2014《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》(報(bào)告參考模板)(總36頁(yè))

1、We will continue to improve the companys internal control system, and steady improvement in ability to manage and control, optimize business processes, to ensure smooth processes, responsibilities in place; to further strengthen internal controls, play a control post independent oversight role of ev

2、aluation complying with third-party responsibility; to actively make use of internal audit tools detect potential management, streamline, standardize related transactions, strengthening operations in accordance with law. Deepening the information management to ensure full communication zero resistan

3、ce. To constantly perfect ERP, and BFS+, and PI, and MIS, and SCM, information system based construction, full integration information system, achieved information resources shared; to expand Portal system application of breadth and depth, play information system on enterprise of Assistant role; to

4、perfect daily run maintenance operation of records, promote problem reasons analysis and system handover; to strengthening BFS+, and ERP, and SCM, technology application of training, improve employees application information system of capacity and level. Humanistic care to ensure zero. To strengthen

5、ing Humanities care, continues to foster company wind clear, and gas are, and heart Shun of culture atmosphere; strengthening love helped trapped, care difficult employees; carried out style activities, rich employees life; strengthening health and labour protection, organization career health medic

6、al, control career against; continues to implementation psychological warning prevention system, training employees health of character, and stable of mood and enterprising of attitude, created friendly fraternity of Humanities environment. To strengthen risk management, ensure that the business of

7、zero risk. To strengthened business plans management, will business business plans cover to all level, ensure the business can control in control; to close concern financial, and coal electric linkage, and energy-saving scheduling, national policy trends, strengthening track, active should; to imple

8、mentation State-owned assets method, further specification business financial management; to perfect risk tube control system, achieved risk recognition, and measure, and assessment, and report, and control feedback of closed ring management, improve risk prevention capacity. To further standardize

9、trading, and strive to achieve according to law, standardize and fair. Innovation of performance management, to ensure that potential employees zero fly. To strengthen performance management, process control, enhance employee evaluation and levels of effective communication to improve performance ma

10、nagement. To further quantify and refine employee standards . Work, full play party, and branch, and members in five type Enterprise construction in the of core role, and fighting fortress role and pioneer model role; to continues to strengthening four good leadership construction課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： XXXXXX

11、 專業(yè)班級(jí)： XXXXXXXXXXX 指導(dǎo)教師： 方藝霖 工作單位： 武漢理工大學(xué) 題 目: 通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)初始條件 1）MATLAB軟件 2）通信原理各模塊相關(guān)知識(shí)要求完成的主要任務(wù): 主要任務(wù):利用仿真軟件（如Matlab或SystemView），或硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)上設(shè)計(jì)完成一個(gè)典型的通信系統(tǒng)其中信源為隨機(jī)確定的一個(gè)模擬時(shí)間函數(shù)，數(shù)字化方式采用PCM編碼，基帶碼為HDB3碼，信道碼采用循環(huán)碼，調(diào)制方式為PSK，信道類型為衰落信道。要求：掌握以上各種電路與通信技術(shù)的基本原理，掌握實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、電路調(diào)試與測(cè)量的方法。時(shí)間安排:序號(hào)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容所用時(shí)間1根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，分析電路原理，確

12、定實(shí)驗(yàn)方案2天2根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行電路的測(cè)試，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析7天3撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告1天合 計(jì)2周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目錄摘要IAbstractII1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)與要求11.1課程設(shè)計(jì)的目的11.2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求12 數(shù)字通信系統(tǒng)原理分析22.1脈沖編碼調(diào)制原理分析22.1.1 模擬信號(hào)抽樣過(guò)程22.1.2 抽樣信號(hào)的量化過(guò)程32.1.3 量化信號(hào)的編碼42.2 基帶HDB3編譯碼原理62.3 信道編碼循環(huán)碼編譯碼原理62.3.1 循環(huán)碼編譯碼原理與特點(diǎn)62.3.2循環(huán)碼編碼原理72.3.3循環(huán)碼譯碼原理72.4 PSK調(diào)制與解調(diào)及衰落信道原理

13、83方案設(shè)計(jì)驗(yàn)證103.1 PCM編譯碼方案設(shè)計(jì)103.2 循環(huán)碼編譯碼方案設(shè)計(jì)113.3 HDB3編譯碼方案設(shè)計(jì)123.4 PSK調(diào)制解調(diào)方案設(shè)計(jì)133.5 瑞利衰落信道方案設(shè)計(jì)144 基于MATLAB的系統(tǒng)仿真分析154.1 MATLAB軟件介紹154.2 PCM編譯碼模塊仿真分析154.2.1PCM編碼模塊仿真分析154.2.2 PCM譯碼模塊仿真分析174.3 循環(huán)碼編碼模塊仿真分析184.4 HDB3編譯碼模塊仿真分析184.5 PSK調(diào)制解調(diào)加衰落信道模塊仿真分析194.5.1 PSK調(diào)制模塊仿真分析194.5.2 PSK解調(diào)模塊仿真分析194.5.3 瑞利衰落信道仿真分析214.

14、6 總通信系統(tǒng)仿真及誤差計(jì)算215 設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及解決辦法236 小結(jié)與體會(huì)25參考文獻(xiàn)26附錄27利用設(shè)在基坑邊的固定泵輸送砼到施工面，人工攤鋪，平板振搗器振搗密實(shí)，用刮杠沿模板頂將砼刮平，并用木抹搓平壓實(shí)，確保砼密實(shí)和表面平整。砼澆注時(shí)埋設(shè)支立模板及鋼筋支架所需預(yù)埋鐵件play levels cadres in enterprise development in the of backbone backbone role; to full strengthening members youth work, full play youth employees in company dev

15、elopment in the of force role; to improve independent Commission against corruption work level, strengthening on enterprise business key link of effectiveness monitored. , And maintain stability. To further strengthen publicity and education, improve the overall legal system. We must strengthen safe

16、ty management, establish and improve the education, supervision, and evaluation as one of the traffic safety management mechanism. To conscientiously sum up the Olympic security controls, promoting integrated management to a higher level, higher standards, a higher level of development. Employees, t

17、oday is lunar calendar on December 24, the ox Bell is about to ring, at this time of year, we clearly feel the pulse of the XX power generation company to flourish, to more clearly hear XX power generation companies mature and symmetry breathing. Recalling past one another across a railing, we are e

18、nthusiastic and full of confidence. Future development opportunities, we more exciting fight more spirited. Employees, let us together across 2013 full of challenges and opportunities, to create a green, low-cost operation, full of humane care of a world-class power generation company and work hard!

19、 The occasion of the Spring Festival, my sincere wish that you and the families of the staff in the new year, good health, happy, happy!摘要現(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導(dǎo)引媒體中的傳輸機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)，前者稱為無(wú)線通信系統(tǒng)，后者稱為有線通信系統(tǒng)，無(wú)線通信的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。數(shù)字通信是無(wú)線通信系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié)，數(shù)字調(diào)制技術(shù)的改進(jìn)也是通信系統(tǒng)性能提高的重要途徑之一。數(shù)字通信的過(guò)程主要由信息源、信源編碼、信道編碼、調(diào)制、加噪聲、解調(diào)、信道譯碼、信源譯

20、碼以及接收等幾個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有著至關(guān)重要的作用，因此應(yīng)該對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都采用相對(duì)失真度較低的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，才能達(dá)到近乎無(wú)失真的傳輸，本課設(shè)運(yùn)用MATLAB及附帶的圖形函數(shù)工具設(shè)計(jì)了脈沖編碼調(diào)制、基帶碼為HDB3、信道碼為循環(huán)碼、調(diào)制方式為PSK和信道為衰落信道的數(shù)字通信系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)仿真，觀察了解到了數(shù)字通信模型中各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并從中了解到數(shù)字信號(hào)處理對(duì)于數(shù)字通信的巨大作用，本文很詳細(xì)地介紹了整個(gè)通信系統(tǒng)的各個(gè)模塊的程序以及仿真過(guò)程，分析地比較透徹，便于理解，通信的整個(gè)過(guò)程是一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)很復(fù)雜的過(guò)程，但是由于是利用仿真軟件進(jìn)行仿真，各個(gè)方面都比較理想，因此最后的結(jié)果誤差很小

21、，比較符合理想情況。關(guān)鍵字： 數(shù)字通信 脈沖編碼調(diào)制 循環(huán)碼 PSK調(diào)制解調(diào) 衰落信道 AbstractModern communication systems by means of electromagnetic waves in the spread of free space or guided media transmission mechanism to achieve the former is called a wireless communication system, which is referred to as wired communication systems,

22、wireless communication has become increasingly widespread application. Digital communication is the most important part of the wireless communication system, one of the important ways to improve the digital modulation techniques, improvement of communication system performance. Digital communication

23、 process by a few of the more important aspects of the information source, source coding, channel coding and modulation, plus noise, demodulation, channel decoding, source decoding and reception, and each link has a crucial role, and should therefore be on every aspect of the relatively low distorti

24、on method to achieve in order to achieve the near-lossless transmission, the lesson set using MATLAB graphics functions and incidental tool designed to pulse code modulation, the baseband code for HDB3 channel code is a cyclic code modulation schemes for digital communication system simulation model

25、 the PSK and channel fading channel. Simulation, observation learned all aspects of the implementation process in the model of digital communications, digital signal processing and learn a huge role in digital communication, a very detailed description of the entire communication system of the vario

26、us modules of the program as well as the simulation process, any analysis thorough comparison, to facilitate understanding, the communication of the whole process is a relatively complex process, but due to the use of simulation software for simulation, aspects are more ideal, therefore final result

27、s of error is very small, compare the ideal situation.Keywords: PSK modulation and demodulation digital communication pulse code modulation cycle code fading channelI1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1課程設(shè)計(jì)的目的通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)電子電路的理解，學(xué)會(huì)對(duì)電路分析計(jì)算以及設(shè)計(jì)。進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)完成綜合設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)及訓(xùn)練，創(chuàng)造一個(gè)動(dòng)腦動(dòng)手獨(dú)立開(kāi)展電路實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，鍛煉分析解決電子電路問(wèn)題的實(shí)際本領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)由課

28、本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；加深對(duì)通信原理的理解，提高學(xué)生對(duì)現(xiàn)代通信系統(tǒng)的全面認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。1.2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求要求利用仿真軟件（如Matlab或SystemView），或硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)上設(shè)計(jì)完成一個(gè)典型的通信系統(tǒng)（如圖1-1所示）。其中信源為隨機(jī)確定的一個(gè)模擬時(shí)間函數(shù)，數(shù)字化方式采用PCM編碼，基帶碼為HDB3碼，信道碼采用循環(huán)碼，調(diào)制方式為PSK，信道類型為衰落信道。要求完成整個(gè)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)以及整個(gè)系統(tǒng)的仿真，最終在接收端或者精確或者近似地再現(xiàn)輸入（信源），計(jì)算失真度，并且分析原因。圖1-1 典型的通信系統(tǒng)2 數(shù)字通信系統(tǒng)原理分析通信系統(tǒng)就是傳遞信息所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸

29、媒質(zhì)的總和，包括信息源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備和信宿(受信者) ，它的一般模型如圖1-1所示。通信系統(tǒng)可分為數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)，數(shù)字通信系統(tǒng)較模擬通信系統(tǒng)而言，具有抗干擾能力強(qiáng)、便于加密、易于實(shí)現(xiàn)集成化、便于與計(jì)算機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)。因而，數(shù)字通信更能適應(yīng)對(duì)通信技術(shù)的越來(lái)越高的要求。近二十年來(lái)，數(shù)字通信發(fā)展十分迅速，在整個(gè)通信領(lǐng)域中所占比重日益增長(zhǎng)，在大多數(shù)通信系統(tǒng)中已代替模擬通信，成為當(dāng)代通信系統(tǒng)的主流。本次課程設(shè)計(jì)的數(shù)字通信系統(tǒng)原理框圖如圖2-1所示。圖2-1 數(shù)字通信系統(tǒng)框圖2.1脈沖編碼調(diào)制原理分析模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字傳輸?shù)脑砜驁D如圖2-2所示。圖2-2 模擬信號(hào)數(shù)字化過(guò)程2.1.1

30、 模擬信號(hào)抽樣過(guò)程抽樣是把時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)變成一系列時(shí)間上離散的抽樣值的過(guò)程。抽樣定理：設(shè)一個(gè)頻帶限制的（0，fH）Hz內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)m（t）如果它不少于2fH次/s的速率進(jìn)行抽樣，則m(t)可以由抽樣值完全確定。圖2-3 模擬信號(hào)抽樣過(guò)程如圖2-3就是簡(jiǎn)化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換離散的數(shù)字信號(hào)的抽樣過(guò)程，其中f（t）是連續(xù)的時(shí)間信號(hào)，也就是模擬信號(hào)，在送到乘法器上與s(t)取樣脈沖序列進(jìn)行乘法運(yùn)算，事實(shí)上取樣脈沖序列就是離散的一個(gè)個(gè)沖激函數(shù)。因此有 公式2-1 另外要注意的是，采樣間隔的周期要足夠的小，采樣率要做夠的大，要不然會(huì)出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，一般情況下如果模擬信號(hào)的最高頻率為fh時(shí)，采樣頻率fs

31、=2fh。2.1.2 抽樣信號(hào)的量化過(guò)程量化就是利用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平來(lái)表示模擬信號(hào)抽樣值的過(guò)程。時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣后的樣值序列雖然在時(shí)間上離散，但是在幅度上仍然是連續(xù)的，在通信系統(tǒng)中已經(jīng)有很多的量化方法了，最常見(jiàn)的就是均勻量化與非均勻量化。均勻量化概念比較早出來(lái)。因其有很多的不足之處，很少被使用，這就有了非均勻量化的概念。非均勻量化是一種在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)量化間隔不相等的量化。它是根據(jù)輸入信號(hào)的概率密度函數(shù)來(lái)分布量化電平的，以改善量化性能，它的特點(diǎn)是輸入小時(shí)量階也小，輸入大時(shí)，量階也大。整個(gè)范圍內(nèi)信噪比幾乎是一樣的，縮短了碼字長(zhǎng)度，提高了編碼效率。實(shí)際中非均勻量化的方法之一是把輸入量

32、化器的信號(hào)x先進(jìn)行壓縮處理，再把壓縮的信號(hào)y進(jìn)行非均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多數(shù)采用對(duì)數(shù)壓縮，即y=lnx。廣泛采用這兩種對(duì)數(shù)壓擴(kuò)特性的是u/A率壓擴(kuò)。律壓縮特性壓縮規(guī)律：壓縮特性近似滿足下對(duì)數(shù)規(guī)律 公式2-2律壓縮定性分析 =0時(shí):無(wú)壓縮作用(直線)0時(shí):壓縮明顯壓縮作用-y是均勻的，而x是非均勻的信號(hào)越小x也越小A壓縮率所謂的 A壓縮率就是壓縮器具有如下特性： 公式2-3 公式2-4上式中：x為歸一化的壓縮器輸入電壓；歸一化的壓縮器輸出電壓；A為壓擴(kuò)參數(shù)，表示壓縮程度。本次課程設(shè)計(jì)采用的是非均勻量化的方式，使用的是A率壓縮的方式，這種方式是我國(guó)目前通信中最為普遍與常用的方式。2.1.

33、3 量化信號(hào)的編碼所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，其相反的過(guò)程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來(lái)分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無(wú)論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。下面結(jié)合13折線的量化來(lái)加以說(shuō)明。在13折線法中，無(wú)論輸入信號(hào)是正是負(fù)，均按8段折線（8個(gè)段落）進(jìn)行編碼。若用8位折疊二進(jìn)制碼來(lái)表示輸入信號(hào)的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七

34、位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的8種可能狀態(tài)來(lái)分別代表8個(gè)段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來(lái)分別代表每一段落的16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。這樣處理的結(jié)果，8個(gè)段落被劃分成27128個(gè)量化級(jí)。13折線編碼 特點(diǎn)：基本上保持壓縮特性，又便于數(shù)字實(shí)現(xiàn)。圖2-4 13折線法圖如表2-1左邊是段落碼和段落之間的關(guān)系，右邊是段內(nèi)碼16個(gè)量化級(jí)之間的關(guān)系。段落序號(hào)段落碼量化級(jí)段內(nèi)碼8111151111141110711013110112110061011110111010105100910018100040117011160110

35、301050101401002001300112001010001000100000表2-1 段落嗎與段內(nèi)碼脈沖編碼調(diào)制PCM系統(tǒng)的量化噪聲：對(duì)于PCM系統(tǒng)，這相當(dāng)于要求傳輸速率 2NfH b/s，故要求系統(tǒng)帶寬 B = NfH，即要求 公式2-5 上式表明，PCM系統(tǒng)的輸出信號(hào)量噪比隨系統(tǒng)的帶寬B 按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。 誤碼率：誤碼率是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸精確性的指標(biāo)。如果有誤碼就有誤碼率。簡(jiǎn)單的說(shuō)，誤碼率就是在數(shù)字傳輸過(guò)程中，在發(fā)送到接收端，發(fā)送錯(cuò)誤的碼元個(gè)數(shù)占總的碼元個(gè)數(shù)的比例。誤碼率的計(jì)算公式如下： 公式2-6PCM的譯碼過(guò)程即是編碼過(guò)程的逆過(guò)程，其原理就不在這里贅述了。2.2 基

36、帶HDB3編譯碼原理HDB3碼稱為三階高密度雙極性碼，它是AMI碼的一種改進(jìn)型，改進(jìn)之后既保持了AMI碼的有點(diǎn)，沒(méi)有直流成分，高低頻分量少，能量集中在頻率為1/2碼速處，并且又解決了AMI碼的提取信號(hào)困難的缺點(diǎn)，是一種較為常用的基帶碼型。該碼型編譯碼的實(shí)現(xiàn)都比較簡(jiǎn)單，其編譯碼程序見(jiàn)附錄的程序所示。其編碼規(guī)則為：1先將消息代碼變換成AMI碼，若AMI碼中連0的個(gè)數(shù)小于4,此時(shí)的AMI碼就是HDB3碼;2若AMI碼中連0的個(gè)數(shù)大于3,則將每4個(gè)連0小段的第4個(gè)0變換成與前一個(gè)非0符號(hào)(+1或-1)同極性的符號(hào),用表示(+1+,-1-);3為了不破壞極性交替反轉(zhuǎn)，當(dāng)相鄰符號(hào)之間有偶數(shù)個(gè)非0符號(hào)時(shí)，再

37、將該小段的第1個(gè)0變換成B或-B,符號(hào)的極性與前一非零符號(hào)的相反，并讓后面的非零符號(hào)從符號(hào)開(kāi)始再交替變化。解碼規(guī)則為：1雖然編碼很復(fù)雜，但解碼規(guī)則很簡(jiǎn)單，若3連“0”前后非零脈沖同極性，則將最后一個(gè)非零元素譯為零，如+1000+1 就應(yīng)該譯成“10000”；若2連 “0”前后非零脈沖極性相同，則兩零前后都譯為零，如-100-1，就應(yīng)該譯為0000.2再將所有的-1變換成+1后，就可以得到原消息代碼。2.3 信道編碼循環(huán)碼編譯碼原理2.3.1 循環(huán)碼編譯碼原理與特點(diǎn)設(shè)C使某(n,k)線性分組碼的碼字集合，如果對(duì)任，它的循環(huán)移位也屬于C，則稱該（n,k）碼為循環(huán)碼。該碼在結(jié)構(gòu)上有另外的限制，即一個(gè)

38、碼字任意循環(huán)移位的結(jié)果仍是一個(gè)有效碼字。其特點(diǎn)是：（1）可以用反饋移位寄存器很容易實(shí)現(xiàn)編碼和伴隨式的計(jì)算；（2）由于循環(huán)碼有很多固有的代數(shù)結(jié)構(gòu)，從而可以找到各種簡(jiǎn)單使用的譯碼辦法。循環(huán)碼特點(diǎn)有：1）循環(huán)碼是線性分組碼的一種，所以它具有線性分組的碼的一般特性，且具有循環(huán)性，糾錯(cuò)能力強(qiáng)。2）循環(huán)碼是一種無(wú)權(quán)碼，循環(huán)碼編排的特點(diǎn)為相鄰的兩個(gè)數(shù)碼之間符合卡諾中的鄰接條件，即相鄰數(shù)碼間只有一位碼元不同，因此它具有一個(gè)很好的優(yōu)點(diǎn)是它滿足鄰接條件，沒(méi)有瞬時(shí)錯(cuò)誤（在數(shù)碼變換過(guò)程中，在速度上會(huì)有快有慢，中間經(jīng)過(guò)其他一些數(shù)碼形式，即為瞬時(shí)錯(cuò)誤）。3）碼字的循環(huán)特性，循環(huán)碼中任一許用碼經(jīng)過(guò)牡環(huán)移位后，所得到的碼組仍

39、然是許用碼組。2.3.2循環(huán)碼編碼原理有信息碼構(gòu)成信息多項(xiàng)式，其中最高冪次為k-1；用乘以信息多項(xiàng)式m(x)，得到的，最高冪次為n-1，該過(guò)程相當(dāng)于把信息碼（，）移位到了碼字德前k個(gè)信息位，其后是r個(gè)全為零的監(jiān)督位；用g(x)除得到余式r(x),其次數(shù)必小于g(x)的次數(shù)，即小于（n-k），將此r(x)加于信息位后做監(jiān)督位，即將r(x)于相加，得到的多項(xiàng)式必為一碼多項(xiàng)式。1）有信息碼構(gòu)成信息多項(xiàng)式m(x)=mk-1xk-1+m0其中高冪次為k-1。2）用xn-k乘上信息多項(xiàng)式m(x)，得最高冪次為n-1，做移位。3）用g(x)除xn-km(x)和到余式r(x)。2.3.3循環(huán)碼譯碼原理1）有接

40、收到的y(x)計(jì)算伴了隨式s(x)。2）根據(jù)伴隨式s(x)找出對(duì)應(yīng)的估值錯(cuò)誤圖樣。3）計(jì)算c(x)=y(x)+e(x)，得估計(jì)碼字。若c(x)= c(x)，則譯碼正確，否則錯(cuò)誤。由于g(x) 的次數(shù)為n - k 次，g(x) 除E(x) 后得余式（即伴隨式）的最高次數(shù)為n-k-1次，故S(x) 共有2n-k 個(gè)可能的表達(dá)式，每一個(gè)表達(dá)式對(duì)應(yīng)一個(gè)錯(cuò)誤格式?？梢灾?7,4）循環(huán)碼的S(x) 共有2(7-4) =8個(gè)可能的表達(dá)式，可根據(jù)錯(cuò)誤圖樣表來(lái)糾正(7,4）循環(huán)碼中的一位錯(cuò)誤。2.4 PSK調(diào)制與解調(diào)及衰落信道原理PSK調(diào)制又稱為相移鍵控，相移鍵控是相移鍵控是利用載波的相位變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，

41、而振幅和頻率保持不變。在2PSK中，通常用初始相位0和分別表示二進(jìn)制“1”和“0”。因此，2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為其中，表示第n個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位：因此，上式可以改寫為 2PSK信號(hào)的調(diào)制原理框圖如圖2-5所示，其中控制鍵控的s(t)是雙極性的二進(jìn)制碼。圖2-5 2PSK信號(hào)的調(diào)制原理框圖解調(diào)原理2PSK信號(hào)的解調(diào)方法是相干解調(diào)法。由于PSK信號(hào)本身就是利用相位傳遞信息的，所以在接收端必須利用信號(hào)的相位信息來(lái)解調(diào)信號(hào)。下圖2-6中給出了一種2PSK信號(hào)相干接收設(shè)備的原理框圖。圖中經(jīng)過(guò)帶通濾波的信號(hào)在相乘器中與本地載波相乘，然后用低通濾波器濾除高頻分量，在進(jìn)行抽樣判決。判決器是按極性來(lái)判決的。即

42、正抽樣值判為1，負(fù)抽樣值判為0.圖2-6 psk調(diào)制解調(diào)原理框圖2PSK信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形如圖2-7所示. 當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生180倒相時(shí),解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)正好是相反,解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號(hào)全部出錯(cuò)。圖2-6 2PSK信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)波形圖另外，本次課程設(shè)計(jì)中要求使用衰落信道,我們采用較為簡(jiǎn)單的瑞利衰落信道，在無(wú)線通信信道環(huán)境中，電磁波經(jīng)過(guò)反射折射散射等多條路徑傳播到達(dá)接收機(jī)后，總信號(hào)的強(qiáng)度服從瑞利分布。 同時(shí)由于接收機(jī)的移動(dòng)及其他原因，信號(hào)強(qiáng)度和相位等特性又在起伏變化， 故稱為瑞利衰落。瑞利衰落中最簡(jiǎn)單的模型就是兩個(gè)獨(dú)立高斯噪聲矢量模的平方開(kāi)方，即是產(chǎn)生的瑞

43、麗衰落信道模型，在MATLAB軟件中很容易實(shí)現(xiàn)。3方案設(shè)計(jì)驗(yàn)證3.1 PCM編譯碼方案設(shè)計(jì)脈沖編碼調(diào)制電路的軟件仿真主要由三個(gè)部分組成，即抽樣、量化和編碼三個(gè)過(guò)程。其軟件編碼的流程圖如圖3-1所示。按照流程圖即可設(shè)計(jì)出比較理想的脈沖編碼調(diào)制代碼。圖3-1 PCM編碼流程圖PCM譯碼即為編碼的逆過(guò)程，其譯碼的流程圖如圖3-2所示。圖3-2 PCM譯碼流程圖3.2 循環(huán)碼編譯碼方案設(shè)計(jì)循環(huán)碼的編譯碼原理相對(duì)復(fù)雜，但是MATLAB軟件中有可以直接對(duì)二進(jìn)制序列進(jìn)行編譯碼的函數(shù)，分別為encode編碼函數(shù)和decode譯碼函數(shù)，它們的用法如下：1）encode函數(shù)功能：編碼函數(shù)語(yǔ)法：code=encod

44、e(msg,N,K,method,opt)說(shuō)明：用method指定的方法完成糾錯(cuò)編碼。其中msg代表信息碼元，是一個(gè)K列矩陣，N是編碼后的碼字長(zhǎng)度；K是信息位的長(zhǎng)度；opt是有些編碼方式需要的參數(shù)。2）decode函數(shù)功能：譯碼函數(shù)語(yǔ)法：msg=decode（code，N，K，method，opt1,opt2,opt3,opt4）; 說(shuō)明：這個(gè)函數(shù)對(duì)接收到的碼字進(jìn)行譯碼，恢復(fù)出原始的信息，譯碼參數(shù)和方式必須和編碼時(shí)采用的嚴(yán)格相同。它對(duì)接收到的碼字，按method指定的方式進(jìn)行譯碼；opt1，opt4是可選項(xiàng)的參數(shù)。利用這兩個(gè)函數(shù)可以很方便的實(shí)現(xiàn)循環(huán)碼的編譯碼，使用(7，4)碼進(jìn)行編解碼，循環(huán)碼

45、編碼時(shí)，函數(shù)變量中的method應(yīng)為cyclic。3.3 HDB3編譯碼方案設(shè)計(jì)HDB3碼的編碼原則為：首先將原始的0、1序列轉(zhuǎn)換為AMI序列；然后把“0000”換為取代節(jié)，即先將“0000”分離開(kāi)來(lái)，第一個(gè)“0000”直接變?yōu)椤?000”，然后數(shù)相鄰兩個(gè)“0000”之間“1”的個(gè)數(shù)，奇數(shù)則變?yōu)椤?00V”，偶數(shù)則變?yōu)椤癇00V”；最后再更新符號(hào)，原則是：B總是與其前面的1或V符號(hào)相反，V總是與前面的1或B相符號(hào)相同，1總是與前面的V或B符號(hào)相反，就可以編符號(hào)了。其編碼的流程圖如圖3-3所示。圖3-3 HDB3編碼流程圖HDB3碼的譯碼規(guī)則很簡(jiǎn)單，若3連“0”前后非零脈沖同極性，則將最后一個(gè)非

46、零元素譯為零，如+1000+1 就應(yīng)該譯成“10000”；若2連 “0”前后非零脈沖極性相同，則兩零前后都譯為零，如-100-1，就應(yīng)該譯為0000；再將所有的-1變換成+1后，就可以得到原消息代碼。其譯碼流程圖如圖3-4所示。圖3-4 HDB3譯碼流程圖3.4 PSK調(diào)制解調(diào)方案設(shè)計(jì)由于本次數(shù)字通信系統(tǒng)的基帶碼采用的是HDB3碼，HDB3碼是三階的雙極性嗎，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制序列是三進(jìn)制，因此如果采用簡(jiǎn)單的2PSK無(wú)法實(shí)現(xiàn)PSK的調(diào)制與解調(diào)，需要對(duì)原始的PSK調(diào)制方法加以改進(jìn)，使之成為3PSK才可以實(shí)現(xiàn)調(diào)制。其中數(shù)字碼元中的-1對(duì)應(yīng)著PSK調(diào)制信號(hào)中的0相位，0對(duì)應(yīng)著900相位，1對(duì)應(yīng)著1800相

47、位，分別對(duì)載波實(shí)現(xiàn)調(diào)制。調(diào)制模塊的流程圖如圖3-5所示。圖3-5 三進(jìn)制PSK調(diào)制流程圖3PSK的解調(diào)與2PSK解調(diào)方式相同，均可以采用相干解調(diào)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解調(diào)。其解調(diào)的流程圖如圖3-5所示。圖3-5 PSK解調(diào)流程圖3.5 瑞利衰落信道方案設(shè)計(jì)瑞利衰落信道是一種無(wú)線電信號(hào)傳播環(huán)境的統(tǒng)計(jì)模型。這種模型假設(shè)信號(hào)通過(guò)無(wú)線信道之后，其信號(hào)幅度是隨機(jī)的，即“衰落”，并且其包絡(luò)服從瑞利分布。在MATLAB軟件中有可以產(chǎn)生瑞利衰落信道的函數(shù)即rayleignchan函數(shù)，用此函數(shù)便可以產(chǎn)生一個(gè)簡(jiǎn)單的瑞利衰落信道，該函數(shù)的用法可以參考一下MATLAB軟件查閱，此處不再贅述。4 基于MATLAB的系統(tǒng)仿

48、真分析4.1 MATLAB軟件介紹Matlab是一種解釋性執(zhí)行語(yǔ)言，具有強(qiáng)大的計(jì)算、仿真、繪圖等功能。由于它使用簡(jiǎn)單，擴(kuò)充便，尤其是世界上有成千上萬(wàn)的不同領(lǐng)域的科研工作者不停的在自己的科研過(guò)程中擴(kuò)充Matlab的功能，使其成為了巨大的知識(shí)寶庫(kù)?？梢院敛豢鋸埖恼f(shuō)，哪怕是你真正理解了一個(gè)工具箱，那么就是理解了一門非常重要的科學(xué)知識(shí)。科研工作者通?？梢酝ㄟ^(guò)Matlab來(lái)學(xué)習(xí)某個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)，這就是Matlab真正在全世界推廣開(kāi)來(lái)的原因。目前的Matlab版本已經(jīng)可以方便的設(shè)計(jì)漂亮的界面，它可以像VB等語(yǔ)言一樣設(shè)計(jì)漂亮的用戶接口，同時(shí)因?yàn)橛凶钬S富的函數(shù)庫(kù)（工具箱），所以計(jì)算的功能實(shí)現(xiàn)也很簡(jiǎn)單，進(jìn)一步

49、受到了科研工作者的歡迎。另外，,Matlab和其他高級(jí)語(yǔ)言也具有良好的接口，可以方便的實(shí)現(xiàn)與其他語(yǔ)言的混合編程，進(jìn)一步拓寬了Matlab的應(yīng)用潛力?？梢哉f(shuō)，Matlab已經(jīng)也很有必要成為大學(xué)生的必修課之一，掌握這門工具對(duì)學(xué)習(xí)各門學(xué)科有非常重要的推進(jìn)作用。Matlab是一種交互式的、以矩陣為基礎(chǔ)的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,它用于科學(xué)和工程的計(jì)算與可視化。Matlab的編程功能簡(jiǎn)單,并且很容易擴(kuò)展和創(chuàng)造新的命令與函數(shù)。應(yīng)用Matlab可方便地解決復(fù)雜數(shù)值計(jì)算問(wèn)題。另外，Matlab的圖形界面功能GUI（Graphical User Interface）能為仿真系統(tǒng)生成一個(gè)人機(jī)交互界面，便于仿真系統(tǒng)的操作。因此

50、，Matlab在通信系統(tǒng)仿真中得到了廣泛應(yīng)用，本文也選用該工具對(duì)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。4.2 PCM編譯碼模塊仿真分析4.2.1PCM編碼模塊仿真分析首先是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣，本課程設(shè)計(jì)選取的模擬信號(hào)的頻率為120HZ,選取的抽樣頻率為1000HZ，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的不失真抽樣，其抽樣結(jié)果如圖3-2所示。由抽樣結(jié)果可以看出，抽樣結(jié)果比較理想，符合理論情況。、圖4-1 模擬信號(hào)抽樣結(jié)果模擬信號(hào)的量化與編碼過(guò)程主要由軟件的程序代碼控制，采用十三折線法的原理進(jìn)行編碼，編碼的結(jié)果如圖4-2所示。 量化后編碼的結(jié)果為：量化后的信號(hào)：A =1.0e+003 *Columns 1 through 7-1.5

51、062 -0.3489 0.9976 1.8033 1.6315 0.5753 -0.7927編碼的前60：code =Columns 1 through 600 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)編碼正確，取編碼的第一個(gè)數(shù)計(jì)算一下誤差，其中對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制信號(hào)為1504，和原始的量化信號(hào)1506.2對(duì)應(yīng)的相差誤差0.14%，比較符合理想情況。圖4-2PCM編碼結(jié)果4.2.2 PCM譯碼模塊仿

52、真分析根據(jù)譯碼原理圖編寫響應(yīng)的MATLAB代碼，可以得到譯碼的結(jié)果如下所示，其中原始模擬信號(hào)量化后的信號(hào)為st,經(jīng)過(guò)pcm解碼后的信號(hào)為s。模擬信號(hào)量化值：st= Columns 1 through 16-0.8090 -0.1874 0.5358 0.9686 0.8763 0.3090 -0.4258 -0.9298 -0.9298 -0.4258 0.3090 0.8763 0.9686 0.5358 -0.1874 -0.8090PCM譯碼：s = Columns 1 through16-0.8078 -0.2105 0.4383 0.9797 0.8766 0.4383 -0.455

53、5-0.9453 -0.9453 -0.4555 0.4383 0.8766 0.9797 0.4383-0.2105 -0.8078比較編譯碼前后的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)存在一定的誤差，用數(shù)學(xué)算法中的方差求得相應(yīng)的誤差大約為0.21%，誤差在可以接受的范圍內(nèi)，譯碼算是比較成功。4.3 循環(huán)碼編碼模塊仿真分析下面給出一個(gè)例子可以更直觀地理解循環(huán)碼的編譯碼過(guò)程。編譯碼程序代碼如下：code=1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 %原始序列m=4;n=7;k=3;p=cyclpoly(n,k);xunhuan=encode(code,n

54、,k,cyclic,p) %編碼過(guò)程recode=decode(xunhuan,n,k,cyclic,p) %譯碼過(guò)程運(yùn)行的結(jié)果為：原始序列：code=1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1循環(huán)碼序列：xunhuan= 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1解碼序列：recode=1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1由運(yùn)行結(jié)果可以看出，原始序列與解碼序列完全相同，說(shuō)明該循環(huán)碼編解碼序列均為正確的，由于是在軟件中實(shí)現(xiàn)的編解碼，因此誤差為0，在實(shí)際中可能會(huì)存在一定的誤差。4.4 HDB3編譯碼模塊仿真分析按照編譯碼流程圖可以編寫相應(yīng)的MATLAB程序代碼，并可以檢測(cè)其正確性，具體程序參見(jiàn)附錄，給出原始序列，經(jīng)過(guò)編解碼之后的碼型依次如下。原