第一篇：通信原理數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

目 錄

1技術(shù)要求..................................................................1 2基本原理..................................................................1 2.1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的組成..............................................1 2.2 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型..................................................2 2.3 無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性............................................3 2.3.1 無碼間串?dāng)_的條件...............................................3 2.3.2 余弦滾降特性...................................................3 2.4 眼圖................................................................4 3 使用Matlab建立模型描述...................................................5 3.1 Simulink簡介........................................................5 3.2 設(shè)計(jì)思路............................................................6 3.2.1 信源模塊.......................................................6 3.2.2 收發(fā)濾波器和信道模塊...........................................7 3.2.3 抽樣判決模塊...................................................9 3.2.4 誤碼率計(jì)算模塊.................................................9 3.2.5 整體設(shè)計(jì)電路圖................................................10 4 使用System View建立模型描述.............................................10 4.1 System View簡介....................................................10 4.2 設(shè)計(jì)思路...........................................................11 5 模塊功能分析.............................................................12 5.1 用Simulink設(shè)計(jì)系統(tǒng).................................................12 5.2 用System View設(shè)計(jì)系統(tǒng)..............................................13 6 調(diào)試過程及結(jié)論...........................................................15 6.1 Simulink調(diào)試.......................................................15 6.1.1 Simulink調(diào)試結(jié)果..............................................15 6.1.2 Simulink調(diào)試結(jié)論..............................................17 6.2 System View調(diào)試....................................................17 6.2.1 System View調(diào)試結(jié)果...........................................17

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6.2.2 System View調(diào)試結(jié)論...........................................18 6.3 兩種方案性能對比...................................................19 7 心得體會.................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。8 參考文獻(xiàn).................................................................19

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數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1技術(shù)要求

設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，要求：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；

（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或SystemView 實(shí)現(xiàn)該數(shù)字基帶通信系統(tǒng)；（4）觀察仿真并進(jìn)行波形分析；（5）系統(tǒng)的性能評價(jià)。

2基本原理

2.1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的組成

在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，其傳輸?shù)膶ο笸ǔＪ嵌M(jìn)制數(shù)字信號，它可能是來自計(jì)算機(jī)、電傳打字機(jī)或其它數(shù)字設(shè)備的各種數(shù)字脈沖，也可能是來自數(shù)字電話終端的脈沖編碼調(diào)制（PCM）信號。這些二進(jìn)制數(shù)字信號的頻帶范圍通常從直流和低頻開始，直到某一頻率 m f，我們稱這種信號為數(shù)字基帶信號。在某些有線信道中，特別是在傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，數(shù)字基帶信號可以不經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)過程在信道中直接傳送，這種不使用調(diào)制和解調(diào)設(shè)備而直接傳輸基帶信號的通信系統(tǒng)，我們稱它為基帶傳輸系統(tǒng)。而在另外一些信道，特別是無線信道和光信道中，數(shù)字基帶信號則必須經(jīng)過調(diào)制過程，將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸，相應(yīng)地，在接收端必須經(jīng)過解調(diào)過程，才能恢復(fù)數(shù)字基帶信號。我們把這種包括了調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為數(shù)字載波傳輸系統(tǒng)。

系統(tǒng)基帶波形被脈沖變換器變換成適應(yīng)信道傳輸?shù)拇a型后，就送入信道，一方面受到信道特性的影響，使信號產(chǎn)生畸變；另一方面信號被信道中的加性噪聲所疊加，造成信號的隨即畸變。因此，在接收端必須有一個(gè)接收濾波器，使噪聲盡可能受到抑制，為了提高系統(tǒng)的可靠性，在安排一個(gè)有限整形器和抽樣判決器組成的識別電路，進(jìn)一步排除噪聲干擾和提取有用信號。對于抽樣判決，必須有同步信號提取電路。在基帶傳輸中，主要采用位同步。同步信號的提取方式采用自同步方式（直接法）。同步系統(tǒng)性能的好壞將直接影

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響通信質(zhì)量的好壞，甚至?xí)绊懲ㄐ拍芊裾＿M(jìn)行。

數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)主要由信道信號形成器、信道、接收濾波器和抽樣判決器組成，其模型如圖1所示。

圖1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖

信道信號形成器：基帶傳輸系統(tǒng)的輸入是由終端設(shè)備或編碼器產(chǎn)生的脈沖序列，它不一定適合直接在信道中傳輸。信道信號形成器的作用就是把原始基帶信號變換成適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘枺@種變換主要是通過碼型變換和波形變換來實(shí)現(xiàn)的，其目的是與信道匹配，便于傳輸，減小碼間串?dāng)_，利于同步提取和抽樣判決。

信道：允許基帶信號通過的媒質(zhì)。信道的傳輸特性通常不滿足無失真?zhèn)鬏敆l件，恒參信道如（明線、同軸電纜、對稱電纜、光纖通道、無線電視距中繼、衛(wèi)星中繼信道）對信號傳輸?shù)挠绊懼饕蔷€形畸變；隨參信道如（短波電離層反射、對流層散射信道等）對信號傳輸?shù)挠绊懼饕蓄l率彌散現(xiàn)象（多徑傳播）、頻率的選擇性衰落。信道的線性噪聲和加性噪聲的影響。在通信系統(tǒng)的分析中，常常把噪聲n(t)等效，集中在信道中引入。

接收濾波器：主要作用是濾除帶外噪聲，對信道特性均衡，使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。

抽樣判決器：它是在傳輸特性不理想及噪聲背景下，在由位定時(shí)脈沖控制的特殊點(diǎn)對接收濾波器的輸出波形進(jìn)行抽樣判決，以恢復(fù)或再生基帶信號。

自同步法的同步提取電路：有兩部分組成，包括非線型變換處理電路和窄帶濾波器或鎖相環(huán)。非線型變換處理電路的作用是使接收信號或解調(diào)后的數(shù)字基帶信號經(jīng)過非線型變換處理電路后含有位同步分量或位同步信息。窄帶濾波器或鎖相環(huán)的作用是濾除噪聲和其他頻譜分量，提取純凈的位同步信號。

2.2 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型

為了在傳輸信道中獲得優(yōu)良的傳輸特性，一般要將信碼信號變化為適合于信道傳輸特性的傳輸碼，即進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇a型變換。

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對傳輸碼型的要求如下：

（1）傳輸信號的頻譜中不應(yīng)有直流分量，低頻分量和高頻分量也要??；（2）碼型中應(yīng)包含定時(shí)信息，有利于定時(shí)信息的提取，盡量減小定時(shí)抖動；（3）功率譜主瓣寬度窄，以節(jié)省傳輸頻帶；

（4）不受信息源統(tǒng)計(jì)特性的影響，即能適應(yīng)于信息源的變化；

（5）具有內(nèi)在檢錯(cuò)能力，即碼型應(yīng)具有一定規(guī)律性，以便于利用這一規(guī)律性進(jìn)行宏觀監(jiān)測；

（6）編譯碼簡單，以降低通信延時(shí)和成本。

常用的碼型有AMI碼、HDB3碼、曼徹斯特雙相碼、差分雙相碼、密勒碼、CMI碼等。2.3 無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性

所謂碼間串?dāng)_是由于系統(tǒng)傳輸總特性（包括收、發(fā)濾波器和信道的特性）不理想，導(dǎo)致前后碼元的波形畸變、展寬，并使前面波形出現(xiàn)很長的拖尾，蔓延到當(dāng)前碼元的抽樣時(shí)刻上，從而對當(dāng)前碼元的判決造成干擾。

2.3.1 無碼間串?dāng)_的條件

無碼間串?dāng)_的時(shí)域條件為：h(t)的抽樣值除了在t=0時(shí)不為零外，在其他所有的抽樣點(diǎn)上均為零，就是不存在碼間串?dāng)_。表達(dá)式如下：

h(kTs)?

1k=0

h(kTs)?0

k為其他整數(shù)

（1）

無碼間串?dāng)_的頻域條件為：

Heq(ω)?∑H(ω?2π i RB)?常數(shù)

（2）

2.3.2 余弦滾降特性

升余弦滾降傳輸特性H(ω)可表示為

H(?)?H0(?)?H1(?)

（3）

H(ω)是對截止頻率ωb的理想低通特性H0(ω)按H１(ω)的滾降特性進(jìn)行“圓滑”得到的，H1(ω)對于ωb具有奇對稱的幅度特性，其上、下截止角頻率分別為ωb+ω

1、ωb-ω1。它的選取可根據(jù)需要選擇，升余弦滾降傳輸特性H1(ω)采用余弦函數(shù)，此時(shí)H(ω)為

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升余弦滾降函數(shù)： h?t??sin?pi*T/Tb?cos(2*pi*T/Tb)

（5）*2pi*T/Tb1?(2*?T/Tb)（4）

其中α為滾降系數(shù)。α值越大，h(t)的拖尾衰減越快，對定位精度要求越低。但是滾降系數(shù)使帶寬增大，所以頻帶利用率低。

2.4 眼圖

眼圖是指利用實(shí)驗(yàn)的方法估計(jì)和改善（通過調(diào)整）傳輸系統(tǒng)性能時(shí)在示波器上觀察到的一種圖形。觀察眼圖的方法是：用一個(gè)示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然后調(diào)整示波器掃描周期，使示波器水平掃描周期與接收碼元的周期同步，這時(shí)示波器屏幕上看到的圖形像人的眼睛，故稱為“眼圖”。從“眼圖”上可以觀察出碼間串?dāng)_和噪聲的影響，從而估計(jì)系統(tǒng)優(yōu)劣程度。另外也可以用此圖形對接收濾波器的特性加以調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_和改善系統(tǒng)的傳輸性能。眼圖的“眼睛”張開的大小反映著碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱。“眼睛”張的越大，且眼圖越端正，表示碼間串?dāng)_越??；反之表示碼間串?dāng)_越大。當(dāng)存在噪聲時(shí)，噪聲將疊加在信號上，觀察到的眼圖的線跡會變得模糊不清。若同時(shí)存在碼間串?dāng)_，“眼睛”將張開得更小。與無碼間串?dāng)_時(shí)的眼圖相比，原來清晰端正的細(xì)線跡，變成了比較模糊的帶狀線，而且不很端正。噪聲越大，線跡越寬，越模糊；碼間串?dāng)_越大，眼圖越不端正。眼圖對于展示數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)的性能提供了很多有用的信息：可以從中看出碼間串?dāng)_的大小和噪聲的強(qiáng)弱，有助于直觀地了解碼間串?dāng)_和噪聲的影響，評價(jià)一個(gè)基帶系統(tǒng)的性能優(yōu)劣；可以指示接收濾波器的調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_。

眼圖的一般描述如圖2所示。

圖2 眼圖的一般描述

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對于該圖可獲得以下信息：

（1）最佳抽樣時(shí)刻應(yīng)在“眼睛”張開最大的時(shí)刻。

（2）對定時(shí)誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大，對定時(shí)誤差就越靈敏。

（3）在抽樣時(shí)刻上，眼圖上下兩分支陰影區(qū)的垂直高度，表示最大信號畸變。（4）眼圖中央的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平。

（5）在抽樣時(shí)刻上，上下兩分支離門限最近的一根線跡至門限的距離表示各相應(yīng)電平的噪聲容限，噪聲瞬時(shí)值超過它就可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。

（6）對于利用信號過零點(diǎn)取平均來得到定時(shí)信息的接收系統(tǒng)，眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小，表示零點(diǎn)位置的變動范圍，這個(gè)變動范圍的大小對提取定時(shí)信息有重要的影響。使用Matlab建立模型描述

3.1 Simulink簡介

Simulink是Matlab最重要的組件之一，它提供一個(gè)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。

Simulink是用于動態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測試。

Simulink模塊庫按功能進(jìn)行分類，包括以下8類子庫：Continuous（連續(xù)模塊）、Discrete（離散模塊）、Function&Tables（函數(shù)和平臺模塊）、Math（數(shù)學(xué)模塊）、Nonlinear（非線性模塊）、Signals&Systems（信號和系統(tǒng)模塊）、Sinks（接收器模塊）、Sources（輸入源模塊）。

啟動Simulink只需在Matlab窗口中輸入指令Simulink即可打開。

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3.2 設(shè)計(jì)思路

根據(jù)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖，在設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)系統(tǒng)可分為信源模塊、收發(fā)濾波器和信道模塊、抽樣判決輸出模塊、誤碼率計(jì)算模塊這四個(gè)模塊，下面介紹每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思路。

3.2.1 信源模塊

常見的基帶信號波形有：單極性波形、雙極性波形、單極性歸零波形和雙極性歸零波形。雙極性波形可用正負(fù)電平的脈沖分別表示二進(jìn)制碼“0”和“1”，故當(dāng)“1”和“0”等概率出現(xiàn)時(shí)無直流分量，有利于在信道中傳輸，且在接收端恢復(fù)信號的判決電平為0，抗干擾能力較強(qiáng)。故單極性波形的極性單一，雖然易于用TTL，CMOS電路產(chǎn)生，但直流分量大，要求傳輸線路具有直流傳輸能力，不利于信道傳輸。歸零信號的占空比小于1，即：電脈沖寬度小于碼元寬度，每個(gè)有電脈沖在小于碼元長度內(nèi)總要回到零電平，這樣的波形有利于同步脈沖的提取。

基于以上考慮，本次課程設(shè)計(jì)我采用的碼型為曼徹斯特雙相碼，其編碼規(guī)則為：將二進(jìn)制碼“1”編成“10”，將二進(jìn)制碼“0”編成“01”。在這里采用了二進(jìn)制雙極性碼，則將“1”編成“+1-1”碼，將“0”編成“-1+1”碼。采用Simulink中的Bernoulli Binary Generator(不歸零二進(jìn)制碼生成器)、Unipolar to Bipolar Converter(單極性向雙極性轉(zhuǎn)換器)、Pulse Generator(脈沖生成器)、Constant（常數(shù)源模塊）、Add（加法器）、Product（乘法器）、Scope（示波器）構(gòu)成曼徹斯特碼生成電路。模塊連接圖如圖3所示。

圖3 信源模塊連接圖

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Bernoulli Binary Generator用于產(chǎn)生“1”和“0”的隨機(jī)信號，經(jīng)過Unipolar to Bipolar Converter變?yōu)殡p極性信號；Pulse Generator用于產(chǎn)生占空比為1/2的單極性歸零脈沖（2020），經(jīng)過Add加法器減一后成為雙極性脈沖（+1-1+1-1）。兩路雙極性信號作為乘法器的輸入，相乘后結(jié)果為：第1路不歸零碼的1碼與第2路（+1-1）相乘得到（+1-1），第1路-1碼與第2路（+1-1）相乘得到（-1+1）碼，形成了曼徹斯特碼。

該模塊參數(shù)設(shè)置：原信號頻率設(shè)置為1000Hz,抽樣脈沖信號頻率為2000Hz。因?yàn)橛汕懊娴脑砜芍谠盘柕囊粋€(gè)碼元寬度對應(yīng)抽樣的兩個(gè)碼元寬度。具體參數(shù)設(shè)計(jì)如圖4所示。Bernoulli Binary Generator設(shè)置（左），Pulse Generator設(shè)置（右）。

圖4 參數(shù)設(shè)置1

3.2.2 收發(fā)濾波器和信道模塊

本模塊由發(fā)送濾波器、傳輸信道、接受濾波器組成。1）發(fā)送、接受濾波器的設(shè)計(jì)

基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心問題是濾波器的選取，為了使系統(tǒng)沖激響應(yīng)h(t)拖尾收斂速度加快，減小抽樣時(shí)刻偏差造成的碼間干擾問題，要求發(fā)送濾波器應(yīng)具有升余弦滾降特性；要得到最大輸出信噪比，就要使接受濾波器特性與其輸入信號的頻譜滿足共軛匹配式如下：

GR(w)?GT(w)e^(?jwt0)（6）

?GT(w)（7）同時(shí)系統(tǒng)函數(shù)滿足H(w)?GT(w)GR(w)考慮在t0時(shí)刻取樣，上述方程改寫為：

GR(w)于是有：

GR(w)?GT(w)?[H(w)]*（8）

因此，在構(gòu)造系統(tǒng)時(shí)收發(fā)濾波器均采用平方根升余弦濾波器。

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2）信道的設(shè)計(jì)

信道是允許基帶信號通過的媒介，通常為有線信道。信道的傳輸特性通常不滿足無失真?zhèn)鬏敆l件，且含有加性噪聲。因此本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用高斯白噪聲信道。

為了減小碼間干擾，在最大輸出信噪比時(shí)刻輸出信號，減小噪聲干擾，傳輸模塊由Upsample（內(nèi)插函數(shù)）、Discrete Filter（根升余弦發(fā)送濾波器）、AWGN Channel（高斯信道）、Discrete Filter（根升余弦接收濾波器）組成。

信號通過Upsample升采樣在相同的采樣時(shí)間內(nèi)將頻率變?yōu)樵瓉淼?0倍，再依次通過發(fā)送濾波器、信道、接受濾波器傳輸信號。

整個(gè)模塊的連接圖如圖5所示。

圖5 收發(fā)濾波器和信道模塊連接圖

該模塊參數(shù)設(shè)置：根升余弦滾降收、發(fā)濾波器的參數(shù)為rcosine(2,10,'fir/sqrt',0.5,10)；參數(shù)的含義為rcosine(Fd,Fs,type_flag,r,delay)，其中Fd/2為截止頻率，fir/sqrt為均方根FIR濾波器，delay為延時(shí)時(shí)間。信道采用高斯信道，噪聲大小為50dB，此數(shù)值為最佳噪聲大小。具體參數(shù)設(shè)置如圖6所示。左為濾波器參數(shù)，右為信道參數(shù)。

圖6 參數(shù)設(shè)置2

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3.2.3 抽樣判決模塊

由于采用的為雙極性碼，所以抽樣電平為“0”，抽樣判決規(guī)則為：大于“0”判“1”，小于“0”判“-1”。

利用Pulse Generator（脈沖生成器）、Product（乘法器）、Relay（滯環(huán)比較器）、Triggered Subsystem（觸發(fā)子系統(tǒng)）、Downsample（內(nèi)插函數(shù)）構(gòu)成抽樣判決電路，并通過Pulse Generator（脈沖生成器）、Constant（常數(shù)）、Add（加法器）、Product（乘法器）對接收到的曼徹斯特碼進(jìn)行解碼。整個(gè)抽樣判決模塊電路圖如圖7所示。

圖7 抽樣判決模塊電路圖

如圖可知本模塊的設(shè)計(jì)思路：將接收到的信號與脈沖信號相乘，相當(dāng)于進(jìn)行了采樣，之后通過Relay比較器進(jìn)行判決，大于“0”判“1”，小于“0”判“-1”；之后通過Triggered Subsystem（觸發(fā)子系統(tǒng)）進(jìn)行時(shí)機(jī)采集，每段時(shí)間內(nèi)只采集一次，最后通過內(nèi)插函數(shù)恢復(fù)到原來的頻率上。此時(shí)得到的為曼徹斯特碼，要得到原來的雙極性碼必須經(jīng)過解碼電路，即圖中所示：按照曼徹斯特碼的編寫過程對其進(jìn)行反變換，應(yīng)為+1與-1本身極性相反所以逆變換的過程就是其編碼的過程。

該模塊參數(shù)設(shè)置：脈沖信號頻率為20000Hz，因?yàn)椴蓸狱c(diǎn)頻率需要遠(yuǎn)大于信號頻率；Delay判決門限電平為“0”，大于“0”判“+1”，小于“0”判“-1”。參數(shù)設(shè)置在此不再截圖。

3.2.4 誤碼率計(jì)算模塊

為了計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的性能，在最后加了一個(gè)誤碼率計(jì)算的模塊，因?yàn)闇y試下來最后的解碼相對于原碼有一定的延遲，所以對原碼加上一個(gè)延遲函數(shù)再對于解碼做誤碼率的計(jì)

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算。模塊電路圖如圖8所示。

圖8 誤碼率計(jì)算模塊

3.2.5 整體設(shè)計(jì)電路圖

綜合了以上的四個(gè)模塊，并在相應(yīng)的地方添加示波器以便于波形的觀察，在接受濾波器后添加眼圖來觀察系統(tǒng)是否存在碼間串?dāng)_和噪聲，用以判別系統(tǒng)的整體性能。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)電路圖如圖9所示。

圖9 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)電路圖 使用System View建立模型描述

4.1 System View簡介

System View 是一個(gè)用于現(xiàn)代工程與科學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真的動態(tài)系統(tǒng)分析平臺。從濾

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波器設(shè)計(jì)、信號處理、完整通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，直到一般的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立等各個(gè)領(lǐng)域，System View 在友好而且功能齊全的窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個(gè)精密的嵌入式分析工具。

利用System View，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)和各種多速率系統(tǒng)，因此，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只需從System View配置的圖標(biāo)庫中調(diào)出有關(guān)圖標(biāo)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成圖標(biāo)間的連線，然后運(yùn)行仿真操作，最終以時(shí)域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。

4.2 設(shè)計(jì)思路

System View整個(gè)系統(tǒng)框圖較為簡單，信號直接通過與隨機(jī)噪聲相加的信道，再通過巴特沃斯濾波器，再經(jīng)過抽樣判決輸出。整個(gè)系統(tǒng)框圖如圖10所示。

圖10 System View整個(gè)系統(tǒng)框圖

參數(shù)設(shè)置如下：

Token0：Source――Noise/PN――Pn Seg（幅度1V，頻率10HZ，電平數(shù)2，偏移0V，產(chǎn)生單極性不歸零碼，隨機(jī)產(chǎn)生）

Token1：在專業(yè)庫中選擇Comm——Processors——P shape（Select pulse Shape＝ Rectangular，Time offset＝0，Width＝0.01s，產(chǎn)生矩形脈沖基帶信號）

Token3：Source――Noise/PN――Gauss Noise（均值為0，均方差為0.1的高斯白噪聲）Token4：Operator――Filters/systems――Liner Sys Filters（Analog，Butterworth，階數(shù)5，截止頻率10Hz）

Token5：Operator――Sample/Hold――Sample（Sample rate=10HZ，用于對濾波后的波 形進(jìn)行抽樣，抽樣速率等于碼元速率）

Token6：Operator――Sample/Hold――Hold（Hold Value=Last Sample，Gain＝1，對抽 樣后的值延時(shí)一段時(shí)間，得到恢復(fù)后的數(shù)字基帶信號）

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Token7：Operator——Logic——Compare（Select comparison：a>=b True Output=1V，F(xiàn)alse Output＝-1V，對抽樣值進(jìn)行判決比較，得到輸出碼元波形）

Token8：產(chǎn)生正弦信號，作為比較器的另一個(gè)比較輸入（振幅＝0V，頻率＝10Hz）這里采用的濾波器為巴特沃斯數(shù)字濾波器，其特性也具有尾部收斂速度較快的特點(diǎn)，只要設(shè)置相應(yīng)的階數(shù)和頻率，就可以消除信道中的噪聲和碼間串?dāng)_，但依舊會有延時(shí)產(chǎn)生，但延時(shí)較小，可以忽略。在System View中依舊可以采用眼圖來觀察系統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)是否滿足傳輸條件。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想跟Simulink基本一致，只是在System View中運(yùn)用的較為直白，這里不再敘述。模塊功能分析

5.1 用Simulink設(shè)計(jì)系統(tǒng)

模塊的分類以及功能設(shè)計(jì)已在第3部分中加以說明，下面結(jié)合每部分的波形來對相應(yīng)模塊進(jìn)行分析。

1）信源模塊：調(diào)試點(diǎn)波形如圖11所示。

圖11 信源模塊調(diào)試點(diǎn)波形

由波形可知該模塊可產(chǎn)生曼徹斯特雙相碼。

2）收發(fā)濾波器和信道模塊：本模塊包含了兩個(gè)濾波器和一個(gè)信道，為了展現(xiàn)個(gè)部分功能，共引入了4路信號波形，用來觀察信號從發(fā)送到接收的整個(gè)狀態(tài)，包括延時(shí)、波形轉(zhuǎn)換，同時(shí)可以觀察到濾波器和信道的性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。這四個(gè)信號波形分別為發(fā)送濾波器前的發(fā)送信號

1、經(jīng)過發(fā)送濾波器的信號

2、經(jīng)過信道的信號

3、經(jīng)過接收濾波器的信號4。調(diào)試點(diǎn)波形如圖12所示。

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圖12 收發(fā)濾波器和信道模塊調(diào)試點(diǎn)波形

通過各點(diǎn)波形可以看出發(fā)送接收濾波器相比較前一個(gè)波形均有延時(shí)，經(jīng)過高斯信道后波形明顯增加了噪聲，有一些雜波，在經(jīng)過接受濾波器后被消除。該模塊大大減弱了信號傳輸過程中所會遇到的碼間串?dāng)_和噪聲問題的影響。這一性能可通過眼圖觀察出來。

3）抽樣判決模塊：將信道接收到的信號通過抽樣判決輸出，各點(diǎn)波形如圖13所示。

圖13 抽樣判決模塊調(diào)試點(diǎn)波形

通過各點(diǎn)的波形可以看出在接收到的信號經(jīng)過判決門限判決后需要經(jīng)過不止一次的分時(shí)分頻，為了結(jié)果的更精確，需進(jìn)行多次采集，最后可判決出正確的波形。

5.2 用System View設(shè)計(jì)系統(tǒng)

采用此種方法的中間點(diǎn)波形如圖14所示。

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圖14 System View各點(diǎn)調(diào)試波形圖

通過各個(gè)調(diào)試點(diǎn)的波形可以看出其對應(yīng)的功能，因?yàn)榍懊婊窘榻B，這里不再述說。通過波形可以發(fā)現(xiàn)，信號在通過巴特沃斯濾波器后產(chǎn)生了一些延時(shí)，這可能是由濾波器本身的特性而導(dǎo)致的。而通過采樣后的波形可以看出明顯的門限電平為“0”，可以判別出信號的原始碼型。

武漢理工大學(xué)《通信原理》課程設(shè)計(jì)說明書 調(diào)試過程及結(jié)論

6.1 Simulink調(diào)試

6.1.1 Simulink調(diào)試結(jié)果

系統(tǒng)最終解碼與原碼波形如圖15所示。

圖15 最終調(diào)試波形1

在原碼后添加一個(gè)10ms的延時(shí)函數(shù)器件，輸出波形如圖16所示。

圖16 最終調(diào)試波形2

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用眼圖來觀察信道傳輸后的性能，在接收濾波器后添加眼圖，視圖如圖17所示。

圖17 眼圖示意圖

最后輸出信號的頻譜圖如圖18所示。

圖18 輸出信號頻譜圖

誤碼率的計(jì)算值如圖19所示，此時(shí)高斯噪聲的大小約為50dB。

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圖19 誤碼率計(jì)算

6.1.2 Simulink調(diào)試結(jié)論

通過波形比較、眼圖以及信號頻譜圖可以得出以下結(jié)論：

1）系統(tǒng)解碼相對原碼延時(shí)了10ms的時(shí)長，延時(shí)主要受兩個(gè)升余弦濾波器的影響； 2）在信道傳輸信號后，眼圖的眼睛張開較大，沒有過零點(diǎn)失真，噪聲也基本沒有，說明信道模塊設(shè)計(jì)性能基本滿足要求；

3）系統(tǒng)的誤碼率為0.004498，在2001個(gè)碼元中有9個(gè)錯(cuò)碼，誤碼率很小但不為零，說明在解碼的過程中受到了系統(tǒng)噪聲的干擾，由于誤碼率較小，基本可認(rèn)為達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

6.2 System View調(diào)試

6.2.1 System View調(diào)試結(jié)果

系統(tǒng)最后輸出的解碼與原碼波形如圖20所示。

圖20 最終調(diào)試波形

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在濾波器后觀察眼圖，視圖如圖21所示。

圖21 眼圖示意圖

輸出信號頻譜圖如圖22所示。

圖22 輸出信號頻譜圖

6.2.2 System View調(diào)試結(jié)論

通過波形和眼圖，可以得出以下結(jié)論：

1）系統(tǒng)解碼相對原碼有延時(shí)，但時(shí)長很短，為10e-3級別，延時(shí)主要受巴特沃斯濾波器的影響；

2）通過對眼圖的觀察，可以發(fā)現(xiàn)眼圖張開較大，但有少部分雜亂的線，說明存在噪聲，但通過波形來看，幾乎沒有失真。

3）整個(gè)系統(tǒng)性能調(diào)節(jié)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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6.3 兩種方案性能對比

通過調(diào)試觀察波形、眼圖以及頻譜圖，對比兩個(gè)方案的總體系統(tǒng)性能，可以發(fā)現(xiàn)，在Simulink中設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能較為良好，我認(rèn)為原因在于濾波器的設(shè)計(jì)，在Simulink中采用的是升余弦濾波器，更有助于實(shí)現(xiàn)無碼間串?dāng)_傳輸，巴特沃斯濾波器雖然尾部收斂也比較快，但是對于數(shù)字基帶傳輸?shù)男阅懿蝗缟嘞覟V波器。參考文獻(xiàn)

[1] 樊昌信，曹麗娜.《通信原理（第6版）》.北京：國防工業(yè)出版社，2008.[2] 陳星，劉斌.SystemView通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).北京航空航天大學(xué)電子工程系內(nèi)部講義，1997.

第二篇：基于FPGA的頻帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通信系統(tǒng)EDA設(shè)計(jì)

基于FPGA（cyclone系列EP1C6Q240C）的時(shí)分多路頻帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（VHDL語言描述）

指導(dǎo)教師：陳德宏老師

班級：通信072 姓名：汪雙承

學(xué)號：079064305 同組人員：肖慧，吳敏根

陳飛，冉彪

設(shè)計(jì)時(shí)間：二零一零年六月底

目錄

一、課題背景…………………………

二、任務(wù)要求…………………………

三、原理說明…………………………

四、程序與仿真………………………

五、心得體會…………………………

一、課題背景

FPGA是現(xiàn)場可編程門陣列的簡稱，F(xiàn)PGA的應(yīng)用領(lǐng)域最初

為通信領(lǐng)域，特別是在無線通信領(lǐng)域里，由于具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，使使其對話音進(jìn)行實(shí)時(shí)處理成為可能；由于它是通過面向芯片結(jié)構(gòu)指令的軟件編程來實(shí)現(xiàn)其功能的，因而僅修改軟件而不需改硬件平臺就可以改進(jìn)系統(tǒng)原有設(shè)計(jì)方案或原有功能，因而具有極大的靈活性；又由于FPGA芯片并非專門為某種功能設(shè)計(jì)的，因而使用范圍廣、產(chǎn)量大、價(jià)格可以降到很低。但目前，隨著信息產(chǎn)業(yè)和微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)最熱門的技術(shù)之一，應(yīng)用范圍遍及航空航天、醫(yī)療、通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊、安防、廣播、汽車電子、工業(yè)、消費(fèi)類市場、測量測試等多個(gè)熱門領(lǐng)域。并隨著工藝的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，向更多、更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。越來越多的設(shè)計(jì)也開始以ASIC轉(zhuǎn)向FPGA，F(xiàn)PGA正以各種電子產(chǎn)品的形式進(jìn)入了我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)角落。

在完成了通信原理和vhdl語言的學(xué)習(xí)后，為了理論聯(lián)系實(shí)際，為了緊跟時(shí)代的步伐，作為通信專業(yè)的學(xué)生就有責(zé)任去學(xué)習(xí)和掌握FPGA技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用。故開展了這次通信系統(tǒng)EDA課程設(shè)計(jì)。

二、任務(wù)要求

1、項(xiàng)目名稱：時(shí)分多路數(shù)字電話頻帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

（基于FPGA cyclone系列EP1C6Q240C）

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)：

（A）64KB/S的A律PCM數(shù)字話音編譯碼器的開發(fā)設(shè)計(jì)

（B）PCM 30/32一次群時(shí)分復(fù)接與分接器的開發(fā)設(shè)計(jì)（C）正交相對四相移相鍵控QDPSK調(diào)制器的開發(fā)設(shè)計(jì)

3、系統(tǒng)框圖:

4、各功能模塊技術(shù)要求 A、PCM編譯碼器參數(shù)指標(biāo)

（1）符合ITU-T G.711建議

（2）PCM編碼器輸入信號為:

一個(gè)13位邏輯矢量的均勻量化值:D0,D1…D12 其中:D0為極性位,取值范圍在-4096～+4096之間； 一個(gè)占空比為1/32的8K/S的取樣時(shí)鐘信號； 一個(gè)占空比為50%的2.048KB/S的合路時(shí)鐘信號；

（3）PCM編碼器輸出信號為:

一個(gè)8位邏輯矢量的13折線非均勻量化值:C0,C1…C7 其中:C0為極性位.C0=1為正,C0=0為負(fù)； 一個(gè)占空比為1/32的8K/S的取樣時(shí)鐘信號； 一個(gè)占空比為50%的2.048KB/S的合路時(shí)鐘信號；

（4）PCM譯碼器輸入信號為:

一個(gè)8位邏輯矢量的13折線非均勻量化值:C0,C1…C7 其中:C0為極性位.C0=1為正,C0=0為負(fù)； 一個(gè)占空比為1/32的8K/S的取樣時(shí)鐘信號； 一個(gè)占空比為50%的2.048KB/S的合路時(shí)鐘信號；（5）PCM譯碼器輸出信號為:

一個(gè)13位邏輯矢量的均勻量化值:D0,D1…D12 其中:D0為極性位,取值范圍在-4096~+4096之間； 一個(gè)占空比為1/32的8K/S的取樣時(shí)鐘信號； 一個(gè)占空比為50%的2.048KB/S的合路時(shí)鐘信號；

B、時(shí)分多路參數(shù)指標(biāo)：

（1）符合 ITU-T G.704 建議

（2）

16幀，2.0 ms復(fù)幀結(jié)構(gòu)F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F11F12F13F14F1532路時(shí)隙，256 bit,125 ?s幀結(jié)構(gòu)TS***2******262728293031幀同步時(shí)隙偶幀TS0×0011011話路時(shí)隙(CH1 ~ CH15)信令時(shí)隙00001A211話路時(shí)隙(CH16 ~CH29)CH30幀同步信號488 ns復(fù)幀同步信號F1abcda備用比特bcd3.91 ?s奇幀TS0×1A111111CH1CH

1（3）時(shí)分復(fù)接器輸入信號為:

一個(gè)8位數(shù)據(jù)總線D7～D0(即30路PCM話音并行數(shù)據(jù)

公用總線 ；

一個(gè)一次群串行位同步時(shí)鐘2.048MB/S信號；（4）時(shí)分分接器輸出信號為:

一個(gè)一次群串行合路數(shù)據(jù)流2.048MB/S信號；

一個(gè)30位邏輯矢量時(shí)隙脈沖信號(每位對應(yīng)一路時(shí)隙脈

沖）；

一個(gè)一次群串行位同步時(shí)鐘2.048MB/S信號； C、QDPSK解調(diào)器參數(shù)指標(biāo)：

（1）QDPSK輸入信號為：

一位２．０４８Ｍb/s串行合路數(shù)據(jù)；

一位８．１９２Ｍb/s輸出時(shí)鐘ＣＬＫ（2）QDPSK輸出信號為：

一個(gè)１７位邏輯矢量載波抽樣值輸出；

一位８．１９２Ｍb/s輸出時(shí)鐘ＣＬＫ

（3）提示：載波頻率設(shè)為8.192MHz,每個(gè)載波周期８個(gè)樣點(diǎn)

Cos:

07fffH,06d40H,03fffH,012bfH,0000H,012bfH,03fffH,06d40H

sin: 03fffH,06d40H, 07fffH,06d40H,03fffH,012bfH,0000H,012bfH-cos: 0000H,012bfH,03fffH,06d40H,07fffH,06d40H,03fffH,012bfH-sin:

03fffH,012bfH,0000H,012bfH,03fffH,06d40H, 07fffH,06d40H

三、原理說明

A、A律PCM編譯碼規(guī)則

說明：由表可知，編碼由十位信號可知最高位為符號位，其他最先出現(xiàn)1的高位決定了編碼的段落碼，緊接著這個(gè)高位的后四位即段落碼。譯碼時(shí)亦有此規(guī)律而來。

B、一次群時(shí)分復(fù)、分接器原理

C、QDPSK調(diào)制器原理（1）原理框圖

說明：將QDPSK看成兩路2DPSK分別調(diào)制，最后合成（2）差分編碼

a、b到c、d滿足差分編碼關(guān)系

四、程序與仿真

--PCM編碼，符合ITU-T G.711建議

--一個(gè)輸入為13位邏輯矢量的均勻量化值，一個(gè)8000HZ占空比為1/32的取樣脈沖--輸出為八位邏輯矢量的A律PCM編碼，和一個(gè)8000HZ的時(shí)鐘

--雖然設(shè)計(jì)要求輸入輸出2.048MB/S時(shí)鐘，個(gè)人覺得用不上，故舍去了--quartus軟件是以下標(biāo)大的位為高位，所以十三位輸入采用D(12)為符號位

library ieee;--程序調(diào)用的庫是IEEE庫

use ieee.std_logic_1164.all;--定義了std_logic，std_logic_vector類型

entity PCMencode is

port(clkin :in std_logic;--輸入時(shí)鐘8000HZ

D

:in std_logic_vector(12 downto 0);--std_logic_vector全拼standard_logic標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量

C

:out std_logic_vector(7 downto 0);

clkout:out std_logic);end PCMencode;

architecture behavior of PCMencode is begin

process(clkin,D)begin if clkin'event and clkin='1' then

if D(11)='1' then C<=D(12)&'1'&'1'&'1'&D(10)&D(9)&D(8)&D(7);

elsif D(10)='1' then C<=D(12)&'1'&'1'&'0'&D(9)&D(8)&D(7)&D(6);

elsif D(9)='1' then C<=D(12)&'1'&'0'&'1'&D(8)&D(7)&D(6)&D(5);

elsif D(8)='1' then C<=D(12)&'1'&'0'&'0'&D(7)&D(6)&D(5)&D(4);

elsif D(7)='1' then C<=D(12)&'0'&'1'&'1'&D(6)&D(5)&D(4)&D(3);

elsif D(6)='1' then C<=D(12)&'0'&'1'&'0'&D(5)&D(4)&D(3)&D(2);

elsif D(5)='1' then C<=D(12)&'0'&'0'&'1'&D(4)&D(3)&D(2)&D(1);

else C<=D(12)&'0'&'0'&'0'&D(4)&D(3)&D(2)&D(1);

end if;end if;end process;clkout<=clkin;end behavior;

--PCM譯碼

--輸入A律八位PCM編碼，占空比為1/32的8000HZ的去取樣時(shí)鐘

--輸出為十三位邏輯矢量均勻量化值，占空比為1/32的8000HZ的去取樣時(shí)鐘 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity PCMdecode is port（clkin:in std_logic;

C:in std_logic_vector(7 downto 0);

D:out std_logic_vector(12 downto 0);

clkout:out std_logic);

end PCMdecode;architecture behavior of PCMdecode is signal temp:std_logic_vector(2 downto 0);begin

temp <= C(6 downto 4);

process(clkin)

begin

if clkin'event and clkin='1' then

case temp is

when “111”=>D<=C(7)&“1”&C(3 downto 0)&“1000000”;

when “011”=>D<=C(7)&“01”&C(3 downto 0)&“100000”;

when “101”=>D<=C(7)&“001”&C(3 downto 0)&“10000”;

when “001”=>D<=C(7)&“0001”&C(3 downto 0)&“1000”;

when “110”=>D<=C(7)&“00001”&C(3 downto 0)&“100”;

when “010”=>D<=C(7)&“000001”&C(3 downto 0)&“10”;

when “100”=>D<=C(7)&“0000001”&C(3 downto 0)&“1”;

when “000”=>D<=C(7)&“0000000”&C(3 downto 0)&“1”;

when others=>D<=null;

end case;

end if;end process;clkout<=clkin;end behavior;

--時(shí)分復(fù)接器

--輸入一個(gè)8位數(shù)據(jù)總線(即30路PCM話音并行數(shù)據(jù)共用總線),--輸入一個(gè)一次群串行位同步時(shí)鐘2.048MB/S信號

--輸出一個(gè)一次群串行合路數(shù)據(jù)流2.048MB/S信號；一個(gè)一次群串行位同步時(shí)鐘2.048MB/S信號

--一個(gè)5位時(shí)隙地址總線信號(即30路PCM話音并行地址總線)--（其說明當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)總線上是哪個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)）

--此程序要特別注意器件的選擇，該程序選擇cyclone系列EP1C6Q240C8時(shí)得到所期望的結(jié)果

--若選用其他器件譬如Stratix II系列的器件會丟失第一路信息

library ieee;--程序所調(diào)用的庫是IEEE庫

use ieee.std_logic_1164.all;--定義了std_logic，std_logic_vector類型

use ieee.std_logic_unsigned.all;--用到基于std_logic，std_logic_vector類型的--無符號的算術(shù)運(yùn)算 entity fujieqi is port(clkin: in std_logic;

datain: in std_logic_vector(7 downto 0);--30路語音信號輸入

dataout:out std_logic;

--輸出串行數(shù)據(jù)流

ads:out std_logic_vector(4 downto 0);--五位時(shí)隙總線信號

clkout:out std_logic);--輸出時(shí)鐘

end fujieqi;architecture behav of fujieqi is shared variable tscount:std_logic_vector(8 downto 0);--時(shí)隙計(jì)數(shù)器 shared variable bitcount:std_logic_vector(2 downto 0);--位計(jì)數(shù)器 begin p1:process(clkin)--位時(shí)鐘和時(shí)隙計(jì)數(shù) begin if clkin'event and clkin='1' then

if bitcount=“111” then

bitcount:=“000”;

tscount:=tscount+'1';

else bitcount:=bitcount+'1';

end if;end if;end process p1;p2:process(clkin)variable regester:std_logic_vector(7 downto 0);--定義一個(gè)內(nèi)部的寄存器，--用于寄存輸入的八位數(shù)據(jù)

variable temp:std_logic_vector(7 downto 0);--定義一個(gè)中間變量，用于數(shù)據(jù)的串行輸出 begin if clkin'event and clkin='1' then

ads<=tscount(4 downto 0);--記錄當(dāng)前輸出的是第幾路信號

if bitcount=“000” then

if tscount(5 downto 0)=“000000” then

regester:=“10011011”;

--雙幀計(jì)數(shù)為0時(shí)傳幀同碼

elsif tscount(5 downto 0)=“100000” then

regester:=“11111111”;

--雙幀計(jì)數(shù)為32時(shí)傳勤務(wù)信息

elsif tscount=“000010000” then

regester:=“00001111”;

--復(fù)幀計(jì)數(shù)為16時(shí)傳復(fù)幀同步碼

elsif tscount(4 downto 0)=“10000” then

regester:=“11111111”;

--除F0幀外，每幀的第16時(shí)隙都傳信令信息

else regester:=datain;

--不滿足以上條件時(shí)傳語音信號

end if;

temp:=regester;

--并串轉(zhuǎn)換

dataout<=temp(7);--時(shí)隙的第一個(gè)時(shí)鐘上升沿輸出最高位

else

temp(7 downto 1):=temp(6 downto 0);--右移

dataout<=temp(7);--接著發(fā)其他位

end if;end if;clkout<=clkin;--輸出時(shí)鐘 end process p2;end behav;

--QDPSK調(diào)制器，這里采用把一路QDPSK信號分為正交的兩路2PSK分別調(diào)制，最后合成--輸入一位2.048MB/S合路數(shù)據(jù)流，一位8.192MB/S輸入時(shí)鐘，內(nèi)部進(jìn)程所需時(shí)鐘由分頻而得

--輸出一位8.192MB/S時(shí)鐘，一個(gè)17位邏輯矢量載波抽樣值輸出

--由于FPGA器件適合做乘法運(yùn)算，所以相干載波由八個(gè)樣點(diǎn)表示，那么乘法運(yùn)算轉(zhuǎn)為適合 FPGA--器件加法運(yùn)算

library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;--定義了有符號與無符號類型，及基于這些類型上的算術(shù)運(yùn)算 use ieee.std_logic_unsigned.all;entity qdpsk is port(clkin8192: in std_logic;

datain:in std_logic;

clkout8192:out std_logic;

dataout: out std_logic_vector(16 downto 0));end qdpsk;architecture behavior of qdpsk is signal clk1024: std_logic;signal clk2048: std_logic;shared variable a,b,c,d: std_logic;signal n:std_logic_vector(2 downto 0);--n為一個(gè)三位的計(jì)數(shù)器，用于控制八個(gè)樣點(diǎn)的輸出 signal q:std_logic_vector(1 downto 0);--c&d結(jié)合狀態(tài)

signal count:std_logic_vector(2 downto 0);--對輸入時(shí)鐘計(jì)數(shù)，利用該三位計(jì)數(shù)器分頻得到1.024mb/s的時(shí)鐘

begin p1:process(clk1024)--串并轉(zhuǎn)換

variable tem:std_logic_vector(2 downto 0);begin if(clk2048'event and clk2048='1')then if tem(0)='0' then

a:=tem(1);--偶數(shù)位

b:=tem(2);--奇數(shù)位

tem:=datain&“01”;else tem:=datain&tem(2 downto 1);end if;end if;end process p1;

--p1:process(clk1024)--p1進(jìn)程也可以這么寫，這樣少一個(gè)分頻，更加簡潔--variable xx:std_logic_vector(1 downto 0);--begin--if clk1024'event and clk1024='1' then--

xx(1):=din;--elsif(clk1024'event and clk1024='0')then--

xx(0):=din;--

b<=xx(0);a<=xx(1);--end if;--end process p1;

p2:process(clk1024)--差分編碼 variable temp:std_logic;begin temp:=(c xor d);if clk1024'event and clk1024='1' then

if temp='0' then

c:=not(b xor c);

d:=a xor d;

else

c:=a xor c;

d:=not(b xor d);

end if;

end if;end process p2;p3:process(clkin8192)--計(jì)數(shù)和分頻并根據(jù)c&d的狀態(tài)輸出已調(diào)信號 begin

if clkin8192'event and clkin8192='1' then

count<=count+'1';

clk1024<=count(2);

clk2048<=count(1);

if count=“000”then

n<=“000”;q<=c&d;

else n<=n+'1';q<=q;

end if;end if;if clkin8192'event and clkin8192='1' then if q=“00” then case n is when “000” => dataout<=“***10”;when “001” => dataout<=“***00”;when “010” => dataout<=“***10”;when “011” => dataout<=“***11”;when “100” => dataout<=“***11”;when “101” => dataout<=“***10”;when “110” => dataout<=“***11”;when “111” => dataout<=“***11”;when others=>null;end case;elsif q=“01” then case n is when “000” => dataout<=“***10”;when “001” => dataout<=“***11”;when “010” => dataout<=“***11”;when “011” => dataout<=“***10”;when “100” => dataout<=“***11”;when “101” => dataout<=“***11”;when “110” => dataout<=“***10”;when “111” => dataout<=“***00”;when others=>null;end case;elsif q=“10” then case n is when “000” => dataout<=“***11”;when “001” => dataout<=“***11”;when “010” => dataout<=“***10”;when “011” => dataout<=“***00”;when “100” => dataout<=“***10”;when “101” => dataout<=“***11”;when “110” => dataout<=“***11”;when “111” =>dataout<=“***10”;when others=>null;end case;elsif q=“11” then case n is when “000” => dataout<=“***11”;when “001” => dataout<=“***10”;when “010” => dataout<=“***11”;when “011” => dataout<=“***11”;when “100” => dataout<=“***10”;when “101” => dataout<=“***00”;when “110” => dataout<=“***10”;when “111” => dataout<=“***11”;when others=>null;end case;end if;end if;end process p3;clkout8192<=clkin8192;end behavior;

--時(shí)分分接程序

--同步碼捕獲三次后方確認(rèn)同步完成，若失步三次后重新捕獲

--輸入一個(gè)一次群串行合路數(shù)據(jù)流2.048MB/S信號，一個(gè)一次群串行位同步時(shí)鐘2.048MB/S信號

--輸出一個(gè)一次群串行合路數(shù)據(jù)流2.048MB/S信號，一個(gè)30位邏輯矢量時(shí)隙脈沖信號(每位對應(yīng)一路時(shí)隙脈沖)--一個(gè)一次群串行位同步時(shí)鐘2.048MB/S信號

--輸出串行數(shù)據(jù)流分別于A1……A31相與即可得到各路話音信號

library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity fenjieqi is port(datain,clkin:in std_logic;--輸入2.048MB/S的合路數(shù)據(jù)流，輸入--串行位同步時(shí)鐘2.048MB/S

A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11,A12,A13,A14,A15,A17,A18, A19,A20,A21,A22,A23,A24,A25,A26,A27,A28,A29,A30,A31:out std_logic;--輸出30位邏輯矢量時(shí)隙脈沖信號，與dataout相與的結(jié)果就是所選擇的一路語音--輸出

clkout,dataout:out std_logic);--輸出串行數(shù)據(jù)流和輸出時(shí)鐘 end fenjieqi;

architecture behave of fenjieqi is signal regester,singlecount:std_logic_vector(7 downto 0):=“00000000”;--regester為八位移位寄存器用于捕獲同步碼,singlecount為單幀計(jì)數(shù)器

signal doublecount:std_logic_vector(8 downto 0):=“000000000”;--雙幀計(jì)數(shù)器以位為單位 signal catch:std_logic:='0';--同步碼捕捉狀態(tài)標(biāo)志0表捕捉態(tài)，1表示同步態(tài)

signal syncount,lostcount:std_logic_vector(1 downto 0):=“00”;--同步計(jì)數(shù)器以位為單位--與失步計(jì)數(shù)器

begin

P1:process(clkin)--利用移位寄存器暫存當(dāng)前輸入碼，敏感信號為時(shí)鐘上升沿--即當(dāng)時(shí)鐘上升沿到達(dá)時(shí)該進(jìn)程執(zhí)行一次

begin if clkin'event and clkin='1' then--時(shí)鐘上升沿有效暫存輸入數(shù)據(jù)

regester<=regester(6 downto 0)&datain;end if;end process P1;

P2:process(clkin)--同步碼捕捉，同步保持比較

begin if clkin'event and clkin='0' then--時(shí)鐘下降沿有效驗(yàn)證是否為同步碼

--及驗(yàn)證落后于暫存剛好半個(gè)時(shí)鐘周期，敏感信號為時(shí)鐘下降沿，即時(shí)鐘下降沿到達(dá)一次程序執(zhí)行一次

doublecount<=doublecount+1;singlecount<=doublecount(7 downto 0)+1;--借用雙幀第八位單幀計(jì)數(shù)

if catch='0' then

--catch為0時(shí)為捕捉態(tài)

if syncount=“00” then

if regester=“10011011” then

syncount<=syncount+1;doublecount<=“000000111”;

--表示第一次捕捉到同步碼，將其次數(shù)加一，并且讓輸出變?yōu)榈诎宋?/p>

end if;

elsif doublecount=“000000110” then--已捕捉到同步碼的同時(shí)驗(yàn)證捕獲

if regester=“10011011” then

if syncount=“10” then catch<='1';syncount<=“00”;

--驗(yàn)證同步次數(shù)達(dá)到3次時(shí)轉(zhuǎn)為同步狀態(tài)

else syncount<=syncount+1;

end if;

else syncount<=“00”;--驗(yàn)證不是同步碼時(shí)轉(zhuǎn)為重新捕獲狀態(tài)

end if;

end if;

else

--catch為1，同步態(tài)時(shí)，同步保持比較

if doublecount=“000000110” and regester/=“10011011” then

--表示同步時(shí)驗(yàn)證不是同步碼

if lostcount=“10” then catch<='0';lostcount<=“00”;

--驗(yàn)證失步次數(shù)達(dá)到三次時(shí)轉(zhuǎn)為捕捉狀態(tài)

else lostcount<=lostcount+1;

end if;

end if;

end if;end if;end process P2;

P3:process(clkin,singlecount,catch)--時(shí)鐘上升沿有效，譯碼輸出 begin if clkin'event and clkin='1' then

if catch='1' then

dataout<=datain;

if singlecount>=“00000111”and singlecount<=“00001110”then A1<='1';else A1<='0';end if;

if singlecount>=“00001111”and singlecount<=“00010110”then A2<='1';else A2<='0';end if;

if singlecount>=“00010111”and singlecount<=“00011110”then A3<='1';else A3<='0';end if;

if singlecount>=“00011111”and singlecount<=“00100110”then A4<='1';else A4<='0';end if;

if singlecount>=“00100111”and singlecount<=“00101110”then A5<='1';else A5<='0';end if;

if singlecount>=“00101111”and singlecount<=“00110110”then A6<='1';else A6<='0';end if;

if singlecount>=“00110111”and singlecount<=“00111110”then A7<='1';else A7<='0';end if;

if singlecount>=“00111111”and singlecount<=“01000110”then A8<='1';else A8<='0';end if;

if singlecount>=“01000111”and singlecount<=“01001110”then A9<='1';else A9<='0';end if;

if singlecount>=“01001111”and A10<='0';end if;

if singlecount>=“01010111”and A11<='0';end if;

if singlecount>=“01011111”and A12<='0';end if;

if singlecount>=“01100111”and A13<='0';end if;

if singlecount>=“01101111”and A14<='0';end if;

if singlecount>=“01110111”and A15<='0';end if;

if singlecount>=“10000111”and A17<='0';end if;

if singlecount>=“10001111”and A18<='0';end if;

if singlecount>=“10010111”and A19<='0';end if;

if singlecount>=“10011111”and A20<='0';end if;

if singlecount>=“10100111”and A21<='0';end if;

if singlecount>=“10101111”and A22<='0';end if;

if singlecount>=“10110111”and A23<='0';end if;

if singlecount>=“10111111”and A24<='0';end if;

if singlecount>=“11000111”and A25<='0';end if;

if singlecount>=“11001111”and A26<='0';end if;

if singlecount>=“11010111”and A27<='0';end if;

if singlecount>=“11011111”and A28<='0';end if;

if singlecount>=“11100111”and A29<='0';end if;

if singlecount>=“11101111”and

singlecount<=“01010110”then singlecount<=“01011110”then singlecount<=“01100110”then

singlecount<=“01101110”then singlecount<=“01110110”then singlecount<=“01111110”then singlecount<=“10001110”then singlecount<=“10010110”then singlecount<=“10011110”then singlecount<=“10100110”then singlecount<=“10101110”then singlecount<=“10110110”then singlecount<=“10111110”then singlecount<=“11000110”then singlecount<=“11001110”then singlecount<=“11010110”then singlecount<=“11011110”then singlecount<=“11100110”then singlecount<=“11101110”then singlecount<=“11110110”then

A10<='1';else A11<='1';else A12<='1';else

A13<='1';else A14<='1';else A15<='1';else A17<='1';else A18<='1';else A19<='1';else A20<='1';else A21<='1';else A22<='1';else A23<='1';else A24<='1';else A25<='1';else A26<='1';else A27<='1';else A28<='1';else A29<='1';else A30<='1';else A30<='0';end if;

if singlecount>=“11110111”and A31<='0';end if;

end if;end if;end process P3;clkout<=clkin;end behave;

singlecount<=“11111110”then

A31<='1';else

+

五、心得體會

這次課程設(shè)計(jì)老師十三周布置任務(wù)，我是我所在小組的組長。那時(shí)通信原理的書還有好幾章沒怎么看，VHDL語言我自己又沒選，所以一開始壓力就很大。雖然十二周就已經(jīng)把vhdl語言看了些，但quartus平臺還是不熟悉。十三周期中考試，十四周從網(wǎng)上下了些fpga的開發(fā)教程，熟悉了quartus軟件，熟悉了一些小的經(jīng)典程序的編寫。雖然做了這些前期準(zhǔn)備，自己真正開始課程設(shè)計(jì)的時(shí)候還是遇到了不少的困難。通信原理的書上的原理基本理解，但把它運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)中去，還是有困難。譬如說pcm編碼書上用的是逐次逼近法編碼，但所使用的fpga器件的編程與這個(gè)有很大不同，顯的更加簡單。再如QDPSK調(diào)制，雖然基本原理和書上一樣，但由于是FPGA器件，把載波相乘轉(zhuǎn)化成了載波抽樣。讓我認(rèn)識到理論到實(shí)踐還有很長的路要走。當(dāng)作做完課程設(shè)計(jì)回頭看書，反而更加清晰了。學(xué)工科就是如此，實(shí)踐往往能讓自己理解的更深刻，前期的倫理理解也很重要，不然不知如何下手。編程是實(shí)在的，我一直有種畏懼感，因?yàn)閷?shí)踐的機(jī)會少，也沒什么頭緒，這次編程，通過團(tuán)隊(duì)的合作，通過資料的參考，反復(fù)的調(diào)試仿真，讓我找到可編程的一種激情，雖然程序編的不是很好，還有很多毛病，但我了解的這個(gè)流程，我比以前更加喜歡編程，也有了努力地方向。編程看再多的程序不如自己編個(gè)小程序，這才是提高編程能力的方法，要有個(gè)小項(xiàng)目，要盡量自己寫程序。團(tuán)隊(duì)成員的幫助也相當(dāng)重要，能發(fā)現(xiàn)你不能發(fā)現(xiàn)的問題?？傊@次課程設(shè)計(jì)收獲頗多。自己的編程能力亟待加強(qiáng)！

第三篇：通信原理課程設(shè)計(jì)---2FSK數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真和分析

課

程

設(shè)

課程設(shè)計(jì)名稱：

專 業(yè) 班 級 ： 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué)

號 ：

指 導(dǎo) 教 師 ： 課程設(shè)計(jì)時(shí)間：

計(jì)

需求分析

二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)：

1、主要功能：對信號編碼形成的0、1序列通過兩種不同頻率的波表達(dá)出來。經(jīng)過信道有噪聲的加入，在這里我們模擬為高斯白噪聲，在接收端收到信號后通過分離、濾波、判決，進(jìn)而還原信號。

2、主要內(nèi)容：對二進(jìn)制數(shù)字信源進(jìn)行數(shù)字調(diào)制（2FSK），畫出信號波形及功率譜，并分析其性能。概要設(shè)計(jì)

整個(gè)設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：

1、信源部分：在這里要求2FSK信號的形成，根據(jù)公式

s=cos(2*pi*(F+m*f).*t)(m=0或1)生成信源信號，設(shè)置F=20HZ，m=a（ceil（t+0.0005）），f=100HZ，t=0：0.0005：9.9995。生成的s為一維數(shù)列，有兩萬組數(shù)據(jù)。

2、信道部分：在信道部分有噪聲的加入，這里用如下函數(shù)

n=0.01*randn(1,20000);

z=s+n;此處n為噪聲函數(shù)，randn函數(shù)用于生成隨機(jī)分布的一維數(shù)列，z為加入了噪聲的合成信號。

3、信宿部分：在這一部分，要求接收到的信號z經(jīng)過濾波函數(shù)filter后，再過判決，得到原信號。運(yùn)行環(huán)境

硬件環(huán)境：

cpu、內(nèi)存、硬盤、CD-ROM驅(qū)動器和鼠標(biāo)

軟件環(huán)境：

Windows 98/NT/2000、Window XP或Win7 2 4 開發(fā)工具和編程語言

MATLAB開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱 MATLAB匯編語言 詳細(xì)設(shè)計(jì)

第一部分：生成原信號

clear all;clc;

%設(shè)置時(shí)間參數(shù)、主頻、偏頻、抽樣頻率 t=0:0.0005:9.9995;F=20;f=100;FS=1:500;

%產(chǎn)生二進(jìn)制信號和模擬信號 a=randint(1,10,2);m=a(ceil(t+0.0005));s=cos(2*pi*(F+m*f).*t);%求信號的頻譜和功率譜 S=fft(s);

pss=S.*conj(S)/512;for j=1:2000

Pss(j)=pss(10*j);end

%畫出二進(jìn)制信號、模擬信號、功率譜的圖像 figure(1);subplot(311);plot(t,m);

axis([0,10,0,1.2]);title('二進(jìn)制信源波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(312);plot(t,s);

title('模擬信源波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(313);

plot(FS,Pss(1:500));title('原信號功率譜');xlabel('頻率');ylabel('幅度');

第二部分：經(jīng)過信道加入噪聲

%生成噪聲信號與合成信號

n=0.01*randn(1,length(t));z=s+n;

%畫出噪聲信號圖形、合成信號圖形、原信號圖形 figure(2);subplot(311);plot(t,n);title('噪聲波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(312);plot(t,z);

title('合成信號波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(313);plot(t,s);

title('原信號波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');

%對合成信號做快速傅立葉變換 %并畫出其功率譜及原信號功率譜 Z=fft(z);

pzz=Z.*conj(Z)/512;for j=1:2000

Pzz(j)=pss(10*j);end

figure(3);subplot(211);

plot(FS,Pss(1:500));title('原信號功率譜');xlabel('頻率');ylabel('幅度');subplot(212);

plot(FS,Pzz(1:500));title('合成信號功率譜');xlabel('頻率');ylabel('幅度');第三部分：對接收到的信號濾波、判決，進(jìn)而得到原信號

%求濾波器參數(shù)、并將信號通過濾波器 %分出兩個(gè)不同頻率的信號

b1=fir1(101,[15/1000,25/1000]);b2=fir1(101,[115/1000,125/1000]);h1=filter(b1,1,z);h2=filter(b2,1,z);

%作出兩個(gè)不同頻率信號及原信號的圖形 figure(4);subplot(311);plot(t,h1);

title('經(jīng)通過頻率為20HZ的濾波器后的波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(312);plot(t,h2);

title('經(jīng)通過頻率為120HZ的濾波器后的波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(313);plot(t,s);

title('原信號波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');

%將信號與自身相乘并作出圖形 sw1=h1.*h1;sw2=h2.*h2;figure(5);subplot(211);plot(t,sw1);

title('頻率為20HZ信號相乘后的波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(212);plot(t,sw2);

title('頻率為120HZ信號相乘后的波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');

%對信號進(jìn)行低通濾波并畫出圖形

b3=fir1(101,[2/1000,10/1000]);st1=filter(b3,1,sw1);st2=filter(b3,1,sw2);figure(6);subplot(211);plot(t,st1);

title('20HZ信號低通濾波后的波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(212);plot(t,st2);

title('120HZ信號經(jīng)低通濾波后的波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');%對兩路信號抽樣判決 for i=1:length(t)

if(st1(i)>=st2(i))st(i)=0;

else

st(i)=1;end end

%畫出經(jīng)抽樣判決后信號波形 figure(7);subplot(211);plot(t,st);

axis([0,10,0,1.2]);

title('抽樣判決后二進(jìn)制波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');subplot(212);plot(t,m);

axis([0,10,0,1.2]);title('原二進(jìn)制信號波形');xlabel('時(shí)間');ylabel('幅度');調(diào)試分析

第一部分：要求注意在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)運(yùn)算符號的正確性，特別是數(shù)組的運(yùn)算。還有就是在繪圖時(shí)要求注意繪圖函數(shù)的參數(shù)要具有一致性，即要有相同個(gè)數(shù)的數(shù)組。

第二部分：在生成噪音數(shù)組時(shí)，要注意其幅值。要求噪音的幅值與信源數(shù)組的幅值比例合適，即要求有合適的信噪比。

第三部分：這里要特別注意的是濾波參數(shù)的設(shè)置，不能正確的設(shè)置濾波參數(shù) 6 就不能得到較好的信號，就不能還原出原信號。測試結(jié)果

第一部分：

二進(jìn)制信源波形1幅度0.50012356時(shí)間模擬信源波形4789101幅度0-1012356時(shí)間原信號功率譜4789104000幅度***00250頻率***

第二部分：

噪聲波形0.05幅度0-0.05012356時(shí)間合成信號波形4789102幅度0-20123456時(shí)間原信號波形789101幅度0-1012345時(shí)間678910 7 第三部分：

原信號功率譜30002000幅度***50300頻率合成信號功率譜***30002000幅度***00250頻率***

經(jīng)通過頻率為20HZ的濾波器后的波形2幅度0-20125678時(shí)間經(jīng)通過頻率為120HZ的濾波器后的波形349102幅度0-20123456時(shí)間原信號波形789101幅度0-1012345時(shí)間678910

頻率為20HZ信號相乘后的波形1.51幅度0.50012567時(shí)間頻率為120HZ信號相乘后的波形3489101.51幅度0.50012345時(shí)間678910

20HZ信號低通濾波后的波形0.80.6幅度0.40.20012567時(shí)間120HZ信號經(jīng)低通濾波后的波形3489100.80.6幅度0.40.20012345時(shí)間678910

抽樣判決后二進(jìn)制波形1幅度0.50012356時(shí)間原二進(jìn)制信號波形4789101幅度0.50012345時(shí)間678910 參考文獻(xiàn)

[1] 管愛紅，MATLAB應(yīng)用及其應(yīng)用教程，北京：電子工業(yè)出版社,2009.8 [2] 樊昌信，通信原理，北京：國防工業(yè)出版社，2007.8 [3] Ssnjit K.Mitra，數(shù)字信號處理，北京：清華大學(xué)出版社，心得體會

通過對該課程的學(xué)習(xí)，我對通信原理有了更進(jìn)一步的理解；通過對該二進(jìn)制數(shù)字信源進(jìn)行數(shù)字調(diào)制（2FSK）的設(shè)計(jì)，我也了解了二進(jìn)制數(shù)字信源進(jìn)行數(shù)字調(diào)制（2FSK）的基本結(jié)構(gòu)和基本特性，而且還掌握了基本的撰寫論文的形式和思路。作為一個(gè)電子信息工程專業(yè)的學(xué)生，數(shù)字信號處理是我們的重要專業(yè)課程，是我們將來從事通信事業(yè)的基本保障。通過對作為該論文的重要部分—MATLAB的運(yùn)用，大大提高了我們對集計(jì)算，編程與繪圖于一體的該應(yīng)用軟件的運(yùn)用能力。MATLAB包含的幾十個(gè)工具箱，覆蓋了通信，自動控制，信號處理，圖象處理，財(cái)經(jīng)，化工，生命科學(xué)等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，汲取了當(dāng)今世界這些領(lǐng)域的最新研究成果，已經(jīng)成為從事科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)不可缺少的工具軟件。該課程設(shè)計(jì)將數(shù)字信號處理的有關(guān)教學(xué)內(nèi)容和MATLAB語言緊密，有機(jī)地結(jié)合起來，使我們在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識的同時(shí)學(xué)會了應(yīng)用MATLAB，在學(xué)習(xí)應(yīng)用MATLAB的同時(shí)，加深了對基本知識的理解，增強(qiáng)了我們的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，提高了學(xué)習(xí)效果。總之，無論是從教學(xué)知識掌握出發(fā)，還是從對MATLAB的應(yīng)用出發(fā)，通過這次學(xué)習(xí)，我不但掌握了二進(jìn)制數(shù)字信源進(jìn)行數(shù)字調(diào)制（2FSK）設(shè)計(jì)的基本知識及其實(shí)際應(yīng)用的技巧，還提高了自己的編程和寫報(bào)告的能力，收獲不小,也鞏固了所學(xué)知識。

第四篇：通信原理實(shí)驗(yàn) FSK傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)試驗(yàn)

通信原理實(shí)驗(yàn)

專

業(yè)：通信工程 班

級： 姓

名：

指導(dǎo)老師：

日

期：2014.6.9

實(shí)驗(yàn)一 FSK傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)試驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉 FSK 調(diào)制和解調(diào)基本工作原理； 2.掌握 FSK 數(shù)據(jù)傳輸過程；

3.掌握 FSK 正交調(diào)制的基本工作原理與實(shí)現(xiàn)方法； 4.掌握 FSK 性能的測試；

5.了解 FSK 在噪聲下的基本性能。

二．實(shí)驗(yàn)儀器

1.JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 2.20MHz雙蹤示波器

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

測試前檢查：首先將通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)制方式設(shè)置成“FSK 傳輸系統(tǒng)”；用示波器測量TPMZ07 測試點(diǎn)的信號，發(fā)現(xiàn)有脈沖波形，則說明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已正常工作。

（一）FSK調(diào)制 1.FSK基帶信號觀測

(1).TPi03 是基帶FSK 波形（D/A 模塊內(nèi)）。通過菜單選擇為1 碼輸入數(shù)據(jù)信號，觀測TPi03 信號波形，測量其基帶信號周期。如圖1.1.1所示。

(2).通過菜單選擇為0 碼輸入數(shù)據(jù)信號，觀測TPi03 信號波形，測量其基帶信號周期。如圖1.1.2所示。將測量結(jié)果與1 碼比較。

圖1.1.1 全1碼的基帶信號

圖1.1.2 全0碼的基帶信號 分析：由圖可知，輸入全1碼時(shí)的基帶信號周期約為27us，輸入全0碼時(shí)的基帶信號周期約為54us，則輸入全0碼時(shí)的基帶信號周期約為全1碼時(shí)的2倍。

2.發(fā)端同相支路和正交支路信號時(shí)域波形觀測

TPi03和TPi04分別是基帶FSK 輸出信號的同相支路和正交支路信號。測量兩信號的時(shí)域信號波形時(shí)將輸入全0 碼，測量其兩信號是否滿足正交關(guān)系。波形如圖1.1.3所示。

圖1.1.3 TPi03 和TPi04波形

分析：由圖可以看出TPi03 和TPi04的波形相位相差π，滿足正交關(guān)系。思考：產(chǎn)生兩個(gè)正交信號去調(diào)制的目的是防止碼間串?dāng)_。

3.發(fā)端同相支路和正交支路信號的李沙育波形觀測

將示波器設(shè)置在（x-y）方式，可從相平面上觀察TPi03和TPi04的正交性，其李沙育應(yīng)為一個(gè)圓。通過菜單選擇在不同的輸入碼型下進(jìn)行測量。輸入碼型為全0碼、全1碼、0/1碼和特殊碼是的李沙育波形分別如圖1.1.4、圖1.1.5、圖1.1.6和圖1.1.7所示。

圖1.1.4 全0碼

圖1.1.5 全1碼

圖1.1.6 0/1碼

圖1.1.7 特殊碼

分析：輸入各種不同的碼序列得到的李沙育圖形都呈現(xiàn)出圓形。

4.連續(xù)相位FSK調(diào)制基帶信號觀測

TPM02是發(fā)送數(shù)據(jù)信號（DSP+FPGA模塊左下腳），TPi03是基帶FSK 波形。測量時(shí)，通過菜單選擇為0/1碼輸入數(shù)據(jù)信號，并以TPM02作為同步信號。觀測TPM02與TPi03點(diǎn)波形應(yīng)有明確的信號對應(yīng)關(guān)系。并且，在碼元的切換點(diǎn)發(fā)送波形的相位連續(xù)。如圖1.1.8所示。通過菜單選擇為特殊序列碼輸入數(shù)據(jù)信號，重復(fù)上述測量步驟。記錄測量結(jié)果，如圖1.1.9所示。

圖1.1.8 0/1碼

圖1.1.9 特殊碼

思考：圖中，觀測兩重疊波形，TPM02為高時(shí)，TPi03的頻率高，TPM02為低時(shí)，TPi03的頻率低，但TPi03的波形連續(xù)，即非連續(xù)相位FSK調(diào)制在碼元切換點(diǎn)的相位是連續(xù)的。

5.FSK調(diào)制中頻信號波形觀測

(1).選擇0/1碼輸入數(shù)據(jù)信號，以TPM02作為同步信號,觀測TPM02與TPK03點(diǎn)波形有明確的信號對應(yīng)關(guān)系,如圖1.1.10所示。

(2).選擇特殊序列碼輸入數(shù)據(jù)信號，重復(fù)上述測量步驟，如圖1.1.11所示。(3).斷開跳線器Ki01或Ki02，重復(fù)上述測量步驟。觀測信號波形的變化，分析變化原因，如圖1.1.12和圖1.1.13所示。

圖1.1.10 0/1碼

圖1.1.11 特殊碼

圖1.1.12 0/1碼

圖1.1.13 特殊碼

分析：將正交調(diào)制輸入信號中的一路基帶調(diào)制信號斷開后，由圖可知，波形總體上不變，但頻率分量有所增加。這是因?yàn)樵贔SK正交方式調(diào)制中，如果只采用一路同向FSK信號進(jìn)行調(diào)制，會產(chǎn)生兩個(gè)FSK頻譜信號，使頻率分量增加。

（二）FSK解調(diào) 1.解調(diào)基帶FSK信號觀測

用中頻電纜連結(jié)KO02和JL02，測量解調(diào)基帶信號測試點(diǎn)TPJ05，用TPM02作同步。

(1).選擇1碼，觀測TPJ05測量其信號周期,如圖1.2.1所示；

(2).選擇為0/1碼，觀測TPJ05，如圖1.2.2所示。根據(jù)觀測結(jié)果，分析解調(diào)端的基帶信號與發(fā)送端基帶波形（TPi03）不同的原因。

圖1.2.1 全1碼

圖1.2.2 0/1碼

分析：全1碼輸入時(shí)，TPJ05的輸出波形的頻率不變；0/1碼輸入時(shí)，高電平處TPJ05的頻率高，低電平處TPJ05的頻率低。

思考：解調(diào)端的基帶信號與發(fā)送端基帶波形（TPi03）不同的原因是：存在噪聲的影響且信道特性不穩(wěn)定，存在著衰落。

2.解調(diào)基帶信號的李沙育（x-y）波形觀測

將示波器設(shè)置在（x-y）方式，觀察TPJ05和TPJ06的波形。(1).選擇1碼，仔細(xì)觀測其李沙育信號波形,如圖1.2.3所示；(2).選擇為0/1碼，仔細(xì)觀測李沙育信號波形，如圖1.2.4所示；

圖1.2.3 全1碼

圖1.2.4 0/1碼

分析：全1碼時(shí)，李沙育信號波形近似為一個(gè)圓環(huán)，更接近橢圓；0/1碼時(shí)，李沙育信號波形同樣近似為一個(gè)圓環(huán)，且環(huán)形粗一點(diǎn)。

思考：接收端與發(fā)送端李沙育波形不同的原因：存在噪聲的影響且信道特性不穩(wěn)定，存在著衰落。

3.接收位同步信號相位抖動觀測

用發(fā)送時(shí)鐘TPM01信號作同步，選擇不同的測試序列測量接收時(shí)鐘TPMZ07的抖動情況。輸入碼型為全1碼和全0碼，其波形分別如圖1.2.5和1.2.6所示：

圖1.2.5 全1碼

圖1.2.6 全0碼

分析：方波高電平初始端存在脈沖。

思考：全0或全1碼下觀察不到位定時(shí)的抖動是因?yàn)椋涸谌?碼和全0碼的情況下，所有的輸入碼元均相同，無電平跳變，不存在相位的變化，因此觀察不到相位抖動。

4.解調(diào)器位定時(shí)恢復(fù)與最佳抽樣點(diǎn)波形觀測

TPMZ07為接收端DSP調(diào)整之后的最佳抽樣時(shí)刻輸入m序列，觀察TPMZ07（以此信號作同步）和TPN04波形的之間的相位關(guān)系，如圖1.2.7所示。

圖1.2.7 解調(diào)器位定時(shí)恢復(fù)與最佳抽樣點(diǎn)波形

分析：最佳抽樣時(shí)刻位于抽樣判決點(diǎn)的中間時(shí)刻，也即具有最大能量處。

5.位定時(shí)鎖存和位定時(shí)調(diào)整觀測

(1).輸入為m序列時(shí)，觀察TPM01（以此信號作同步）和TPMZ07（收端最佳判決時(shí)刻）之間的相位關(guān)系，如圖1.2.8所示；

(2).不斷按確認(rèn)鍵，觀察TPMZ07的調(diào)整過程和鎖定后的相位關(guān)系，如圖1.2.9所示；

(3).輸入全1重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，解釋原因。按確認(rèn)鍵前后波形如圖1.2.10和圖1.2.11所示；

(4).斷開JL02接收中頻環(huán)路，觀測TPM01和TPMZ07之間的相位關(guān)系，并解釋測量結(jié)果的原因。

圖1.2.8 m序列確認(rèn)前

圖1.2.9 m序列確認(rèn)后

圖1.2.10 全1碼確認(rèn)前

圖1.2.11 全1碼確認(rèn)后

分析：

（1）輸入為m序列時(shí)，方波高電平初始端存在脈沖，發(fā)端時(shí)鐘和最佳判決時(shí)刻之間的相位同步。

（2）不斷按確認(rèn)鍵，波形總體上保持不變。

（3）輸入為全1碼時(shí)，按確認(rèn)鍵調(diào)整過程中脈沖位置發(fā)生了變化，即發(fā)端時(shí)鐘和最佳判決時(shí)刻之間的相位發(fā)生了變化，原因是全1碼時(shí)，輸入波形沒有變化，位定時(shí)失步；斷開中頻環(huán)路，按確認(rèn)鍵，則脈沖位置發(fā)生變化，原因是斷開中頻環(huán)路后，無法正確判斷出碼元的起止。

6.觀察在各種輸入碼字下FSK的輸入/輸出數(shù)據(jù)

通過菜單選擇為不同碼型輸入數(shù)據(jù)信號，觀測TPM04點(diǎn)輸出數(shù)據(jù)信號是否正確。觀測時(shí)用TPM02點(diǎn)信號同步。輸入碼型分別為特殊碼、全1碼和0/1碼是波形分別如圖1.2.12、圖1.2.13和圖1.2.14所示：

圖1.2.12 特殊碼

圖1.2.13 全1碼

圖1.2.14 0/1碼

分析：可以看出特殊碼和0/1碼輸出波形與輸入波形基本一致，只是相位上有一定的偏移，全1碼為直線。

四．實(shí)驗(yàn)思考題

1.FSK 正交調(diào)制方式與傳統(tǒng)的一般FSK 調(diào)制方式有什么區(qū)別? 其有哪些特點(diǎn)？

答：兩者區(qū)別:一般FSK調(diào)制方式產(chǎn)生FSK信號的方法是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)比特是0還是1，在兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器中切換。采用這種方法產(chǎn)生的波形在切換的時(shí)刻相位是不連續(xù)的，因此這種FSK信號稱為不連續(xù)FSK信號。而FSK正交調(diào)制方式產(chǎn)生FSK信號的方法是，首先產(chǎn)生FSK基帶信號，利用基帶信號對單一載波振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)制。FSK正交調(diào)制方式可以消除各個(gè)頻率間的相互干擾，從而消除由于頻率干擾造成的誤碼。若頻率不正交，在抽樣時(shí)刻各支路信號波形是相關(guān)的，一條支路的誤碼必然導(dǎo)致判決結(jié)果的錯(cuò)誤，從而增大了誤碼率。

FSK正交調(diào)制方式的特點(diǎn)：隨著FSK碼長的增加，F(xiàn)SK信號的帶寬增加，頻帶利用率降低。即以增加信號頻帶來換取誤碼率的降低。

2.TPi03 和TPi04 兩信號具有何關(guān)系？

答：TPi03和TPi04分別為同向支路和正交支路，兩信號為正交關(guān)系。

五．心得體會

因?yàn)槭堑谝粋€(gè)實(shí)驗(yàn)，一開始對找JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上的模塊以及測試點(diǎn)有點(diǎn)生疏，并且與雙蹤示波器有一根導(dǎo)線接觸不良，但是實(shí)驗(yàn)總體完成的還是相對比較順利的。通過實(shí)驗(yàn)，加深了對FSK調(diào)制和解調(diào)的基本工作原理、FSK數(shù)據(jù)傳輸、FSK正交調(diào)制的基本工作原理與實(shí)現(xiàn)方法以及FSK性能測試的理解。并且增強(qiáng)了我們的動手與合作能力。

第五篇：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???????????????????????

1、心得和體會……………………………………………………………

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，研究人員對其相關(guān)技術(shù)投入了極大的興趣。為使數(shù)字信號能在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字信號對載波進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制方式與模擬信號調(diào)制相類似。根據(jù)數(shù)字信號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)字信號對載波參數(shù)的調(diào)制通常采用數(shù)字信號的離散值對載波進(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，通過信道傳輸，在接收端解調(diào)后恢復(fù)成數(shù)字信號。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信號的調(diào)制

2ASK技術(shù)是通過改變載波信號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)制方法簡單.ＯＯＫ的產(chǎn)生原理如圖2、2ASK信號的解調(diào)

接收端接收信號傳來的2ASK信號，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，再從中回復(fù)原始數(shù)據(jù)信號。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信號相乘分離出包含原始信號的低頻信號，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。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，2221/2m(t)cos(2?t)是頻率為2?的高頻信號，利用低通濾波器可檢測出基帶信號，再經(jīng)過抽樣判決，即可恢復(fù)出原始數(shù)字信號序列{an},2ASK信號帶寬為碼元速率的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)字基帶信號對載波進(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f=1/4Tb=4kHz;第三行為調(diào)整之后的波形，碼元1對應(yīng)的調(diào)制后波形對應(yīng)正玄波，0對應(yīng)的調(diào)制后波形為0，結(jié)果滿足要求.。

%數(shù)字信號的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)字信號序列 Lm=length(m);

%序列的長度

F=200;

%數(shù)字信號的帶寬

f=800;

%正弦載波信號的頻率 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 Lcarry1=length(carry1);

%一個(gè)碼元寬度內(nèi)的信號長度 carry2=kron(ones(size(m)),carry1);%載波信號

ask=kron(m,carry1);

%調(diào)制后的信號 N=length(ask);

%長度 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1 dsig=kron(m,T);

%數(shù)字信號波形 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)刻的信號值 y_judge=1*(y>=th)+0*(y<=th);

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

%抽樣判決后的數(shù)字信號波形 n_tau=tau+0.5/F;

%抽樣判決后的信號對應(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)字信號波形-0.2 1.2])

%畫出原始信號波形與解調(diào)后信號作對比

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，信號的起始點(diǎn)為0.0005s。

五、設(shè)計(jì)心得和體會

1、心得和體會

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)到融會貫通的目的。

通過對通信系統(tǒng)原理和MATLAB的學(xué)習(xí)，在通過硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)會時(shí)不時(shí)地會出現(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)小而簡單的模塊的思想，在進(jìn)行整合、連接，將復(fù)雜的問題簡單化。了解了更多關(guān)于通信的知識，對以后的學(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)了對通信系統(tǒng)原理的理解，學(xué)會查尋資料、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，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》魏巍 主編 國防工業(yè)出版社 北京 2004年 [3]《MATLAB通信仿真開發(fā)手冊》孫屹 主編 李妍 編著國防工業(yè)出版社 北京2004年