本科毕业设计-通信系统综合课程设计—课程设计任务书.doc

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1、 xx理工大学通信系统课群综合训练与设计报告 课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 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、电路调试与测量的方法。1.培养学生根据

2、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 目 录摘 要IAbstractI1设计任务11.1设计目的11.2课程设计

3、要求11.3课程设计任务12实验原理分析22.1实验原理框图22.2 PCM原理介绍32.2.1 抽样(Sampling)32.2.2量化（quantizing）32.2.3 A压缩律：42.2.4 编码（Coding）92.2基带传输PST码92.3循环码102.3.1循环码介绍102.3.2 循环码编码原理122.3.3 循环码的纠错原理132.4二进制频移键控（2PSK）调制与解调原理152.4.1 数字调制技术152.4.2 二进制相移键控（2PSK）基本原理162.4.3 MATLAB实现2PSK调制与解调182.5衰落信道183 MATLAB软件仿真及结果193.1 MATLAB简

4、介193.2 发送端仿真结果与分析193.2.1仿真结果图193.2.2 实验结果分析244.小结25参考文献26附录：27 摘 要 通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。一个数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调。具体过程是把信息源的模拟信号经过模数转换变成数子信号然后，再进行基带编码、信道编码、载波调制然后发送到信道中，然后造接收端进行对应的解调、译码、数模转换得到最终的接收信号。本设计结合PCM的抽样、量化、编码原理把模拟信号转换数字信号、汉明码编译码原理实现信道编译码、PST编译码原理用于实现信源编译码、PS

5、K调制解调原理用于实现数字调制与解调、衰落信道原理用于信道和噪声源的近似，利用MATLAB软件编程，完成了整个通信系统编码仿真分析。关键词：MATLAB软件编程、数字通信系统、PCM、PST码、循环码、PSK Abstract Communication system is the role of the information from the source sent to one or more of the destination. A digital communication system is to use digital signal to transfer informatio

6、n communication system, basically have source coding and decoding, channel coding and decoding, digital modulation and demodulation. The specific process is the source of the analog signal after a/d convert into number son signal and then, again carries on the baseband coding, channel coding, carrie

7、r modulation and then sent to the channel, then made on the receiving end corresponding demodulation, decoding, d/a conversion to get the final receiving signal. This design with PCM sampling and quantization and coding principle to analog signal into the digital signal, hamming code knitting decodi

8、ng theory to realize channel knitting decoding, PST knitting decoding principle used to implement the source knitting decoding, PSK modulation demodulation principle used to implement the digital modulation and demodulation, Fading channel and the principle for noise approximation, using MATLAB soft

9、ware programming, complete the whole communication system coding simulation analysis.Keywords: MATLAB software programming, digital communication system, PCM, PST, Cyclic code, PSKII1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路实验的机会，锻炼分析解决电子电路问题的实际

10、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件（如Matlab或SystemView），或硬件实验系

11、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）。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：自己构造一时间函数，数字化方式:PCM，基带码:PST，信道码:循环码，调制方式:PSK，信道类型:衰落信道 ；解调，信道解码，基带解码，数模转换的过程与输入端对应。2实验原理分析2.1实验原理框图数字调制信道

12、编码基带编码模数转换模拟信源信道数字解调信道解码模拟信源数模转换基带解码图2.1通信系统的原理框图模数转换中有三个基本过程：抽样、量化、编码。根据编码的不同有几种调制方法，如脉冲振幅调制（PAM），脉冲编码调制（PCM），差分脉冲编码调制（DPCM），增量调制。基带传输的常用码型有AMI码，HDB3码，PST码，曼彻斯特码，密勒码，CMI码。信道编码的常用编码有汉明码，卷积码，循环码，BCH码。常见的数字调制方式有振幅键控（ASK），频移键控（FSK），相移键控（PSK）。常见的信道有加性高斯白噪声信道，多径衰落信道。根据题目要求，数字化方式为PCM调制，基带码为PST码，信道码为循环码，数字

13、调制方式为PSK调制，信道为衰落信道，则有以下原理框图循环编码PSK调制PST编码PCM调制模拟信源衰落信道PSK解调循环解码模拟信源PCM解调PST解码图2.2 实验原理框图2.2 PCM原理介绍 模拟信号数字化必须经过三个过程，即抽样、量化和编码，以实现话音数字化的脉冲编码调制（PCM，Pulse Coding Modulation）技术。2.2.1 抽样(Sampling) 图2.3 抽样原理图离散时间信号通常是有连续时间信号经周期采样得到的。完成采样功能的器件称为采样器，下图所示为采样器的示意图。图中Xa(t)表示模拟信号，Xa(nt)表示采样信号，T为采样周期，n=0，1，2，。一般

14、可以把采样器视为一个每隔T秒闭合一次的电子开关S。在理想情况下，开关闭合时间满足相位jn:符号0=相位jn: 0控制载波产生2psk信号e2psk(t)=cos(2*fc*t+ jn)2psk信号输出图2.13 2psk调制 图2.14 2psk解调2.5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。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，表现为“衰落”特性，并且多径衰落的信号包络服从瑞利分布。由此，这种多径衰落也称为瑞利衰落。 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

15、于从发射机到接收机不存在直射信号的情况，否则应使用莱斯衰落信道作为信道模型。假设经反射（或散射）到达接收天线的信号为N个幅值和相位均随机的且统计独立的信号之和。信号振幅为r,相位为,则其包络概率密度函数为 P(r)= (r0) （2.26）相位概率密度函数为： P()=1/2 （） （2.27）3 MATLAB软件仿真及结果3.1 MATLAB简介MATLAB是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行，可移植性好、可拓展性极强。MATLAB是

16、一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。MATLAB的这些函数所能解决的问题大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。3.2 发送端仿真结果与分析3.2.1 仿真结果图图3. 1 原始信号与PCM编码输出图3.2 PST编码图3.3二进制转三进制后循环码信号输出图3.4 PSK调制信号图3.5 滤波载波函数信号图3.6 衰落信道信号图3.7 PSK解调后图

17、像 图3.8 循环码解码后二进制转三进制输出图像 图3.9 PST解码后的信号图 图3.10 PCM解调后的信号3.2.2 实验结果分析实验最后的结果与预想的还是差不多的，调制，编码和解调，解码的过程都是正确的。有几点可能对本设计存在较大影响：1.是取样的点数我取了50个不是很多会带来误差。2.再就是信道噪声会造成误差。3.PSK解调的过程中通过低通滤波器和抽样判决的过程也都是有误差的。4.最后用A律曲线逼近过程逼近时以一小段一小段的曲线去近似逼近。4.小结在本次课程设计中我学习了整个通信系统的工作原理，了解了PCM编解码、循环码编解码、PST编解码、PSK调制解调的原理和MATLAB编程，也

18、学习很多MATLAB的函数。虽然之前有接触MATLAB这个软件，但是也只是会调用一些简单的函数来做计算，或用一些简单的画图命令来作图，一直觉得这个仿真软件的功能很强大，但没有怎么深入地去运用。这次的课设让我知道，我之前对它的了解简直只是冰山一角。而要用它来实现自己的专业目的，更是增加了难度。将在课堂上学到的理论知识用它来仿真实现，这就要求我们对理论知识有全面深入透彻的理解，并且很熟悉仿真软件，但我在这两个方面都有欠缺，所以实际操作起来也没有刚开始想象的那样容易。这次的课程设计让我收获颇丰，同时也让我发现了自身的不足。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。这里要感谢帮助我解决编程过程中遇到问题的同学和老师。参考文献1 樊昌信 曹丽娜，通信原理第六版，国防工业出版社，20072 周开利，邓春晖主编 MATLAB基础