通信原理课程设计

推荐第1篇：通信原理课程设计

沈阳理工大学通信系统课程设计报告

1.课程设计目的

（1）掌握抑制载波调幅信号(AM)的调制原理。 （2）学会Matlab仿真软件在通信中的应用。 （3）掌握AM系统在同步检波下的性能分析。 （4）根据实验中的波形，学会分析实验现象。

2.课程设计要求

（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。

（2）利用Matlab软件进行AM仿真及程序设计，并对性能进行分析。

3.相关知识

3.1开发工具和编程语言

开发工具：

基于MATLAB通信工具箱的线性分组码汉明码的设计与仿真 编程语言：

MATLAB是一个交互式的系统，其基本数据元素是无须定义维数的数组。这让你能解决很多技术计算的问题，尤其是那些要用到矩阵和向量表达式的问题。而要花的时间则只是用一种标量非交互语言(例如C或Fortran)写一个程序的时间的一小部分。 .名称“MATLAB”代表matrix laboratory（矩阵实验室）。MATLAB最初是编写来提供给对由LINPACK和EINPACK工程开发的矩阵软件简易访问的。今天，MATLAB使用由LAPACK和ARPACK工程开发的软件，这些工程共同表现了矩阵计算的软件中的技术发展。

3.2AM调制原理

所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡波上，

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再由信道传送出去。这里的高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制就是有调制信号去控制载波信号的振幅。

幅度调制(Amplit ude Modulation ,AM)简称调幅 ,是正弦型高频载波的幅度随调制信号幅度变化的一种调制方式 ,为全世界传统模拟中短波广播技术所采用。中短波广播 AM 信号主要靠地波和天波传播,这种传播路径属于典型的随参信道传播。随参信道对信号传输的影响是不确定的 ,故信号的影响比较严重。随参信道中包含着除媒质外的其他转换器(解调器) ,但从对信号传输的影响来看 ,传输媒质的影响较为主要,而转换器特性的影响较为次要。本文主要讨论不同情况下 AM 系统的抗噪声性能。鉴于 AM 信号的传输特性 ,在分析其抗噪声性能时 ,主要应考虑加性噪声对 AM 系统的影响。加性噪声独立于有用信号 ,但却始终干扰有用信号 ,它是一种随机噪声 ,相对于 AM 系统的高频载波而言 ,可以看作是窄带随机过程。加性噪声被认为只对信号的接收产生影响 ,故 AM 系统的抗噪声性能往往利用解调器的抗噪声能力来衡量,而抗噪声能力通常用信噪比和调制制度增益来度量。

4.课程设计分析

4.1 AM系统性能分析模型

图 1 给出了分析 AM 解调器性能的模型。

模型输入端的 AM 信号用 sAM ( t) 表示,信道用相加器表示,而加性噪声用 n( t) 表示,噪声在经过带通滤波器后变为带通型噪声 ni ( t) , 相对于 AM 信号的载波 ,它是一个窄带随机过程 ,可以表示成:ni ( t) = nc ( t) cos (ω c t) - ns( t) sin (ω c t) (1)式中: nc ( t) 和 ns ( t) 分别称为 ni ( t) 的同相分量和正分量。 由于 ni ( t) , nc ( t) 和 ns ( t) 均值都为零 ,方差和平均功率都相同 ,于是取统计平均有:

如果解调器输入的噪声 ni ( t) 具有带宽 B , 则可规 定输入的噪声平均功率为:

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式中: no 是一个实常数 ,单位为 W/ Hz ,表示噪声单边功率谱密度 ,它在通带 B 内是恒定的。根据图 1 ,解调后的有用信号为 mo ( t) ,输出噪声为no ( t) , 则解调器输出的信噪比为:

由求得的解调器输入及输出信噪比 ,可以对该解调器的抗噪声性能作出评估。为此 ,定义解调器的调制制度增益为输出信噪比与输入信噪比的比值 G:

G表示检波器能够得到的信噪比改善值,其值越大 ,表明解调器的抗噪声性能越好。

4.2 同步检波下的 AM系统性能

AM 信号可用同步检波(实际上是同步检测)和包络检波两种方法解调。因为不同的解调方将可能有不同的信噪比,所以分析 AM 系统的性能应根据不同的解调方法来进行。先分析同步检波下的 AM 系统性能。设 AM 信号:sAM ( t) = [ A + m( t) ]cos (ω c t) (6)式中: A 为载波的幅度; m( t) 是直流分量为零的调制信号,且 A ≥| m( t) | max。 输入噪声可用式(1)表示。则:解调器输入的信号功率为:

解调器输入的噪声功率为:

同步检波时的相干载波为cos (ω c t) ,则解调器的输出信号为:

式 中: A/ 2[ A + m( t) ]cos (2ω c t) , nc ( t) / 2cos (2ω c t) , ns ( t) / 2sin (2ω c t) 和直流分量 A/ 2 都被滤波器滤除[5 ]。 显然 ,解调器的输出信号功率为:

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解调器的输出噪声功率为:

所以 ,在采用同步检波法进行解调时,AM 信号的调制制度增益为:

可见 ,同步检波时的调制制度增益并不受噪声的影响。当用正弦型信号进行 100 %调制时有

, 代入式(11)可得: G = 2/ 3 这就是同步检波器能够得到的最大信噪比改善值。

5.仿真

程序：

clc; fm=100; fc=500; fs=5000; Am=1; A=2; N=512; K=N-1; n=0:N-1; t=(0:1/fs:K/fs); yt=Am*cos(2*pi*fm*t); figure(1) subplot(1,1,1),plot(t,yt),title(\'频率为3000的调制信号f1的时时域波\'); y0=A+yt ; y2=y0.*cos(2*pi*fc*n/fs);

y3=fft(y2,N);% fft 变换

q1=(0:N/2-1)*fs/N; mx1=abs(y3(1:N/2)); figure(2) subplot(2,1,1);

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plot(t,y2); title(\'已调信号的时时域波\'); subplot(2,1,2); plot(q1,mx1); title(\'f1已调信号的频谱\');

%绘图 yc=cos(2*pi*fc*t);

figure(3) subplot(2,1,1),plot(t,yc),title(\'载波fc时域波形\') N=512; n=0:N-1; yc1=Am*cos(2*pi*fc*n/fs); y3=fft(yc1,N); q=(0:N/2-1)*fs/N; mx=abs(y3(1:N/2));

figure(3) subplot(2,1,2),plot(q,mx),title(\'载波fc频谱\') y4=0.01*randn(1,length(t));%用RANDN产生高斯分布序列

w=y4.^2;

%噪声功率 figure(4) subplot(2,1,1); plot(t,y4); title(\'高斯白噪声时域波形\') y5=fft(y4,N); q2=(0:N/2-1)*fs/N; mx2=abs(y5(1:N/2)); subplot(2,1,2),plot(q2,mx2),title(\'高斯白噪声频域波形\') y6=y2+y4;

figure(5) subplot(2,1,1),plot(t,y6),title(\'叠加后的调制信号时域波形\') q3=q1; mx3=mx1+mx2; subplot(2,1,2),plot(q3,mx3),title(\'叠加后的调制信号频谱波形\') %调制 yv=y6.*yc; %乘以载波进行解调 Ws=yv.^2; p1=fc-fm; [k,Wn,beta,ftype]=kaiserord([p1 fc],[1 0],[0.05 0.01],fs); %Fir数字低通滤波

window=kaiser(k+1,beta); %使用kaiser窗函数

b=fir1(k,Wn,ftype,window,\'noscale\'); %使用标准频率响应的加窗设计函数 yt=filter(b,1,yv); ydb=yt.*2-2;

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figure(6) subplot(2,1,1),plot(t,ydb),title(\'经过低通已调信号的时域波形采样\') y9=fft(ydb,N); q=(0:N/2-1)*fs/N; mx=abs(y9(1:N/2)); subplot(2,1,2),plot(q,mx),title(\'经过低通已调信号频域波形\') %解调

ro=y9-yt;

W=(yt.^2).*(1/2);

R=W/w

r=W/ro

G=r/R 6.结果分析

程序运行的结果如图：

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。

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7.参考文献

[1] 飞思科技产品研发中心．神经网络理论与MATLAB7实现．电子工业出版社，2005.3 [2] 韩力群.人工神经网络理论、设计及应用:第二版.化学工业出版社，1990.1

[3] 闻新，周露，李翔，张宝伟.MATLAB神经网络仿真与应用.科学出版社，2003.7

[4 ] [美] Alan V Oppenheim.信号与系统[M] .2 版.西安:西安交通大学出版社 ,1998.[5 ] 刘长年 ,李明 ,职新卫.数字广播电视技术基础[M] .北京:中国广播电视出版社 ,2003.[6 ] 郑君里.信号与系统 [ M ] .2 版.北京: 高等教育出版社 ,2000.[7 ] 王春生.广播发送技术[ M ] .安徽:合肥工业大学出版社 ,2006.[8 ] 陈晓卫.全固态中波广播发射机使用与维护[M] .北京:中国广播电视出版社 ,2002.[9 ] 刘洪才.现代中短波广播发射机[M] .北京:中国广播电视出版社 ,2003.[10 ] 高福安.广播电视技术管理与教育[M] .北京:中国广播电视出版社 ,2003.

推荐第2篇：通信原理课程设计

通 信 原

理

课

程 设计

班级：

姓名：

学号：

任课教师：

Simulink建模仿真实现频分复用

 设计目的

1 掌握频分复用工作原理

2 学会使用Simulink建模仿真

 设计题目涉及的理论知识

当一条物理信道的传输能力高于一路信号的需求时，该信道就可以被多路信号共享，例如电话系统的干线通常有数千路信号的在一根光纤中传输。复用就是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术。其目的是为了充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。

信号多路复用有两种常用方法：频分复用（FDM）和时分复用（TDM）。时分复用通常用于数字信号的多路传输。频分复用主要用于模拟信号的多路传输，也可用于数字信号。

频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。在FDM中，信道的带宽被分成多个相互不重叠的频段（子通道），没路信号占据其中一个子通道，并且各路之间必须留有未被使用的频带（防护频带）进行分隔，以防止信号重叠。在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。

在物理信道的可用带宽超过单个原始信号（如原理图中的输入信号

1、

2、3这3路信号）所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道；然后在每个子信道上传输一路信号，以实现在同一信道中同时传输多路信号。多路原始信号在频分复用前，先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，使各信号的带宽不相互重叠（搬移后的信号如图中的中间3路信号波形）；然后用不同的频率调制每一个信号，每个信号都在以它的载波频率为中心，一定带宽的通道上进行传输。为了防止互相干扰，需要使用抗干扰保护措施带来隔离每一个通道。  设计思想（流程图）

整个系统的流程为：

输入正弦信号→低通滤波器→调制器→带通滤波器→高斯信道→带通滤波器→解调→低通滤波器→输出信号  仿真模块

正弦信号；Sine Wave模块

低通滤波器 ：Analog Filter Design-lowpa模块

调制器：Analog Paband Modulation ,提供模拟调制技术。

DSB AM Modulator Paband模块 DSBSC AM Modulator Paband模块 SSB AM Modulator Paband模块

带通滤波器：Digital Filter Design模块

信道：AWGN channel,加性高斯白噪声信道。

解调器：Analog Paband Modulation ,提供模拟调制技术。

DSB AM Demodulator Paband模块 DSBSC AM Demodulator Paband模块 SSB AM Demodulator Paband模块 输出：Scope模块 加法：Sum 模块

 仿真模型和模块的参数设置

参数设置

1 仿真结果设置Sine Wave模块参数，双击模块删除默认值输入新的设置 设置Amplitude 为1 设置Frequency为2*pi 设置Samples per frame 为0.01

2 低通滤波器

设置filter order为8

设置 paband edge frenquency 为30

3带通滤波器

4 信道

设置 Initial seed 67

设置 Mode Variance from mask

5 调制器

设置 Carrier frenquency 100 6 解调器

设置Carrier frenquency 100

结论（结果分析）

通过对以上三个不同的信号进行低通、带通滤波和AM、DSB、SSB的调制解调得出三个不同的波形。从而知道频分复用利用同一个信道同时传输多路信号的，充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。尽管在传输和复用过程中，调制解调等过程会不同程度的引入非线性失真，而产生各路信号的相互干扰，但是频分复用仍然可以普遍应用在多路载波电话系统中。

Simulink是一个很好的应用工具，我学习到如何建模和仿真。在软件中掌握模块的功能以及应用，顺利的建立模型，进行仿真，得到结果。

推荐第3篇：通信原理课程设计

课设一

一、设计题目

信号特性分析（如正弦波信号的波形与频谱）

二、设计目的

通信原理课程设计是《通信原理》理论课的辅助环节。着重体现通信原理教学知识的运用，培养学生主动研究的能力.它以小型课题方式来加深、扩展通信原理所学知识。其主要通过 matlab 仿真进一步深化对通信原理知识的学习。

三、设计内容

采用matlab产生不同频率，不同幅度的两种正弦波信号，并将这两个信号叠加为一个信号，观察这三个信号的波形。 对叠加后的信号用FFT作谱分析。 要求：

1、绘出正弦信号的时域波形

2、掌握傅立叶变换及其逆变换

3、利用傅立叶变换绘出正弦信号的频谱

四、实验原理

正弦序列

x(n)As2ifnn/Fs()，在MATLAB中n0:N1xA*sin(2*pi*f*n/Fsfai)

将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。对信号进行频谱分析，往往对其进行傅里叶变换，观察其频谱幅度与频谱相位。对于信号来说，分模拟信号与数字信号。对于模拟信号来说，往往对其进行抽样，然后进行快速傅里叶变换（fft），然后对其幅度（abs）和相位（angle）的图像进行分析。对于数字信号，则可直接进行快速傅里叶变换。

五、程序截图

六、源程序代码

clear all clc; f1=100;%信号频率Hz f2=150;%信号频率Hz fs=1000;%采样频率Hz N=20;%采样点数

t=(0:N-1)/fs;%采样时间s x1=5*sin(2*pi*f1*t);%信号采样值 x2=10*sin(2*pi*f2*t);%信号采样值 subplot(231); stem(t,x1,\'.\')

subplot(232); stem(t,x2,\'.\'); subplot(233); stem(t,x1+x2,\'.\'); y1=fft(x1,512); subplot(234); plot(abs(y1).^2); xlabel(\'频率(Hz)\'); ylabel(\'幅值\'); y2=fft(x1,512); subplot(235); plot(abs(y2).^2); xlabel(\'频率(Hz)\'); ylabel(\'幅值\'); y3=fft(x1+x2,512); subplot(236); plot(abs(y3).^2); xlabel(\'频率(Hz)\'); ylabel(\'幅值\');

课设二

一、设计题目

1、正弦波信号的波形与频谱分析

2、AM模拟调制

二、设计目的

1、熟悉matlab的编程环境及使用；

2、学会利用matlab进行信号处理及分析；

3、掌握傅立叶变换及其逆变换；

4、学会利用傅立叶变换绘出正弦信号的频谱；

5、学会用matlab产生特定频率及功率的正弦信号；

6、学会利用matlab对信号进行载波、解调处理；

三、设计要求

1、信号特性分析（如正弦波信号的波形与频谱）

采用matlab产生不同频率，不同幅度的两种正弦波信号，并将这两个信号

叠加为一个信号，观察这三个信号的波形。对叠加后的信号用FFT作谱分析。

要求：

1、绘出正弦信号的时域波形

2、掌握傅立叶变换及其逆变换

3、利用傅立叶变换绘出正弦信号的频谱

叠加后的正弦信号经傅立叶变换后的频谱8642-4-3-2012f (KHz)傅立叶逆变换后得到原信号-134|S(f)| (V/KHz)a(t)(V)50-5-1-0.8-0.6-0.4-0.20t(ms)0.20.40.60.81

四、源程序代码

%% waveform and spectrum of sin signal close all k=10; f1=1; f2=2; N=2^k; dt=0.01;

%ms df=1/(N*dt);

% KHz T=N*dt;

% 截短时间 Bs=N*df/2;

% 系统带宽 f=[-Bs:df:Bs-df];

%频域横坐标 t=[-T/2:dt:T/2-dt];

%时域横坐标 s1=2*sin(2*pi*f1*t); s2=3*sin(2*pi*f2*t); s=s1+s2; [f,S]=T2F(t,s);

% S是s的傅氏变换 [t,a]=F2T(f,S); % a是S的傅氏反变换 a=real(a); as=abs(S); f0=max(f1,f2);

figure(1) subplot(3,1,1);plot(t,s1); grid axis([-2*f0,+2*f0,min(s1),max(s1)]) xlabel(\'t\'); ylabel(\'s1\') title(\'正弦信号s1\') subplot(3,1,2);plot(t,s2); grid axis([-2*f0,+2*f0,min(s2),max(s2)]) xlabel(\'t\'); ylabel(\'s2\') title(\'正弦信号s2\') subplot(3,1,3);plot(t,s); grid axis([-2*f0,+2*f0,min(s),max(s)]) xlabel(\'t\'); ylabel(\'s\') title(\'叠加后的信号s\')

figure(2) subplot(2,1,1) %输出的频谱

plot(f,as,\'b\'); grid axis([-2*f0,+2*f0,min(as),max(as)]) xlabel(\'f (KHz)\'); ylabel(\'|S(f)| (V/KHz)\')

title(\'叠加后的正弦信号经傅立叶变换后的频谱\') subplot(2,1,2) plot(t,a,\'black\')

%输出信号波形画图 grid axis([-2/f0,+2/f0,-5,5]) xlabel(\'t(ms)\'); ylabel(\'a(t)(V)\') title(\'傅立叶逆变换后得到原信号\')

6

推荐第4篇：通信原理课程设计

通

题目：

信 原 理课程设计

基于MATLAB的系统的2ASK仿真

- 1

五、设计心得和体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

1、心得和体会……………………………………………………………

2、致谢……………………………………………………………………

参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

一、2ASK通信系统发展背景

随着通信技术日新月异的发展，尤其是数字通信的快速发展越来越普及，研究人员对其相关技术投入了极大的兴趣。为使数字信号能在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制，其调制方式与模拟信号调制相类似。根据数字信号控制载波的参量不同也分为调幅、调频和调相三种方式。因数字信号对载波参数的调制通常采用数字信号的离散值对载波进行键控，故这三种数字调制方式被称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。经调制后的信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段，促进通信的快速发展。

现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善，到现在数字调制技术的广泛运用，使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，也是各种数字调制的基础。

二、仿真设计原理

1、2ASK信号的调制

2ASK技术是通过改变载波信号的幅值变化来表示二进制0或1的。载波0 ， 1信息只改变其振幅，而频率和相位保持不变。通常使用其最大值Acos(t)和0分别表示1和0.有一种常用的幅值键控技术是开关键控（OOK）在OOK中，把一个幅度取为0，另一个幅度取为非0,其优点是传输信息所需的能量下降了，且调制方法简单.

ＯＯＫ的产生原理如图

2、2ASK信号的解调

接收端接收信号传来的2ASK信号，首先经过带通滤波器滤掉传输过程中产生的噪声干扰，再从中回复原始数据信号。常用的解调方法有两种：包络解调法和相干解调法。

相干解调法

相干解调也叫同步解调，就是利用相干波和接收到的2ASK信号相乘分离出包含原始信号的低频信号，再进行抽样判决恢复数字序列。相干波必须是与发送端同频同相的正弦信号。Z（t）=y(t)cos(t)=m(t)cos2(t)=111m(t)[1+cos(2t)]=m(t)+m(t)cos(2t).式中1/2m(t)是基带信号，2221/2m(t)cos(2t)是频率为2的高频信号，利用低通滤波器可检测出基带信号，再经过抽样判决，即可恢复出原始数字信号序列{an},2ASK信号带宽为码元速率的2倍，即：B2ASK=2Rb.式中Rb为信息速率。

相干解调的原理图如下

三、直接用MATLAB编程仿真

1、实验框图

在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。必须用数字基带信号对载波进行调制，产生

- 45

元速率Rb=1000Band,载波频率为f=4kHZ.以下是仿真程序及注释。例子中采用OOK键控方式实现2ASK调制。第一行为数字序列波1101001101011001的单极性不归零码，码元宽度Tb=1/Rb=0.001s，第二行为载波波形，在一个码元宽度，有4个周期的正玄波载波信号f=1/4Tb=4kHz;第三行为调整之后的波形，码元1对应的调制后波形对应正玄波，0对应的调制后波形为0，结果满足要求.。

%数字信号的ASK调制

3、使用MATLAB编程

Clear;

%清空空间变量 m=[1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1];

%数字信号序列 Lm=length(m);

%序列的长度

F=200;

%数字信号的带宽

f=800;

%正弦载波信号的频率 A=1;

%载波的幅度

Q=f/F;

%频率比，即一个码元宽度中的正弦周期个数，为适配下面的滤波器参数选取，

Q>=1/3 M=500；

%一个正弦周期内的采样点数 t=(0:M-1)/M/f;

%一个正弦信号周期内的时间

carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q); %一个码元宽度内的正弦载波信号 Lcarry1=length(carry1);

%一个码元宽度内的信号长度 carry2=kron(ones(size(m)),carry1); %载波信号

ask=kron(m,carry1);

%调制后的信号 N=length(ask);

%长度 tau=(0:N-1)/(M-1)/f;

%时间 Tmin=min(tau);

%最小时刻 Tmax=max(tau);

%最大时刻 T=ones(size(carry1));

%一个数字信号1 dsig=kron(m,T);

%数字信号波形 subplot(3,1,1);

%子图分割 plot（tau,dsig）

%画出载波波形 grid on

%添加网 axis([Tmin Tmax -0.2 1.2])

%设置坐标范围 subplot(3,1,2)

%子图分割 plot(tau,carry2)

%画出载波波形 grid on

%添加网络

axis([Tmin Tmax -1.2*A 1.2*A]); %设置坐标范围 subplot(3,1,3)

%子图分割 plot(tau,ask)

%画出调制后的波形 grid on

%添加网络

axis([Tmin Tmax -1.2*A 1.2*A]) %设置坐标范围

- 8

y=(x(t_judge));

%抽样判决时刻的信号值 y_judge=1*(y>=th)+0*(y

%抽样判决信号的0阶保持 y_value=kron(y_judge,ones(size(carry1)));

%抽样判决后的数字信号波形 n_tau=tau+0.5/F;

%抽样判决后的信号对应时间 subplot(4,1,3)

plot(n_tau,y_value)

axis([min(n_tau) max(n_tau) grid on subplot(4,1,4) plot(tau,dsig)

axis([Tmin Tmax -0.2 1.2]) grid on

1、图示

%子图分割

%画出抽样判决后的数字信号波形 -0.2 1.2])

%画出原始信号波形与解调后信号作对比

四、仿真结果

- 1011

为使仿真过程清晰，忽略了信道的传输延时等，仅考虑了抽样判决点选取时的延时0.5Tb，因码元波特率RB=1000Band，码元宽度Tb=1/Rb=0.001s 故0.5Tb=0.0005s，从图中标注可以看出，信号的起始点为0.0005s。

五、设计心得和体会

1、心得和体会

通过本次课程设计，我们主解了要了2ASK调制与解调原理，特别是2ASK调制解调电路的MATLAB实现与调制性能分析，把本学期学的通信原理等通信类科目的内容应用到本课程设计中来，进一步巩固复习通信原理，MATLAB等课程，以达到融会贯通的目的。

通过对通信系统原理和MATLAB的学习，在通过硬件实现时会时不时地会出现一些问题，诸如：某个芯片的用法、其适用范围、其典型应用时会出现的问题、滤波器的设计、模拟电路中反馈电阻与控制增益器件的调节等等，都需要理论知识和实践经验结合才能解决。在此期间，首先，通过查阅相关书籍、文献，搞清楚原理框图，为今后的实验及论文写作奠定比较扎实的理论；其次，在原理图的基础之上，设计具体的硬件实现流程图，利用将一个大而复杂的系统分解转化为多个小而简单的模块的思想，在进行整合、连接，将复杂的问题简单化。了解了更多关于通信的知识，对以后的学习和工作又了莫大的帮助。通过本次课程设计，加强了对通信系统原理的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及仿真等环节，进一步提高了分析解决实际问题的能力。在学习通信原理理论后进行一次电子设计与制作，锻炼了分析、解决电子电路问题的实际本领。 为进一步学习计算机网络，数据通信，多媒体技术等课程打下坚实的基础。运用学习成果把课堂上学的系统化的理论知识，尝试性的应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提高一些有真惰性的建议和设想，检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大差距，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，更边学习内容提供实践依据。

2、致谢

在此，首先要感谢蔡老师对我们一直以来的关心和照顾，细心给我们解答疑惑，帮助我们更好的学习，同时还要谢谢同学们热情的帮助。 最后， 祝老师新年快乐！笑口常开！

参考文献

[1]《通信原理》（第2版）樊昌信 等编著

国防工业出版社 北京

2012年 [2]《MATLAB信息工程工具箱技术手册》魏巍 主编 国防工业出版社 北京 2004年 [3]《MATLAB通信仿真开发手册》孙屹 主编 李妍 编著国防工业出版社 北京2004年

推荐第5篇：通信原理课程设计

数字信号处理课程设计

学院：信息工程学院 专业：09通信工程

姓名：伍国超

学号： 0967119224

指导老师：张超

第一章 ...............................................................................................3 第二章 ...............................................................................................5 第三章 ...............................................................................................7 第四章 .............................................................................................10 第五章 .............................................................................................15

第一章

(2) x(n)=(0.9) n [sin(0.25πn)+cos(0.25πn)] A=0.9; w=pi/4; n=-5:5; y=A.^n.*[sin(w.*n)+cos(w.*n)]; stem(n,y);

1.510.50-0.5-1-1.5-2-5-4-3-2-1012345

(4) 已知x(t)=e –2 tu (t), y(t)=e - tu (t) , 求：x(t) * y(t) t=0:0.01:5; u=(t>=0); x=exp(-2.*t).*u; y=exp(-1.*t).*u; q=1:1001; z=conv(x,y); plot(q,z);

302520151050020040060080010001200

第二章

11． 利用DFT计算序列x(n)u(n)的频谱；

2n

N=60; n=0:N-1; u=(n>=0); x=(1/2).^n.*u X=fft(x,N); omega=2*pi/N*(n-N/2); subplot(2,1,1); stem(omega,abs(fftshift(X))); axis([-pi,pi,0,4]); ylabel(\'Magnitude\'); xlabel(\'Frequency (rad)\' ); subplot(2,1,2); stem(omega,angle(fftshift(X))); axis([-pi,pi,-1,1]); ylabel(\'Phase\'); xlabel(\'Frequency (rad) \' );

43210-1Magnitude-0.500.511.5Frequency (rad)22.5310.5Phase0-0.5-1-1-0.500.511.5Frequency (rad) 22.53

3． 有限长序列x(n)cos(频谱。 要求：

(1) 确定DFT计算的各参数；

(2) 进行理论值与计算值比较，分析各信号频谱分析的计算精度；

(3) 详细列出利用DFT分析离散信号频谱的步骤；

(4) 写出实验原理。

N1=32;N2=60;N3=120; n=0:31; n1=0:N1-1; n2=0:N2-1; n3=0:N3-1; x=cos(3*pi/8*n); X1=fft(x,N1); omega1=2*pi/N1*(n1-N1/2); subplot(6,2,1); stem(omega1,abs(fftshift(X1))); ylabel(\'Magnitude\'); xlabel(\'Frequency (rad)\' ); subplot(6,2,2); stem(omega1,angle(fftshift(X1))); ylabel(\'Phase\'); xlabel(\'Frequency (rad) \' ); X2=fft(x,N2); omega2=2*pi/N2*(n2-N2/2); subplot(6,2,3); stem(omega2,abs(fftshift(X2))); ylabel(\'Magnitude\'); xlabel(\'Frequency (rad)\' ); subplot(6,2,4); stem(omega2,angle(fftshift(X2))); ylabel(\'Phase\'); xlabel(\'Frequency (rad) \' ); X3=fft(x,N3); omega3=2*pi/N3*(n3-N3/2); subplot(6,2,5); stem(omega3,abs(fftshift(X3))); ylabel(\'Magnitude\'); xlabel(\'Frequency (rad)\' ); subplot(6,2,6); stem(omega3,angle(fftshift(X3))); ylabel(\'Phase\'); xlabel(\'Frequency (rad) \' );

38n)， 0≤n≤31，分别用N=32，N=60，N=120点DFT计算其

第三章

1.已知一个LTI系统的差分方程为：

y[n]-1.143*y[n-1]+0.4128*y[n-2]=0.0675*x[n]+0.1349*x[n-1]+0.0675*x[n-2]

1、(1)初始条件y(-1)=1,y(-2)=2，输入x(n)=u(n)，计算系统的零输入响应 N=11; n=0:N-1; x=[n>=0]; b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128]; zi=filtic(b,a,[1,2]); y=filter(b,a,zi); stem(y)

(2)当下面三个信号分别通过系统，分别计算系统的响应：

1.输入信号x1[n]=cos((pi/10)*n)*u[n] N=11; n=0:N-1 x1=cos((pi/10)*n) b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128]; zi=filtic(b,a,[1,2]); y=filter(b,a,x1) stem(n,y) n = 0

10 x1 =

Columns 1 through 9

1.0000

0.9511

0.8090

0.5878

0.3090

0.0000

-0.3090

-0.5878

-0.8090 Columns 10 through 11 -0.9511

-1.0000 y = Columns 1 through 9

0.0675

0.2762

0.5383

0.7142

0.7489

0.6426

0.4253

0.1395

-0.1709 Columns 10 through 11 -0.4659

-0.7124

2.输入信号:x2[n]=cos((pi/5)*n)*u[n] N=11; n=0:N-1 x2=cos((pi/5)*n) b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128]; zi=filtic(b,a,[1,2]); y=filter(b,a,x2,zi) stem(n,y) n = 0

10 x2 =

Columns 1 through 8

1.0000

0.8090

0.3090

-0.3090

-0.8090

-1.0000

-0.8090 Columns 9 through 11

0.3090

0.8090

1.0000 y = Columns 1 through 8

0.3849

0.2166

0.2862

0.3132

0.1644

-0.1389

-0.4707

-0.3090 -0.6782

Columns 9 through 11

-0.6563

-0.3948

0.0172

3.输入信号:x3[n]=cos((7*pi/10)*n)*u[n] N=11; n=0:N-1 x3=cos((7*pi/10)*n) b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128]; zi=filtic(b,a,[1,2]); y=filter(b,a,x3,zi) stem(n,y) n = 0

9 x3 = Columns 1 through 9

1.0000

-0.5878

-0.3090

0.9511

-0.8090

-0.0000 0.3090 Columns 10 through 11 0.5878

-1.0000 y = Columns 1 through 9

0.3849

0.1224

-0.0517

-0.1267

-0.0707

-0.0734 -0.0157 Columns 10 through 11

（3）系统特性分析

b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128]; z=roots(b) p=roots(a)

0.8090 -0.0548 -0.9511 0.0127

zplane(b,a)

此系统为因果稳定系统

第四章

2.分别使用矩形窗、哈明窗、海宁窗设计一个N=10的FIR低通和高通滤波器，

截频为c3rad。

1) 作出各滤波器的单位脉冲响应

2) 作出各滤波器的幅频响应并比较各滤波器的通带纹波和阻带纹波。

3)若当输入为x(n)12cosn4cosn2，计算各滤波器的输出并作出响应波形。

N=10;M=N-1;wc=pi/3;

% LP % rectangular window

b1=fir1(M,wc/pi,boxcar(N)); [H1,w]=freqz(b1,wc,512); H1_db=20*log10(abs(H1));

% hamming window

b2=fir1(M,wc/pi,hamming(N));

[H2,w]=freqz(b2,wc,512); H2_db=20*log10(abs(H2));

% hanning window

b3=fir1(M,wc/pi,hanning(N)); [H3,w]=freqz(b3,wc,512); H3_db=20*log10(abs(H3));

figure(1) c=plot(w,H1_db,w,H2_db,\'y\',w,H3_db,\'r\');

figure(2) subplot(3,1,1);stem(n1,real(h1));axis([0 25 -0.2 0.2]); subplot(3,1,2);stem(n1,real(h2),\'y\');axis([0 25 -0.2 0.2]); subplot(3,1,3);stem(n1,real(h3),\'r\');axis([0 25 -0.2 0.2]);

% HP % rectangular window

b4=fir1(M,wc/pi,\'high\',boxcar(N+1)); [H4,w]=freqz(b4,wc,512);

H4_db=20*log10(abs(H4));

% hamming window

b5=fir1(M,wc/pi,\'high\',hamming(N+1)); [H5,w]=freqz(b5,wc,512); H5_db=20*log10(abs(H5));

% hanning window

b6=fir1(M,wc/pi,\'high\',hanning(N+1)); [H6,w]=freqz(b6,wc,512); H6_db=20*log10(abs(H6));

figure(3) c=plot(w,H4_db,w,H5_db,\'y\',w,H6_db,\'r\'); figure(4) subplot(3,1,1);stem(n1,real(h4));axis([0 25 -0.2 0.2]); subplot(3,1,2);stem(n1,real(h5),\'y\');axis([0 25 -0.2 0.2]); subplot(3,1,3);stem(n1,real(h6),\'r\');axis([0 25 -0.2 0.2]);

x=1+2*cos(pi/4*n1)+cos(pi/2*n1); y1=conv(x,h1); y2=conv(x,h2);

y3=conv(x,h3); y4=conv(x,h4); y5=conv(x,h5); y6=conv(x,h6); figure(5) subplot(3,2,1);stem(n2,y1);axis([0 50 -0.2 1]); subplot(3,2,2);stem(n2,y2);axis([0 50 -0.2 1]); subplot(3,2,3);stem(n2,y3);axis([0 50 -0.2 1]); subplot(3,2,4);stem(n2,y4);axis([0 50 -2 2]); subplot(3,2,5);stem(n2,y5);axis([0 50 -2 2]); subplot(3,2,6);stem(n2,y6);axis([0 50 -2 2]);

200-20-40-60-80-10000.511.522.533.5

0.20-0.20.20-0.20.20-0.2051015202505101520250510152025

100-10-20-30-40-50-60-7000.511.522.533.5

0.20-0.20.20-0.20.20-0.2051015202505101520250510152025

10.50010.50020-21020304050-220-20102030405010203040502010.50010203040500102030405001020304050

第五章

1．某随机信号由两余弦信号与噪声构成：

x[k]= cos (20πk) +cos (40πk) + s [k]，s[k]为均值为0，方差为1的高斯白噪声。 (1) 绘出此随机信号的时域波形；

(2) 试分别用周期图法、平均周期图法和Welch法分析该序列的功率谱估计。 Fs = 1000; % 抽样频率 t = 0:1/Fs:1; % 抽样时间

xn = cos(20*pi*t) + cos(40*pi*t) + randn(size(t));

%粗略地估计xn的功率谱，做N=1024点FFT：

Pxx = abs(fft(xn,1024)).^2/1001; subplot(3,3,1);plot(t,xn); xlabel(\'随机信号\');grid on; subplot(3,3,2);plot([0:1023]*Fs/1024,10*log10(Pxx));xlabel(\'利用公式\'); grid on; window=boxcar(1001); [Pxx1,F1] = periodogram(xn,window,1024,Fs); subplot(3,3,3);plot(F1, 10*log10(Pxx1)); xlabel (\'利用函数periodogram\'); grid on; noverlap=500; [Pxx2,F2] = psd(xn, 1024,Fs, window, noverlap); subplot(3,3,4);plot(F2, 10*log10(Pxx2)); xlabel (\'利用函数psd\'); grid on; noverlap=500; [Pxx3,F3] = pwelch(xn, window\', noverlap, 1024,Fs); subplot(3,3,5);plot(F3, 10*log10(Pxx3)); xlabel (\'利用函数pwelch\'); grid on; 50-5500-500-50-10000.5随机信号10500利用公式10000500利用函数periodogram500-500-50-1000利用函数psd5000500利用函数pwelch

推荐第6篇：通信原理课程设计

数字幅度调制的抗噪声性能

摘要：

多进制数字振幅调制又称多电平调制。这种方式在原理上是通断键控（OOK）方式的推广。近几年它成了十分引人注目的一种高效率的传输方式。所谓高效率，即它在单位频带内有高的信息传输速率，在相同的码元传输速率下，多电平调制信号的带宽与二电平的相同。多电平调制方式虽然是一种高效率的传输方式，但其抗干扰性差，特别抗衰落的能力差，所以它只适宜于在恒参信道中采用。近些年，采用高稳定自动增益，分集接手技术，自适应均衡等一系列措施，使其也在微波中继线路中应用。

数字幅度调制方式，包括脉幅调制器（PAM）和正交幅度调制器（QAM）。本设计采用PAM调制方式，利用MATLAB创建仿真模型来研究其抗噪声性能

关键字： 数字幅度调制

目 录

一 设计任务书 二 摘要

关键字

三 设计目的：通过创建仿真模型研究数字幅度调制的抗

噪声性能

四 设计内容 五 设计步骤：

（1）PAM调制的仿真模型

（2）参数设置

（3）仿真 六．参考文献

设计目的：通过创建仿真模型研究数字幅度调制的抗噪声性能 设计内容： PAM调制，仿真，理解并掌握其抗噪声性能 设计步骤：

（一）下图为对信号实施脉幅调制的仿真模型：

在PAM调制的仿真模型中，Random Integer Generator(随机整数产生器)产生一个八进制整数序列，这个整数序列通过M-PAM Modulator Baseband(PAM基带调制器模块)进行调制，得到基带调制信号。表1和表2 列出了随机整数产生器PAM基带调制器模块的参数设置情况，其中xSignalLevel , xInitialSeed 和 xSanpleTime分别表示整数序列的相数，随机整数产生器的初始化种子及其抽样间隔。 表1

表2

PAM基带调制器模块产生的基带调制信号AWGN Channel（加性高斯白噪声信道）后叠加了一定强度的噪声，这个信号由M—PAM Demodulator Baseband(PAM基带解调器模块)进行解调。加性高斯白噪声信道模块和PAM基带解调器模块的参数设置如表

表3

表4

表5

最后，Error Rate Calculation(误码率统计模块)对原始信号和解调信号进行比较，统计得到PAM调制的误码率，并且把误码信息保存在MATLAB工作区变量xErrorRate中。误码率统计模块的参数设置如表5所示。

表6

表7

到此为止，PAM仿真模型的设计完毕

（二）为了比较PAM调制方式在不同信噪比条件下的误码性能，需编写M文件hl.m， 用于实现对仿真模型参数的初始化以及循环执行仿真模型。下面的程序段是hl.m文件的内容。

%设置调制信号的相数（调制信号是介于0和xSignalLevel-1之间的整数） xSignalLevel=4; %设置调制信号的抽样间隔 xSampleTime=1/100000; %设置仿真时间的长度 xSimulationTime=10; %设置随机数产生器的初始化种子 xInitialSeed=37; %x表示信噪比的取值范围 x=0:20; %y表示PAM调制的误符号率 y=x; for i=1:length(x) %信噪比依次取向量x的数值

xSNR=x(i); %执行PAM仿真模型

sim(\'hua\'); %从xErrorrRate中获得调制信号的误符号率

y(i)=xErrorRate(1); end %绘制信噪比与误符号率的关系曲线 semilogy(x,y,\'b\');

（三）仿真结束之后得到所示的误码率曲线。

由于在仿真过程中把抽样数（Samples per symbol参数）设置为1，因而仿真得到的误码率略高于理论计算数值,当增大Samples per symbol的数值时，PAM的抗噪声性能随之增强，仿真得到的误码率也将降低，并且逐渐趋向于理论计算值。

参考文献：许波，刘征《MAYLAB工程数学应用》

北京 清华大学出版社

2000 陈萍 《现在通信实验系统的计算机仿真》 北京

国防工业出版社

2003

孙屹 《MATLAB通信仿真开发手册》

北京

国防工业出版社

2005

推荐第7篇：通信原理课程设计

通信原理课程设计

姓名＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿___ 班级＿＿＿＿＿

目录

一、目录 …………………………………………………………………2

二、任务书……………………………………………………………………3

三、具体内容及要求 ……………………………………………………………4

3.1 题目一

…………………………………………………………………4

3.1.1题目内容

……………………………………………………………4

3.1.2设计思想或方法 ………………………………………………………4

3.1.3实现的功能或方法 ……………………………………………………4

3.1.4程序流程图 ……………………………………………………………4

3.1.5程序代码

……………………………………………………………5

3.1.6仿真框图

……………………………………………………………5

3.1.7模块描述及参数设置 …………………………………………………5

3.1.8结果运行

……………………………………………………………10

3.1.9结果分析

……………………………………………………………11

3.2 题目二 …………………………………………………………………11

3.2.1题目内容

……………………………………………………………11

3.2.2设计思想或方法

……………………………………………………11

3.2.2程序流程图……………………………………………………………12

3.2.4程序代码

……………………………………………………………13

3.2.5仿真框图

……………………………………………………………13

3.2.6模块描述及参数设置…………………………………………………14

3.2.7结果运行

……………………………………………………………20

3.2.8结果分析

……………………………………………………………20

3.3 题目三 …………………………………………………………………20

3.3.1题目内容

……………………………………………………………20

3.3.2设计思想或方法………………………………………………………20

3.2.3程序流程图……………………………………………………………21

3.2.4程序代码

……………………………………………………………21

3.2.5结果运行

……………………………………………………………23

3.2.6结果分析

……………………………………………………………23

四、心得与体会……………………………………………………………………23

五、参考文献………………………………………………………………………23

《通信原理课程设计》任务书

一、目的和要求：

要求学生在熟练掌握MATLAB和simulink仿真使用的基础上，学会通信仿真系统的基本设计与调试。并结合通信原理的知识，对通信仿真系统进行性能分析。

二、实验环境

PC机、Matlab/Simulink

三、具体内容及要求

(1) 试用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；

(2) 试用Matlab/Simulink研究BPSK+信道编码（取汉明码）在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。

(3) 试用Matlab编程实现HDB3码的编解码过程，并画出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、编码和解码图形。

四、提交设计报告

内容包括：

 系统的基本原理框图以及每一个模块的作用；

 系统Simulink 仿真过程中，每一个用到的模块中主要参数的意义；  仿真系统参数的设定和设定的依据；

 仿真系统参数改变时，给仿真结果带来的影响（如高斯白噪声信道的信噪比增加，则误码率减小）；

 仿真程序（需要加注释）。

 仿真的结果（波形，误码率等）。

五、主要参考文献及资料

邵玉斌.Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析.清华大学出版社 2008年 李贺冰等，Simulink通信仿真教程，国防工业出版社，2006年5月。

3.1、题目一

3.1.1、题目内容

试用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；

3.1.2、设计思想或方法

先用Simulink建立BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，设置好每个模块的参数，编写主程序实现BPSK的输入，在程序运行过程中调用BPSK仿真模型，然后用BitErrorRate取在加性高斯白噪声信道下的误码率，最后画出BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系。3.1.3、实现的功能说明

通过调用已建立的BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，利用Matlab编程分析BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）的误码率性能。

3.1.4、程序流程图

3.1.5、程序代码

x=0:20;

y=x;

hold off;%取消原来的图 M=2

for i=1:length(x)

SNR=x(i); %信道的信噪比依次取x中的元素

sim(\'untitled1\'); %运行仿真程序，得到的误比特率保存在工作区变量 BitErrorRate中 y(i)=mean(BitErrorRate); %计算BitErrorRate的平均值作为本次仿真的误比 特率

End semilogy(x,y,\'k\',\'LineWidth\',2); %对y取对数画图 hold on;

xlabel(\'高斯白噪声信道中的SNR\'); ylabel(\'误码率\');

title(\'BPSK的误码率曲线\'); hold on; grid on;%画网格

3.1.6、仿真框图

3.1.7、模块描述及参数设置

Random Integer Generator (随机整数发生器)

模块描述：采用该模块产生随机的二进制随机信号作为系统的信源。 模块参数：Initial seed:随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。

Sample time：抽样时间，表示输出序列中每个二进制符号的持续时间。 Frame-based outputs:选种表示输出为帧格式，否则输出数据流。 Samples per frame:只有当Frame-based outputs选种后才可编辑此参数，它表示输出一帧中包含的抽样点数。此处表示1帧由10000个比特组成。

Output data type：输出数据类型。

BPSK Modulator Baseband (BPSK基带调制器) 模块参数: Phase offset(rad):相位偏移

AWGN Channel（高斯信道）

模块描述：最简单的信道，常指加权高斯白噪声(AWGN)信道。这种噪声假设为在整个信道带宽下功率谱密度(PDF)为常数，并且振幅符合高斯概率分布。

模块参数：Initial seed: 随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。

SNR:信噪比。

Input signal power,referenced to 1 ohm：输入信号功率,参考1欧姆。

BPSK Demodulator Baseband（BPSK基带解调器） 模块参数：Phase offset(rad):相位偏移

Error Rate Calculation（误码率计算）

模块描述：通过比较传输数据和接收数据来计算误码率，模块的输出数据是长度为n的向量，其中每个元素的意义分别是：误码率或误比特率、总的错误个数、总的参加比较的符号或比特数。

模块参数：Receive delay:指定接收方滞后发送的抽样点数,即接收的第几个值对应发送的第一个值。

Computation delay:指定开始比较时模块忽略的抽样点数。 Computation mode:指定模块是比较全部还是输入数据。 Output data:指定计算结果是输出到工作区还是端口。

Selector（信号选择器）

模块描述：选择或重组信号，对输入矢量的元素进行有选择的输出。选择第一个，则输出误码率；选择第二个，则输出误码个数；选择第三个，则输出全部码数。

模块参数：Number of input dimensions:输入维数。

Index mode: 索引模式，该模块默认从一开始的（one-based）。

Input port size: 输入口大小。

To Workspace(将输出数据写入到Matlab的工作空间) 模块描述：将其输出写入工作空间。模块将其输出写入到一个由模块Variable name参数命名的矩阵或结构中。

模块参数： Variable name:写入工作区间的数据名称，默认为simout。

Limit data points to last:模块最多可以保留的数据个数，inf表示无穷

大。

Decimation:写入数据的抽样频率，即每隔多少抽样点输入一个值。

Sample time:写入数据的抽样时间，默认值为-1，表示与上一模块抽

样时间相同。

Save format:将仿真输出保存到工作空间的格式，该模块是将输出保

存为为数组形式。

3.1.8、运行结果 3.1.

9、结果分析

在信道高斯白噪声的干扰下，数字调制系统的误码率取决于信噪比，BPSK的误码率随着信噪比的增大而减小。

3.2、题目二

3.2.1、题目内容

试用Matlab/Simulink研究BPSK+信道编码（取汉明码）在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。

3.2.2、设计思想或方法

先用Simulink建立BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，信道编码及解码方式，采用汉明码进行处理，设置好每个模块的参数，编写主程序实现BPSK的输入，在程序运行过程中调用BPSK仿真模型，然后用BitErrorRate取在加性高斯白噪声信道下的误码率，最后画出BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系曲线。

3.2.3、程序流程图

3.2.4、程序代码

clc

%x表示信噪比 x=-2:1:8;

y=zeros(size(x));%产生全零矩阵

%信源产生信号的bit等于10000bit/s BitRate=10000;

%循环执行仿真程序

MeageLength=4; CodewordLength=7; for i=1:length(x) SNR=x(i);

sim(\'BPSK_Hamming\');%运行仿真程序，得到的误比特率保存在工作区变量BitErrorRate中

y(i)=mean(BitErrorRate);%对矩阵中各列的误码率元素分别求平均值 end

semilogy(x,y,\'-r\');%y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形 hold on;

MeageLength=11 CodewordLength=15 for i=1:length(x) SNR=x(i);

sim(\'BPSK_Hamming\');%调用仿真程序 y(i)=mean(BitErrorRate);%取平均值 end

semilogy(x,y,\'-k\'); %y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形 hold on;

MeageLength=26 CodewordLength=31 for i=1:length(x) SNR=x(i);

sim(\'BPSK_Hamming\'); %调用仿真程序 y(i)=mean(BitErrorRate); %取平均值 end

semilogy(x,y,\'-b\'); %y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形

hold on;

xlabel(\'信噪比SNR(dB)\'); ylabel(\'误码率Pe\');

title(\'BPSK+汉明码的误码率性能\');

legend(\'码率=4/7\',\'码率=11/15\',\'码率=26/31\')%给图形加注解 axis([-2 8 1e-6 1]);%坐标轴 grid on; %画网格线

3.2.5、仿真框图

3.2.6、模块描述及参数设置

Random Integer Generator（随机整数发电器） 模块描述：采用该模块产生随机的二进制随机信号作为系统的信源

模块参数：Initial seed:随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。

Sample time：抽样时间，表示输出序列中每个二进制符号的持续时间。 Frame-based outputs:选种表示输出为帧格式，否则输出数据流。 Samples per frame:只有当Frame-based outputs选种后才可编辑此参数，它表示输出一帧中包含的抽样点数。此处表示1帧由MeageLength个比特组成

Output data type：输出数据类型。

Hamming Encoder（汉明码编码器）

模块描述：用于对输入信息进行汉明编码，汉明码是一种能够纠正一位错误的红性分组码，码长为N。该信息位的长度为K，其中，N=2^M-1（M>=3），K=N-M。

模块参数：CodewordLength:码长

M-degree primitive polynomial：m次本始多项式

BPSK Modulator Baseband (BPSK基带调制器) 模块参数: Phase offset(rad):相位偏移

AWGN Channel（高斯信道）

模块描述：最简单的信道，常指加权高斯白噪声(AWGN)信道。这种噪声假设为在整个信道带宽下功率谱密度(PDF)为常数，并且振幅符合高斯概率分布。

模块参数：Initial seed: 随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。

SNR:信噪比。

Input signal power,referenced to 1 ohm：输入信号功率,参考1欧姆。

BPSK Demodulator Baseband（BPSK基带解调器） 模块参数：Phase offset(rad):相位偏移

Hamming Decoder（汉明码解码器）

模块描述：创建一个码长为N，信息码长为K的汉明码。其中，N=2^M-1(M>=3),K=N-M。

模块参数：此处的两个参数要与前面的Hamming Encode参数一致。

Error Rate Calculation（误码率计算）

模块描述：通过比较传输数据和接收数据来计算误码率，模块的输出数据是长度为n的向量，其中每个元素的意义分别是：误码率或误比物率、总的错误个数、总的参加比较的符号或比特数。

模块参数：Receive delay:指定接收方滞后发送的抽样点数,即接收的第几个值对应发送的第一个值。

Computation delay:指定开始比较时模块忽略的抽样点数。 Computation mode:指定模块是比较全部还是输入数据。 Output data:指定计算结果是输出到工作区还是端口。

Selector（信号选择器）

模块描述：选择或重组信号，对输入矢量的元素进行有选择的输出。选择第一个，则输出误码率；选择第二个，则输出误码个数；选择第三个，则输出全部码数。

模块参数：Number of input dimensions:输入维数。

Index mode: 索引模式，该模块默认从一开始的（one-based）。

Input port size: 输入口大小。

To Workspace(将输出数据写入到Matlab的工作空间) 模块描述：写入专门的数据到MATLAB的主工作区。数据不可用直到仿真结束或暂停。

模块参数： Variable name:写入工作区间的数据名称，默认为simout。

Limit data points to last:模块最多可以保留的数据个数，inf表示无穷

大。

Decimation:写入数据的抽样频率，即每隔多少抽样点输入一个值。

Sample time:写入数据的抽样时间，默认值为-1，表示与上一模块抽

样时间相同。

Save format:输出数据的形式。

3.2.7、运行结果

3.2.8、结果分析

在相同信噪比的情况下，码率不同误码率也不同，信息码长度越长的误码率和信噪比关系曲线越低，在信噪比较小时很难分辨误码率相差不大，而随着信噪比的增大误码率会相差越来越大。

3.3题目三

3.3.1、题目内容

试用Matlab编程实现HDB3码的编解码过程，并画出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、编码和解码图形。

3.3.2、设计思想或方法

编码时，对于消息码中的1依次取+1,-1，连续有4个0时，第4个0置为V，第一个V的正负与前一个相邻0的1的正负一样，之后V依次取前个V的相反极性；并且判断V的极性与前一个与0相邻的非0值的极性是否一样，若不一样，则改变该非0值的极性；

解码时，+1，—1都变成1；连续遇见3个0则把该3个0与之后1位皆变为0 ；l连续遇见2个0，则判断2个0之前一位与之后一位极性是否相同，若相同，则该4为皆化为0。

3.3.3、程序流程图

3.3.4、程序代码

x1=[1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0]; n=length(x1); x2=x1; m=1; r=0; c=0; d=0;

%HDB3编码 for i=1:n

if x2(i)==0 r=r+1;

if r==4&c==0 c=1;

x2(i)=b; d=-x2(i); r=0;

end

if r==4&c==1 x2(i)=d; d=-d; if x2(i)~=x2(i-4) x2(i-3)=x2(i); m=-x2(i-3);

end r=0; end

else

x2(i)=m; b=m; m=-m; r=0;

end end

%HDB3解码 e=0; x3=x2; for i=1:n

if x3(i)==0 e=e+1;

if e==3&i

x3(i-2:i+1)=[0 0 0 0]; e=0;

end

if e==2&i

if x3(i+1)==x3(i-2) x3(i-2:i+1)=[0 0 0 0]; e=0;

end

end

else x3(i)=1; e=0;

end end

%作图

subplot(4,1,1);stairs([0:length(x1)-1],x1);axis([0 2]);ylabel(\'消息码\');

subplot(4,1,2);stairs([0:length(x1)-1],x2);axis([0 2]);ylabel(\'HDB3码\');

subplot(4,1,3);stairs([0:length(x1)-1],x3);axis([0 2]);ylabel(\'解码后\');

3.3.5、运行结果

length(x1) length(x1) length(x1) -2 -2 -2

3.3.6、结果分析

第一个波形是消息码1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 第二个波形是HDB3码1 -1 0 1 0 0 0 1 0 0 -1 1 -1 0 0 0 -1 0 0 1 0 第三个波形是解码1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 通过对比经HDB3码编码前的原消息码和HDB3码解码，可以得出其编码译码过程完全对应正确，解码成功。

四、心得与体会

这次通信原理的课程设计，不像平时的实验课，会提供仿真框图和程序，所以如何连接仿真框图，需要哪些部件，每个部件如何设置参数，如何编写程序都需要自己来解决。虽然一开始无从下手，不过在同学的帮助下，上网查找资料，还是解决了这些问题。这也使得我对于仿真框图与BPSK的调制解调等印象更加深刻。

在编写HDB3码的编码与解码程序时，也遇到了不少问题，好几次都失败了，令我满头疼的，最后冷静的分析了HDB3码的编码过程，并列出了许多个消息码转化为HDB3码的例子，相互比较找到规律后，成功解决了何时添加B,V和B,V极性的问题。解码时便要容易许多了,只要观察几个例子，很容易得到规律。不过我编写的解码部分程序还是存在一些不足之处，对于一些特别的消息码不能应用。

五、参考文献

【1】樊昌信，曹丽娜.通信原理，第6版.国防工业出版社，2006.

推荐第8篇：通信原理课程设计

二○一○～二○一一学年第二学期

电子信息工程系

课程设计计划书

课程名称：

通信原理

班

级：

姓

名：

学

号：

指导教师：

二○一一年六月一日

1、课程设计目的：

通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。

2、课程设计时间安排：

课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。

3、课程设计内容及要求：

（1）基本工作原理：

二进制相位调制就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，使正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。二进制绝对调相就是用数字信息直接控制载波的相位。例如，当数字信息为‘1’时，使载波反相；当数字信息为‘0’时，载波相位不变。2PSK信号可以看成是双极性基带信号乘以载波而产生的

解调方法： 信号产生

解调方法：

由于2PSK信号的频谱中无载波分量，所以2PSK信号的解调只有相干解调，这种相干解调又称极性比较法。2PSK解调框图为：

（2）设计系统：

框图：

设定参数： 正弦载波参数设置

与载波反向正弦波参数设置

伯努利二进制随机序列产生器

多路选择器参数设置

带通滤波器参数设置

低通滤波器参数设置

高斯白噪声参数设置

（3）Matlab仿真

调制部分

解调部分

误码率

4、总结：

通过理论指导，从仿真中可以看出在2PSK调制系统中由于存在信道干扰和码间干扰，会影响调制系统的性能，及存在一定的误码率，误码率与信噪比相关，当信噪比提高时。误码率下降。

在老师和同学的帮助下我顺利的完成了这次课程设计，且这次课程设计使用了MATLAB的SIMULINK功能对2PSK系统进行建模仿真，使我们对数字调制有了更进一步的认识，也对MATLAB中的SIMULINK有了一定的了解，熟悉了它的一些操作。

对于我来说，收获最大的是方法和能力；那些分析和解决问题的能力。在整个课程设计的过程中，我发现我们学生在经验方面十分缺乏，空有理论知识，没有理性的知识；有些东西可能与实际脱节。总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进！

5、参考书目：

[1] 现代通信系统----使用Matlab 刘树棠译 西安交通大学出版社

[2] 现代通信系统分析与仿真----Matlab 通信工具箱 李建新等编著 西安电子科技大学出版社

[3] Simulink通信仿真教程 李贺冰等编 国防工业出版社

推荐第9篇：通信原理课程设计

目录

一、设计目的和意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

二、设计原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

1.2FSK的介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

2.2FSK的产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

3.2FSK滤波器的调解及抗噪声性能„„„„„„„„„„„„„„„„4

4.2FSK解调原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

三、详细设计步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„^7 1.信号产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

2.信号调制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.信号解调„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

四、设计结果及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 1.信号产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 2.信号调制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.信号解调„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.课程设计程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

五、心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15

六、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16

2FSK的调制解调仿真实现

一、设计目的和意义

1.熟练地掌握matlab在数字通信工程方面的应用；2.了解信号处理系统的设计方法和步骤；

3.理解2FSK调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK的调制解调，画出各个阶段的波形；

4.学习信号调制与解调的相关知识；

5.通过编程、调试掌握matlab软件的一些应用，掌握2FSK调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣。

二、设计原理

1.2FSK的介绍

二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率f1和f2，f1对应数字信息“1”，f2对应数字信息“0”。二进制数字信息及已调载波如图2-1所示。

图2-1 2FSK信号

2.2FSK的产生

在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的，这种信号称为不连续2FSK信号。相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生，如图2-2所示：

图2-2 2FSK信号调制器

两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号。二进制信号通过两个与门电路，控制其中的一个载波通过。调制器各点波形如图2-3所示：

图2-3 2FSK调制器各点波形

由图2-3可知，波形g是波形e和f的叠加。所以，二进制频率调制信号2FSK可以看成是两个载波频率分别为f1和f2的2ASK信号的和。由于“1”、“0”

统计独立，因此，2FSK信号功率谱密度等于这两个2ASK信号功率谱密度之和，即

（2-1）

2FSK信号的功率谱如图2-4所示：

图2-4 2FSK信号的功率谱

由图2-4看出，2FSK信号的功率谱既有连续谱又有离散谱，离散谱位于两个载波频率f1和f2处，连续谱分布在f1和f2附近，若取功率谱第一个零点以内的成分计算带宽，显然2FSK信号的带宽为

（2-2）为了节约频带，同时也能区分f1和f2，通常取|f1-f2|=2fs，因此2FSK信号的带宽为

（2-3）当|f1-f2|=fs时，图2-4中2FSK的

（2-4）对于功率谱是

功率谱由双峰变成单峰，此时带宽为

单峰的2FSK信号，可采用动态滤波器来解调。此处介绍功率谱为双峰的2FSK信号的解调。

3.2FSK滤波器的调解及抗噪声性能

2FSK信号的解调也有相干解调和包络解调两种。由于2FSK信号可看做是两个2ASK信号之和，所以2FSK解调器由两个并联的2ASK解调器组成。图2-5为相干2FSK和包络解调。

图2-5 2FSK信号调解器

相干2FSK抗噪声性能的分析方法和相干2ASK很相似。现将收到的2FSK信号表示为 （2-5）当发送数字信息为“1”时，2FSK信号的载波频率为f1，信号能通过上支路的带通滤波器。上支路带通滤波器的输出是信号和窄带噪声ni1(t)的叠加(噪声中的下标1表示上支路窄带高斯噪声)，即

（2-6）此信号与同步载波cos2πf1t相乘，再经低通滤波器滤除其中的高频成分，送给取样判决器的信号为

（2-7）上式中未计入系数1/2。与此同时，频率为f1的2FSK信号不能通过下支路中的带通滤波器，因为下支路中的带通波器的中心频率为f2，所以下支路带通滤波器的输出只有窄带高斯噪声，即

πf2t相乘，再经低通滤波器滤波后输出为

（2-8）此噪声与同步载波cos2（2-9） 上式中未计入系数1/2。定义

（2-10）取样判决器对x(t)取样，取样值为为

（2-11）其中，nI

1、nI2都是均值为0、方差

的高斯随机变量， 所以x是均值为a、方差为的高斯随机变量，x的概率密度函数为 概率密度曲线如图2-6所示：

（2-12）

图2-6 判决值的函数示意图

判决器对x进行判决，当x>0时，判发送信息为“1”，此判决是正确的； 当x

当发送数字信号“0”时，下支路有信号，上支路没有信号。用与上面分析完全相同的方法，可得到发“0” 码时错判成“1”码的概率P(1/0)，容易发现，此概率与上式表示的P(0/1)相同，所以解调器的平均误码率为

Pe=P(1)P(0/1)+P(0)P(1/0)=P(0/1)［P(1)+P(0)］=P(0/1) (2-14) 所以

(2-15) 式中

注意，式中无需“1”、“0”等概这一条件。

4．2FSK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，本次课程设计采用的是相干解调方式。根据已调信号由两个载波f

1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对f

1、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f

1、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决器即可其原理如下：

图2-7 解调原理框图

输入的信号为：S（t）=[∑аn*g(t-nTs)]cosω1t+[ān*g(t-nTs)]cosω1t（ān是аn的反码）来设计仿真。

三、详细设计步骤

1．信号产生：二进制随机序列和两列频率不等的载波

1)利用matlab 库函数产生10个二进制随机数，也就是我们的基波调制信号a。并画出其波形。

2)产生两列余弦波tuf1和tuf2，频率分别为f1=20hz,f2=100hz；并画出其波形。

2．信号调制：产生2FSK信号和加入高斯噪声后的2FSK信号

1)用二进制序列a去调制f1和f2，产生2fsk信号，具体做法是用以a生成的方波信号g1a直接与tuf1相乘，用a取反后的方波g2a与tuf2相乘，再将两列信号相加。并画出其波形。

2)调用matlab 库函数产生高斯噪声no，并与2fsk信号相加得到加入噪声后的sn信号。并画出其波形。

3．信号解调：

1)对于两列让sn通过两个带通滤波器H1和H2，他们分别以f1和f2为中心频率，并画出经过带通滤波器后的波形。

2)对这两列波形分别相干解调乘以与他们同频同相的余弦波tuf1和tff2，画出此时的波形。

3)让这两列波形再通过低通滤波器sw1和sw2得到这两列基带调制波形g1a和g2a.画出其波形。

4)最后将两列波g1a和g2a通过抽样判决器，画出其波形st，并与之前调制后的波形sn做对比。

四、设计结果及分析

1．信号产生 波形figure(1)

图4-1 figure(1)

figure(1)分析：第一幅图现实了此时产生的二进制序列是1011011011，第二和第三幅图片是频率为20hz的载波tuf1和频率为100hz的载波tuf2的波形。 2．信号调制 波形figure(2)

图4-2 figure(2)

figure(2)分析：由于产生的随即序列是1011011011，对比上面figure2可以看出，波形较疏的是tuf1，波形较密的是tuf2，上图呈现的序列是：1011011011，与调制波相符。 3.信号解调 波形figure(3)

图4-3 figure(3)

figure(3)分析：经过带通滤波器之后滤出了频率为f1和f2的载波，从figure(2)和figure(3)的对比可以看出这一步做对了。 波形figure(4)

图4-4 figure(4)

figure(4)分析：这是两列信号经过相干解调乘以同频同相的载波之后得到的波形，可以看出figure(4)比figure(3)的波形更密了。 波形figure(5)

图4-5 figure(5) figure(5)分析：经过低通滤波器之后，调制信号被滤出来了，第一幅为tuf1，滤波后的序列为：1011011011，与之前的调制信号相同。第二幅图为：0100100100，与调制信号相反，这是因为在程序中队调制信号取反之后才和tuf2相乘的。 波形figure(6)

图4-6 figure(6) figure(6)分析：经过抽样判决之后，恢复出来的基带信号是：1011011011，与调制信号一样，从原始波形也可以看出，解调后的波形与调制信号相同。2FSK调制解调实现。 4.课程设计程序： fs=2000; %抽样频率 dt=1/fs; f1=20; %定义两列载波的频率 f2=100; a=round(rand(1,10)); %产生二进制随机序列 g1=a; g2=~a; g11=(ones(1,2000))\'*g1; %产生方波信号 g1a=g11(:)\'; g21=(ones(1,2000))\'*g2; g2a=g21(:)\'; t=0:dt:10-dt; t1=length(t); tuf1=cos(2*pi*f1.*t)

11 tuf2=cos(2*pi*f2.*t)

subplot(311) n=0:9; x=square(1,50); stem([0:9],a*x); grid; xlabel(\'二进制随机序列\') ylabel(\'幅度\')

subplot(312); plot(t,tuf1); title(\'频率为f1的余弦波\') ylabel(\'幅度\')

subplot(313); plot(t,tuf2); title(\'频率为f2的余弦波\') ylabel(\'幅度\')

figure(2) fsk1=g1a.*tuf1; fsk2=g2a.*tuf2; fsk=fsk1+fsk2; no=0.01*randn(1,t1);%噪声 sn=fsk+no; subplot(211); plot(t,fsk); title(\'2fsk波形\') ylabel(\'幅度\')

subplot(212); plot(t,sn); title(\'加入高斯噪声后的2fsk波形\') ylabel(\'幅度的大小\') xlabel(\'t\')

figure(3) %FSK解调

b1=fir1(101,[10/800 20/800]); b2=fir1(101,[90/800 110/800]); %设置带宽参数

H1=filter(b1,1,sn); %b1为分子，1为分母，sn为滤波器输入序列 H2=filter(b2,1,sn); %噪声信号同时通过两个滤波器 subplot(211); plot(t,H1);

title(\'经过带通滤波器H1后的波形\') %画出经过H1滤波器后的波形 ylabel(\'幅度\'); subplot(212); plot(t,H2); %画出经过滤波器二后的波形 title(\'经过带通滤波器H2后的波形\') ylabel(\'幅度\') xlabel(\'t\') sw1=H1.*H1; %相干解调乘以同频同相的载波 sw2=H2.*H2;%经过相乘器

figure(4) subplot(211); plot(t,sw1); title(\'经过相乘器h1后的波形\') %画出乘以同频同相载波后的波形 ylabel(\'幅度\') subplot(212); plot(t,sw2); 13

title(\'经过相乘器h2后的波形\') ylabel(\'.幅度\') xlabel(\'t\') bn=fir1(101,[2/800 10/800]); %经过低通滤波器

figure(5) st1=filter(bn,1,sw1); st2=filter(bn,1,sw2); subplot(211); plot(t,st1); title(\'经过低通滤波器sw1后的波形\') %ylabel(\'幅度\') %subplot(212); plot(t,st2); title(\'经过低通滤波器sw2后的波形\') ylabel(\'幅度\') xlabel(\'t\') %判决

for i=1:length(t) if(st1(i)>=st2(i)) st(i)=0; else st(i)=st2(i); end end

figure(6) st=st1+st2; subplot(211); plot(t,st); title(\'经过抽样判决器后的波形\') %ylabel(\'幅度\') 14

经过低通滤波器，滤出频率为f1,f2的基带调制信号波形 画出经过抽样判决的波形

subplot(212); plot(t,sn); title(\'原始的波形\') ylabel(\'幅度\') xlabel(\'t\')

五、心得体会

课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个课程设计过程做一下简单的总结。第一，查资料室做课程设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆或上网找相关资料虽说是比较原始的方式，但也有可取之处。不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。第二，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所给的课程也大概有了一些了解，这一步就在这样的基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。第三，有了研究方向，就该动手实现了。其实以前的两步都是为这一步作的铺垫。

本次课程设计主要涉及到了通信原理和MATLB的相关知识与运用，主要有基带信号的调制原理及方法、低通和带通滤波器等等，加深了对上述相关知识的了解，使自己更深刻理解了调制与解调的原理和实现方法，以及基本掌握了MATLAB的基本应用。因为是以所学理论为基础，所以在课程设计的过程中，我又重温2FSK的调制与解调等知识，更加熟悉了MATLB里面的Simulink工具箱，学会了独立建立模型，分析调制与解调结果，和加入噪声之后的情况，通过自己不断的调试，更好的理解加入噪声对信道的影响。

这次课程设计对我的自身能力有了进一步了解。第一点，这进一步端正了我的学习态度，学会了实事求是、严谨的作风，提高了动手能力。也要对自己严格要求，不能够一知半解，要力求明明白白。浮躁的性格对于搞设计来说或者学习是致命的，一定要静下心来，踏实的做事。第二点，我觉得动手之前，头脑里必须清楚应该怎么做，这一点是很重要的，所谓三思而后行。

在这次课程设计中我们遇到了许多的困难，由于粗心大意出了一些简单的错误，浪费了许多时间去改正。还好在同学和老师的帮组下，给我指出了错误的原因以及改正的方法，我们组才顺利的完成了本次课程设计。通过这次课程设计， 15

我学到了很多书本上没有的知识。锻炼了我们独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。而且本次设计有自己和本组成员共同完成。加强了和别人沟通的能力以及团队精神，对我们走向社会是个很好的锻炼。 这个课程设计完成仓促，在编程过程中，我发现自己的程序还有很多地方可以完善，其中若有不足之前，请老师指出，我将及时改正。

六、参考文献

[1] 王兴亮 编著，《数字通信原理与技术》，西安电子科技大学出版社，第二版

[2] 徐明远 邵玉斌 编著，《MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用》，西安电子科技大学出版社，2005 [3] 孙屹 吴磊编著, 《Simulink通信仿真开发手册》,国防工业出版社,2003 [4] 黄葆华 牟华坤编著，《通信原理》，先电子科技大学出版社

推荐第10篇：通信原理课程设计

基于MATLAB的MSK系统仿真设计

一、MSK 数字调制解调原理：

频移键控是数字通信中用得较广的一 种形式，在衰落信道中传输数据时，它被广泛采用。基本调制方法有模拟调频法和键控法。一般来说，键控法得到的调制信号的相位是不连续的（两载波频率相差为pi/2的整数倍时相位连续）。是一种非线性调制，因此研究它的频谱特性比较困难。

MSK叫最小移频键控，它是移频键控（FSK）的一种改进型。这里“最小”指的是能以最小的调制指数（即0.5）获得正交信号，它能比PSK传送更高的比特速率。

二进制MSK信号的表达式可写为：

aSMSKtcosctktk

2Ts

(k1)TstkTs 式中，φk称为附加相位函数；ωc为载波角频率；Tk为第k个输入码元，s为码元宽度；a取值为±1；φk为第k个码元的相位常数，在时间kTs≤t≤(k+1)Ts中保持不变，其作用是保证在t=kTs时刻信号相位连续。

MSK信号的特点：（1）MSK信号是恒定包络信号；（2）在码元转换时刻，信号的相位是连续的，以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内线性地变化±π/2 ；（3） 在一个码元期间内，信号应包括四分之一载波周期的整数倍，信号的

1频率偏移等于，相应的调制指数h=0.5。(4)信号频率偏移严格等于 ± 。

4Ts

二、仿真实验：

①MSK信号的产生：因为MSK信号可以用两个正交的分量表示：

ttsctqksinsinwst

（k-1）Ts＜t≤kTs

sk(t)pkcoscow2Ts2TS式中：右端第1项称作同相分量，其载波为coswct；第2项称作正交分量，其载波为sinwct。在仿真时先设置输入信号的参数：载波频率Fc调制后,数字信号速率Fd,模拟信号采样率Fs。之后产生要调制的随机数字信号x;然后用dmod函数进行调制，产生调制信号。dmod函数是MATLAB中一个常用来进行信号调制的函数，它后面的参数包括被调制信号，载波信号的频率，输出信号的速率以及采样速率和所进行调制的函数。 程序代码和仿真波形图：

numbits=32; %每次迭代的比特数 numchans=2; %信号的信道数 nsamp=16; %每个符号的采样率 %num=10; numerrs=0; %Number of bit errors seen so far demod_ini_phase=zeros(1,numchans); %调制相位 mod_ini_phase =zeros(1,numchans); %解调相位 ini_state =complex(zeros(nsamp,numchans)); %解调状态 x=randint(numbits,numchans); %二进制信号 [y,phaseout]=mskmod(x,nsamp,[],mod_ini_phase); [z,phaseout,stateout]=mskdemod(awgn(y,5,\'measured\'),nsamp,[],demod_ini_phase,ini_state); disp(\'原数字信号\'); x figure(1) n=1 fort=.1:0.1:10 temp(n)=x(ceil(t)) %通过ceil函数把随机方波在x轴上拓展 n=n+1 end plot(temp) axis([0,100,-2,+2]) %stairs(x); disp(\'MSK编码后的信号\'); y figure(2) ny = real(y); nx= imag(y); %t=0.1:.1:10000; %xi=subs(nx,t);yi=subs(ny,t); plot(nx,ny); disp(\'解码后还原的信号\')z figure(3) n=1 for t=.1:0.1:10 temp(n)=z(ceil(t)) %通过ceil函数把随机方波在x轴上拓展 n=n+1 end plot(temp) axis([0,100,-2,+2])

原信号：

MSK编码后的信号：

解码后还原的信号：

第11篇：通信原理课程设计

通信原理课程设计

电信0902

3090503060

邢玉翔

设计一：BFSK+BCH误码率于信噪比关系

简述：研究BFSK+信道编码（取BCH码和汉明码）在加性高斯白噪声信道下（有突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系

程序：x=0:0.5:5;

%设定x的值为0-5之间间隔为0.5的各个数

for i=1:length(x)

SNR=x(i);

%信道的信噪比依次取X中的元素

sim(\'rwsan31\');

%运行仿真程序得到的误码率保存在工作区变量Pe中

y(i)=mean(Pe);

%计算Pe的均值作为本次仿真的误码率

end

semilogy(x,y,\'-p\');

%对y取对数画图 xlabel(\'信噪比 \');

%写X坐标 ylabel(\'误码率\');

%写y坐标 title(\'BFSK+BCH误码率于信噪比关系\'); %写标题 grid on;

仿真图：

运行结果：

结果分析：当BFSK使用BCH编码时随着信噪比的增加误码率逐渐减少 设计二：DPCM编码和解码：

简介：对模拟信号幅度抽样差值进行量化编码的调制方式，从而达到编码和解码的过程和结果。

仿真图：

运行结果：

结果分析： 在运行结果时AWGN器件出错，应在运行前给器件相同的采样时间方能运行，器件运行时信号输入给予信号为离散信号，方能正常运行。 设计三：

第12篇：通信原理课程设计

2ASK与MASK的功率谱

院 （系）： 计算机系 专 业： 通信工程 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师：

2012年 6 月 21 日

目录

摘要：............................................3 一．课程设计目的 ...................................

3二．课程设计内容 ...................................4 三． SystemViem开发工具简介 ......................

4四、实验原理 ......................................5

1．2ASK信号的功率谱密度表达式............................................5 2．MASK信号的功率谱分析....................................................................6 五．具体设计和实现过程 ..............................8 六．总结 .........................................12 参考文献： .......................................1

2摘 要：

数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。而M进制幅度健控(MASK)则有第点不同。M进制数字解调每个码元可以携带较多的比特信息,因此在信道频带受限时可以增加信息的传输速率,提高频带的利用率.本设计的系统主要的分析2ASK信号和MASK信号的功率谱。 关键词：2ASK MASK 功率谱

一． 课程设计目的

1.加深对2ASK和MASK的频谱特性.2.了解2ASK和MASK的功率谱.3.熟悉和使用通信系统仿真软件(systemview),的基本方法.4.随着社会的发展，通信原理知识在通信语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。特别是M进制数字解调就是为了适应移动通信技术的这一发展要求而提出来的.所以对M进制知识的理解和加深有一定的必要性.同时也通过这通信系统的设计加深对通信知识的理解.

二、课程设计内容

关于2ASK和MASK的功率谱的通信系统设计

三．systemview开发工具简介

System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。

System View是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)描述程序。利用System View，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。

四、实验原理

1.2ASK信号的功率谱密度表达式 二进制振幅键控信号的时域表达式为

其中:

且为随机变量

则为一随机的单极性矩形脉冲序列，设的功率谱密度为

由上式可知，因

可

由确定。

的功率谱密度

，则有

(1)

的功率谱密度为

，是单极性的随机矩形脉冲序列，所以得到为:

(2) 设的傅立叶变换为

，根据矩形波

的频谱特点，对于

的所有整数有 ，所以

(3) 5

将(3)式代入(1)式得矩形波调幅时2ASK的功率谱密度为

当概率时，上式可写成

(4) 又因为的频谱为

所以

(5)

(6)

（7) 将式(5)、式(6)和式(7)代入式(4)，可得

2.MASK信号的功率谱分析:

多进制数字幅度调制（MASK）又称为多电平调制，它是二进制 6

数字幅度调制方式的推广。M进制幅度调制信号的载波振幅有M种取值，在一个码元期间内，发送其中的一种幅度的载波信号。MASK已调信号的表示式为这里，s(t)为M进制数字基带信号

式中，g(t)是高度为

1、宽度为的门函数；有M种取值

且

。

左下图（a）、（b）分别为四进制数字基带信号s(t)和已调信号的波形图。可以等效为右图诸波形的叠加，它们幅度互不相等，时间上互不重叠。因此，

可以看作由时间上互不重叠的M-1个不同幅度的2ASK信号叠加而成。

MASK信号的功率谱是这M-1个2ASK信号的功率谱之和，因而具有与2ASK功率谱相似的形式。

五.具体设计和实现过程

MASK在原理上是OOK方式的推广形式，但它却比OOK方式传输更具高效率。相对于二进制幅度调制，M电平调制方式是一种高效率的传输方式，其根本原因是：其一，因为它可以比二进制系统有高的多的信息传输效率；其二，在相同的信道传输速率下，M电平调制信号的带宽与二电平相同。对于二进制系统，其最高的信道频带利用率为2(b/s)Hz，而对于M电平调制而言，其最高的信道频带利用率将可达到6(b/s)/Hz，甚至更高。

(1) 运用System View仿真系统设计2ASK和MASK的功率谱的框图如下:

(2) 图形输出效果:

六.总结

本系统研究的是2ASK和MASK的功率谱.通过这次课程设计使我对2ASK和MASK的知识了解得更加深刻.同时也认识多一个新的软件---SystemView.在设计过程的也收益良多.对通信原理这门课也有了更深的理解.

当然在设计的过程中,也遇到了很多问题,碰到了不少不少困难.如对课本知识理解不够深、不会运用SystemViem软件等等.这时我们就需要有更多的耐心、细心,勇于克服困难,不退缩,不放弃.充分利用身边可利用的资源,如请教同学、老师;去图书馆查找资料等,按要求完成课程设计.

通过这次课程设计,使我明白无论做什么课程设计都要有一定的理论知识作为基础.那样才能做好.才能事半功倍.同时也提高了我的实践动手和综合分析问题解决问题的能力.

参考文献: [1] 通信原理

沈越泓、高媛媛、魏以民 编著.—北京:机械工业出版社,2003.10 [2] 通信原理和数据通信 陈岩编著 机械工业出版社,2007

第13篇：通信原理课程设计

通信原理课程设计2011/2012学年第一学期

《 》

一、目的和要求：

要求学生在熟练掌握MATLAB和simulink仿真使用的基础上，学会通信仿真系统的基本设计与调试。并结合通信原理的知识，对通信仿真系统进行性能分析。

二、实验环境

PC机、Matlab/Simulink

三、具体内容及要求

(1) 试用Matlab/Simulink研究2ASK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；

(2) 试用Matlab/Simulink研究2ASK+信道编码（取汉明码）在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。 (3) 试用Matlab编程实现HDB3码的编解码过程，并画出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、编码和解码图形。

四、设计报告

1、DPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率与信噪比的关系

(1)设计思路

先用Simulink建立DPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，设置好每个模块的参数，编写主程序实现DPSK的输入，在程序运行过程中调用DPSK仿真模型，然后用Pe取没加信道编码的误码率，最后画出没加信道编码的误码率曲线。

(2)实现的功能

通过调用已建立的DPSK在加性高斯白噪声信道下的仿真模型，利用Matlab编程分析DPSK在加性高斯白噪声信道的误码率性能。 (3)程序流程图

(4)程序源代码

SNR_range=-5:1:10; y=zeros(size(SNR_range)); for i=1:length(SNR_range)

SNR=SNR_range(i);

sim(\'sim_dpsk\');

y(i)=mean(BitErrorRate); end semilogy(SNR_range,y,\'b-p\'); hold on; xlabel(\'信噪比SNR(dB)\');

ylabel(\'误码率Pe\');

title(\'DPSK信噪比(SNR)与误码率(Pe)的关系\'); legend(\'误码率\') axis([-5 11 1e-6 1]) grid on;

(5)仿真模块设置

DPSK仿真系统模块搭建如下图 随即信号发生器设置

DPSK调制模块设置

信道设置

DPSK解调模块设置 误码率比较器设置

选择器设置

误码率结果放置区

6、实验结果与分析

分析：误码率是衡量一个数字通信系统性能的重要指标。有图可知，当信噪比SNR不断增加时，其误码率不断减小。其曲线与理论值相符合。

2、DPSK+汉明码在加性高斯白噪声信道下的误码率与信噪比关系

(1)设计思路

先用Simulink建立DPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，再在调制前增加汉明码编码模块，设置好每个模块的参数，编写主程序实现DPSK的输入，取不同码元速率，然后用Pe取其误码率，最后画出不同码率的信噪比与误码率曲线。

(2)实现的功能

通过实验步骤一已建立的DPSK在加性高斯白噪声信道下的仿真模型，添加汉明码编码模块，利用Matlab编程分析DPSK在加性高斯白噪声信道的不同码元速率中信噪比与误码率性能的关系。 (3)程序流程图

(4)程序源代码

SNR_range=-5:1:10; y=zeros(size(SNR_range)); Bitrate=100000; ML=4; CL=7; for i=1:length(SNR_range)

SNR=SNR_range(i);

sim(\'sim_ham\');

y(i)=mean(BitErrorRate); end semilogy(SNR_range,y,\'k-p\'); hold on; ML=11; CL=15; for i=1:length(SNR_List)

SNR_dB=SNR_List(i);

sim(\'SIMU_DPSK_HAMMING\');

y(i)=mean(BER); end semilogy(SNR_List,y,\'b-+\'); hold on; ML=26; CL=31; for i=1:length(SNR_List)

SNR_dB=SNR_List(i);

sim(\'SIMU_DPSK_HAMMING\');

y(i)=mean(BER); end semilogy(SNR_List,y,\'r-s\'); hold on; xlabel(\'信噪比(dB)\');

ylabel(\'误码率\');

title(\'DPSK+汉明码的误码率性能\'); legend(\'1000bit/s\',\'5000bit/s\',\'100000bit/s\') axis([-5 11 1e-6 1]) grid on;

(5)仿真模块设置

DPSK+汉明码仿真系统模块搭建如下图

信号发生器设置

汉明码编码模块

DPSK调制模块

信道设置

DPSK解调模块 汉明码解码模块

误码率比较器

选择器

误码率结果放置区

(6)实验结果与分析

分析：在实验二中，分别取4/

7、11/

15、31/36 3个不同的码率。有图可知，对同一种码率，当信噪比不断增加时，误码率不断减少。对同一信噪比SNR，码率越高，其误码率越大。这和理论想符合。

3、HDB3码的编解码过程

(1)设计思路

HDB3码是解决连0码问题的一种有效码型，其特点是将每4个连0码作为一节，定义为BOOV代替掉。所以编码过程为找到4个连0码，用V代替第4个0码。解码过程相对简单，找到两个极性相同的1码，将后面的1码用0代替。

(2)实现的功能

利用Matlab编写程序两个函数，实现HDB3码的编码和解码过程，并画出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、编码和解码图形。 (3)程序源代码

1)HDB3编码程序 function y=hhdb3(x) n=length(x); v=-1; b=-1; y=zeros(size(x));

count=0;

for i=1:n

if x(i)==1

y(i)=-b;

b=y(i);

count=0;

else

count=count+1;

if count==4

count=0;

y(i)=-v;

v=y(i);

if y(i)*b==-1

y(i-3)=y(i);

end

b=y(i);

end

end end figure(1) subplot(211) a=x; i=0:n-1; stairs(i,a); axis([0 n -2 2]); title(\'原码型\') xlabel(\'x\'); ylabel(\'y\'); grid on subplot(212) a=y; i=0:n-1; stairs(i,a); axis([0 n -2 2]); title(\'HDB3码型\') xlabel(\'x\'); ylabel(\'y\'); grid on 2)HDB3解码过程 function y=dehdb3(x) code=x; n=length(x); decode=code;

sign=0;

for k=1:n

if code(k) ~= 0

if sign==x(k)

decode(k-3:k)=[0 0 0 0];

end

sign=code(k);

end end decode=abs(decode);

figure(2) subplot(2,1,1);stairs([0:n-1],x);axis([0 n -2 2]); xlabel(\'x\');

ylabel(\'y\');

title(\'HDB3码型\'); grid on; subplot(2,1,2);stairs([0:n-1],decode);axis([0 n -2 2]); xlabel(\'x\');

ylabel(\'y\');

title(\'原码型\'); grid on; 3)码组1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的编码和解码 x=[1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0]; y=hdb3(x); dehdb3(y);

(4)运行结果与分析 1)HDB3编码结果

2)HDB3解码结果

分析：编码是将原码组里1码进行极性交替，4个连0码的最后一个0码用前一个1码的极性码来代替。编码结果与理论相符合。

解码过程是将2个极性相同的1码中，后一个1码代替为0码，同时将极性码转变为非极性码。

有图可知，编码后再解码，得到的码型与原码型相同，没有错码。

五、心得体会

通过这几天的通信原理课程设计，我复习了MATLAB编程语言的基本概念、语法，加深了对通信原理课堂所学理论知识的理解，掌握了运用Simulink的方针，更重要的是培养了自己的自学能力。

因为距离MATLAB的学习有一年了，在编写程序以及调试的过程中遇到了很多困难，但是我通过请教同学老师，再自己一点点改善程序，最终编写出一个比较完善的程序，实现了所有要求功能，这是最值得我欣慰的一点。

以下是我的几点切身感受：

一、编写程序需要一个清醒的头脑，明确的思路，同时也要有耐心毅力。刚拿到程序设计课题时，我感觉一片茫然，这是由于自己对MATLAB的模块设计不够理解，同时对MATLAB的基本语句的陌生，不过通过复习后懂得了首先要搭建Simulink的系统仿真，再根据程序中输入的变量来运行仿真系统，掌握了基本设计思路之后，后面的设计就顺利多了。至此，我真真体会到清晰地思路对成功编写一个程序的重要性。

当然成功编写一个程序绝非易事，之前，我总以为程序能够正常运行，就代表着编程成功，后来我才发现我大错特错了。我用了一天时间，完成了仿真的建立、程序的编写、改错，但我立刻发现尽管程序能够正常运行，部分功能却不完善，甚至不能实现。经过一次又一次调试、修改又修改，一点一点发现问题并改正，我才真正发现编程远没有想象中的简单。它需要的不仅是清晰地编程思路、编程技巧，还需要有耐心有毅力，不要放弃。

（二）我们在大学需要学习的不仅是基础知识、专业知识，更重要的是一种学习能力。

正如老师所说学习是终生的，因此学习能力也就能让我们受益终生。由于课堂时间有限，老师不可能把每一种数字调制都用Matlab来仿真一遍，因此只能自己课后实验，实践也证明我们是有自学的潜能的，通过课后学习，不理解的知识，通过查找资料，请教老师，最终掌握知识，因此，这次课程设计时间培养了我们的自学能力。

（三）要学会总结，提高。

在编程过程中，我发现自己的程序还有很多地方可以完善。程序可以编写的更简洁，这样使用户使用更加方便，画图函数也还可以改进，例如：在使用figure分图显示的时候，我尽量选择部分图，都在一个figure中显示，这样既符合美观又符合要求。

总体而言这次课程设计圆满结束，非常感谢老师和同学对帮助！

第14篇：通信原理课程设计

目录

摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 一.通信系统概述„„„„„„„„„„„„„4 二.MATLAB„„„„„„„„„„„„„„„„4 三.高斯白噪声„„„„„„„„„„„„„„4 四.最佳接收机原理„„„„„„„„„„„„5 五.实验内容„„„„„„„„„„„„„„„8 总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„12

摘要

通信系统与现代人们日常生活联系越来越紧密，通信系统中的一个重要基础是数字基带信号传输。本设计将重点研究高斯白噪声对数字基带信号传输的影响，通过MATLAB仿真，研究和验证最佳接收机的误码率性能。通过仿真结果与理论计算的比较，验证了仿真方法的正确性与可行性。

关键字：通信系统

数字基带信号

高斯白噪声

MATLAB 误码率

2

Abstract Communication system and modern daily life increasingly close ties, communication system is an important foundation of baseband digital signal transmiion.The design will focus on Gau white noise in the digital baseband signal transmiion effect, through MATLAB simulation, validation studies and best receiver BER performance.The simulation results with the theoretical calculation, verify the correctne and feasibility of the simulation methods.Keywords: communication system

digital baseband signal Gau white noise

MATLAB

BER

3 一.通信系统概述

一个通信系统的优劣很大程序上取决于接收系统的性能。这因影响信息可靠传输的不利因素将直接作用到接收端，对信号接收产生影响。从接收角度，什么情况下接收系统是最好的？这就需要讨论最佳接收问题。最佳接收理论是以接收问题作为研究对象，研究从噪声中如何最好地提取有用信号。

为了获得接收码元发生错误的概率，需要研究接收电压的统计特性。带噪声的数字信号的接收，实质上是一个统计接收问题，或者说信号接收过程是一个统计判决过程。

二. MATLAB MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。

三.高斯白噪声

如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。

热噪声和散粒噪声是高斯白噪声

所谓高斯白噪声中的高斯是指概率分布是正态函数，而白噪声是指它的二

4 阶矩不相关，一阶矩为常数，是指先后信号在时间上的相关性。这是考查一个信号的两个不同方面的问题。

MATLAB中产生高斯白噪声非常方便，可以直接应用两个函数，一个是WGN，另一个是AWGN。WGN用于产生高斯白噪声，AWGN则用于在某一信号中加入高斯白噪声。

1. WGN：产生高斯白噪声

y = wgn(m,n,p) 产生一个m行n列的高斯白噪声的矩阵，p以dBW为单位指定输出噪声的强度。

y = wgn(m,n,p,imp) 以欧姆(Ohm)为单位指定负载阻抗。

y = wgn(m,n,p,imp,state) 重置RANDN的状态。 在数值变量后还可附加一些标志性参数：

y = wgn(„,POWERTYPE) 指定p的单位。POWERTYPE可以是\'dBW\', \'dBm\'或\'linear\'。线性强度(linear power)以瓦特(Watt)为单位。

y = wgn(„,OUTPUTTYPE) 指定输出类型。OUTPUTTYPE可以是\'real\'或\'complex\'。

2. AWGN：在某一信号中加入高斯白噪声

y = awgn(x,SNR) 在信号x中加入高斯白噪声。信噪比SNR以dB为单位。x的强度假定为0dBW。如果x是复数，就加入复噪声。

y = awgn(x,SNR,SIGPOWER) 如果SIGPOWER是数值，则其代表以dBW为单位的信号强度；如果SIGPOWER为\'measured\'，则函数将在加入噪声之前测定信号强度。

y = awgn(x,SNR,SIGPOWER,STATE) 重置RANDN的状态。

y = awgn(„,POWERTYPE)指定SNR和SIGPOWER的单位。POWERTYPE可以是\'dB\'或\'linear\'。如果POWERTYPE是\'dB\'，那么SNR以dB为单位，而SIGPOWER以dBW为单位。如果POWERTYPE是\'linear\'，那么SNR作为比值来度量，而SIGPOWER以瓦特为单位。 注释

1.分贝(decibel,dB)：分贝（dB）是表示相对功率或幅度电平的标准单位，换句话说，就是我们用来表示两个能量之间的差别的一种表示单位，它不是一个绝对单位。例如，电子系统中将电压、电流、功率等物理量的强弱通称为电平，电平的单位通常就以分贝表示，即事先取一个电压或电流作为参考值（0dB），用待表示的量与参考值之比取对数，再乘以20作为电平的分贝数（功率的电平值改乘10）。

2.分贝瓦(dBW, dB Watt)：指以1W的输出功率为基准时，用分贝来测量的功率放大器的功率值。

3.dBm (dB-milliWatt)：即与1milliWatt（毫瓦）作比较得出的数字。

0 dBm = 1 mW 10 dBm = 10 mW 20 dBm = 100 mW

也可直接用randn函数产生高斯分布序列

四.最佳接收机原理

1.最佳接收准则

5 任何一种接收设备的根本任务，就是要在接收到遭受各种干扰和噪声破坏的信号中将原来发送的信号无失真地复制出来。但是在数字通信系统中，由于所传送的信号比较简单，例如在采用二元调制的情况下，它就只有两种状态，即信号1或信号0，因此接收机的任务也就简化为正确地接收和判决数字信号，使得发生判决错误（信号1被判为0，或者信号0被判为1）的可能性最小。 数字通信系统也和信号检测系统一样，接收机要想在强噪声中，将信号正确地提取出来，就必须提高接收机本身的抗干扰性能。按照最佳接收准则来设计的最佳接收机就具有这样的性能。

下面首先简单介绍数字通信系统常用的几个基本最佳接收准则。

⑴ 最大输出信噪比准则

希望从噪声影响中正确地接收和识别发送的信号是否存在，并将它们复制成原来的信号波形。就相当于信号检测系统中的“双择一”问题，而再多元调制系统中对多元数字信号的识别就相当于信号检测系统中的“m择一”问题。 显然，对于这类信号检测或识别系统，只要增加信号功率相对于噪声功率的比值，就有利于在背景噪声中将信号提取出来。因此，在同样输入信噪比的情况下能够给出输出信噪比大的接收机，总是要比给出输出信噪比小的接收机抗干扰性能强，并且希望输出信噪比越大越好，这就是最大输出信噪比准则。 下面将证明。在接收机内使用匹配滤波器，就可以在某一时刻使输出信号的瞬时功率对噪声平均功率之比达到最大，并由此组成在最大输出信噪比准则下的最佳接收机。

⑵最小均方误差准则

它与信号检测系统内的最小均方误差准则相似，但这里是将信号误差定义为

式中， ——所接收到的信号和噪声的混合波性形，注意它已不能单独分成

和

两部分；

——接收机内提供的信号样品，原则上它应与发送的信号波形相同。 根据式（8.1.1）可求出均方误差为

（7-2）

由此可见，互相关函数

越大，信号均方误差就越小。根据最小均方误差准则建立起来的最佳接收机就是提供最大的互相关函数，因此可将它们称为相关接收机。

⑶最大后验概率准则

最大后验概率准则是指在接收到混合波形 条件概率密度

最大。由于它是在收到

后，判断出发送信号

的

后才具备的，故称为后验概率（或概率密度）。根据最大后验概率准则建立起来的最佳接收机可称为理想接收机。它首先要计算后验概率（或密度），然后再根据其中最大的后验概率（或密度）来做出正确的判断，这就是信号检测中常用的“后验概率择大准则”。

最佳接收原理框图

2.例题

例题：讨论用于如图1所示的信号判决器。这两个信号等概率，并且具有相等的能量。最佳判决器比较r0和r1，并且做出如下判决，当r0r1时发送为“0”。确定判决器的差错率。

S0(t)AAS1(t)Tb/20Tb0Tbt 7 3.信噪比与差错率关系的MATLAB程序

initial_snr=0; final_snr=15; snr_step=0.15; snr_in_dB=initial_snr:snr_step:final_snr; for i=1:length(snr_in_dB), snr=10^(snr_in_dB(i)/10); Pe(i)=1/2*erfc(sqrt(1/2*snr)); end; semilogy(snr_in_dB,Pe); 五.实验内容

1.MATLAB仿真程序

echo on SNRindB1=0:1:12; SNRindB2=0:0.1:12;

for i=1:length(SNRindB1), smld_err_prb(i)=smldPe54(SNRindB1(i)); end; for i=1:length(SNRindB2), SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10); theo_err_prb(i)=1/2*erfc(sqrt(1/2*SNR)); end; semilogy(SNRindB2,theo_err_prb); hold semilogy(SNRindB1,smld_err_prb,\'*\');

8

smldPe54(snr_in_dB); E=1; SNR=exp(snr_in_dB*log(10)/10); sgma=E/sqrt(2*(SNR)); N=10000; for i=1:N, temp=rand; if(tempr1), decis=0; else decis=1; end; if(decis~=dsource(i)), numoferr=numoferr+1; end; end; p=numoferr/N;

9 子程序； gngau.m function[gsrv1,gsrv2]=gngau(m,sgma) if nargin==0, m=0;sgma=1; elseif nargin==1, sgma=m;m=0; end; u=rand; z=sgma*(sqrt(2*log(1/(1-u)))); u=rand; gsrv1=m+z*cos(2*pi*u); gsrv2=m+z*sin(2*pi*u); 2.程序运行截图

总结

一个通信系统的仿真，除了要求对整个系统有比较全面的了解，也要求我们对其中仿真算法的设计有比较高的要求。因为通信仿真的结果是建立在概率论和随机过程的基础之上的，这必然要求大规模的统计计算。

比如在本系统的仿真中，当仿真的要求误比特率达到10e-4时，通常需要取十万个点以上，但是一次仿真只能代表本次信源样本的误码特性，为了要使最后的仿真结果具有统计意义，就必须取多个信源的样本。这样就会使仿真程序的计算量大增，因此利用Matlab矩阵计算的优势，通过合理设计数据结构和相应的算法来减小计算量就显得十分必要。

在通信系统中，误比特率和信噪比的曲线是我们最关心的。因此，如何理解SNR和Eb/N0是一个比较重要的问题。通过这次设计，掌握了调幅广播系统仿真的工作原理及调幅广播系统的工作过程，学会了使用仿真软件MATLAB，并学会通过应用软件仿真来实现各种通信系统的设计，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。总体来说，这次实习我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。通过这次实习通信系统的设计，使我更加清楚以后的发展及学习的方向。

最后感谢老师这个学期的指导和帮助！

11

参考文献

1.《MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用》 徐明远 邵玉斌主编西安电子科技大学出版社 2.《MATLAB通信仿真及应用实例详解》 邓华主编 人民邮电出版社 3.《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》薛定宇主编 4.《通信原理（第六版）》 樊昌信，曹丽娜编著 国防工业出版社

12

第15篇：通信原理课程设计

通信原理课程设计

AM超外差收音机仿真

院系： 班级：

姓名： 学号：

指导老师： 完成日期：

（一）课程设计目的：

为了将理论应用到实践，我们进行了在整整半个月的课程设计，我学到很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的内容。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。

（二）课程设计内容：

超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器(PVC)进行调谐，使之差保持固定的中频数值。由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。实验的目的就是用Systemview软件来演示收音机的工作原理!

（三）设计原理：

原理图为图1：

图1

这次实验为了说明超外差AM收音机的工作原理及信号解调过程,为了节省仿真时间没有按实际540-1700KHz的频率覆盖范围和455KHz中频频率设计,而采用了20KHz作为IF.另外设了30KHz,40KHz和50KHz三个载波频率的发射信号,模拟调制信号的带宽为5KHz以下.并希望接收到40KHz的电台频率。收音机使用高边调谐,本振应为40+20=60KHz,且存在一个镜像干扰频率为40+2*20=80KHz。整个混频输入与混频输出的频谱图搬移过程可以用下图2表示：

图2

（四）SystemView仿真设计：

图3

图3为SystemView仿真设计原理图

主要图符参数在下团中标出：

图4

仿真结果：

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器22的输出波形如图5：

图5

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形如下图6:

图6

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形如图7

图7

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器25的输出波形如图8：

图8

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器25的输出波形如下图9

图9

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形的频谱图如图10

图10

（五）结果分析

系统采样频率设置为200KHz，在原理图3的左边对应的是3个AM信号发生器用来模拟3个电台，调制信号采用了扫频信号，分别采用了不同的扫频带宽和调制度。中频滤波器采用1个5个极点3db带宽为10KHz的切比契夫滤波器。接收到的RF信号（图符23）频谱如图10.在40KHz频率的信号具有最大的调制度（设为1）信息带宽的中心信号是所希望接收的信号。输出的差频项频谱成分通过一个5极点切比契夫带同滤波器后，得到如图9所示的频谱，期中希望的20KHz载波信号比10KHz和30KHz的信号大了约15db，所以通过一个简单的二极管包络检波器可以将原调制信号解调。解调后的时域信号波形如图5所示。

（六）总结及心得：

两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

通过这次Systemview模拟仿真，本人在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次模拟仿真训练从而培养和提高自己独立工作能力，巩固与扩充了课程所学的内容，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

在此感谢我们的两位指导老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而老师开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊.由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教。

（七）参考文献

[1] 樊昌信，曹丽娜.通信原理（第六版）.北京：国防工业出版社，2007

[2]罗卫兵. Systemview 动态系统分析及通信系统仿真设计 西安：西安电子科技大学出版社

[3]张辉，曹丽娜.通信原理学习辅导 西安：西安电子科技大学出版社，2003

[4]孙屹 .SystemView通信仿真开发手册 北京：国防工业出版社，2004

第16篇：通信原理课程设计

SSB信号的调制与解调

一． 题目要求：

用 matlab 产生一个频率为1Hz，功率为1 的余弦信源，设载波频率，, 试画出：

SSB 调制信号的时域波形；

采用相干解调后的 SSB 信号波形；

SSB 已调信号的功率谱；

在接收端带通后加上窄带高斯噪声，单边功率谱密度0 n = 0.1，重新解调。 二． 实验原理：

1.单边带调制只传送一个边带的调制方式，SSB信号的带宽是与消息信号m(t)相同。

对信号采取先调制搬频，再过低通（高通）滤波器取上（下）边带的方法进行调制。

2.单边带信号解调方法：相干解调法

mt cos0tmˆtsin0tcos0tmt1mtcos20t1mˆtsin20t222相干解调后让信号过低通滤波器，取得有用信号mt，其幅度为调制信号一半。 三． 实验结果与分析

1.信号发送端调制信号与载波时域图形：

由题意生成一个频率为1Hz，功率为1 的余弦信源，设载波频率，如图：

调制信号1.510.50-0.5-1-1.51200.511.522.5t载波信号33.544.551.510.50-0.5-1-1.500.511.522.5t33.544.55如图，调制信号为低频信号，载波为高频信号。 2.假设信道理想，对信号进行调制与解调：

调制信号时域波形210-1-200.511.522.533.544.55

相干解调后的信号时域波形10.50-0.5-100.511.522.5t33.544.55如图可知，经相干解调后的单边带信号时域形状不变，仅仅是幅度变为原信号的一半。

3.调制信号、SSB信号与解调后信号频谱比较：

调制信号功率谱20-20-15-10-505fSSB信号功率谱10152020-20-15-10-505f调制信号功率谱10152010-20-15-10-50f5101520由信号频谱图可知： （1） SSB调制是对调制信号进行搬频之后去边带，其频带宽度与原调制信号相同，频带利用率提高。 （2） 对SSB信号进行相干解调还原出原始信号的频谱与原调制信号相同，但其幅度减半。从数学公式结合物理角度看，SSB信号进行相干解调后仅有mt为有用信号，其余频率成分被低通滤波器滤掉了。

4.在接收端带通后加上窄带高斯噪声后从新进行解调：

0.6

120.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8050100150200250300350400450500 由图可知，我们明显看出噪声对解调信号产生了影响，原正弦信号波形不再平坦，但幅度仍大约为调制信号的一半。

function [t st]=lpf(f,sf,B)

%This function filter an input data using a lowpa filter at frequency %domain %Inputs:

% f: frequency samples

% sf: input data spectrum samples

% B: lowpa\'s bandwidth with a rectangle lowpa %Outputs:

% t: frequency samples

% st: output data\'s time samples df = f(2)-f(1); T = 1/df;

hf = zeros(1,length(f));

bf = [-floor( B/df ): floor( B/df )] + floor( length(f)/2 ); hf(bf)=1; yf=hf.*sf;

[t,st]=F2T(f,yf); st = real(st);

function [t st]=F2T(f,sf)

%This function calculate the time signal using ifft function for the input

%signal\'s spectrum df = f(2)-f(1);

Fmx = ( f(end)-f(1) +df); dt = 1/Fmx;

N = length(sf); T = dt*N;

%t=-T/2:dt:T/2-dt; t = 0:dt:T-dt;

sff = ifftshift(sf); st = Fmx*ifft(sff);

function [f,sf]= T2F(t,st)

%This is a function using the FFT function to calculate a signal\'s Fourier

%Translation

%Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater %than 2

%Output is the frequency and the signal spectrum dt = t(2)-t(1); T=t(end); df = 1/T;

N = length(st);

%f=-N/2*df+df/2:df:N/2*df-df/2; f=-N/2*df:df:N/2*df-df; sf = fft(st);

sf = T/N*fftshift(sf); %dff = df/8;

%ff = -50*df:dff:50*df; %mf = sinc(ff*T); %sf = conv(mf,sf)

%NN = length(f)+length(ff)-1; %f = -NN/2*dff:dff:NN/2*dff-dff;

%ÏÔʾģÄâµ÷ÖƵIJ¨Ðμ°½âµ÷·½·¨SSB

close all; clear all;

dt = 0.001; %ʱ¼ä²ÉÑù¼ä¸ô fm=1; %ÐÅÔ´×î¸ßƵÂÊ fc=10; %Ôز¨ÖÐÐÄƵÂÊ T=5; %ÐźÅʱ³¤ t = 0:dt:T;

mt = sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t); %ÐÅÔ´ %N0 = 0.01; %°×Ôëµ¥±ß¹¦ÂÊÆ×ÃÜ¶È %SSB modulation

s_b = real( hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t) ); B=fm;

%noise = noise_nb(fc,B,N0,t); %s_b=s_b+noise; figure(1) subplot(211)

plot(t,mt); %±êʾmtµÄ²¨ÐÎ title(\'µ÷ÖÆÐźÅ\'); xlabel(\'t\'); subplot(212)

plot(t,s_b); %»-³öSSBÐźŲ¨ÐÎ title(\'Ôز¨ÐźÅ\'); xlabel(\'t\');

rt = s_b.*cos(2*pi*fc*t); rt = rt-mean(rt); [f,rf] = T2F(t,rt);

[t,rt] = lpf(f,rf,2*fm); figure(2) subplot(211) plot(t,mt);

title(\'µ÷ÖÆÐźÅʱÓò²¨ÐÎ\'); subplot(212) plot(t,rt);

title(\'Ïà¸É½âµ÷ºóµÄÐźÅʱÓò²¨ÐÎ\'); xlabel(\'t\')

figure(3)

subplot(311)

[f,sf]=T2F(t,mt);

psf1 = (abs(sf).^2)/T; plot(f,psf1);

axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf1)]); title(\'µ÷ÖÆÐźŹ¦ÂÊÆ×\'); xlabel(\'f\');

subplot(312)

[f,sf]=T2F(t,s_b); psf2 = (abs(sf).^2)/T; plot(f,psf2);

axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf2)]); title(\'SSBÐźŹ¦ÂÊÆ×\'); xlabel(\'f\');

subplot(313)

[f,sf]=T2F(t,rt);

psf3 = (abs(sf).^2)/T; plot(f,psf3);

axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf3)]); title(\'µ÷ÖÆÐźŹ¦ÂÊÆ×\'); xlabel(\'f\');

第17篇：通信原理课程设计报告

通信系统课程设计报告

单边带电台仿真

院 （系）： 专业年级（班）： 学 生： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间：

摘 要

这篇文章介绍了使用MATLAB软件编制程序，以实现单边带信号的调制和解调。首先，利用相移法从语音信号的双边带信号得到单边带信号，再编写MATLAB程序，使单边带信号得到调制和调解。分析调制前后的时域和频域波形图，以更加深入理解单边带信号的调制和解调的原理。

关键词：单边带；调制和解调；MATLAB

Single sideband radio simulation

Abstract：

This article introduces the way to modulate and demodulate the single side band with the soft program from MATLAB .First, get the single side band signal from the speech signal`s couple sides band , then wright the MATLAB program to modulate and demodulate the signal.Analyze the pictures ,and understand the theory furtherly.

Keywords：single side band , modulation and demodulation , MATLAB

目录

一．设计任务与要求 ............................................................................................................二．开发环境 ........................................................................................................................三．电台设计原理及方案 ................................................

3.1发送模块的设计方案 .......................................................3.2信道模块的设计方案 .......................................................3.3接收模块的设计方案 .......................................................四．电台详细设计 ......................................................

4.1对音频输入与调制的仿真 ...................................................4.2对指定信噪比信道的仿真 ...................................................4.3话音信号的解调 ...........................................................

4.3.1 载频9.8KHz解调 ...................................................4.3.2 载频9.9KHz解调 ...................................................4.3.3 载频10KHz解调 ....................................................4.4 原信号和解调后的信号对比 ................................................4.4.1 原信号和解调后信号波形对比 ........................................4.4.2 原信号和解调后信号频率对比 ........................................五．设计总结 ..........................................................参考文献： ............................................................附录： ...............................................................

一．设计任务与要求

一．设计任务与要求

这个仿真以真实的音频信号作为输入，设计一个单边带发信机。将基带信号调制为SSB信号后送入带通型高斯噪声信道，加入给定功率的噪声之后，再送入单边带接收机。单边带接收机将型号解调下来，通过计算机声卡将解调信号播放出来试听效果，从而对信道信噪比与解调音质之间的关系进行主观测试。现设计一个单边带发信机、带通信道和相应的接收机，参数定位如下值。

1.输入信号为一个话音信号，采样率为 8000Hz。话音输入后首先进行预滤波，滤波器是一个频率范围在[300, 3400]Hz的带通滤波器，其目的是将话音频频谱限制在3400Hz以下。单边带调制的载波频率设计为 10kHz，调制输出上边带。要求观测单边带调制前后的信号功率谱。

2.信道是一个带限高斯噪声信道，其通带频率范围是[10000, 13500]Hz。能够根据信噪比 SNR 的要求加入高斯噪声。

3.接收机采用相干解调方式。为了模拟载波频率误差对解调话音音质的影响，相干解调，设本地载波频率分别为为 9.8kHz，9.9kHz,10kHz。解调滤波器设计为 300～3400Hz的带通滤波器。

二．开发环境

操作系统：Microsoft Windows 7 Ultimate（64位） 交互工具：键盘/鼠标 开发工具：MATLAB2010a

三．电台设计原理及方案

3.1发送模块的设计方案

有限语音信号可以采用直接用程序读取，当读取一次之后，可以把音频文件保存起来，当用到没有麦克风的电脑时可以备用，发送的语音信号首先进行希尔比特变化，然后用函数可以进行单边带调制，保存单边带语音信号。 3.2信道模块的设计方案

单边带电台仿真

读取发送模块保存的语音信号，然后加入高斯白噪声，然后改变信噪比，通常情况下加入的信噪比为20，然后滤波，模拟现实当中的信道传输，并保存得到的语音信号。

3.3接收模块的设计方案

首先读取信道传输过来的语音信号，加入不同频率的载波，然后解调，并观察分析不同载波解调出来的语音信号和原语音信号的区别，分析失真度。

四．电台详细设计

4.1对音频输入与调制的仿真

根据设置的参数，系统中信号最高频率约为 14kHz。为了较好地显示调制波形，系统仿真采样率设为 50kHz，满足取样定理。由于话音信号的采样率为 8000Hz，与系统仿真采样率不等，因此，在进行信号处理之前，必须将话音的采样率提高到 50kHz，用插值函数来做这一任务。

先编写程序将基带音频信号读入，进行[300，3400]Hz的带通滤波，并将信号采样率提高到 50kHz，进行单边带调制之后，将调制输出结果保存为 wav 文件，文件名为 SSB_OUT.wav。

图1 基带信号和SSB的波形、功率谱

分析调制前后的波形频率，可以得到SSB调制只是把原来波形搬移到10KHz位置，并

四．电台详细设计错误！未指定书签。

没有改变原来波形的形状和频率范围，说明调制的效果很好。 4.2对指定信噪比信道的仿真

信道是一个带限高斯噪声信道，其带通频率范围是[10000,13500]Hz.，目前输入的信噪比SNR为20。仿真指定信噪比信道计算信噪比为20dB时的信道输出，将结果保存为 Chanel_out.wav 文件。方便以后的实用。

运行结束：计算出的信噪比结果SNR_dB=19.9126

4.3话音信号的解调

4.3.1 载频9.8KHz解调

接收机采用想干解调方式。为了模拟载波频率误差对解调话音音质的影响，社本地载波的频率为9.8KHz，与发信机载波频率相差200Hz。解调滤波器设计为300Hz到3400Hz。

图2 9.8KHz解调后波形和功率谱

解调输出信号被保存为音频文件 SSBDemo_OUT9.8KHz.wav，并由 sound 函数播放。聆听播放解调输出信号的声音可知，在20dB信道信噪比条件下，即使解调本地载波频

- 3

四．电台详细设计错误！未指定书签。

图4 9.9KHz解调后波形和功率谱

解调输出信号被保存为音频文件 SSBDemo_OUT9.9KHz.wav，并由 sound 函数播放。聆听播放解调输出信号的声音可知，在20dB信道信噪比条件下，即使解调本地载波频率误差达到 100Hz，声音仍然是清晰可懂的。

- 5

四．电台详细设计错误！未指定书签。

图7 10KHz解调后波形和功率谱

解调输出信号被保存为音频文件 SSBDemo_OUT10KHz.wav，并由 sound 函数播放。聆听播放解调输出信号的声音可知，在解调波和载波频率相同，10dB信道信噪比条件下，声音是很清晰的，并且和信噪比为20dB基本没有差别，耳朵几乎分辨不出。 4.4 原信号和解调后的信号对比 4.4.1 原信号和解调后信号波形对比

单边带电台仿真

图8 原信号波形与解调后信号波形对比

从波形上来看，三个频率解调出来的音频信号波形整体差别不大，要是要仔细看，在低频部分最后一个频率解调出来的波形效果最好。 4.4.2 原信号和解调后信号频率对比

图9 原信号波形与解调后信号频谱对比

从频率上来看，三个频率解调出来的音频信号波形整体差别不大，在细微处还是有差别的，尤其是在高频和低频处，有部分的失真，但是对音频的整体效果影响不大，最后一个借条出来的频谱和原信号的频谱最接近，因此也是最好的解调频率。

五．设计总结

通过这门实验使我学习掌握了许多知识。首先是对matlab有了一个全新的认识，其次是对matlab的更多操作和命令的使用有了更高的掌握，最重要的事对matlab的处理能力有了一个更高的飞跃尤其是对相关函数的使用及相关问题的处理。

就对matlab相关的命令操作而言，通过这次实验的亲身操作和实践，学习掌握了

参考文献：错误！未指定书签。

许多原本不知道的或者不太熟悉的命令。比如说相关m文件的建立，画图用到的标注，配色，坐标控制，同一张图里画几幅不同的图像，相关参数的设置以及相关函数的调用格式等等。 就拿建立一个数学方程而言，通过设置不同的参数达到所需要的要求和结果，而且还可以在不同的窗口建立不同的函数而达到相同的效果。而自己对于矩阵及闭环传递函数的建立原本所掌握的知识几乎为零，而通过这次实验使我彻底的掌握了相关的命令操作和处理的方法，在这里我们不仅可以通过建立函数和参数来达到目标效果，而且还可以通过可视化的编程达到更快更方便，更简洁的效果。就拿可视化编程而言原本根本就只是听说而已罢了，从来就没有亲身去尝试过，然而现在自己却可以和容易的通过搭建不同功能木块来实现相关的函数及功能。这些在原本根本就不敢相信，然而通过学习和实验亲身操作这些原本看似不可能的操作在此就变的轻而易举的事了。

通过对同一个模块分析其对应的不同的参数分析图的建立去分析和解释其对应的相关功能和技术指标和性能分析是非常重要的，我们不可能只需要建立相关的模块和功能就说自己掌握了所有的相关知识和技术，真正的技术和知识是怎么去分析和解释相关的技术指标和功能参数才是重中之重。就此而言，我坦诚的说自己所掌握的还是十分的有限的，但是老师给我们介绍的相关方法和技巧还是十分有效果的，如果自己真的想在这方面有什么建树对自己以后的要求还是需要更改的要求的，万不可以就此止步不前，自命不凡，我们还需掌握和了解还有许多许多，我们真正所掌握的只是皮毛，要想取得更大的成绩就得不断的去努力学习和汲取相关的知识和技巧。万不可自以为傲，裹足不前，matlab真的是个非常强大和有用的工具我们真正的能把它学懂学透的话还是需要下非常大的功夫和努力的。

参考文献：

[1]张渭滨,陈方,苏武浔等.Chen-Mobius多路数字通信系统的Matlab仿真[J].系统仿真学报,2007,19(8):1886-1889.DOI:10.3969/j.in.1004-731X.2007.08.058.[2]刘素心,王汝芳,张广森等.基于Matlab的通信系统的实验仿真设计[J].实验室科学,2008,(3):101-103,105.DOI:10.3969/j.in.1672-4305.2008.03.043.[3]王峰,丁金林.基于MATLAB/GUI的数字通信系统虚拟实验平台的设计[J].南通职业大学学报,2013,27(1):96-100.DOI:10.3969/j.in.1008-5327.2013.01.026.[4]陈蕾,姚远程,秦明伟等.自适应抗干扰通信系统中频谱感知技术研究[J].电视技术,2014,38(5):101-104.

单边带电台仿真

[5]梅志红,邓文华.基于Matlab与VB集成技术的通信系统仿真软件的开发[J].计算机仿真,2004,21(6):195-199.DOI:10.3969/j.in.1006-9348.2004.06.056. [6]范伟,翟传润,战兴群等.基于MATLAB的扩频通信系统仿真研究[J].微计算机信息,2006,22(19):242-244.DOI:10.3969/j.in.1008-0570.2006.19.086.[7]周晓兰,张杰.MATLAB在通信系统仿真中的应用[J].计算机技术与发展,2006,16(9):166-168.DOI:10.3969/j.in.1673-629X.2006.09.057.[8]解伟俊,胡修林,张蕴玉等.基于MATLAB的仿真通信语音库实现[J].华中理工大学学报,2000,28(2):77-79.DOI:10.3321/j.in:1671-4512.2000.02.027.

附录：

%FileName:ForSSB.m clc; clear all; %功能，采样点数40000，采样率为8000

%jilu = wavrecord(5*8000, 8000, \'double\'); %wavwrite(jilu, \'GDGvoice8000.wav\'); [wav, fs] = wavread(\'GDGvoice8000.wav\'); %计算声音时间长度

t_end = 1/fs * length(wav); %仿真系统采样时间点 Fs = 50000; t = 1/Fs:1/Fs:t_end; %设计300~3400hz的带通滤波器

[fenzi, fenmu] = butter(3, [300 3400]/(fs/2)); %对音频信号进行滤波

wav = filter(fenzi, fenmu, wav); %输出滤波后的声音

wavwrite(wav, \'LVBO_OUT.wav\'); %利用插值函数将音频的采样率提升为50khz

wav = interp1([1/fs:1/fs:t_end], wav, t, \'spline\'); %音频信号的希尔伯特变换

wav_hilbert = imag(hilbert(wav)); %载波频率 fc = 10000; %单边带调制

附录：错误！未指定书签。

SSB_OUT = wav.*cos(2*pi*fc*t)10000; % 噪声功率谱密度值 W/Hz NO = Power_of_noise/bandwidth; Gause_noise = sqrt(NO*Fs/2) .* randn(size(in)); % 噪声通道 10～13.5kHz

[num, den] = butter(4, [10000 13500]/(Fs/2)); signal_of_filter_out = filter(num, den, in); noise_of_filter_out = filter(num, den, Gause_noise);

单边带电台仿真

SNR_dB = 10*log10(var(signal_of_filter_out)/var(noise_of_filter_out)); % 测量得出信噪比 % 信道输出

out = signal_of_filter_out + noise_of_filter_out; SNR_dB

% FileName:Forjietiao 9.8K.m % clear; Fs=50000; % 读入信道输出信号数据

[recvsignal, Fs] = wavread(\'Chanel_OUT.wav\'); t = (1/Fs:1/Fs:length(recvsignal)/Fs)\'; % 本地载波频率

fc_local1 = 10000 -200; % fc_local = 10000 -100; % fc_local = 10000; % 本地载波

local_carrier1 = cos(2*pi*fc_local1.*t); % 相干解调

xianggan_out1 = recvsignal.*local_carrier1; % 设计 300～3400Hz 的带通滤波器

[fenzi, fenmu] = butter(3, [300 3400]/(Fs/2)); demod_out1 = filter(fenzi, fenmu, xianggan_out1); %sound(demod_out1/max(demod_out1), Fs);

wavwrite(demod_out1, Fs, \'SSBDemod_OUT_9.8k.wav\'); figure(2); subplot(1, 2, 1); plot(5*demod_out1(53550:53750)); axis([0 200 -0.3 0.3]); title(\'解调信号波形\');xlabel(\'时间（样值数）\'); subplot(1, 2, 2); psd(5*demod_out1, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]); title(\'解调信号功率谱\');xlabel(\'频率/Hz\');ylabel(\'功率谱/(dB)\');

%FileName:Forjietiao 9.9K.m %clear; Fs=50000; % 读入信道输出信号数据

[recvsignal, Fs] = wavread(\'Chanel_OUT.wav\'); t = (1/Fs:1/Fs:length(recvsignal)/Fs)\'; % 本地载波频率

%fc_local = 10000 -200; fc_local2 = 10000 -100;

附录：错误！未指定书签。

%fc_local = 10000; % 本地载波

local_carrier2 = cos(2*pi*fc_local2.*t); % 相干解调

xianggan_out2 = recvsignal.*local_carrier2; % 设计 300～3400Hz 的带通滤波器

[fenzi, fenmu] = butter(3, [300 3400]/(Fs/2)); demod_out2 = filter(fenzi, fenmu, xianggan_out2); %sound(demod_out2/max(demod_out2), Fs);

wavwrite(demod_out2, Fs, \'SSBDemod_OUT_9.9k.wav\'); figure(3); subplot(1, 2, 1); plot(5*demod_out2(53550:53750)); axis([0 200 -0.3 0.3]); title(\'解调信号波形\');xlabel(\'时间（样值数）\'); subplot(1, 2, 2); psd(5*demod_out2, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]); title(\'解调信号功率谱\');xlabel(\'频率/Hz\');ylabel(\'功率谱/(dB)\');

%FileName:Forjietiao 10K.m %clear; Fs=50000; % 读入信道输出信号数据

[recvsignal, Fs] = wavread(\'Chanel_OUT.wav\'); t = (1/Fs:1/Fs:length(recvsignal)/Fs)\'; % 本地载波频率

%fc_local = 10000 -200; %fc_local = 10000 -100; fc_local3 = 10000; % 本地载波

local_carrier3 = cos(2*pi*fc_local3.*t); % 相干解调

xianggan_out3 = recvsignal.*local_carrier3; % 设计 300～3400Hz 的带通滤波器

[fenzi, fenmu] = butter(3, [300 3400]/(Fs/2)); demod_out3 = filter(fenzi, fenmu, xianggan_out3); %sound(demod_out/max(demod_out), Fs);

wavwrite(demod_out3, Fs, \'SSBDemod_OUT_10k.wav\'); figure(4); subplot(1, 2, 1); plot(5*demod_out3(53550:53750)); axis([0 200 -0.3 0.3]); title(\'解调信号波形\');xlabel(\'时间（样值数）\'); subplot(1, 2, 2); psd(5*demod_out3, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]); title(\'解调信号功率谱\');xlabel(\'频率/Hz\');ylabel(\'功率谱/(dB)\');

单边带电台仿真

%插值函数interp1的用法 hours=1:12; temps=[5 8 9 15 25 29 31 30 22 25 27 24]; h=1:0.1:12; t=interp1(hours,temps,h,\'spline\');%(直接输出将是很多的，spline三次样条插值) plot (hours,temps,\'+\',h,t,hours,temps,\'r\');%作图 xlabel(\'hour\'),ylabel(\'degrees celsius\');

%filename:Forduibi.m

%将原来信号的频谱和三次解调出来的频谱结果作对比，并分析结果 figure(5); subplot(2, 2, 1); psd(wav, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]); title(\'基带信号功率谱\');xlabel(\'频率/Hz\');ylabel(\'功率谱/(dB)\'); subplot(2, 2, 2); psd(5*demod_out1, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]); title(\'9.8KHz解调信号功率谱\');xlabel(\'频率/Hz\');ylabel(\'功率谱/(dB)\'); subplot(2, 2, 3); psd(5*demod_out2, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]); title(\'9.9KHz解调信号功率谱\');xlabel(\'频率/Hz\');ylabel(\'功率谱/(dB)\'); subplot(2, 2, 4); psd(5*demod_out3, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]); title(\'10KHz解调信号功率谱\');xlabel(\'频率/Hz\');ylabel(\'功率谱/(dB)\'); %将原来信号的波形和三次解调出来的信号波形结果作对比，并分析结果 figure(6); subplot(2, 2, 1); plot(wav(53550:53750)); axis([0 200 -0.3 0.3]); title(\'基带信号波形\');xlabel(\'时间（样值数）\'); subplot(2, 2, 2); plot(5*demod_out1(53550:53750)); axis([0 200 -0.3 0.3]); title(\'9.8KHz解调信号波形\');xlabel(\'时间（样值数）\'); subplot(2, 2, 3); plot(5*demod_out2(53550:53750)); axis([0 200 -0.3 0.3]); title(\'9.9KHz解调信号波形\');xlabel(\'时间（样值数）\'); subplot(2, 2, 4); plot(5*demod_out3(53550:53750)); axis([0 200 -0.3 0.3]); title(\'10KHz解调信号波形\');xlabel(\'时间（样值数）\');

第18篇：FDMA通信原理课程设计

沈阳理工大学通信系统课程设计报告

FDMA系统仿真

1.课程设计目的

（1）巩固课本所学的有关理论知识。

（2）加深对FDMA通信系统的理解和掌握相关知识。 （3）掌握带通滤波器和低通滤波器的设计 （4）掌握Matlab软件的基本使用。

（5）学会运用Matlab软件进行一些仿真和设计。

2.课程设计要求

（1）对所做课题进行相关资料查询。 （2）对课题构建框架，理清制作思路。

(3）通过MATLAB7.1完成FDMA系统仿真，结果体现其特点。 （4）对结果进行记录，分析，完成报告。

3.相关知识

3.1寻址方式的概念

为了提高通信系统信道的利用率，通常多路信号共享同一信道进行信号的传输。为此，引入信道多址寻址的概念。多址寻址是指在同一信道上传输多路信号而互不干扰的一种技术。目前的多址寻址方式是基于常规通信中的多路复用模式所创建的，最常用的多路复用有频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）。进而在多址寻址分类中，按频带区分信号的方法是频分多址（FDMA）；按时隙区分信号的方法是时分多址（TDMA）；按相互正交的码字区分信号的方法是码分多址（CDMA）。

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3.2频分多址的基本工作原理

频分多址（FDMA）是使用最早、目前使用较多的一种多址接入方式，广泛应用于卫星通信、移动通信、一点多址微波通信系统中。

FDMA通信系统核心的思想是频分复用（FDM），复用是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一个信道上传送的复合信号的方法。例如，在电话通信系统中，语音信号频谱在300—3400Hz内，而一条干线的通信资源往往远大于传送一路语音信号所需的带宽。这时，如果用一条干线只传一路语音信号会使资源大大的浪费，所以常用的方法是“复用”，使一条干线上同时传输几路电话信号，提高资源利用率。

频分复用（FDM）是信道复用按频率区分信号，即将信号资源划分为多个子频带，每个子频带占用不同的频率。然后把需要在同一信道上同时传输的多个信号的频谱调制到不同的频带上，合并在一起不会相互影响，并且能再接收端此分离开。

4.课程设计分析 4.1输入信号的产生

频分多址（FDMA）输入模块如图4.1所示。

图4.1 频分多址（FDMA）输入模块

利用Simulink中的三个信号发生器（Signal Generator），产生幅度为1，频率为4Hz的正弦信号，4Hz频率的方波信号，以及频率为3Hz的锯齿波信号。

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4.2调制与解调模块

频分多址（FDMA）调制与解调模块如图4.2所示。

（a）频分多址（FDMA）调制模块

（b）频分多址（FDMA）解调模块

图4.2频分多址（FDMA）调制与解调模块

模块DSB AM （De）Modulator Paband 的作用是双边带调制/解调模块，采用的是正弦载波信号。这里三个信号发生器产生的分别是4Hz 的正弦、4Hz 的方波和3Hz 的锯齿波，因此为了实现频分复用，必须将它们分别调制到不同的频段上去，使它们互不重叠，这样就可以复用同一信道传输，载波频率分别为40Hz，60Hz，80Hz。

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4.3带通滤波器设计

频分多址（FDMA）带通滤波模块如图4.3所示。

图4.3 频分多址（FDMA）带通滤波模块

输入信号分别被调制到40Hz、60Hz、80Hz的频率上。因此前三个模拟滤波器（Analog Filter）的作用是划分信道，将它们各自的频带限制在一定的范围内，避免互相发生混叠。另一方面，添加了高斯白噪声的信号在被解调前必须分离出来，因此后三个模拟滤波器的作用就是分别滤出这三个频段上的信号。这样就能保证各路信号互不干扰。

4.4 FDMA系统框图设计

在发射部分，三个信号发生器，产生正弦信号，方波信号，锯齿波信号，分别进入载频不同的双边带幅度调制模块，然后各自进入与调制模块载频相应的模拟滤波器模块。三路信号在加法器中合成后馈入加性高斯白噪声传输环境。在接受部分，三路并联的和路器分别工作在上述的三个载频上，带通滤波器后面连着载频与带通滤波器中心频率相同的双边带解调模块。解调出信号在和路器中与各自的原始信号汇合，然后进入示波器。

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系统框图如图4.5所示

图4.5 频分多址（FDMA）系统仿真框图

5.仿真

参数设置（例）Signal Generator1

信号发生器参数如图5.1

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调制模块：

DSB AM Modulator paband

DSB AM调制器参数如图5.2 解调模块：

DSB AM Demodulator paband

DSB AM解调器参数如图5.2

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加法器：

List：+++；采样时间;0.002。AWGN通道：Initial seed：67 (为初始状态) Variance：0.01。 示波器1:

示波器参数如图5.3 频谱仪：

频谱仪参数如图5.4

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数字滤波器例1

数字滤波器参数如图5.5 6.结果分析

各模块组接完成后进行功能仿真得到以下结果 Spectrum Scope(频谱仪)仿真图如图6.1

频谱仪仿真结果图6.1 8

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正弦波信号示波器Scope图形如图6.2

示波器Scope结果图6.2

正弦波的基本波形保持一般，幅度损失严重。 方波信号示波器Scope1图形如图6.3

示波器Scope1结果图6.3

由图可以证实方波信号损失严重。主要由于信道被滤波器进行了限制，所以高频分量被滤除。同时方波信号幅度也损失严重。

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锯齿波信号示波器Scope2图形如图6.4

示波器Scope2结果图6.4 锯齿波相较与方波损失较少，但也有明显损失。要使方波或锯齿波损失减小适当扩大通频范围即可，但要注意不要混频。

在本次课设中遇到的难题如图6.5

仿真错误结果图6.5 在本次仿真中开始时候模块设计是参考MATLAB课本，完成以后，仿真失败，进过自己的实验查找，发现DSB AM Demodulator Paband(通带 DSB AM 解调器)无法接收连续信号，所以在其前一端连接一个Zero-Order Hold原件，仿真至此成功。

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7.参考文献

[1] 徐明远，邵玉斌.MATLAB仿真在通信与电子信息工程中的应用[M].西安电子科技大学出版社.2011.8.[2] 樊昌信，曹丽娜.通信原理[M]第六版,国防工业出版社.2011.8.[3] 丁宏,向良军,证林华.现在通信原理[M]电子工业出版社.2012.9.[4] 陈慧慧,郑宾主编.频分多址接入模型设计及MATLAB仿真计算[M]第三版.高等教育出版社.2000.[5] 李建新，刘乃安，刘继平主编.现代通信系统分析与仿真MATLAB通信工具箱[M]西安电子科技大学出版.2000.[6] 邓华等主编.MATLAB通信仿真及应用实例详解[M].人民邮电出版社.2003.[7] 张贤明.MATLAB语言及应用案例[M].东南大学出版社.2010.

第19篇：通信原理课程设计报告

课程设计说明书（论文）

课程名称 通信原理

题 目 数字信号的调制解调仿真

专 业 通信工程

姓 名 李先锋 班 级 通信1102

学 号 1111020203 指导教师 李洪兰 起止日期2013年12月19—25 成 绩

辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院

中文摘要

在数字通信系统中，接收端收到的是发送信号和信道噪声之和。噪声对数字信号的影响表现在使接收码元发生错误。数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道

传输，在接收端解调后恢复成数字信号。由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字基带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因而，调制解调技术是实现现代通信的重要手段。数字调制的实现，促进了通信的飞速发展。研究数字通信调制理论，提供有效调制方式，有着重要意义。调制解调技术的实现方法有多种，本文应用了键控法产生调制与解调信号。

本文重点介绍了2ASK包络解调、2FSK相干解调、2PSK键控解调，以及用Simulink进行设计和仿真。首先我们对Simulink软件的特点、功能以及通信的基本概念和发展历程进行简单的介绍；接下来详细介绍调制解调的理论，着重从数字调制解调中的2ASK、2FSK、2PSK的产生、频谱、解调等过程进行介绍；其次是我们将介绍调制解调的Simulink仿真, 并着重介绍2ASK、2FSK、2PSK的调制以及其相干解调的Simulink仿真，并得出结论。

关键字：2ASK包络解调

2FSK相干解调

2PSK键控解调

Simulink仿真

English abstract

In a digital communication system, the receiver is received the sum of signal and channel noise.Noise on the performance of digital signal in the received symbol errors,.Digital signal of high frequency carrier modulation, frequency band signal, through the channel transmiion, demodulation back into a digital signal at the receiving

end.Since most real are all bandpa signal, so must use digital baseband signal modulation of carrier form digital modulation signals for transmiion, therefore, demodulation technology is the important means to realize modern communications.The realization of digital modulation, promoted the rapid development of communication.Research of digital communication modulation theory, provide effective modulation mode, has important significance.There are many types of method to realize the demodulation technology, this paper applied the keying method of modulation and demodulation signal.

This paper mainly introduces the 2 ask envelope demodulation, 2 FSK coherent demodulation, 2 PSK keying demodulation, and design and Simulink simulation.First of all we of Simulink software, characteristics, function and communication of the basic concepts and development to carry on the simple introduction;Next introduced the theory of modem, emphatically from the digital modulation demodulation of the generation of 2 ask, 2 FSK, 2 PSK, spectrum and demodulation proce are introduced;Second is that we will introduce modem Simulink, and emphatically introduces the 2 ask, 2 FSK, 2 PSK modulation and coherent demodulation of Simulink, and the conclusion.

Key： 2 ask envelope demodulation

2 FSK coherent demodulation

2 PSK keying demodulation

Simulink simulation

目录

一

正文

1.1实验目的

1.2 实验原理

1.2 .1ASK的实验原理

1.2.2 FSK的实验原理

1.2.3 P SK的实验原理

1.3实验内容

1.3.1 2ASK调制解调

1.3.2 2FSK相干解调

1.3.3 2PSK键控解调

1.3.4 包络相干解调

1.4 实验结果截图

1.4.1 2ASK调制解调

1.4.2 2FSK相干解调

1.4.3 2PSK键控解调 1.4.4 包络相干解调

1.5实验总结 二 参考文献

正文 一

课程设计的目的：

通过此次的调制与解调仿真，使我们对2ASK、2FSK、2PSK、调制与解调的工作原理以及Simulink软件有了比较深刻的认识和了解。在采用不同的调制方式时，PSK的误

码率小于FSK，而FSK系统的误码率又小于ASK系统。在误码率相同条件下，相干PSK要求r（信噪比）最小，FSK系统次之，ASK系统要求r最大，它们之间分别相差3dB。PSK系统的抗噪声性能最好，但会出现倒π现象，实际中很少采用，而多采用DPSK系统。进一步学会2ASK、2FSK、2PSK灯调制解调方式的原理及解调方式，牢记各原理的原理 框图，同时学会用其去解决通信信号的调制和解调。加深学生对通信原理课程的学习和应用。

二 实验原理

2.1二进制振幅键控(2ASK)

振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制.当数字基带信号为二进

制时,则为二进制振幅键控.设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立.该二进制符号序列可表示为

（2-1-1）

其中: （2-1-2）

Ts是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:

则二进制振幅键控信号可表示为

（2-1-3）

（2-1-4）

二进制振幅键控信号时间波型如图 22 可以看出,2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK信号).二进制振幅键控信号的产生方法如图22 可以看出,2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似.所以,对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图25 所示._ 图 2 – 2 二进制振幅键控信号时间波型

图2-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图

图 2 –4 二进制振幅键控信号解调器原理框图

图 2 – 5 2ASK信号非相干解调过程的时间波形

2.2二进制移频键控(2FSK)

在二进制数字调制中,若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化,则产生二进制移频键控信号(2FSK信号).二进制移频键控信号的时间波形如图26 可看出,bn是an的反码,即若an=1,则bn=0, 若an=0,则bn=1,于是bn=an，θn和n分别代表第n个信号码元的初始相位.在二进制移频键控信号中,n和θn不携带信息,通常可令n和θn为零.因此,二进制移频键控信号的时域表达式可简化为

（2-1- 8）

二进制移频键控信号的产生,可以采用模拟调频电路来实现,也可以采用数字键控的方法来实现.图 2- 7 是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图, 图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制,在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一.二进制移频键控信号的解调方法很多,有模拟鉴频法和数字检测法,有非相干解调方法也有相干解调方法.采用非相干解调和相干解调两种方法的原理图如图29 所示. 图 2 –7 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图

图 2 –8 二进制移频键控信号解调器原理图

图 2-9 2FSK非相干解调过程的时间波形

过零检测法解调器的原理图和各点时间波形如图210 中,输入信号经过限幅后产生矩形波,经微分, 整流,波形整形,形成与频率变化相关的矩形脉冲波,经低通滤波器滤除高次谐波,便恢复出与原数字信号对应的基带数字信号. 2.3二进制移相键控(2PSK)

在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,则产生二进制移相键控(2PSK)信号.通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0.二进制移相键控信号的时域表达式为

e2PSK(t)=g(t-nTs)]cosωct

(2-111)可看出,当发送二进制符号1时,已调信号e2PSK(t)取0°相位,发送二进制符号0时,e2PSK(t)取180°相位.若用φn表示第n个符号的绝对相位,则有  φn= 0°, 发送 1 符号 180°, 发送 0 符号

这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式,称为二进制绝对移相方式.二进制移相键控信号的典型时间波形如 图 2 – 11 二进制移相键控信号的时间波形

二进制移相键控信号的调制原理图如图 214 所示.当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错.

图 2- 12 2PSK信号的调制原理图

图 2- 13 2PSK信号的解调原理图

图

2 -1

42PSK信号相干解调各点时间波形

这种现象通常称为\"倒π\"现象.由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊,所以2PSK信号的相干解调存在随机的\"倒π\"现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用.图2-15 过零检测法原理图和各点波形

三 设计内容：

3.1 2ASK调制解调

2ASK调制解调图（包络解调） 2ask参数设置参考示例： 信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001

BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s

LPF参数：截止频率10rad/s

判决器参数：门限0.25

全波整流器参数：下限0 上限inf

3.2 2FSK调制解调图（相干解调）

2FSK参数设置参考示例 信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频

率100rad/s 载波2参数：幅度1 频率20rad/s 键控器参数：门限1 U2≥门限 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/s BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 比较器参数：关系操作＞

3.3 2psk调制解调

信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频率100rad/s 相位0 载波2参 数：幅度1 频率100rad/s 相位pi 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s

LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0 U2＞门限 键控器参数：门限1 U2＞门限

3.4 包络相干解调

时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001

BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s

LPF参数：截止频率10rad/s

判决器参数：门限0.25

全波整流器参数：下限0 上限inf

载波参数：幅度1 频率20rad/s 键控器参数：门限1 U2≥门限 BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s

四．实验结果：

4.1 2ASK包络解调

4.1.1实验原理图

4.1.2实验波形图

4.2 2FSK相干解调

4.2.1 实验原理图

4.2.1 实验波形图

4.3 2PSK键控解调

4.3.1 实验原理图

4.3.2实验波形图

4.4 包络相干解调

4.4.1 解调原理图

4.4.2 实验波形图

五 实验总结

通过本次课程设计，首先知道了matlab软件中simulink的使用，学会了在simulink环境下如何快速的找到实验中所需的器件。通过本次课程设计也对2ASK包络解调、2FSK相干解调、2PSK键控解调的解调过程有了更清楚的认识，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字基带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因而，调制解调技术是实现现代通信的重要手段.

参考文献

1． 《MATLAB/Simulink建模与仿真实例精讲》张德丰，机械工业出版社 ，2010 2． 《MATLAB/SIMULINK实用教程》，张化光，人民邮电出版社，2009 3． 《Simulink通信仿真教程》李贺冰，国防工业出版社,2006 4． 《Simulink通信仿真开发手册》孙屹，国防工业出版社,2004 5． 《详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》刘学勇，电子工业出版社， 2011 6.《通信原理第五版》 樊昌信 曹丽娜 ，国防工业大学 2011

第20篇：通信原理课程设计报告

课 题 学 院 专 业 学生姓名学 号 班级 指导教师

通信原理 课程设计报告

基于MATLAB的2FSK仿真 电子信息工程学院 通信工程

二〇一五年一月

基于MATLAB的基带传输系统的研究与仿真

—— 码型变换

摘 要

HDB3码编码规则

首先将消息代码变换成AMI码；然后检查AMI码中的连0情况，当无4个或4个以上的连0串时，则保持AMI的形式不变；若出现4个或4个以上连0串时，则将1后的第4个0变为与前一非0符号（+1或-1）同极性的符号，用V表示（+1记为+V，-1记为-V）；最后检查相邻V符号间的非0符号的个数是否为偶数，若为偶数，则再将当前的V符号的前一非0符号后的第1个0变为+B或-B符号，且B的极性与前一非0符号的极性相反，并使后面的非0符号从V符号开始再交替变化

关键词: HDB3码 MATLAB编码原则 V码 B码

目

一、背景知识

二、MATLAB仿真软件介绍

三、仿真的系统的模型框图

四、使用MATLAB编程（m文件）完成系统的仿真

五、仿真结果

六、结果分析

七、心得、参考文献

录

正文部分

一、背景知识

在实际的传输系统中，并不是所有的代码电气波形都可以信道中传输。含有直流分量和较丰富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，因为它有可能造成信号的严重的畸变。

在传输码（或称线路吗）的结构将取决于实际信道特性和系统的工作条件。通常，传输码的结构应具有以下的特性：

（1）相应的基带信号无直流分理，且低频分量少 （2）便于从信号中提取定时信息

（3）信号中高频分应尽量少以节省传输频带并减少码间串扰 （4）不受信号源统计特性影响，即能适应于信息源变化

（5）具有内在的检错能力，传输的码型应具有一定的规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测

（6）编译码设备要尽可能简单

满足以上特性的传输码型种类繁多，这里使用HDB3。

要了解HDB3码的编码规则，首先要知道AMI码的构成规则，AMI码就是把单极性脉冲序列中相邻的“1”码(即正脉冲)变为极性交替的正、负脉冲。将“0”码保持不变，把“1”码变为+

1、-1交替的脉冲。如： NRZ码：1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 AMI码：-1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 HBD3码（3nd Order High Density Bipolar）的全称是三阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。其编码规则：

（1）检查消息码中连“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HBD3码与AMI码一样（“1”交替的变换为“+1”和“-1”，“0”保持不变）。

（2）当连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为“B00V\"称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；

（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同（这破坏了极性交替的规则，所以V称破坏脉冲），并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为“+1”或“-1”；

（4）B的取值可选0、+1或-1，，以使V同时满足（3）中的两个要求； （5）V码后面的传号码极性也要交替。例如：

消息码： 1 000 0 1 000 0 1 1 000 0 000 0 1 1 AMI码： -1 000 0 +1 000 0 -1+1 000 0 000 0 -1+1 HDB3码：-1 000-V +1 000+V -1+1-B00-V +B00+V -1+1 其中的±B脉冲和±V脉冲与±1脉冲波形相同，用V或B表示的目的是为了示意其中的该非“0”码是由原信码的“0”变换而来的。

当相邻两个V码之间有奇数个“1”码时，能保证V码满足（3）的要求，B取“0”；当相邻两个V码之间有偶数个“1”码时，不能保证V码极性交替，B取“+1”或“-1”，B码的符号与前相邻“1”相反，而其后面的V码与B码极性相同。

二、MATLAB简介

美国MATHWORK公司于1967年推出了“Matrix Laboratory”（缩写为MATLAB）软件包，不断更新和扩充。它是一种功能强、效率高便于进行科学和工程计算的交互式软件包。其中包括：一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，c++ ，JAVA的支持。可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用，非常的方便。

MATLAB的基础是矩阵计算，但是由于他的开放性，并且mathwork也吸收了像maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。

当前流行的MATLAB 6.5/7.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox)。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。

开放性使MATLAB广受用户欢迎。除内部函数外，所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。

Matlab的优势和特点：

（1）友好的工作平台和编程环境

MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。

（2）简单易用的程序语言

Matlab一个高级的距阵/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。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C＋＋语言基础上的，因此语法特征与C＋＋语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。

（3）强大的科学计算机数据处理能力

MATLAB是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。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++ 。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如距阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其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。

（4）出色的图形处理功能

MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和距阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使他不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。

（5）应用广泛的模块集合工具箱

MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，他们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。目前，MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。

（6）实用的程序接口和发布平台

新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C++数学库和图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C++代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C＋＋语言程序。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB数学和图形程序。

MATLAB的一个重要特色就是他有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。

（7）应用软件开发（包括用户界面）

在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向Excel和HDF5。

三、仿真的系统的模型框图

（1）实验编码原理框图如下所示 ：

（2）以下是V码以及B码产生的框图：

（3）V码产生单元的工作流程图

（4）B码产生单元的工作流程图 译码规则： 在接收端，将接收到的HDB3码序列恢复为原输入二进制数字信息序列的过程称为译码。

对HDB3码而言，译码就是找到编码时插入的特殊序列并将它恢复为0000。根据编码原则，HDB3的译码可分为三个步骤：

（1）根据“V”的极性特点，找出特殊序列。由于编码时，每个“V”的极性 都与其前一个“1”码的极性相同，所以，在接收序列中一旦出现连续两个同极性码时，两个同极性码的后一个即为“V”，此“V”与其前的三位码就是一个特殊序列；

（2）将所有的特殊序列都恢复为“0000”；

（3）将正、负脉冲都恢复为“1”码，零电平恢复为“0”码。 下图是译码的框图：

四、使用MATLAB编程（m文件）完成系统的仿真

程序源代码

global dt df t f N close all

N=2^13;

%采样点数

L=8;

%每码元的采样点数

M=N/L;

%码元数

Rb=2; Ts=0.5;

%码元宽度是0.5us dt=Ts/L;

df=1/(N*dt);

%MHz RT=0.5;

%占空比 T=N*dt ;

%截短

Bs=N*df/2;

%系统带宽

t=[-T/2+dt/2:dt:T/2];

%时域横坐标

f=[-Bs+df/2:df:Bs];

%频域横坐标 figure(1)

set(1,\'Position\',[10,50,300,200])

%设定窗口位置及大小

figure(2)

set(2,\'Position\',[350,50,300,200])

%设定窗口位置及大小

EPAMI=zeros(size(f)); EPHDB=zeros(size(f)); for ii=1:8 ami=zeros(1,M); hdb=zeros(1,M); a=round(rand(1,M));

b=3;

%表示0000之间循环个数

c=-1;

%记载相邻V之间的1元素个数

sign1=-1;

%标志前一个信号

sign2=-1;

%标志前一个信号

for ii=1:M

if a(ii)==1

sign1=0-sign1; ami(ii)=sign1;

end End for ii=1:M

if b==3

%表示非0000

if a(ii)==1

sign2=0-sign2; hdb(ii)=sign2;

if c>=0

%表示不是第一个0000

c=c+1;

%用来计算相邻v之间的非0元素个数

end

elseif ii

if mod(c,2)==1

%000V hdb(ii+3)=sign2;

else

%B00V

sign2=0-sign2; hdb(ii)=sign2;

hdb(ii+3)=sign2;

end

c=0;

b=0;

end

elseif b

%对0000的循环

b=b+1;

End end

for i=[1:L] ami1(i+[0:M-1]*L)=ami; hdb1(i+[0:M-1]*L)=hdb; end

AMI=T2F*(ami1);

PAMI=AMI.*conj(AMI)/T; HDB=T2F*(hdb1);

PHDB=HDB.*conj(HDB)/T; EPAMI=(EPAMI*(ii-1)+PAMI)/ii; EPHDB=(EPHDB*(ii-1)+PHDB)/ii; figure(1)

aa=30+10*log10(EPAMI+eps);

%加eps以避免除以零

bb=30+10*log10(EPHDB+eps); plot(f,aa,\'g\'); grid

axis([-8,+8,-80,80]) xlabel(\'f (MHz)\')

ylabel(\'AMIPs(f)

(dBm/MHz)\') figure(2) plot(f,bb,\'b\'); grid

axis([-8,+8,-80,80]) xlabel(\'f (MHz)\')

ylabel(\'HDBPs(f)

(dBm/MHz)\') figure(3) subplot(3,1,1) tt=[1:40];

stem(tt,a(1:40),\'g\') title(\'原始RNZ信号\') s ubplot(3,1,2)

stem(tt,ami(1:40),\'g\') title(\'AMI信号\') subplot(3,1,3)

stem(tt,hdb(1:40),\'g\') title(\'HDB码\') end

%将下面的代码保存在t2f.m文件中

function X=t2f(x) global dt df N t f T

%X=t2f(x)

%x为时域的取样值矢量 %X为x的傅氏变换

%X与x长度相同,并为2的整幂。

%本函数需要一个全局变量dt(时域取样间隔) H=fft(x);

X=[H(N/2+1:N),H(1:N/2)]*dt; end

五、仿真结果

六、结果分析和心得

HDB3（High DensityBinary－3）码的全称是3阶高密度双极性码。它是AMI码的一种改进型，主要是为了克服AMI码中连“0”时所带来的提取定时信息的困难。HDB3编码规则是：先把消息代码中的“1”交替变成“＋1”和“－1” ，“0”仍然保持“0”不变的AMI码 ，然后去检查AMI码的连“0”的情况 ,当没有4个和4个以上连“0”串时 ,这样的AMI码就是HDB3码 ；当出现4个和4个以上连“0”串时,则将每4个连“0”的小段的第4个“0”变换成与其前一个非零符号相同极型的符号，并用“＋V”和“－V”表示．若此“V”使后面的序列破坏了“极性交替反转” 的原则，则将出现直流分量。故需要保证相邻“V”的符号也是极性相反，所以，当不满足V也极性相反时，将这个连“0” 码无串的等一个“0” 变成“－B”和“＋B” 。“B”的符号与前一个非“0”码的符号相反，并且让后面的非“0” 码元符号从“V” 码开始再交替变化。

HDB3码译码比较容易，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V，于是也断定V符号及其前面3 个符号必是连0 符号，从而恢复4个连0码，再将所有的-1变成+1后便得到原消息代码。

下面用例题来进一步说明编码与译码的原理： 例：求序列101100000100000000对应的HDB3码。 编码译码步骤如下： 找出四连0序列; 用特殊序列代替连0序列，第一个特殊序列可任意选择如选择100V。

将“1”和“V”标上极性“＋1”或“－1”。输入数据中的“1”和特殊序列中的“1”作为一个整体极性交替，第一个“1”的极性可任意选择如选择“－1”。第一个特殊序列中的“V“与其前第一个“1”的极性相同，后面的“V”依次极性交替。

根据上面步骤列出系列各式以及画图，实现HDB3码的编码。

通过译码原理可知：V码与B码的极性相同，我们可以对这个输出码从后开始译码，自然而然的可以得到原输入的序列，此时，编码与译码就完成了。

另外说明：1.由于第一个特殊序和第一个“1”的极性均可任意选择，所以同一数字信息序列的HDB3可有四种不同的形式。2.当编码的序列足够长时，我们的编码与译码过程中更容易得到规律。

以上的程序便是综合了HDB3的编码译码以及对于其仿真的全部过程，此是经过了本组成员的反复修改最终制作而成，对于HDB3的编译码有了更加深入的了解。

七、参考文献

1．郭文彬，桑林编著，通信原理-基于Matlab的计算机仿真，北京邮电大学出版社，2006 2．曹志刚，钱亚生，现代通信原理，清华大学出版社，2002年

3．郭仕剑等，《MATLAB 7.x数字信号处理》，人民邮电出版社，2006年

4．樊昌信，曹丽娜编著，通信原理学习指导，西安电子科技大学，2003

《通信原理课程设计.doc》

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