第一篇：成都大學(xué)通信原理課程設(shè)計(jì)

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數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：數(shù)字通信系統(tǒng)可分為數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)、模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要介紹數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)的二進(jìn)制數(shù)字相對(duì)相位調(diào)制方式（2DPSK），并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)2DPSK數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行建模與基本的功能仿真，并通過對(duì)各模塊的波形分析對(duì)系統(tǒng)的性能及可實(shí)現(xiàn)性做出評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：頻帶傳輸；2DPSK；MATLAB；

I

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目錄

第1章 引言................................................................................1 1.1背景...............................................................................1 1.2 選題的目的和意義...................................................................2 1.3 本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容...............................................................2 1.4 章節(jié)內(nèi)容安排.......................................................................3 第2章2DPSK調(diào)制與解調(diào)原理.................................................................4 2.1 2DPSK信號(hào)的產(chǎn)生...................................................................4 2.2 2DPSK信號(hào)的調(diào)制...................................................................4 2.2.1 2DPSK模擬調(diào)制法.............................................................5 2.2.2 2DPSK鍵控法.................................................................5 2.3 2DPSK 信號(hào)的解調(diào)...................................................................6 2.3.1 極性比較法...................................................................7 2.3.2 相位比較法...................................................................7 第3章 基于Matlab的系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)仿真.......................................................9 3.1設(shè)計(jì)流程圖.........................................................................9 3.2仿真程序..........................................................................10 3.3仿真波形..........................................................................15 3.4參數(shù)要求..........................................................................20 第4章 結(jié)束語.............................................................................21 參考文獻(xiàn)..................................................................................22

II

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第1章 引言

1.1背景

人類的社會(huì)活動(dòng)和發(fā)展是與信息及其傳遞——通信密切相關(guān)的。當(dāng)今世界已進(jìn)入信息時(shí)代。通信已深入到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)人類的生活和社會(huì)的發(fā)展更加具有特殊重要的意義，對(duì)于遠(yuǎn)程通信來說，數(shù)字頻帶傳輸技術(shù)的發(fā)展尤為重要。

隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展與數(shù)字器件的廣泛使用數(shù)字信號(hào)處理在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)越來越重要。數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和頻帶傳輸系統(tǒng)。頻帶傳輸系統(tǒng)也叫數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)是一種利用調(diào)制器對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行頻率交換的傳輸方式，該系統(tǒng)對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使其頻譜搬移到適合在信道(一般為帶通信道)上傳輸?shù)念l帶上。信號(hào)調(diào)制的目的是為了更好的適應(yīng)信號(hào)傳輸通道的頻率特性，傳輸信號(hào)經(jīng)過調(diào)制處理也能克服基帶傳輸同頻帶過寬的缺點(diǎn)，提高線路的利用率，一舉兩得。研究數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)是研究數(shù)字通信的基礎(chǔ)，現(xiàn)代大多數(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)都是頻帶通信系統(tǒng)。數(shù)字頻帶傳輸在應(yīng)用上要比基帶傳輸更廣泛，應(yīng)用范圍更大，如：衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、光纖通信、均是在所規(guī)定信道頻帶內(nèi)傳輸頻帶信號(hào)。

通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別成為研究熱點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)外都有相關(guān)方面的研究，并且取得很好的結(jié)果。80年代以來，通信和信號(hào)處理系統(tǒng)越來越復(fù)雜，各種新技術(shù)的發(fā)展對(duì)通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)起著重大的影響。通信系統(tǒng)復(fù)雜性的增加使得分析與設(shè)計(jì)所需的時(shí)間和費(fèi)用也迅速上升，為了節(jié)約人力、物力、財(cái)力和時(shí)間，就需要進(jìn)行系統(tǒng)仿真。近10年來，數(shù)字通信系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展，尤其是人們對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的需求，已超過現(xiàn)今技術(shù)所能支持?jǐn)?shù)據(jù)速率幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而可利用的無線頻譜有限，只有使通信頻譜利用率得到顯著提高，才能滿足通信容量的要求。盡管通過增加發(fā)射功率和帶寬來提高系統(tǒng)輸出信噪比可以改善系統(tǒng)性能，但這與移動(dòng)通信的發(fā)展目標(biāo)相違背。一個(gè)使數(shù)據(jù)速率增長(zhǎng)得以實(shí)現(xiàn)的重要技術(shù)突破就是研究數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)。

過去，數(shù)字信號(hào)處理一直是用模擬設(shè)備完成，近代，數(shù)字計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大規(guī)模集成技術(shù)的高度發(fā)展，為數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)的處理提供了強(qiáng)有力的手段。在電子各個(gè)領(lǐng)域，正日益廣泛地用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)。

數(shù)字通信在其發(fā)展過程中表現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力，它沖破了傳統(tǒng)模擬通信方式的統(tǒng)治，逐步地發(fā)展、完善。隨著通信事業(yè)的發(fā)展，特別是各種寬帶傳輸技術(shù)(例如光纖傳輸、數(shù)字微波等)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDH)的實(shí)用化，全數(shù)字化的通信方式必將逐步取代模擬通信方式而得到蓬勃發(fā)展。數(shù)字調(diào)制傳輸在現(xiàn)在通信中發(fā)揮著越來越重要的作用。為使數(shù)字信號(hào)能在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制方式與模擬信號(hào)調(diào)制相類似。根據(jù)數(shù)字信號(hào)控制波的參量不同也分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種方式。因數(shù)字信號(hào)對(duì)載波參數(shù)的調(diào)制通常采用數(shù)字信號(hào)的離散值對(duì)載波進(jìn)行鍵控，故這三種數(shù)字調(diào)制方式被稱為幅移鍵控（ASK）、成都學(xué)院（成都大學(xué)）課程設(shè)計(jì)報(bào)告

頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。基于頻帶系統(tǒng)仿真是通信電子類專業(yè)教學(xué)和科研經(jīng)常使用的一種方法。我們?cè)谟?jì)算機(jī)嘗試仿真，在計(jì)算機(jī)上顯示不同系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行波形觀察、頻譜分析和性能分析等，為數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究提供強(qiáng)有力的指導(dǎo)。

MATLAB是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。具有如下特點(diǎn)：

1)高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能，能使用戶從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來； 2)具有完備的圖形處理功能，實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編程的可視化；

3)友好的用戶界面及接近數(shù)學(xué)表達(dá)式的自然化語言，使學(xué)者易于學(xué)習(xí)和掌握；

4)功能豐富的應(yīng)用工具箱(如信號(hào)處理工具箱、通信工具箱等)，為用戶提供了大量方便實(shí)用的處理工具。

1.2 選題的目的和意義

當(dāng)要測(cè)試一個(gè)傳輸系統(tǒng)的性能時(shí)，往往都是把它做出來，再對(duì)其進(jìn)行測(cè)量計(jì)算。這樣做的話，需要浪費(fèi)大量財(cái)力和勞力。而現(xiàn)在我們利用計(jì)算機(jī)，把需要設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，模擬測(cè)試出來傳輸系統(tǒng)，最后計(jì)算出來和他相關(guān)的誤碼率，誤比特率等數(shù)據(jù)，得出這個(gè)傳輸系統(tǒng)性價(jià)比。在傳輸信號(hào)中，2DPSK與2PSK信號(hào)和2ASK及2FSK信號(hào)相比，具有較好的誤碼率性能，但2FSK對(duì)相位不敏感，為了保證2PSK的優(yōu)點(diǎn)，又不會(huì)產(chǎn)生誤碼，將2PSK體制改進(jìn)為二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK），及相對(duì)相移鍵控。2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對(duì)相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。MATLAB是一種功能強(qiáng)大，效率高，交互性好的數(shù)值計(jì)算和可視化計(jì)算機(jī)高級(jí)語言，它將數(shù)值的分析，矩陣計(jì)算，信號(hào)處理和圖形顯示有機(jī)地融合為一體，形成了一個(gè)極其方便，用戶界面有好的操作環(huán)境。隨著其自身版本的不斷提高，MATLAB得到了各個(gè)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的廣泛關(guān)注，其強(qiáng)大的擴(kuò)展功能可以為各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。目前，MATLAB已廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究工程計(jì)算，仿真，自動(dòng)控制等領(lǐng)域，是目前工程上流行最廣泛的科學(xué)語言。數(shù)字頻帶系統(tǒng)的應(yīng)用廣泛，所以研究數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)并用軟件仿真，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1.3 本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

實(shí)現(xiàn)對(duì)2DPSK數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建模。包括以下要求：

（1）設(shè)計(jì)出規(guī)定的數(shù)字通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括信源，調(diào)制，發(fā)送濾波器模塊，信道，接受濾波器模塊，解調(diào)以及信宿；

（2）根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)出各個(gè)模塊的參數(shù)（例如碼速率，濾波器的截止頻率等）；（3）用Matlab實(shí)現(xiàn)該數(shù)字通信系統(tǒng)；（4）觀察仿真并進(jìn)行波形分析；

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（5）系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)（分析誤碼率）。

1.4 章節(jié)內(nèi)容安排

本文共有四個(gè)章節(jié)，第一章為緒論，主要介紹數(shù)字通信系統(tǒng)的背景與發(fā)展，對(duì)我們的重要意義以及我們課程設(shè)計(jì)需要做的工作，要完成的主要內(nèi)容；第二章是講2DPSK產(chǎn)生的方法和調(diào)制與解調(diào)原理；第三章是講基于Matlab的系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)仿真，是本次的重點(diǎn)。第四章是結(jié)束語，是對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的一個(gè)全面總結(jié)和心得體會(huì)。

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第2章2DPSK調(diào)制與解調(diào)原理

2.1 2DPSK信號(hào)的產(chǎn)生

2DPSK 是利用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化傳遞數(shù)字信息，載波相鄰兩碼元的相位差定義為

??n??n??n-

1（2-1）

?n、?n-1分別表示第n及n-1個(gè)碼元的載波初相。??n?0通常表示數(shù)字信息“0”，??n??通常表示數(shù)字信息“1”。波形如圖2.1所示：

絕對(duì)碼110100110相對(duì)碼01001110112DPSK 圖2-1 2DPSK波形

2.2 2DPSK信號(hào)的調(diào)制

S2DPSK(t)等于調(diào)制信號(hào)S(t)2DPSK的基本原理和2ASK是一樣的，只是把輸入的數(shù)字信息進(jìn)行碼變換，碼變換后的信號(hào)S(t)乘以載波信號(hào)cos2?fct。所以S2DPSK(t)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

S2DPSK(t)?S(t)?cos2?fct（2-2）

根據(jù)功率譜公式可以算出S(t)的功率譜，用P(f)來表示。根據(jù)頻移定理得到S(t)信號(hào)的功率譜 ''''A2?P'?f?fc??Ps'?f?fc??P2DPSK(f)??

（2-3）4?s4

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'其中，Ps'?f?為雙極性全占空矩形脈沖序列 S(t)的功率譜。

2.2.1 2DPSK模擬調(diào)制法

模擬調(diào)制法如圖2-2所示，其中碼變換過程為將絕對(duì)碼變換為相對(duì)嗎；碼型變換的過程為將輸入的單極性不歸零碼轉(zhuǎn)換為雙極性不歸零碼型；乘法器過程是將雙極性不歸零信號(hào)與載波相乘得到2DPSK信號(hào)。

雙極性S(t)碼變換相對(duì)碼碼型變換不歸零乘法器cos?cte2DPSK(t)圖2-2 模擬調(diào)制法

2.2.2 2DPSK鍵控法

基帶信號(hào)差分變換反相器載波輸入圖2-3 鍵控法

選項(xiàng)開關(guān)已調(diào)信號(hào)

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2.3 2DPSK 信號(hào)的解調(diào)

2DPSK信號(hào)最常用的解調(diào)方法有兩種，一種是極性比較法（相干解調(diào)法），另一種是相位比較法（非相干解調(diào)法）。

當(dāng)采用2PSK解調(diào)時(shí)，設(shè)調(diào)制采用“1”變“0”不變規(guī)則。當(dāng)發(fā)送端“1”時(shí)，收到的2PSK信號(hào)為：

S2PSK??cos2?fct

（2-4）

帶通濾波器的輸出是信號(hào)加窄帶噪聲：

?cos2?fct?ni(t)???1?ni(t)?cos2?fct?nQ(t)sin2?fct

（2-5）

上式與相干載波cos2?fct相乘，得：

??cos2?fct?ni(t)?cos2?fct???1?ni(t)?cos22?fct?nQ(t)sin2?fctcos2?fct

?11??1?ni(t)????1?ni(t)?cos4?fct 22?4fctc?os2f

t

（2-6）

?nQ(t)sinc式（2-6）所示信號(hào)經(jīng)低通濾波器后得：

x(t)??1?ni(t)

（2-7）

顯然，x(t)的瞬時(shí)值是均值為-

1、方差為?n?n0B2PSK?2n0f的高斯隨機(jī)變量。所以，x(t)的取樣值的概率密度函數(shù)為：

2f1(x)?同理，發(fā)端發(fā)“0”時(shí)，收到的2PSK信號(hào)為：

1e2??n?(x?1)222?n

（2-8）

S2PSK?cos2?fct

（2-9）

帶通濾波器的輸出是信號(hào)加窄帶噪聲：

cos2?fct?ni(t)??1?ni(t)?cos2?fct?nQ(t)sin2?fct

（2-10）

上式與相干載波cos2?fct相乘，得：

?cos2?fct?ni(t)?cos2?fct??1?ni(t)?cos22?fct?nQ(t)sin2?fctcos2?fct

?11?1?ni(t)???1?ni(t)?cos4?fct 22?nQ(t)sin4?fctcos2?fct

（2-11）

式（2-11）所示信號(hào)經(jīng)低通濾波器后得：

x(t)?1?ni(t)

（2-12）

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顯然，x(t)的瞬時(shí)值是均值為

1、方差為?n?n0B2PSK?2n0f的高斯隨機(jī)變量。所以，x(t)的取樣值的概率密度函數(shù)為：

2f0(x)?1e2??n??(x?1)222?n

（2-13）

當(dāng)“1”、“0”等概率時(shí)，最佳判決門限為0。發(fā)“1”錯(cuò)判成“0”的概率為：

1P(0/1)??f1(x)dx?erfc(r)

（2-14）

02根據(jù)Pe?P(0)P(1/0)?P(1)P(0/1)得解調(diào)器平均誤碼率為：

11Pe?erfc(r)?P(0)?P(1)??erfc(r)

（2-15）

22式中，r?a22?2n。

2PSK的反向工作問題：二分頻電路恢復(fù)的載波有時(shí)與發(fā)光載波相同，有時(shí)反相。當(dāng)本地載波反相，變?yōu)閏os?2?fct???時(shí)，則相乘器以后的輸出波形都和載波同頻同相時(shí)的情況相反，判決器輸出的數(shù)字信號(hào)全錯(cuò)，與發(fā)送數(shù)碼完全相反，這種情況稱為反向工作。2DPSK只是解決了2PSK的反向工作問題，但是在2DPSK差分碼中有一個(gè)出錯(cuò)時(shí)會(huì)引起兩個(gè)相鄰碼元錯(cuò)誤。所以2DPSK誤碼率為2PSK誤碼率的兩倍

1Pe?2?erfc(r)?P(0)?P(1)??erfc(r)

（2-16）

22.3.1 極性比較法

解調(diào)原理：對(duì)2DPSK信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出想相對(duì)碼，再經(jīng)碼反變換器變換為絕對(duì)碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。

e2DPSK(t)帶通濾波器乘法器cos?ct低通濾波器抽樣判決器定時(shí)脈沖碼反變換器輸出

圖2-4 極性比較法解調(diào)

2.3.2 相位比較法

解調(diào)原理：對(duì)接收到的2DPSK信號(hào)延時(shí)一個(gè)碼元間隔Ts，然后與2DPSK信號(hào)本身相乘，相乘結(jié)果反映了

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前后碼元的相位差，經(jīng)過低通濾波器后再抽樣判決，可直接恢復(fù)出原始數(shù)字信息。

e2DPSK(t)帶通濾波器低通濾波器抽樣判決器定時(shí)脈沖碼反變換器輸出延遲Ts

圖2-5 相位比較法解調(diào)

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第3章 基于Matlab的系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)仿真

3.1設(shè)計(jì)流程圖

產(chǎn)生隨機(jī)序列差分編碼脈沖整形調(diào)制生成DPSK信號(hào)加噪聲高通濾波器延時(shí)低通濾波器抽樣判決對(duì)比顯示誤碼結(jié)束 圖3-1 程序流程圖

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3.2仿真程序

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % dpsk調(diào)制，非相干解調(diào) % 參數(shù)：

% 載波頻率4800Hz，碼元速率2400Hz % 采樣率是載波頻率的8倍

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Nyquist_Freq=19200;%奈奎斯特速率 CW_Freq=4800;%載波頻率

Sample_Ratio=0.125;%載波頻率/采樣頻率 m=15;%碼元數(shù)目

N=2*(m+1)/Sample_Ratio;%采樣點(diǎn)數(shù)，因?yàn)椴罘志幋a后會(huì)多出一個(gè)碼元，所以是m+1 n=1:1:N;N0=randn(1,N);%噪聲,均值為0，方差為1 % 21階整形濾波器

b1=rcosfir(0.5,10,2/Sample_Ratio,1);% 30階低通濾波器h2 f2=[0 0.125 0.4 1];w2= [1 0.95 0.1 0];b2 = fir2(30,f2,w2);% 隨機(jī)序列 a=rand(1,m);for i=1:m if(a(1,i)>0.5)a(1,i)=1;else a(1,i)=-1;end;end;%差分編碼

d_a=zeros(1,m+1);d_a(1,1)=-1;

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for i=1:m if(a(1,i)==d_a(1,i))d_a(1,i+1)=-1;else d_a(1,i+1)=1;end end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % 對(duì)原序列進(jìn)行采樣

spread_a=zeros(1,N-2/Sample_Ratio);k=1;j=0;for i=1:N-2/Sample_Ratio if(j==2/Sample_Ratio)j=0;k=k+1;end j=j+1;spread_a(1,i)=a(1,k);end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % 對(duì)差分編碼后的序列進(jìn)行采樣 spread_d_a=zeros(1,N);k=1;j=0;for i=1:N if(j==2/Sample_Ratio)j=0;k=k+1;end j=j+1;spread_d_a(1,i)=d_a(1,k);

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end %脈沖整形

fft_spread_d_a=fft(spread_d_a,N);fft_b1=fft(b1,N);wave_shape_d_a=ifft(fft_spread_d_a.*abs(fft_b1));%功率歸1化 energy_sum=0;for i=1:N energy_sum=energy_sum+wave_shape_d_a(1,i)^2;end average_power=energy_sum/N;wave_shape_d_a=wave_shape_d_a/sqrt(average_power);%功率歸1化 %隨機(jī)序列和差分編碼后的波形

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(1);subplot(2,1,1);plot(spread_a/max(spread_a),'k');% 隨機(jī)序列時(shí)域波形 title(' 隨機(jī)序列時(shí)域波形');axis([1 N-1.5 1.5]);subplot(2,1,2);plot(spread_d_a/max(spread_d_a),'k');%隨機(jī)序列幅頻特性 title(' 隨機(jī)序列差分編碼后波形');axis([1 N-1.5 1.5]);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %整形以后的信號(hào)

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% fft_wave_shape_d_a=fft(wave_shape_d_a,N);figure(2);subplot(2,1,1);plot(wave_shape_d_a/max(wave_shape_d_a),'k');% 整形以后的信號(hào)時(shí)域波形

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title('脈沖成形后時(shí)域波形');subplot(2,1,2);plot((0:N-1)*2*pi/N,abs(fft_wave_shape_d_a)/max(abs(fft_wave_shape_d_a)),'k');%整形以后的信號(hào)幅頻特性

title('脈沖成形后頻域波形');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %調(diào)制以后生成dpsk信號(hào) dpsk_m=zeros(1,N);j=0;k=1;for i=1:N if(j==2/Sample_Ratio)j=1;k=k+1;end dpsk_m(1,i)=wave_shape_d_a(1,i)*cos(2*pi*Sample_Ratio*i);%調(diào)制 j=j+1;end %調(diào)制以后的信號(hào)

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% fft_dpsk_m=fft(dpsk_m,N);figure(3);subplot(2,1,1);plot(dpsk_m/max(dpsk_m),'k');% 調(diào)制以后的信號(hào)時(shí)域波形 title('調(diào)制后時(shí)域波形');subplot(2,1,2);plot((0:N-1)*2*pi/N,abs(fft_dpsk_m)/max(abs(fft_dpsk_m)),'k');%調(diào)制以后 的信號(hào)幅頻特性 title('調(diào)制后頻域波形');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % 信號(hào)加噪聲，模擬信道 dpsk_m=dpsk_m+N0;

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%加噪以后的信號(hào)

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% fft_dpsk_m=fft(dpsk_m,N);figure(4);subplot(2,1,1);plot(dpsk_m/max(dpsk_m),'k');% 加噪以后的信號(hào)時(shí)域波形 title('加噪后時(shí)域波形');subplot(2,1,2);plot((0:N-1)*2*pi/N,abs(fft_dpsk_m)/max(abs(fft_dpsk_m)),'k');%加噪以后的信號(hào)幅頻特性 %濾波

fft_b2=fft(b2,N);%N點(diǎn)的FFT變換 fft_y1=fft_dpsk_m.*(abs(fft_b2));y1=ifft(fft_y1);%低通濾波后得到的信號(hào) %相乘以后的信號(hào)

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(5);subplot(2,1,1);plot(dpsk_m/max(dpsk_m),'k');%相乘后的信號(hào)時(shí)域波形 title('相乘后頻域波形');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %濾波以后的信號(hào)

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(6);subplot(2,1,1);plot(y1/max(y1),'k');% 濾波以后的信號(hào)時(shí)域波形 title('濾波后時(shí)域波形');subplot(2,1,2);plot((0:N-1)*2*pi/N,abs(fft_y1)/max(abs(fft_y1)),'k');%濾波以后的信號(hào)幅頻特性 title('濾波后頻域波形');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

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%抽樣和判決 an=zeros(1,m+1);for i=1:m an(1,i)=y1(1,2/Sample_Ratio*i+1/Sample_Ratio);end;result=zeros(1,m);for i=1:m if(an(1,i)>0)result(1,i)=-1;else result(1,i)=1;end;end;%誤碼情況

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(7);plot(result,'ko');hold on;plot(a,'kx');axis([1 m-1.5 1.5]);legend('判決后','原碼');title('誤碼情況');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3.3仿真波形

說明：在畫圖時(shí)，進(jìn)行了歸一化處理。噪聲的方差為1，隨機(jī)序列的幅度為1，調(diào)制加噪后信噪比為-3dB，按照理想情況計(jì)算，解調(diào)后信噪比為0dB。

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圖3-2 隨機(jī)序列15個(gè)

圖3-3 脈沖形成后的波形

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圖3-4 調(diào)制后的波形

圖3-5 加噪后的波形

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圖3-6 相乘后時(shí)域波形

圖3-7 濾波后的波形

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圖3-8 誤碼情況（0dB）

在統(tǒng)計(jì)誤碼率時(shí)，考慮到程序運(yùn)行時(shí)間，碼元個(gè)數(shù)為：65536，在高信噪比下統(tǒng)計(jì)的誤碼率可信度較低。判決前的信噪比按下式計(jì)算：SNR?A/?，其中A為已調(diào)信號(hào)的幅度，?為噪聲方差。2DPSK的理論誤碼率為：0.5*exp(?r)，其中r=SNR?A/?為判決時(shí)的信噪比。

2DPSK在?10dB，?8dB，?6dB，?4dB，?2dB，0dB，2dB，4dB，6dB，8dB，10dB的信噪比下的誤碼率依次為

0.*** 0.*** 0.*** 0.370***5 0.*** 0.*** 0.*** 0.***4 0.***3 0.***87

22222成都學(xué)院（成都大學(xué)）課程設(shè)計(jì)報(bào)告

0.000***0357 根據(jù)以上數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的理論數(shù)據(jù)，繪制的誤碼率曲線如下圖所示：

圖3-9 誤碼曲線

由圖3-9可知，系統(tǒng)誤碼率誤大小和系統(tǒng)的信噪比成反比，及信噪比越大，誤碼率越小。增加信噪比有利于增強(qiáng)傳輸系統(tǒng)的傳輸能力。

3.4參數(shù)要求

碼元速率2400波特，載波頻率4800Hz，奈奎斯特頻率19200Hz。

采樣頻率：為碼元速率的16倍，即奈奎斯特頻率為碼元速率的8倍，在計(jì)算誤碼率時(shí)，采樣頻率為碼元速率的8倍，即奈奎斯特頻率為碼元速率的4倍。

脈沖成形濾波器參數(shù)：脈沖成形濾波器選用FIR型升余弦濾波器，滾降系數(shù)為0.5，階數(shù)為21，調(diào)用Matlab中的rcosfir函數(shù)來設(shè)計(jì)濾波器。

低通濾波器：低通濾波器選用FIR型低通濾波器，參數(shù)為：

f2??0 0.125 0.4 1?;w2? ?1 0.95 0.1 0?;

b2 ? fir2?30,f2,w2?;調(diào)用fir2函數(shù)來生成。

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第4章 結(jié)束語

經(jīng)歷了兩周的課程設(shè)計(jì)，我覺的我學(xué)到了很多東西吧。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。還有在此次設(shè)計(jì)過程中也有互相的合作，這讓我也意識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，甚至在一定程度上決定了設(shè)計(jì)的成敗。

通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)通信系統(tǒng)的仿真有了很大的了解，掌握的設(shè)計(jì)的方法和思路，學(xué)會(huì)將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際的方法，提高分析和解決問題的能力，掌握了一些基本通信電路的結(jié)構(gòu)原理，能熟練使用Matlab軟件進(jìn)行程序仿真，能通過仿真波形得到自己想要的數(shù)據(jù)。然而，在這次課程設(shè)計(jì)中，我也發(fā)現(xiàn)了很多自身的不足，比如基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，耐心不夠，馬虎大意等等。在此，特別感謝，是他們給我不少幫助指示。今后，我將多多注意，不斷的提升自己。

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參考文獻(xiàn)

[1] 趙鴻圖.通信原理MATLAB仿真教程.北京：人民郵電出版社，2010 [2] 黃葆華.通信原理.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012 [3] 劉保柱.MATLAB 7.0 從入門到精通.北京：人民郵電出版社，2010 [4] 趙靜.基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007

第二篇：通信原理課程設(shè)計(jì)[范文]

通

題目：

信 原 理課程設(shè)計(jì)

基于MATLAB的系統(tǒng)的2ASK仿真

五、設(shè)計(jì)心得和體會(huì)???????????????????????

1、心得和體會(huì)……………………………………………………………

2、致謝……………………………………………………………………

參考文獻(xiàn)????????????????????????????????

一、2ASK通信系統(tǒng)發(fā)展背景

隨著通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，尤其是數(shù)字通信的快速發(fā)展越來越普及，研究人員對(duì)其相關(guān)技術(shù)投入了極大的興趣。為使數(shù)字信號(hào)能在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制方式與模擬信號(hào)調(diào)制相類似。根據(jù)數(shù)字信號(hào)控制載波的參量不同也分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種方式。因數(shù)字信號(hào)對(duì)載波參數(shù)的調(diào)制通常采用數(shù)字信號(hào)的離散值對(duì)載波進(jìn)行鍵控，故這三種數(shù)字調(diào)制方式被稱為幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。經(jīng)調(diào)制后的信號(hào)，通過信道傳輸，在接收端解調(diào)后恢復(fù)成數(shù)字信號(hào)。因此，調(diào)制解調(diào)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代通信的重要手段，促進(jìn)通信的快速發(fā)展。

現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、通信容量大、傳輸質(zhì)量好。作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制解調(diào)技術(shù)一直是人們研究的一個(gè)重要方向。從最早的模擬調(diào)幅調(diào)頻技術(shù)的日臻完善，到現(xiàn)在數(shù)字調(diào)制技術(shù)的廣泛運(yùn)用，使得信息的傳輸更為有效和可靠。二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控是一種古老的調(diào)制方式，也是各種數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。

二、仿真設(shè)計(jì)原理 1、2ASK信號(hào)的調(diào)制

2ASK技術(shù)是通過改變載波信號(hào)的幅值變化來表示二進(jìn)制0或1的。載波0，1信息只改變其振幅，而頻率和相位保持不變。通常使用其最大值A(chǔ)cos(?t??)和0分別表示1和0.有一種常用的幅值鍵控技術(shù)是開關(guān)鍵控（OOK）在OOK中，把一個(gè)幅度取為0，另一個(gè)幅度取為非0,其優(yōu)點(diǎn)是傳輸信息所需的能量下降了，且調(diào)制方法簡(jiǎn)單.ＯＯＫ的產(chǎn)生原理如圖2、2ASK信號(hào)的解調(diào)

接收端接收信號(hào)傳來的2ASK信號(hào)，首先經(jīng)過帶通濾波器濾掉傳輸過程中產(chǎn)生的噪聲干擾，再?gòu)闹谢貜?fù)原始數(shù)據(jù)信號(hào)。常用的解調(diào)方法有兩種：包絡(luò)解調(diào)法和相干解調(diào)法。

相干解調(diào)法

相干解調(diào)也叫同步解調(diào)，就是利用相干波和接收到的2ASK信號(hào)相乘分離出包含原始信號(hào)的低頻信號(hào)，再進(jìn)行抽樣判決恢復(fù)數(shù)字序列。相干波必須是與發(fā)送端同頻同相的正弦信號(hào)。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)是基帶信號(hào)，2221/2m(t)cos(2?t)是頻率為2?的高頻信號(hào)，利用低通濾波器可檢測(cè)出基帶信號(hào)，再經(jīng)過抽樣判決，即可恢復(fù)出原始數(shù)字信號(hào)序列{an},2ASK信號(hào)帶寬為碼元速率的2倍，即：B2ASK=2Rb.式中Rb為信息速率。

相干解調(diào)的原理圖如下

三、直接用MATLAB編程仿真

1、實(shí)驗(yàn)框圖

在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，為了使數(shù)字基帶信號(hào)能夠在信道中傳輸，要求信道應(yīng)具有低通形式的傳輸特性。然而，在實(shí)際信道中，大多數(shù)信道具有帶通傳輸特性，數(shù)字基帶信號(hào)不能直接在這種帶通傳輸特性的信道中傳輸。必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生

元速率Rb=1000Band,載波頻率為f=4kHZ.以下是仿真程序及注釋。例子中采用OOK鍵控方式實(shí)現(xiàn)2ASK調(diào)制。第一行為數(shù)字序列波***1的單極性不歸零碼，碼元寬度Tb=1/Rb=0.001s，第二行為載波波形，在一個(gè)碼元寬度，有4個(gè)周期的正玄波載波信號(hào)f=1/4Tb=4kHz;第三行為調(diào)整之后的波形，碼元1對(duì)應(yīng)的調(diào)制后波形對(duì)應(yīng)正玄波，0對(duì)應(yīng)的調(diào)制后波形為0，結(jié)果滿足要求.。

%數(shù)字信號(hào)的ASK調(diào)制

3、使用MATLAB編程

Clear;

%清空空間變量 m=[1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1];

%數(shù)字信號(hào)序列 Lm=length(m);

%序列的長(zhǎng)度

F=200;

%數(shù)字信號(hào)的帶寬

f=800;

%正弦載波信號(hào)的頻率 A=1;

%載波的幅度

Q=f/F;

%頻率比，即一個(gè)碼元寬度中的正弦周期個(gè)數(shù)，為適配下面的濾波器參數(shù)選取，Q>=1/3 M=500；

%一個(gè)正弦周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù) t=(0:M-1)/M/f;

%一個(gè)正弦信號(hào)周期內(nèi)的時(shí)間

carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q);%一個(gè)碼元寬度內(nèi)的正弦載波信號(hào) Lcarry1=length(carry1);

%一個(gè)碼元寬度內(nèi)的信號(hào)長(zhǎng)度 carry2=kron(ones(size(m)),carry1);%載波信號(hào)

ask=kron(m,carry1);

%調(diào)制后的信號(hào) N=length(ask);

%長(zhǎng)度 tau=(0:N-1)/(M-1)/f;

%時(shí)間 Tmin=min(tau);

%最小時(shí)刻 Tmax=max(tau);

%最大時(shí)刻 T=ones(size(carry1));

%一個(gè)數(shù)字信號(hào)1 dsig=kron(m,T);

%數(shù)字信號(hào)波形 subplot(3,1,1);

%子圖分割 plot（tau,dsig）

%畫出載波波形 grid on

%添加網(wǎng) axis([Tmin Tmax-0.2 1.2])

%設(shè)置坐標(biāo)范圍 subplot(3,1,2)

%子圖分割 plot(tau,carry2)

%畫出載波波形 grid on

%添加網(wǎng)絡(luò)

axis([Tmin Tmax-1.2*A 1.2*A]);%設(shè)置坐標(biāo)范圍 subplot(3,1,3)

%子圖分割 plot(tau,ask)

%畫出調(diào)制后的波形 grid on

%添加網(wǎng)絡(luò)

axis([Tmin Tmax-1.2*A 1.2*A])%設(shè)置坐標(biāo)范圍

y=(x(t_judge));

%抽樣判決時(shí)刻的信號(hào)值 y_judge=1*(y>=th)+0*(y<=th);

%抽樣判決信號(hào)的0階保持 y_value=kron(y_judge,ones(size(carry1)));

%抽樣判決后的數(shù)字信號(hào)波形 n_tau=tau+0.5/F;

%抽樣判決后的信號(hào)對(duì)應(yīng)時(shí)間 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、圖示

%子圖分割

%畫出抽樣判決后的數(shù)字信號(hào)波形-0.2 1.2])

%畫出原始信號(hào)波形與解調(diào)后信號(hào)作對(duì)比

四、仿真結(jié)果

011

為使仿真過程清晰，忽略了信道的傳輸延時(shí)等，僅考慮了抽樣判決點(diǎn)選取時(shí)的延時(shí)0.5Tb，因碼元波特率RB=1000Band，碼元寬度Tb=1/Rb=0.001s 故0.5Tb=0.0005s，從圖中標(biāo)注可以看出，信號(hào)的起始點(diǎn)為0.0005s。

五、設(shè)計(jì)心得和體會(huì)

1、心得和體會(huì)

通過本次課程設(shè)計(jì)，我們主解了要了2ASK調(diào)制與解調(diào)原理，特別是2ASK調(diào)制解調(diào)電路的MATLAB實(shí)現(xiàn)與調(diào)制性能分析，把本學(xué)期學(xué)的通信原理等通信類科目的內(nèi)容應(yīng)用到本課程設(shè)計(jì)中來，進(jìn)一步鞏固復(fù)習(xí)通信原理，MATLAB等課程，以達(dá)到融會(huì)貫通的目的。

通過對(duì)通信系統(tǒng)原理和MATLAB的學(xué)習(xí)，在通過硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)會(huì)時(shí)不時(shí)地會(huì)出現(xiàn)一些問題，諸如：某個(gè)芯片的用法、其適用范圍、其典型應(yīng)用時(shí)會(huì)出現(xiàn)的問題、濾波器的設(shè)計(jì)、模擬電路中反饋電阻與控制增益器件的調(diào)節(jié)等等，都需要理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合才能解決。在此期間，首先，通過查閱相關(guān)書籍、文獻(xiàn)，搞清楚原理框圖，為今后的實(shí)驗(yàn)及論文寫作奠定比較扎實(shí)的理論；其次，在原理圖的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)具體的硬件實(shí)現(xiàn)流程圖，利用將一個(gè)大而復(fù)雜的系統(tǒng)分解轉(zhuǎn)化為多個(gè)小而簡(jiǎn)單的模塊的思想，在進(jìn)行整合、連接，將復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化。了解了更多關(guān)于通信的知識(shí)，對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作又了莫大的幫助。通過本次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了對(duì)通信系統(tǒng)原理的理解，學(xué)會(huì)查尋資料、方案比較，以及設(shè)計(jì)計(jì)算及仿真等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高了分析解決實(shí)際問題的能力。在學(xué)習(xí)通信原理理論后進(jìn)行一次電子設(shè)計(jì)與制作，鍛煉了分析、解決電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)。為進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)通信，多媒體技術(shù)等課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。運(yùn)用學(xué)習(xí)成果把課堂上學(xué)的系統(tǒng)化的理論知識(shí)，嘗試性的應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)工作，并從理論的高度對(duì)設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)代化提高一些有真惰性的建議和設(shè)想，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，看一看課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際工作到底有多大差距，并通過綜合分析，找出學(xué)習(xí)中存在的不足，以便為完善學(xué)習(xí)計(jì)劃，更邊學(xué)習(xí)內(nèi)容提供實(shí)踐依據(jù)。

2、致謝

在此，首先要感謝蔡老師對(duì)我們一直以來的關(guān)心和照顧，細(xì)心給我們解答疑惑，幫助我們更好的學(xué)習(xí)，同時(shí)還要謝謝同學(xué)們熱情的幫助。最后，祝老師新年快樂！笑口常開！

參考文獻(xiàn)

[1]《通信原理》（第2版）樊昌信 等編著

國(guó)防工業(yè)出版社 北京

2012年 [2]《MATLAB信息工程工具箱技術(shù)手冊(cè)》魏巍 主編 國(guó)防工業(yè)出版社 北京 2004年 [3]《MATLAB通信仿真開發(fā)手冊(cè)》孫屹 主編 李妍 編著國(guó)防工業(yè)出版社 北京2004年

第三篇：通信原理課程設(shè)計(jì)

通 信 原

理

課

程 設(shè)計(jì)

班級(jí)：

姓名：

學(xué)號(hào)：

任課教師：

Simulink建模仿真實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用

? 設(shè)計(jì)目的

掌握頻分復(fù)用工作原理

學(xué)會(huì)使用Simulink建模仿真

? 設(shè)計(jì)題目涉及的理論知識(shí)

當(dāng)一條物理信道的傳輸能力高于一路信號(hào)的需求時(shí)，該信道就可以被多路信號(hào)共享，例如電話系統(tǒng)的干線通常有數(shù)千路信號(hào)的在一根光纖中傳輸。復(fù)用就是解決如何利用一條信道同時(shí)傳輸多路信號(hào)的技術(shù)。其目的是為了充分利用信道的頻帶或時(shí)間資源，提高信道的利用率。

信號(hào)多路復(fù)用有兩種常用方法：頻分復(fù)用（FDM）和時(shí)分復(fù)用（TDM）。時(shí)分復(fù)用通常用于數(shù)字信號(hào)的多路傳輸。頻分復(fù)用主要用于模擬信號(hào)的多路傳輸，也可用于數(shù)字信號(hào)。

頻分復(fù)用是一種按頻率來劃分信道的復(fù)用方式。在FDM中，信道的帶寬被分成多個(gè)相互不重疊的頻段（子通道），沒路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)子通道，并且各路之間必須留有未被使用的頻帶（防護(hù)頻帶）進(jìn)行分隔，以防止信號(hào)重疊。在接收端，采用適當(dāng)?shù)膸V波器將多路信號(hào)分開，從而恢復(fù)出所需要的信號(hào)。

在物理信道的可用帶寬超過單個(gè)原始信號(hào)（如原理圖中的輸入信號(hào)1、2、3這3路信號(hào)）所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號(hào)帶寬相同（或略寬）的子信道；然后在每個(gè)子信道上傳輸一路信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)在同一信道中同時(shí)傳輸多路信號(hào)。多路原始信號(hào)在頻分復(fù)用前，先要通過頻譜搬移技術(shù)將各路信號(hào)的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上，使各信號(hào)的帶寬不相互重疊（搬移后的信號(hào)如圖中的中間3路信號(hào)波形）；然后用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號(hào)，每個(gè)信號(hào)都在以它的載波頻率為中心，一定帶寬的通道上進(jìn)行傳輸。為了防止互相干擾，需要使用抗干擾保護(hù)措施帶來隔離每一個(gè)通道。? 設(shè)計(jì)思想（流程圖）

整個(gè)系統(tǒng)的流程為：

輸入正弦信號(hào)→低通濾波器→調(diào)制器→帶通濾波器→高斯信道→帶通濾波器→解調(diào)→低通濾波器→輸出信號(hào) ? 仿真模塊

正弦信號(hào)；Sine Wave模塊

低通濾波器 ：Analog Filter Design-lowpass模塊

調(diào)制器：Analog Passband Modulation ,提供模擬調(diào)制技術(shù)。

DSB AM Modulator Passband模塊 DSBSC AM Modulator Passband模塊 SSB AM Modulator Passband模塊

帶通濾波器：Digital Filter Design模塊

信道：AWGN channel,加性高斯白噪聲信道。

解調(diào)器：Analog Passband Modulation ,提供模擬調(diào)制技術(shù)。

DSB AM Demodulator Passband模塊 DSBSC AM Demodulator Passband模塊 SSB AM Demodulator Passband模塊 輸出：Scope模塊 加法：Sum 模塊

? 仿真模型和模塊的參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置 仿真結(jié)果設(shè)置Sine Wave模塊參數(shù)，雙擊模塊刪除默認(rèn)值輸入新的設(shè)置 設(shè)置Amplitude 為1 設(shè)置Frequency為2*pi 設(shè)置Samples per frame 為0.01 低通濾波器

設(shè)置filter order為8

設(shè)置 passband edge frenquency 為30

3帶通濾波器 信道

設(shè)置 Initial seed 67

設(shè)置 Mode Variance from mask 調(diào)制器

設(shè)置 Carrier frenquency 100 6 解調(diào)器

設(shè)置Carrier frenquency 100

結(jié)論（結(jié)果分析）

通過對(duì)以上三個(gè)不同的信號(hào)進(jìn)行低通、帶通濾波和AM、DSB、SSB的調(diào)制解調(diào)得出三個(gè)不同的波形。從而知道頻分復(fù)用利用同一個(gè)信道同時(shí)傳輸多路信號(hào)的，充分利用信道的頻帶或時(shí)間資源，提高信道的利用率。盡管在傳輸和復(fù)用過程中，調(diào)制解調(diào)等過程會(huì)不同程度的引入非線性失真，而產(chǎn)生各路信號(hào)的相互干擾，但是頻分復(fù)用仍然可以普遍應(yīng)用在多路載波電話系統(tǒng)中。

Simulink是一個(gè)很好的應(yīng)用工具，我學(xué)習(xí)到如何建模和仿真。在軟件中掌握模塊的功能以及應(yīng)用，順利的建立模型，進(jìn)行仿真，得到結(jié)果。

第四篇：通信原理課程設(shè)計(jì)

二○一○～二○一一學(xué)年第二學(xué)期

電子信息工程系

課程設(shè)計(jì)計(jì)劃書

課程名稱：

通信原理

班

級(jí)：

姓

名：

學(xué)

號(hào)：

指導(dǎo)教師：

二○一一年六月一日

1、課程設(shè)計(jì)目的：

通過課程設(shè)計(jì)，鞏固已經(jīng)學(xué)過的有關(guān)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的知識(shí)，加深對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，學(xué)會(huì)應(yīng)用Matlab Simulink工具對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真。

2、課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排：

課程設(shè)計(jì)時(shí)間為第一周。首先查找資料，掌握系統(tǒng)原理，熟悉仿真軟件，然后構(gòu)建仿真結(jié)構(gòu)模型，最后調(diào)試運(yùn)行并分析仿真結(jié)果。

3、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：

（1）基本工作原理：

二進(jìn)制相位調(diào)制就是用二進(jìn)制數(shù)字信息控制正弦載波的相位，使正弦載波的相位隨著二進(jìn)制數(shù)字信息的變化而變化。二進(jìn)制絕對(duì)調(diào)相就是用數(shù)字信息直接控制載波的相位。例如，當(dāng)數(shù)字信息為‘1’時(shí)，使載波反相；當(dāng)數(shù)字信息為‘0’時(shí)，載波相位不變。2PSK信號(hào)可以看成是雙極性基帶信號(hào)乘以載波而產(chǎn)生的

解調(diào)方法： 信號(hào)產(chǎn)生

解調(diào)方法：

由于2PSK信號(hào)的頻譜中無載波分量，所以2PSK信號(hào)的解調(diào)只有相干解調(diào)，這種相干解調(diào)又稱極性比較法。2PSK解調(diào)框圖為：

（2）設(shè)計(jì)系統(tǒng)：

框圖：

設(shè)定參數(shù)： 正弦載波參數(shù)設(shè)置

與載波反向正弦波參數(shù)設(shè)置

伯努利二進(jìn)制隨機(jī)序列產(chǎn)生器

多路選擇器參數(shù)設(shè)置

帶通濾波器參數(shù)設(shè)置

低通濾波器參數(shù)設(shè)置

高斯白噪聲參數(shù)設(shè)置

（3）Matlab仿真

調(diào)制部分

解調(diào)部分

誤碼率

4、總結(jié)：

通過理論指導(dǎo)，從仿真中可以看出在2PSK調(diào)制系統(tǒng)中由于存在信道干擾和碼間干擾，會(huì)影響調(diào)制系統(tǒng)的性能，及存在一定的誤碼率，誤碼率與信噪比相關(guān)，當(dāng)信噪比提高時(shí)。誤碼率下降。

在老師和同學(xué)的幫助下我順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)，且這次課程設(shè)計(jì)使用了MATLAB的SIMULINK功能對(duì)2PSK系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，使我們對(duì)數(shù)字調(diào)制有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也對(duì)MATLAB中的SIMULINK有了一定的了解，熟悉了它的一些操作。

對(duì)于我來說，收獲最大的是方法和能力；那些分析和解決問題的能力。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)我們學(xué)生在經(jīng)驗(yàn)方面十分缺乏，空有理論知識(shí)，沒有理性的知識(shí)；有些東西可能與實(shí)際脫節(jié)?？傮w來說，我覺得像課程設(shè)計(jì)這種類型的作業(yè)對(duì)我們的幫助還是很大的，它需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)地聯(lián)系起來，從中暴露出自身的不足，以待改進(jìn)！

5、參考書目：

[1] 現(xiàn)代通信系統(tǒng)----使用Matlab 劉樹棠譯 西安交通大學(xué)出版社

[2] 現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真----Matlab 通信工具箱 李建新等編著 西安電子科技大學(xué)出版社

[3] Simulink通信仿真教程 李賀冰等編 國(guó)防工業(yè)出版社

第五篇：通信原理課程設(shè)計(jì)

通信原理課程設(shè)計(jì)

AM超外差收音機(jī)仿真

院系： 班級(jí)：

姓名： 學(xué)號(hào)：

指導(dǎo)老師： 完成日期：

（一）課程設(shè)計(jì)目的：

為了將理論應(yīng)用到實(shí)踐，我們進(jìn)行了在整整半個(gè)月的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到很多很多的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的內(nèi)容。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才是真正的知識(shí)，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程遇到了各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計(jì)，把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故，鞏固了所學(xué)的知識(shí)。

（二）課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：

超外差的特點(diǎn)是：被選擇的高頻信號(hào)的載波頻率，變?yōu)檩^低的固定不變的中頻(465KHz)，再利用中頻放大器放大，滿足檢波的要求，然后才進(jìn)行檢波。在超外差接收機(jī)中，為了產(chǎn)生變頻作用，還要有一個(gè)外加的正弦信號(hào)，這個(gè)信號(hào)通常叫外差信號(hào)，產(chǎn)生外差信號(hào)的電路，習(xí)慣叫本地振蕩。在收音機(jī)本振頻率和被接收信號(hào)的頻率相差一個(gè)中頻，因此在混頻器之前的選擇電路，和本振采用統(tǒng)一調(diào)諧線，如用同軸的雙聯(lián)電容器(PVC)進(jìn)行調(diào)諧，使之差保持固定的中頻數(shù)值。由于中頻固定，且頻率比高頻已調(diào)信號(hào)低，中放的增益可以做得較大，工作也比較穩(wěn)定，通頻帶特性也可做得比較理想，這樣可以使檢波器獲得足夠大的信號(hào)，從而使整機(jī)輸出音質(zhì)較好的音頻信號(hào)。實(shí)驗(yàn)的目的就是用Systemview軟件來演示收音機(jī)的工作原理!

（三）設(shè)計(jì)原理：

原理圖為圖1：

圖1

這次實(shí)驗(yàn)為了說明超外差A(yù)M收音機(jī)的工作原理及信號(hào)解調(diào)過程,為了節(jié)省仿真時(shí)間沒有按實(shí)際540-1700KHz的頻率覆蓋范圍和455KHz中頻頻率設(shè)計(jì),而采用了20KHz作為IF.另外設(shè)了30KHz,40KHz和50KHz三個(gè)載波頻率的發(fā)射信號(hào),模擬調(diào)制信號(hào)的帶寬為5KHz以下.并希望接收到40KHz的電臺(tái)頻率。收音機(jī)使用高邊調(diào)諧,本振應(yīng)為40+20=60KHz,且存在一個(gè)鏡像干擾頻率為40+2*20=80KHz。整個(gè)混頻輸入與混頻輸出的頻譜圖搬移過程可以用下圖2表示：

圖2

（四）SystemView仿真設(shè)計(jì)：

圖3

圖3為SystemView仿真設(shè)計(jì)原理圖

主要圖符參數(shù)在下團(tuán)中標(biāo)出：

圖4

仿真結(jié)果：

SystemView仿真設(shè)計(jì)原理圖（圖3）接收器22的輸出波形如圖5：

圖5

SystemView仿真設(shè)計(jì)原理圖（圖3）接收器23的輸出波形如下圖6:

圖6

SystemView仿真設(shè)計(jì)原理圖（圖3）接收器23的輸出波形如圖7

圖7

SystemView仿真設(shè)計(jì)原理圖（圖3）接收器25的輸出波形如圖8：

圖8

SystemView仿真設(shè)計(jì)原理圖（圖3）接收器25的輸出波形如下圖9

圖9

SystemView仿真設(shè)計(jì)原理圖（圖3）接收器23的輸出波形的頻譜圖如圖10

圖10

（五）結(jié)果分析

系統(tǒng)采樣頻率設(shè)置為200KHz，在原理圖3的左邊對(duì)應(yīng)的是3個(gè)AM信號(hào)發(fā)生器用來模擬3個(gè)電臺(tái)，調(diào)制信號(hào)采用了掃頻信號(hào)，分別采用了不同的掃頻帶寬和調(diào)制度。中頻濾波器采用1個(gè)5個(gè)極點(diǎn)3db帶寬為10KHz的切比契夫?yàn)V波器。接收到的RF信號(hào)（圖符23）頻譜如圖10.在40KHz頻率的信號(hào)具有最大的調(diào)制度（設(shè)為1）信息帶寬的中心信號(hào)是所希望接收的信號(hào)。輸出的差頻項(xiàng)頻譜成分通過一個(gè)5極點(diǎn)切比契夫帶同濾波器后，得到如圖9所示的頻譜，期中希望的20KHz載波信號(hào)比10KHz和30KHz的信號(hào)大了約15db，所以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的二極管包絡(luò)檢波器可以將原調(diào)制信號(hào)解調(diào)。解調(diào)后的時(shí)域信號(hào)波形如圖5所示。

（六）總結(jié)及心得：

兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)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。在設(shè)計(jì)過程中，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。

課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

通過這次Systemview模擬仿真，本人在多方面都有所提高。通過這次課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次模擬仿真訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高自己獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了課程所學(xué)的內(nèi)容，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。

在此感謝我們的兩位指導(dǎo)老師，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次課程設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而老師開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼.由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教。

（七）參考文獻(xiàn)

[1] 樊昌信，曹麗娜.通信原理（第六版）.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007

[2]羅衛(wèi)兵.Systemview 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析及通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) 西安：西安電子科技大學(xué)出版社

[3]張輝，曹麗娜.通信原理學(xué)習(xí)輔導(dǎo) 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003

[4]孫屹.SystemView通信仿真開發(fā)手冊(cè) 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004