通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)

1、武漢理工大學(xué)通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 通信工程 指導(dǎo)教師： 魏洪濤 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)1課程設(shè)計(jì)的目的可以用軟件（如Matlab），也可以在硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺上完成一個(gè)典型的通信系統(tǒng)（如下圖所示）的仿真。學(xué)生要完成整個(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。2 課程設(shè)計(jì)要求(1) 掌握通信技術(shù)的基本原理，掌握MATLAB使用方法。(2) 數(shù)字化方式：增量調(diào)制；基帶碼：AMI碼；信道碼：循環(huán)碼；調(diào)制方式：ASK；信道類型 ：衰落信道。3 課程設(shè)計(jì)進(jìn)度

2、安排序號設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容所用時(shí)間1根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，分析系統(tǒng)原理，確定實(shí)驗(yàn)方案2天2根據(jù)系統(tǒng)各部分模塊進(jìn)行編程，并對結(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3abstract41課程設(shè)計(jì)任務(wù)51.1設(shè)計(jì)目的51.2課程設(shè)計(jì)要求51.3課程設(shè)計(jì)任務(wù)52.實(shí)驗(yàn)電路原理分析62.1實(shí)驗(yàn)原理框圖62.2增量調(diào)制原理72.3AMI碼72.4循環(huán)碼82.4.1循環(huán)碼介紹82.4.2 循環(huán)碼編碼原理102.4.3 循環(huán)碼的糾錯(cuò)原理112.5二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）調(diào)制與解調(diào)原理132.6衰落信道143實(shí)驗(yàn)方案153.1仿真部分153

3、.2ASK調(diào)制部分153.3ASK解調(diào)部分164.仿真結(jié)果分析174.1仿真圖形174.2結(jié)果分析205.心得與體會21附錄22參考文獻(xiàn)28摘要本次課程設(shè)計(jì)主要是利用仿真軟件或硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺上設(shè)計(jì)完成一個(gè)典型的通信系統(tǒng)。一般的通信系統(tǒng)是由信源，發(fā)送設(shè)備，信道，接收設(shè)備，接收者構(gòu)成。根據(jù)此次課程設(shè)計(jì)的要求，是將一模擬信號經(jīng)過數(shù)字化，信源編碼，信道編碼，數(shù)字調(diào)制后再經(jīng)過相應(yīng)的解碼調(diào)制后，得到原始信號。其中數(shù)字化方式為增量調(diào)制，基帶碼為AMI碼，信道碼為循環(huán)碼，數(shù)字調(diào)制方式為ASK調(diào)制，信道為衰落信道。并且要求完成整個(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)

4、算失真度，并且分析原因。abstractThis 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 equipment, channel, receiving equipment, constitute the receiver. According to the req

5、uirements 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 delta modulation, baseband code for AMI code, channel code for cyclic code, digital

6、modulation mode for ASK 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 of the input (source), calculation distortion, and reasons for analysis.1課程設(shè)計(jì)任務(wù)1.1

7、設(shè)計(jì)目的通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加強(qiáng)對電子電路的理解，學(xué)會對電路分析計(jì)算以及設(shè)計(jì)。進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力，通過完成綜合設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)及訓(xùn)練，創(chuàng)造一個(gè)動腦動手獨(dú)立開展電路實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，鍛煉分析解決電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；加深對通信原理的理解，提高學(xué)生對現(xiàn)代通信系統(tǒng)的全面認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。1.2課程設(shè)計(jì)要求要求：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)試與測量的方法。1.培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)需要選學(xué)參考書，查閱手冊，圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，通過獨(dú)立思考深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析解決問題的方法。2.通過對實(shí)驗(yàn)電路的分析計(jì)算，了解簡單實(shí)

8、用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。3.掌握示波器，頻譜儀，失真度儀的正確使用方法，學(xué)會簡單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測試方法，提高動手能力。1.3課程設(shè)計(jì)任務(wù)利用仿真軟件（如Matlab或SystemView），或硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺上設(shè)計(jì)完成一個(gè)典型的通信系統(tǒng)。學(xué)生要完成整個(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。（信源為模擬信源，數(shù)字化方式為增量調(diào)制，基帶碼為AMI碼，信道碼為循環(huán)碼，調(diào)制方式為ASK調(diào)制，信道類型為衰落信道）。2.實(shí)驗(yàn)電路原理分析2.1實(shí)驗(yàn)原理框圖數(shù)字調(diào)制信道編碼基帶編碼模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬信源信道數(shù)字解調(diào)信道解碼模擬信源數(shù)

9、模轉(zhuǎn)換基帶解碼圖2.1通信系統(tǒng)的原理框圖模數(shù)轉(zhuǎn)換中有三個(gè)基本過程：抽樣、量化、編碼。根據(jù)編碼的不同有幾種調(diào)制方法，如脈沖振幅調(diào)制（PAM），脈沖編碼調(diào)制（PCM），差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM），增量調(diào)制?；鶐鬏?shù)某Ｓ么a型有AMI碼，HDB3碼，PST碼，曼徹斯特碼，密勒碼，CMI碼。信道編碼的常用編碼有漢明碼，卷積碼，循環(huán)碼，BCH碼。常見的數(shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控（ASK），頻移鍵控（FSK），相移鍵控（PSK）。常見的信道有加性高斯白噪聲信道，多徑衰落信道。根據(jù)題目要求，數(shù)字化方式為增量調(diào)制，基帶碼為AMI碼，信道碼為循環(huán)碼，數(shù)字調(diào)制方式為ASK調(diào)制，信道為衰落信道，則有以下原理框圖循環(huán)編

10、碼ASK調(diào)制AMI編碼增量調(diào)制模擬信源衰落信道ASK解調(diào)循環(huán)解碼模擬信源增量解調(diào)AMI解碼圖2.2 實(shí)驗(yàn)原理框圖2.2增量調(diào)制原理增量調(diào)制是由PCM發(fā)展而來的模擬信號數(shù)字化的一種編碼方式，它是PCM的一種特例。增量調(diào)制編碼基本原理是指用一位編碼，這一位碼不是表示信號抽樣值的大小，而是表示抽樣幅度的增量特性，即采用一位二進(jìn)制數(shù)碼“1”或“0”來表示信號在抽樣時(shí)刻的值相對于前一個(gè)抽樣時(shí)刻的值是增大還是減小，增大則輸出“1”碼，減小則輸出“0”碼。輸出的“1”，“0”只是表示信號相對于前一個(gè)時(shí)刻的增減，不表示信號的絕對值。 增量調(diào)制最主要的特點(diǎn)就是它所產(chǎn)生的二進(jìn)制代碼表示模擬信號前后兩個(gè)抽

11、樣值的差別(增加、還是減少)而不是代表抽樣值本身的大小，因此把它稱為增量調(diào)制。在增量調(diào)制系統(tǒng)的發(fā)端調(diào)制后的二進(jìn)制代碼1和0只表示信號這一個(gè)抽樣時(shí)刻相對于前一個(gè)抽樣時(shí)刻是增加(用1碼)還是減少(用0碼)。收端譯碼器每收到一個(gè)1碼，譯碼器的輸出相對于前一個(gè)時(shí)刻的值上升一個(gè)量化階，而收到一個(gè)0碼，譯碼器的輸出相對于前一個(gè)時(shí)刻的值下降一個(gè)量化階。增量調(diào)制系統(tǒng)框圖如圖2.3所示,其中量化器是一個(gè)零值比較器,根據(jù)輸入的電平極性,輸出為 ,預(yù)測器是一個(gè)單位延遲器,其輸出為前一個(gè)采樣時(shí)刻的解碼樣值,編碼器也是一個(gè)零值比較器,若其輸入為負(fù)值,則編碼輸出為0,否則輸出為1。解碼器將輸入1,0符號轉(zhuǎn)換為 ,然后與預(yù)

12、測值相加后得出解碼樣值輸出,同時(shí)也作為預(yù)測器的輸入。解碼編碼二電平量化輸入樣值 en en=sgn(en) 傳輸 sgn(en) xn=xn-1+sgn(en) xn + - + +單位延遲 預(yù)測輸出 + n-1 單位延遲 + 預(yù)測輸出 解碼樣值輸出 xn-1 預(yù)測輸入xn=xn-1+sgn(en) 圖2.3增量調(diào)制原理框圖2.3AMI碼AMI碼的全稱是傳號交替反轉(zhuǎn)碼。這是一種將消息代碼0和1按如下規(guī)則進(jìn)行編碼的碼：代碼的0仍變換為傳輸碼的0，而把代碼中的1交替地變換為傳輸碼的+1、-1、+1、-1，例如：消息代碼：1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 AMI碼：+1 0 0 -1+1

13、0 0 0-1+1-1 2.4循環(huán)碼2.4.1循環(huán)碼介紹循環(huán)碼是線性分組碼的一種，所以它具有線性分組碼的一般特性，此外還具有循環(huán)性。循環(huán)碼的編碼和解碼設(shè)備都不太復(fù)雜，且檢(糾)錯(cuò)能力強(qiáng)。它不但可以檢測隨機(jī)的錯(cuò)誤，還可以檢錯(cuò)突發(fā)的錯(cuò)誤。（n,k）循環(huán)碼可以檢測長為n-k或更短的任何突發(fā)錯(cuò)誤，包括首尾相接突發(fā)錯(cuò)誤。循環(huán)碼是一種無權(quán)碼，循環(huán)碼編排的特點(diǎn)是相鄰兩個(gè)數(shù)碼之間符合卡諾圖中的鄰接條件，即相鄰兩個(gè)數(shù)碼之間只有一位碼元不同，碼元就是組成數(shù)碼的單元。符合這個(gè)特點(diǎn)的有多種方案，但循環(huán)碼只能是表中的那種。循環(huán)碼的優(yōu)點(diǎn)是沒有瞬時(shí)錯(cuò)誤，因?yàn)樵跀?shù)碼變換過程中，在速度上會有快有慢，中間經(jīng)過其它一些數(shù)碼形式，稱

14、它們?yōu)樗矔r(shí)錯(cuò)誤。這在某些數(shù)字系統(tǒng)中是不允許的，為此希望相鄰兩個(gè)數(shù)碼之間僅有一位碼元不同，即滿足鄰接條件，這樣就不會產(chǎn)生瞬時(shí)錯(cuò)誤。循環(huán)碼就是這樣一種編碼，它可以在卡諾圖中依次循環(huán)得到。循環(huán)碼最大的特點(diǎn)就是碼字的循環(huán)特性，所謂循環(huán)特性是指：循環(huán)碼中任一許用碼組經(jīng)過循環(huán)移位后，所得到的碼組仍然是許用碼組。若（  ）為一循環(huán)碼組，則（）、（）還是許用碼組。也就是說，不論是左移還是右移，也不論移多少位，仍然是許用的循環(huán)碼組。（1） 循環(huán)碼的多項(xiàng)式表示設(shè)碼長為n的循環(huán)碼表示為（），其中為二進(jìn)制數(shù)，通常把碼組中各碼元當(dāng)做二進(jìn)制的系數(shù)，即把上式中長為n的各個(gè)分量看做多項(xiàng)式： （21)的各項(xiàng)系數(shù)，則碼

15、字與碼多項(xiàng)式一一對應(yīng)，這種多項(xiàng)式中，x僅表示碼元位置的標(biāo)記,因此我們并不關(guān)心x的取值，這種多項(xiàng)式稱為碼多項(xiàng)式。（2）(n,k)循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式 (n,k)循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式寫為g(x),它是(n,k)循環(huán)碼碼集中唯一的，冪次為n-k的碼多項(xiàng)式，則是一個(gè)冪次為n的碼多項(xiàng)式。按模()運(yùn)算，此時(shí)： （22） 即 （23）且因 g(x)也是n階冪，故Q(x)=1。由于它是循環(huán)碼，故按模()運(yùn)算后的“余式”也是循環(huán)碼的一個(gè)碼字，它必能被g(x)整除，即： （24）由以上兩式可以得到： （25）和 （26）從上式中可以看出，生成多項(xiàng)式g(x)應(yīng)該是的一個(gè)因式，即循環(huán)碼多項(xiàng)式應(yīng)該是的一個(gè)n-k次因式。（3

16、） 循環(huán)碼的生成矩陣和一致校驗(yàn)矩陣對所有的i=0,1,2,k-1，用生成多項(xiàng)式g(x)除，有： （27）式中是余式，表示為： （28）因此，是g(x)的倍式，即是碼多項(xiàng)式，由此得到系統(tǒng)形式的生成矩陣為： (29) 它是一個(gè)kn階的矩陣。同樣，由G=0可以得到系統(tǒng)形式的一致校驗(yàn)矩陣為： （210） 如已知（7，4）循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式和校驗(yàn)多項(xiàng)式分別為：，。寫得其生成矩陣和校驗(yàn)矩陣分別為： （211） （212） 2.4.2 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

17、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。（7，4）循環(huán)碼編碼的程序框圖如圖2.4所示：初始化確定余式r(x): （213） 確定c(x): （214）存儲c(x)圖2.4 編碼程序框圖2.4.3 循環(huán)碼的糾錯(cuò)原理 糾錯(cuò)碼的譯碼是該編碼能否得到實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵所在。譯碼器往往比編碼較難實(shí)現(xiàn)，對于糾錯(cuò)能力強(qiáng)的糾錯(cuò)碼更復(fù)雜。根據(jù)不同的糾錯(cuò)或檢錯(cuò)目的，循環(huán)碼譯碼器可分為用于糾錯(cuò)目的和用于檢錯(cuò)目的的循環(huán)碼譯碼器。 通常，將接收到的循環(huán)碼組進(jìn)行除法運(yùn)算，如果除盡，則說明正確

18、傳輸；如果未除盡，則在寄存器中的內(nèi)容就是錯(cuò)誤圖樣，根據(jù)錯(cuò)誤圖樣可以確定一種邏輯，來確定差錯(cuò)的位置，從而達(dá)到糾錯(cuò)的目的。用于糾錯(cuò)目的的循環(huán)碼的譯碼算法比較復(fù)雜，感興趣的話可以參考一些參考書。而用于檢錯(cuò)目的循環(huán)碼，一般使用ARQ通信方式。檢測過程也是將接受到的碼組進(jìn)行除法運(yùn)算，如果除盡，則說明傳輸無誤；如果未除盡，則表明傳輸出現(xiàn)差錯(cuò)，要求發(fā)送端重發(fā)。用于這種目的的循環(huán)碼經(jīng)常被成為循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，即CRC校驗(yàn)碼。CRC校驗(yàn)碼由于編碼電路、檢錯(cuò)電路簡單且易于實(shí)現(xiàn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。在通過MODEM傳輸文件的協(xié)議如ZMODEM、XMODEM協(xié)議中均用到了CRC校驗(yàn)技術(shù)。在磁盤、光盤介質(zhì)存儲技術(shù)中也使用

19、該方法。 當(dāng)碼字c通過噪聲信道傳送時(shí)，會受到干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤。如果信道產(chǎn)生的錯(cuò)誤圖樣是e，譯碼器收到的n重接受矢量是y,則表示為： （215）上式也可以寫成多項(xiàng)式形式： （216）譯碼器的任務(wù)就是從y(x)中得到，然后求的估值碼字 （217） 并從中得到信息組。循環(huán)碼譯碼可按以下三個(gè)步驟進(jìn)行： （1）有接收到的y(x)計(jì)算伴隨式s(x); （2）根據(jù)伴隨式s(x)找出對應(yīng)的估值錯(cuò)誤圖樣； （3）計(jì)算，得到估計(jì)碼字。若,則譯碼正確，否則，若，則譯碼錯(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

20、，每一個(gè)表達(dá)式對應(yīng)一個(gè)錯(cuò)誤格式。可以知道(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)誤圖樣表來糾正(7,4）循環(huán)碼中的一位錯(cuò)誤，其伴隨式如表1所示。表1 BCH（7，4）循環(huán)碼錯(cuò)誤圖樣表錯(cuò)誤圖樣錯(cuò)誤圖樣碼字伴隨式S(x)伴隨式E6(x)=x61000000x2100E5(x)=x50100000x2+x110E4(x)=x40010000x2+x+1111E3(x)=x30001000x+1011E2(x)=x20000100x2+1101E1(x)=x10000010x010E0(x)=x000000011001E(x)=000000000000上式指出了系統(tǒng)

21、循環(huán)碼的譯碼方法：將收到的碼字R(x) 用g(x) 去除，如果除盡則無錯(cuò)；否則有錯(cuò)。如果有錯(cuò)，可由余式S(x) 一一找出對應(yīng)圖樣，然后將錯(cuò)誤圖樣E(x) 與R(x) 模2 和，即為所求碼字C(x) ，從而實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)目的。根據(jù)前面的討論，可得（7，4）循環(huán)碼譯碼的程序框圖如圖2.5所示：初始化圖2.5譯碼程序框圖否存儲c(x)由S(x)確定錯(cuò)誤圖樣E(x)S(x)=0，無誤碼誤碼由R(x)確定S(x)：糾錯(cuò)2.5二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）調(diào)制與解調(diào)原理2ASK是利用載波的幅度變化來傳遞數(shù)字信息，而其頻率和初始相位保持不變。其信號表達(dá)式為： ，S (t)為單極性數(shù)字基帶信號。幅移鍵控（ASK）相當(dāng)于

22、模擬信號中的調(diào)幅，只不過與載頻信號相乘的是二進(jìn)數(shù)碼而已。幅移就是把頻率、相位作為常量，而把振幅作為變量，信息比特是通過載波的幅度來傳遞的。由于調(diào)制信號只有0或1兩個(gè)電平，相乘的結(jié)果相當(dāng)于將載頻或者關(guān)斷，或者接通，它的實(shí)際意義是當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號"1時(shí)，傳輸載波；當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號為"0"時(shí)，不傳輸載波。 圖2.6 信號調(diào)制波形 由圖可以看出2ASK信號的時(shí)間波形e2ASK（t）隨二進(jìn)制基帶信號s（t）通斷變化。所以又被稱為通斷鍵控信號 圖2.7 2ASK信號非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形2.6衰落信道瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是一種無線電

23、信號傳播環(huán)境的統(tǒng)計(jì)模型。這種模型假設(shè)信號通過無線信道之后，其信號幅度是隨機(jī)的，表現(xiàn)為“衰落”特性，并且多徑衰落的信號包絡(luò)服從瑞利分布。由此，這種多徑衰落也稱為瑞利衰落。 這一信道模型能夠描述由電離層和對流層反射的短波信道，以及建筑物密集的城市環(huán)境。瑞利衰落只適用于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)不存在直射信號的情況，否則應(yīng)使用萊斯衰落信道作為信道模型。假設(shè)經(jīng)反射（或散射）到達(dá)接收天線的信號為N個(gè)幅值和相位均隨機(jī)的且統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的信號之和。信號振幅為r,相位為,則其包絡(luò)概率密度函數(shù)為 P(r)= (r0) （218）相位概率密度函數(shù)為： P()=1/2 （） （219）3實(shí)驗(yàn)方案3.1仿真部分方案一：采用MATLA

24、B下的SIMULINK對各個(gè)模塊進(jìn)行建模仿真。方案二：運(yùn)用MATLAB編程語言來實(shí)現(xiàn)對各個(gè)模塊的仿真。由于本次課設(shè)是對通信系統(tǒng)的仿真，若用SIMULINK來實(shí)驗(yàn)，則會涉及到大量的模塊設(shè)計(jì)和參數(shù)的設(shè)置，在調(diào)試參數(shù)的過程中會很不方便，并且可能由于版本的問題導(dǎo)致有些模塊不存在而給仿真帶來不必要的麻煩。而用MATLAB編程語言則能比較簡單方便地實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，故選擇方案二。3.2ASK調(diào)制部分 ASK信號的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法和鍵控法。方案一：模擬調(diào)制法使用乘法器實(shí)現(xiàn) 圖3.1 模擬調(diào)制流程圖 方案二：鍵控法使用開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)圖3.2鍵控法流程圖根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)的要求，ASK調(diào)制之前有

25、各種編碼，模擬調(diào)制的只需要用乘法器來實(shí)現(xiàn)，編程實(shí)現(xiàn)比較簡單。而鍵控法則需要設(shè)計(jì)一個(gè)開關(guān)電路，因?yàn)橹皼]有做過，所以選擇方案一模擬調(diào)制法。3.3ASK解調(diào)部分 ASK有兩種基本解調(diào)方法：相干解調(diào)法（同步檢測法）和非相干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法）。相干解調(diào)需要將載頻位置的已調(diào)信號頻譜重新搬回原始基帶位置，因此用相乘器與載波相乘來實(shí)現(xiàn)。為確保無失真還原信號，必須在接收端提供一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的本地載波，這是整個(gè)解調(diào)過程能否順利完好進(jìn)行的關(guān)鍵。方案一：相干解調(diào)抽樣 判決器 帶通 濾波器 相乘器 低通 濾波器 輸出 圖3.3 相干解調(diào)流程圖方案二：非相干解調(diào) 抽樣 判決器 低通 濾波器 帶通 濾波器 全波

26、 整流器 a b c d 輸出 圖3.4 非相干解調(diào)流程圖由圖3.3和圖3.4中的原理框圖可以看出兩者的不同就是相干解調(diào)中用到了相乘器，而和非相干解調(diào)中用到的是全波整流器，因?yàn)橄喑似鞅容^好用程序?qū)崿F(xiàn)故選擇方案一相干解調(diào) 。4.仿真結(jié)果分析4.1仿真圖形圖4.1 原始信號和抽樣信號圖4.2 增量調(diào)制和AMI編碼圖像圖4.3三進(jìn)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制和循環(huán)編碼圖像圖4.4ASK調(diào)制信號與ASK解調(diào)信號圖4.5循環(huán)解碼和二進(jìn)制轉(zhuǎn)三進(jìn)制圖4.6AMI解碼和增量調(diào)制圖像4.2結(jié)果分析由4.2到4.6對比可以看出經(jīng)過增量調(diào)制，AMI編碼，三進(jìn)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制，循環(huán)編碼，ASK調(diào)制，ASK解調(diào)，循環(huán)解碼，二進(jìn)制轉(zhuǎn)換三進(jìn)制

27、，AMI解碼，增量解調(diào)后的波形與輸入波形大致相似，與輸入波形稍有出入。由計(jì)算得失真度為 5.4417e-004。因?yàn)锳MI編碼后為+1，-1，0組成的一個(gè)三進(jìn)制序列，沒辦法直接進(jìn)行循環(huán)碼編碼，所以又將三進(jìn)制序列轉(zhuǎn)換成了二進(jìn)制，即分別用00，01，10來代替-1，0，+1.從而碼的長度增加了一倍。在后面也有相應(yīng)的二進(jìn)制轉(zhuǎn)三進(jìn)制的解碼。這里的循環(huán)編碼用的是（7，4）碼，所以在設(shè)置參數(shù)時(shí)要注意，碼的長度應(yīng)該是4的倍數(shù)。剛開始調(diào)程序時(shí)沒有注意到這個(gè)問題，導(dǎo)致在后面增量解調(diào)時(shí)一直報(bào)錯(cuò)，后來才發(fā)現(xiàn)是這個(gè)問題，設(shè)置好參數(shù)后就運(yùn)行正常了。5.心得與體會經(jīng)過這兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我收獲多多。這次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是在

28、MATLAB上完成一個(gè)典型的通信系統(tǒng)的仿真，這就要求我們對理論知識有全面深入透徹的理解，并且很熟悉仿真軟件，還有嫻熟的編程能力。因?yàn)橹坝薪佑|MATLAB這個(gè)軟件，曾經(jīng)編寫過圖像處理程序，有一定MATLAB編程基礎(chǔ)。然而，我對于通信系統(tǒng)理論知識的學(xué)習(xí)還很淺顯，基本還停留在課本上。所以在完成這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)過程中，我花費(fèi)了大量時(shí)間來復(fù)習(xí)溫故搭建通信系統(tǒng)的理論知識，又去圖書館查閱資料，上網(wǎng)搜集資料，最后才差強(qiáng)人意地完成了?？傊?，課程設(shè)計(jì)讓我收獲頗豐，不僅加強(qiáng)了編程能力，還鞏固了通信專業(yè)理論知識，同時(shí)也讓我發(fā)現(xiàn)了自身的不足。在實(shí)驗(yàn)課上學(xué)得的，我將發(fā)揮到其它中去，也將在今后的學(xué)習(xí)和工作中不斷提高、完善

29、；在此間發(fā)現(xiàn)的不足，我將努力改善，通過學(xué)習(xí)、實(shí)踐等方式不斷提高，克服那些不應(yīng)成為學(xué)習(xí)、獲得知識的障礙。在今后的學(xué)習(xí)、工作中有更大的收獲，在不斷地探索中、在無私的學(xué)習(xí)、奉獻(xiàn)中實(shí)現(xiàn)自己的人身價(jià)值！附錄1.主程序Ts=1e-4;t=0:Ts:399*Ts;x=sin(2*pi*50*t);%x=cos(2*pi*50*t)+sin(2*pi*50*t);figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,x);title('原始信號');subplot(2,1,2);stem(t,x);title('抽樣信號');y1=ZLtz(x);figure(2);s

30、ubplot(2,1,1);stairs(y1);axis(0 30 0 1.2);title('增量調(diào)制');y2=AMIcode(y1);subplot(2,1,2);stairs(y2);axis(0 30 -1.2 1.2);title('AMI編碼');y3=ZH(y2);figure(3);subplot(2,1,1);stairs(y3);axis(0 30 0 1.2);title('三進(jìn)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制');y4=XH(y3);subplot(2,1,2);stairs(y4);axis(0 30 0 1.2);title('

31、;循環(huán)編碼');y5=ASK(y4);y6=XH_D(y5);figure(6)subplot(2,1,1);stairs(y6);axis(0 30 0 1.2);title('循環(huán)解碼');y7=ZH_D(y6);subplot(2,1,2);stairs(y7);axis(0 30 -1.2 1.2);title('二進(jìn)制轉(zhuǎn)三進(jìn)制');y8=AMI_D(y7);figure(7)subplot(2,1,1);stairs(y8);axis(0 30 0 1.2);title('AMI解碼'); y9=ZLjt(y8);%y10=fi

32、lter(y9);figure(7);subplot(2,1,2)stairs(t,y9);axis(0 0.04 -1.2 1.2);title('增量解調(diào)')%計(jì)算失真度da=0; for i=1:length(t) dc=(x(i)-y9(i)2/length(t); da=da+dc;endda2. 增量調(diào)制function codeout=ZLtz(x)%增量調(diào)制Ts=1e-4;t=0:Ts:399*Ts;%x=sin(2*pi*50*t);delta=0.04; D(1+length(t)=0;for k=1:length(t) e(k)=x(k)-D(k); e_

33、q(k)=delta*(2*(e(k)>=0)-1); D(k+1)=e_q(k)+D(k); codeout(k)=(e_q(k)>0);endcodeout=reshape(codeout',1,length(codeout);%figure; %stairs(codeout);%axis(0 30 0 1.2);%title('增量調(diào)制');3. AMI調(diào)制function AMI=AMIcode(x)%AMI編碼%Ts=1e-4;%t=0:Ts:399*Ts;%x=sin(2*pi*50*t);%y=ZLtz(x);m=length(x);AMI=z

34、eros(1,m);f=1;for i=1:m if x(i)=0 AMI(i)=0 else f=xor(f,1); AMI(i)=2*f-1; endend4. 三進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制程序function t=ZH(x)%三進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，1,0，+1分別表示為00,01,10m=length(x);for i=1:m if x(i)=-1 t(2*i-1)=0; t(2*i)=0; else if x(i)=0 t(2*i-1)=0; t(2*i)=1; else if x(i)=1 t(2*i-1)=1; t(2*i)=0; end end endend5. 循環(huán)碼程序以及瑞利衰落信道程

35、序function code=XH(x)n=7;k=4;p=cyclpoly(n,k);%循環(huán)碼生成多項(xiàng)式code=encode(x,n,k,'cyclic',p);%對信號進(jìn)行差錯(cuò)編碼code=reshape(code',1,length(code);6. ASK調(diào)制與解調(diào)及function yn4 =AKS(code)%Ts=1e-4;%t=0:Ts:399*Ts;%x=sin(2*pi*50*t);%y1=ZLtz(x);%y2=AMIcode(y1);%y3=ZH(y2);%y4=XH(y3);%code=y4;codn=length(code);fc=10;f

36、s=fc*6;code_len=8;for i=1:codn % 產(chǎn)生數(shù)字基帶信號 x(i-1)*code_len+1:code_len*i)=code(i);endcar=cos(2*pi*fc/fs*(0:length(x)-1); ask_out=x.*car;figure(4);subplot(3,1,1)plot(car);axis(0 200,-1.2 1.2);title('載波');subplot(3,1,2)plot(ask_out);axis(0 200,-1.2 1.2);title('ASK調(diào)制');%衰落信道fd=0;td=1/fs;chan=rayleighchan(td,fd);%瑞利衰落信道sn=filter(chan,ask_out);%解調(diào)yn3=sn.*car;for i=1:length(yn3) if(yn3(i)>=0.02) yn3(i)=1; else yn3(i)=0; endendyn4=zeros(1,codn);i1=1;for i=1:8:length(yn3) yn4(i1)=yn3(i); i1=i1