystemView） ，或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统。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。 （信源为模拟信源，数字化方式为增量调制，基带码为AMI 码，信道码为循环码，调制方式为ASK 调制，信道类型为衰落信道） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告2

12、2 通信系统2.1 系统简述通信原理的主要内容就是怎样可靠而有效地实现信息的传输。要使这些传输方法成为现实， 就需要制作出相应的发送设备及接收设备。然后在发送端， 我们把欲传送的信息变换成某种适宜的信号并将之馈入传输媒体（电缆，光缆，无线电波等） 。在接收端，信号又从媒体馈入接收设备，我们再以同发端相反的过程恢复出原来所发送的信息。 根据所学的知识， 我们知道在什么样的情况下应该选择什么样的传输方式， 并能判断出噪声， 信道，传输方式等因素将会怎样影响对我们来说非常重要的一些通信指标，如信噪比，误码率等。2.2 主要步骤本通信传输系统的MATLAB 仿真包括以下内容：单频正弦波模拟信号经过抽样

13、（抽样频率为 Fs=20F） 、增量调制、二进制自然编码、PST 码型变换基带传输，循环编码， FSK 调制后发送到瑞利衰落信道，然后经过FSK 解调，循环码码译码、 PST码译码、增量调制解后恢复出单频正弦波模拟信号。2.3 系统框图图2-1 数字通信系统模型信源信 源编码器信道编码器数字调制器数字解调器信道译码器信 源译码器信宿信道噪声数字信源数字信宿编码信道名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科

14、基础课群综合训练报告33 各模块基本原理3.1 增量调制原理增量调制是由 PCM 发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是 PCM的一种特例。 增量调制编码基本原理是指用一位编码，这一位码不是表示信号抽样值的大小， 而是表示抽样幅度的增量特性，即采用一位二进制数码 “1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小，增大则输出“1”码，减小则输出“ 0”码。输出的“ 1” ， “0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减，不表示信号的绝对值。增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别 (增加、还是减少 )而不是代表抽样值本身的大小，因

15、此把它称为增量调制。在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1 和 0 只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用 1 码)还是减少 (用 0 码)。收端译码器每收到一个 1 码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶，而收到一个 0 码，译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。增量调制系统框图如图2.3 所示,其中量化器是一个零值比较器,根据输入的电平极性 ,输出为,预测器是一个单位延迟器,其输出为前一个采样时刻的解码样值,编码器也是一个零值比较器,若其输入为负值 ,则编码输出为0,否则输出为1。解码器将输入 1,0 符号转换为,然后与预测值相加后得出解码样值输出,

16、同时也作为预测器的输入。图 3-1 增量调制原理框图3.2 基带传输 PST码在实际的基带传输系统中， 并不是所有代码的电波形都能在信道中传输。含有直流分量和较丰富低频分量的单极性基带波形就不适宜在低频传输特性差的信道中传输。 PST 码是成对选择三进码。其编码过程是：先将二进制代码两两分组，然后再把每一码组编码成两个三进制数字(+ 、- 、0)。因为两位三进制数字名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学

17、科基础课群综合训练报告4共有 9 种状态，故可灵活地选择其中的4 种状态。为防止PST 码的直流漂移，当在一个码组中仅发送单个脉冲时，两个模式应交替变换。例如：二进制代码+模式-模式0 0 - + - + 0 1 0 + 0 - 1 0 + 0 - 0 1 1 + - + - PST码能提供足够的定时分量，且无直流成分，编码过程也较简单。但这种码在识别时需要提供“分组”信息，即需要建立帧同步。每位二进制信码都被变换成 1 位三电平取值（ +1、0、-1 ）的码，因而有时把这类码称为lB 1T 码。3.3 循环码3.3.1 循环码介绍循环码是线性分组码的一种，所以它具有线性分组码的一般特性，此外

18、还具有循环性。 循环码的编码和解码设备都不太复杂，且检( 纠) 错能力强。 它不但可以检测随机的错误，还可以检错突发的错误。（n,k ）循环码可以检测长为n-k或更短的任何突发错误，包括首尾相接突发错误。循环码是一种无权码， 循环码编排的特点是相邻两个数码之间符合卡诺图中的邻接条件，即相邻两个数码之间只有一位码元不同，码元就是组成数码的单元。符合这个特点的有多种方案， 但循环码只能是表中的那种。 循环码的优点是没有瞬时错误， 因为在数码变换过程中， 在速度上会有快有慢， 中间经过其它一些数码形式，称它们为瞬时错误。 这在某些数字系统中是不允许的，为此希望相邻两个数码之间仅有一位码元不同，即满足

19、邻接条件， 这样就不会产生瞬时错误。 循环码就是这样一种编码，它可以在卡诺图中依次循环得到。循环码最大的特点就是码字的循环特性，所谓循环特性是指：循环码中任一许用码组经过循环移位后，所得到的码组仍然是许用码组。若（0121aaaann）为一循环码组，则（1032nnnaaaa）、（2143nnnnaaaa）还是许用码组。也就是说，不论是左移还是右移，也不论移多少位，仍然是许用的循环码组。（1） 循环码的多项式表示表 1 PST 码名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页

20、，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告5设码长为 n 的循环码表示为（0121aaaaainn） ， 其中ia为二进制数，通常把码组中各码元当做二进制的系数，即把上式中长为 n 的各个分量看做多项式：axaxaxaxaininnnnxT012211（21) 的各项系数，则码字与码多项式一一对应，这种多项式中，x 仅表示码元位置的标记,因此我们并不关心x 的取值，这种多项式称为码多项式。（2）(n,k)循环码的生成多项式(n,k)循环码的生成多项式写为g(x),它是(n,k)循环码码集中唯一的，幂次为n-k的码多项式，则)(xgxk是一个幂次为

21、n 的码多项式。按模 (1nx)运算，此时：（22）即)()(xRxgxk（23）且因kxg(x)也是 n 阶幂，故 Q(x)=1。由于它是循环码，故)(xgxk按模(1nx)运算后的 “ 余式” 也是循环码的一个码字，它必能被g(x)整除，即：（24）由以上两式可以得到：)()()1()() 1)()(xgxfxxRxxQxgxnnk（25）和)()()()(1xgxhxgxfxxkn（26）从上式中可以看出， 生成多项式 g(x)应该是1nx的一个因式， 即循环码多项式应该是1nx的一个 n-k 次因式。（3） 循环码的生成矩阵和一致校验矩阵对所有的 i=0,1,2,k-1，用生成多项式

22、g(x)除n k ix，有：)()()(xbxgxaxiiikn（27）式中)(xbi是余式，表示为：0,1 ,11,)(iiknkniibxbxbxb（28）因此，)(xbxikn是 g(x)的倍式，即)(1xbxikn是码多项式，由此得到系统形式的生成矩阵为：nxRxQnxgxk)()()()()()(xFxgxR0,01 ,01,00,1 ,21,20, 11 ,11,10000010001bbbbbbbbbGknxkkknkkkknk名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

23、 第 9 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告6(29) 它是一个 kn阶的矩阵。同样，由 GTH =0 可以得到系统形式的一致校验矩阵为：(210）如已知 （7， 4） 循环码的生成多项式和校验多项式分别为：1)(3xxxg，1)(24xxxxh。写得其生成矩阵和校验矩阵分别为：（211）（212）3.3.2 循环码编码原理有信息码构成信息多项式011)(mxmxmkk，其中最高幂次为 k-1；用knx乘以信息多项式 m(x)，得到的)(xmxkn，最高幂次为 n-1，该过程相当于把信息码（1km，2km，1m，0m）移位到了码字德前k

24、个信息位，其后是r 个全为零的监督位； 用 g(x)除)(xmxkn得到余式 r(x),其次数必小于 g(x)的次数，即小于（ n-k） ，将此 r(x)加于信息位后做监督位，即将r(x)于)(xmxkn相加，得到的多项式必为一码多项式。（7，4）循环码编码的程序框图如图2.4 所示：1000100010,00, 20, 11,01 , 21,11, 01, 21,1bbbbbbbbbHkkkkknknkknk1101000011010000110100001101G101110001011100010111H名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

25、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告73.3.3 循环码的纠错原理纠错码的译码是该编码能否得到实际应用的关键所在。译码器往往比编码较难实现，对于纠错能力强的纠错码更复杂。根据不同的纠错或检错目的，循环码译码器可分为用于纠错目的和用于检错目的的循环码译码器。通常，将接收到的循环码组进行除法运算，如果除尽，则说明正确传输；如果未除尽，则在寄存器中的内容就是错误图样，根据错误图样可以确定一种逻辑，来确定差错的位置，从而达到纠错的目的。用于纠错目的的循环码的译码算法比

26、较复杂，感兴趣的话可以参考一些参考书。而用于检错目的循环码，一般使用ARQ 通信方式。检测过程也是将接受到的码组进行除法运算，如果除尽，则说明传输无误；如果未除尽，则表明传输出现差错，要求发送端重发。用于这种目的的循环码经常被成为循环冗余校验码，即 CRC 校验码。 CRC 校验码由于编码电路、检错电路简单且易于实现，因此得到广泛的应用。在通过MODEM 传输文件的协议如ZMODEM 、XMODEM协议中均用到了CRC 校验技术。在磁盘、光盘介质存储技术中也使用该方法。当码字 c 通过噪声信道传送时， 会受到干扰而产生错误。 如果信道产生的错误图样是 e，译码器收到的 n 重接受矢量是 y,则

27、表示为：初始化确定余式 r(x): )()()(xgxxmxrkn（213）确定 c(x): )()()(xrxxmxckn（214）错图 3-2 编码程序框图存储c(x) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告8ecy（215）上式也可以写成多项式形式：)()()(xexcxy（216）译码器的任务就是从y(x)中得到)(xe，然后求的估值码字)()()(xexcxy（217）

28、并从中得到信息组( )m x。循环码译码可按以下三个步骤进行：（1）有接收到的 y(x)计算伴随式 s(x); （2）根据伴随式 s(x)找出对应的估值错误图样( )e x；（3） 计算)()()(xexcxy， 得到估计码字( )c x。 若)()(xcxc,则译码正确，否则，若)()(xcxc，则译码错误。由于 g(x) 的次数为 n - k 次，g(x) 除 E(x) 后得余式（即伴随式）的最高次数为n-k-1 次，故 S(x) 共有 2n-k个可能的表达式，每一个表达式对应一个错误格式。可以知道 (7,4）循环码的 S(x) 共有 2(7-4) = 8 个可能的表达式， 可根据错误图样

29、表来纠正 (7,4）循环码中的一位错误，其伴随式如表1 所示。错误图样错误图样码字伴随式S(x) 伴随式E6(x)=x61000000 x2100 E5(x)=x50100000 x2+x 110 E4(x)=x40010000 x2+x+1 111 E3(x)=x30001000 x+1 011 E2(x)=x20000100 x2+1 101 E1(x)=x10000010 x 010 E0(x)=x00000001 1 001 E(x)=0 0000000 0 000 表 2 BCH （7，4）循环码错误图样表上式指出了系统循环码的译码方法：将收到的码字R(x) 用g(x) 去除，如果除

30、尽则无错；否则有错。如果有错，可由余式S(x) 一一找出对应图样，然后将错误图样E(x) 与R(x) 模2 和，即为所求码字 C(x) ，从而实现纠错目的。根据前面的讨论，可得（7，4）循环码译码的程序框图如图2.5 所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告9否3.4 FSK 调制及解调原理3.4.1 FSK 调制原理频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK 中，载

31、波的频率随着二进制基带信号在f1 和 f2 两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。在2FSK 中，载波的频率随基带信号在f1 和 f2 两个频率点间变化。故其表达式为：)cos()cos(212)(nntAtAFSKte典型波形如下图所示。由图可见。2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成：)cos()()cos( )()(2_12nsnnnnsnFSKtnTtgatnTtgats传“0”信号时，发送频率为f1的载波 ; 初始化由 R(x)确定 S(x)：S(x)=0，无误码由 S(x)确定错误图样 E(x) 纠错

32、)()()(XRXExc存储c(x) 图 3-3 译码程序框图（3-20）（3-21）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告10传“1”信号时，发送频率为f2的载波。可见， FSK 是用不同频率的载波来传递数字消息的。实现模型如下图：3.4.2 FSK 解调原理2FSK 的解调方式有两种 :相干解调方式和非相干解调方式。非相干解调是指经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的

33、带通滤波器 f1、f2 滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输入信号。其原理图如下图所示：相干解调是指根据已调信号由两个载波f1、f2 调制而成，则先用两个分别对 f1、f2 带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波 f1、f2 相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判二进制数据载波 f2 载波 f1 2FSK 输出信号带通滤波器抽样脉冲包络检波器带通滤波器包络检波器抽样判决器F1 F2 图 3-4 2FSK 调制原理图 3-5 非相干解

34、调原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告11决器即可。原理图如下3.5 衰落信道瑞利衰落信道（ Rayleigh fading channel）是一种无线电信号传播环境的“统计模型 (statistical model)”。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度 (amplitude)是随机的，即“衰落 (fading)”，并且其包络 (envelope)服从瑞利分布

35、（ Rayleigh distribution）。这一信道模型能够描述由电离层和对流层反射的短波信道，以及建筑物密集的城市环境。瑞利衰落只适用于从发射机到接收机不存在直射信号（LoS， Line of Sight ）的情况，否则应使用莱斯衰落信道（Ricean fading channel ）作为信道模型。瑞利衰落能有效描述存在能够大量散射无线电信号的障碍物的无线传播环境。若传播环境中存在足够多的散射， 则冲激信号到达接收机后表现为大量统计独立的随机变量的叠加， 根据中心极限定理， 则这一无线信道的冲激响应将是一个高斯过程。如果这一散射信道中不存在主要的信号分量，通常这一条件是指不存在直射信号

36、（LoS），则这一过程的均值为0，且相位服从 0 到 2 的均匀分布。 即，信道响应的包络服从瑞利分布。设随机变量R ，于是其概率密度函数为：其中。输入抽样脉冲Cos2f1t Cos2f2t 相乘器低通滤波器带通滤波器F1 带通滤波器F2 抽样判决器相乘器低通滤波器输出图 3-6 相干解调原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告12若信道中存在一主要分量，例如直射信号（LoS

37、），则信道响应的包络服从莱斯分布，对应的信道模型为莱斯衰落信道。通常将信道增益以等效基带信号表示，即用一复数表示信道的幅度和相位特性。由此瑞利衰落即可由这一复数表示，它的实部和虚部服从于零均值的独立同分布高斯过程。瑞利衰落模型适用于描述建筑物密集的城镇中心地带的无线信道。密集的建筑和其他物体使得无线设备的发射机和接收机之间没有直射路径，而且使得无线信号被衰减、反射、折射、衍射。在曼哈顿的实验证明，当地的无线信道环境确实接近于瑞利衰落。 通过电离层和对流层反射的无线电信道也可以用瑞利衰落来描述，因为大气中存在的各种粒子能够将无线信号大量散射。瑞利衰落属于小尺度的衰落效应，它总是叠加于如阴影、 衰

38、减等大尺度衰落效应上。信道衰落的快慢与发射端和接收端的相对运动速度的大小有关。相对运动导致接收信号的多普勒频移。 图中所示即为一固定信号通过单径的瑞利衰落信道后，在 1 秒内的能量波动，这一瑞利衰落信道的多普勒频移最大分别为10Hz 和100Hz，在 GSM1800MHz 的载波频率上，其相应的移动速度分别为约6 千米每小时和 60 千米每小时。特别需要注意的是信号的“ 深衰落 ” 现象，此时信号能量的衰减达到数千倍，即3040 分贝。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

39、16 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告134 实验方案4.1 仿真部分方案一：采用 MATLAB 下的 SIMULINK对各个模块进行建模仿真。方案二：运用 MATLAB 编程语言来实现对各个模块的仿真。由于本次课设是对通信系统的仿真，若用SIMULINK来实验，则会涉及到大量的模块设计和参数的设置， 在调试参数的过程中会很不方便，并且可能由于版本的问题导致有些模块不存在而给仿真带来不必要的麻烦。而用MATLAB 编程语言则能比较简单方便地实现本次课程设计的任务，故选择方案二。4.仿真结果分析4.2 仿真图形图 4-1 原始信号和抽样信

40、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 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告14图 4-2 增量调制仿真图图 4-3PST 编码仿真图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告15图 4-4FSK 调制仿

41、真图图 4-5FSK 非相干解调仿真图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告16图 4-6 FSK 相干解调仿真图图 4-7 FSK 相干解调误码统计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学

42、学科基础课群综合训练报告17图 4-8 循环码译码仿真图图 4-9 PST 解码仿真图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告18图 4-10 增量解调信号与原始信号对比图4.3 结果分析由以上图可知，并比较增量调制信号、PST编码信号、循环码编码信号、信号可看出代码正确，能够实现增量调制、PST编码、循环编码的功能。比较汉明码编码信号、 2FSK 调制信号与 2FSK 解调信号可

43、看出， 2FSK 调制与解调代码正确，可实现 2FSK 调制与解调。比较原始正弦信号与输出信号波形可看出，最终在接收端能够近似地再现信源，实现整个通信系统的仿真。由 4.2 到 4.6 对比可以看出经过增量调制，PST 编码，三进制转换二进制，循环编码， FSK 调制， FSK 解调，循环解码，二进制转换三进制，PST 解码，增量解调后的波形与输入波形大致相似，与输入波形稍有出入。 由计算得失真度为 5.4417e-004 。因为 PST编码后为 +1，-1，0 组成的一个三进制序列，没办法直接进行循环码编码，所以又将三进制序列转换成了二进制，即分别用00，01，10 来代替 -1，0，+1.

44、从而码的长度增加了一倍。在后面也有相应的二进制转三进制的解码。这里的循环编码用的是（ 7，4）码，所以在设置参数时要注意，码的长度应该是4的倍数。 刚开始调程序时没有注意到这个问题， 导致在后面增量解调时一直报错，后来才发现是这个问题，设置好参数后就运行正常了。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告195 心得与体会在本次课程设计的学习中，让我受益颇多。一、让我养成了课前预习的好

45、习惯。一直以来就没能养成课前预习的好习惯（虽然一直认为课前预习是很重要的） ，但经过这一周，让我深深的懂得课前预习的重要。只有在课前进行了认真的预习，才能在课上更好的学习，收获的更多、掌握的更多。二、培养了我的动手能力。 “实验就是为了让你动手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。”每个步骤我都亲自去做，不放弃每次锻炼的机会。经过这两周，让我的动手能力有了明显的提高。三、让我在探索中求得真知。 那些伟大的科学家之所以伟大就是他们利用实验证明了他们的伟大。实验是检验理论正确与否的试金石。为了要使你的理论被人接受，你必须用事实（实验）来证明，让那些怀疑的人哑口无言。 虽说我们的通信原理

46、实验只是对前人的经典实验的重复，但是对于一个知识尚浅、 探索能力还不够的人来说， 这些探索也非一件易事。 通信原理实验都是一些经典的给人类带来了难以想象的便利与财富。对于这些实验， 我在探索中学习、在模仿中理解、在实践中掌握。通信原理实验让我慢慢开始“摸着石头过河”。学习就是为了能自我学习，这正是实验课的核心，它让我在探索、自我学习中获得知识。经过这次课程设计的学习， 让我收获多多。 但在这中间， 我也发现了我存在的很多不足。 我的动手能力还不够强， 当有些实验需要很强的动手能力时我还不能从容应对； 我的探索方式还有待改善， 当面对一些复杂的实验时我还不能很快很好的完成； 我的数据处理能力还得

47、提高， 当眼前摆着一大堆复杂数据时我处理的方式及能力还不足，不能用最佳的处理手段使实验误差减小到最小程度总之，课程设计让我收获颇丰， 同时也让我发现了自身的不足。在实验课上学得的，我将发挥到其它中去，也将在今后的学习和工作中不断提高、完善；在此间发现的不足，我将努力改善，通过学习、实践等方式不断提高，克服那些不应成为学习、获得知识的障碍。在今后的学习、工作中有更大的收获，在不断地探索中、在无私的学习、奉献中实现自己的人身价值！名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，

48、共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告20参考文献1 刘泉. 通信电子线路 . 武汉理工大学出版社 ,2004. 2 樊昌信 . 通信原理 . 国防工业出版社 ,2006. 3 吴大正 . 信号与线性系统分析 . 西安电子科技大学出版社,1998 4 陈怀琛 .MATLAB 及在电子信息课程中的应用. 电子工业出版社 ,2006. 5 郑君里 . 信号与系统 . 高等教育出版社 ,2000. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

49、第 24 页，共 30 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学学科基础课群综合训练报告21附录%main.m Ts=1e-4; %采样间隔t=0:Ts:399*Ts; %仿真时间序列x=sin(2*pi*50*t); %信号figure(1) subplot(2,1,1); plot(t,x); title(原始信号 ); subplot(2,1,2); stem(t,x); title(抽样信号 ); y1=dltpcm(x); figure(2); subplot(2,1,1); stairs(y1); axis(0 120 0 1.2); title(增量调制 ); y2=

50、pst(y1); figure(3) subplot(2,1,1);stem(y1);axis(1 50,0 1.4); title(PST 码输入二进制码流 ) subplot(2,1,2);stem(y2);axis(1 50,0 1.4); title(PST 码输出二进制码流 ) y3=cyclen(y2); figure(4); subplot(2,1,1); stairs(y3); axis(0 30 0 1.2); title(循环编码 ); y4=fsk(y3); figure(9); subplot(2,1,1); stairs(y4); axis(0 30 0 1.2);