綜合通信系統(tǒng)課程設計報告

1、.湖南科技大學瀟湘學院信息與電氣工程系綜合通信系統(tǒng)課程設計報告題 目：綜合通信系統(tǒng)的設計 專 業(yè)：通信工程 班 級：通信002班 姓 名：劉黎輝 學 號：0954040217 指導老師：邱政權 姚屏 楊宗長 一、 設計目的1. 掌握通信系統(tǒng)的基本構成。2. 掌握通信系統(tǒng)工作原理。3. 了解通信系統(tǒng)設計的基本過程；掌握基本理論和解決實際問題的方法，鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。4. 為畢業(yè)設計和以后的工作打下良好的基礎。二、 設計任務及要求任務：1. 熟悉Simulink庫中的模塊。2. 熟悉通信工具箱和信號處理工具箱的使用。3. 設計簡單通信系統(tǒng)4. 將上述設計好的各個環(huán)節(jié)設計成一個綜

2、合通信系統(tǒng)。要求：課程設計前，應進行有針對性的預習和設計；課程設計結束后，需要提交課程設計報告，提交課程設計的結果和收獲。三、 設計原理3.1 工具介紹本課程設計主要是利用simulink、通信系統(tǒng)工具箱以及信號處理工具箱來完成通信系統(tǒng)的設計與仿真。3.1.1 通信系統(tǒng)工具箱通信系統(tǒng)工具箱提供了應用于通信系統(tǒng)的大量函數(shù)，這些函數(shù)包括:信號源函數(shù)；信源編/譯碼函數(shù)；差錯控制編碼函數(shù)；調制/解調函數(shù);發(fā)送/接收濾波器函數(shù)；信道函數(shù)；多址接入函數(shù)；同步函數(shù)；使用函數(shù)。3.1.2 信號處理工具箱信號處理工具箱提供了很多有關信號處理的操作，從波形的生成到濾波器的設計與實現(xiàn)，從參數(shù)化模塊到頻譜分析，范圍非

3、常廣泛。3.2 通信系統(tǒng)組成 通信系統(tǒng)包括信源、信源編/譯碼、信道編/譯碼、調制/解調、多址接入、發(fā)送/接受濾波和信道等部分組成。其結構框圖如圖3-1所示。圖3-1 通信系統(tǒng)框圖四、 設計內容及仿真結果4.1 模擬信號積分利用Simulink提供的基本模塊設計一個模擬信號積分并仿真對比以及設計自己所需的子模塊。仿真模型結構圖及仿真波形圖如圖4.1所示。圖4.1 模擬信號積分系統(tǒng)及仿真波形分析：從波形圖中可以看出，上方曲線為下方正弦波的積分。4.2 模擬信號數(shù)字化及信號恢復利用通信工具箱和信號處理工具箱設計一個模擬信號的抽樣、量化、編碼、譯碼并回復原信號。仿真模型結構圖及仿真波形圖如圖4.2.1

4、、圖4.2.2所示。圖4.2.1 模擬信號數(shù)字化及信號恢復系統(tǒng)圖4.2.2 模擬信號抽樣量化編碼仿真波形分析：從圖4.2.1中可以看到模擬信號經過一個抽樣量化編碼器進行數(shù)字化，該抽樣量化編碼器輸出量化指標、量化電平和誤差均方值，其波形分別與圖4.2.2中三個圖形對應。4.3 模擬信號的DPCM編譯碼利用通信工具箱和信號處理工具箱設計一模擬信號的DPCM編譯碼，顯示設計過程中的變化與仿真。仿真模型結構圖及仿真波形圖如圖4.3.1、圖4.3.2所示。圖4.3.1 模擬信號的DPCM編譯碼系統(tǒng)圖4.3.2 模擬信號的DPCM編譯碼仿真波形分析：從圖4.3.2中可以看出經譯碼后的波形的幅度比原信號小，

5、這是因為在量化過程中存在一定誤差。4.4 DPCM和PCM通信系統(tǒng)比較利用通信工具箱和信號處理工具箱設計DPCM和PCM通信系統(tǒng)，顯示設計過程中的波形變化與仿真。仿真模型結構圖及仿真波形圖如圖4.4.1、圖4.4.2、圖4.4.3、圖4.4.4所示。圖4.4.1 DPCM通信系統(tǒng)仿真模型結構圖圖4.4.2 PCM通信系統(tǒng)仿真模型結構圖圖4.3.3 DPCM通信系統(tǒng)編譯碼仿真波形圖4.3.4 PCM通信系統(tǒng)編譯碼仿真波形分析：可以看出接收端與發(fā)送端的波形基本上是一致的，只是幅度略有變小。另外也能發(fā)現(xiàn)這兩個通信系統(tǒng)存在的問題有兩個：1.差錯不可控；2.頻帶利用率低。4.5 綜合通信系統(tǒng)設計分析：由

6、于是數(shù)字通信系統(tǒng)，因此頻帶利用率低。我們采取復用的方式來提高頻帶利用率，即使用復用器將多路信號(本次設計中為2路信號)進行合并。仿真模型結構圖及仿真波形圖如圖4.5.1、圖4.5.2、圖4.5.3所示。圖4.5.1 綜合通信系統(tǒng)仿真模型結構圖圖4.5.2 PCM第一路信號仿真波形圖4.5.2 PCM第二路信號仿真波形五、 總結本次課程設計以Simulink為軟件平臺，充分利用其提供的通信工具箱和信號處理工具箱中的模塊，以簡單的通信系統(tǒng)、常用的DPCM數(shù)字電話通信系統(tǒng)和PCM數(shù)字電話通信系統(tǒng)為例，對其進行了模型構建、系統(tǒng)設計、仿真演示、結果顯示、誤差分析及綜合性能分析，重點對DPCM與PCM進行了誤差分析和比較。然后在此基礎上進行優(yōu)化，設計出了一個完整的通信系統(tǒng)。六、 心得與體會在本次課程設計的過程中，增強了對通信系統(tǒng)的認識，并且對MATLAB的Simulink的操作能力也得到了一個很大的提升。在剛開始設計的時候，發(fā)現(xiàn)無從下手，因此在開始的幾天里，閱讀了大量相關的資料，了解了各模塊的功能及使用方法，同時也參考了別人的一些相關設計。在接下來的幾天中先將基礎實驗完成，然后開始進行綜合通信系統(tǒng)的設計。在設計過程中，逐漸了解了各個部分是如何銜接起來的。在調試時同樣遇到了很多問題。有時是自己粗心大意，輸入輸出數(shù)不匹配，有時是因為參數(shù)沒有調好，使得系統(tǒng)運行的結果與預期有出入。通過