第一篇：通信原理課程設(shè)計(jì)——模擬信號(hào)的抽樣

一、基本原理

1.1抽樣定理

抽樣時(shí)時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)變成一系列時(shí)間上離散的抽樣序列的過程。抽樣定理要解決的事，能否由此抽樣序列無失真的恢復(fù)出模擬信號(hào)。

對(duì)一個(gè)頻帶受限的、時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)抽樣，當(dāng)抽樣速度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，那么根據(jù)它的抽樣值就能無失真恢復(fù)原模擬信號(hào)。也就是說，若要傳輸模擬信號(hào)，不一定要傳輸模擬信號(hào)本身，只需要傳輸由抽樣得到的抽樣即可。因此，抽樣定理是模擬信號(hào)數(shù)字化的理論依據(jù)。

抽樣的過程是將輸入的模擬信號(hào)與抽樣信號(hào)相乘，通常抽樣信號(hào)時(shí)一個(gè)周期為T的周期脈沖信號(hào)，抽樣后得到的信號(hào)稱為抽樣信號(hào)。理想的抽樣為

?T?t??????t?nTs??

n????其中??t???10t?0,fs?t?01稱為抽樣速率。因此抽樣后信號(hào)為 Tsxs?t??x?t??T?t??k????x?nT???t?nT?

ss?1.2低通抽樣定理

T?1?2fH? 秒的時(shí)間間隔對(duì)一個(gè)頻帶限制在?0,fH?內(nèi)的連續(xù)信號(hào)x?t?，如果以s它進(jìn)行均勻抽樣，則x?t?將被所得到的抽樣值完全確定，可以由抽樣值序列無失真地重建原始信號(hào)。Ts?1?2fH?是抽樣的最大間隔，稱為奈奎斯特間隔。

低通信號(hào)的抽樣可以從頻域來理解，抽樣的時(shí)域、頻域?qū)φ杖鐖D4-3所示，根據(jù)頻域卷積定理，x?t?的頻域表達(dá)式為

1?X?????T?????1Xs????2?Ts由上式可見，在???1????X?????n??s???n?????Tsn????X???n??s?

?s的整數(shù)倍（n=?1，?2，???）處存在X???的復(fù)制譜。如圖4—3（c）

nfs后疊加而成，因此如果不發(fā)生頻譜重疊，1 所示，抽樣后信號(hào)的頻譜是原信號(hào)頻譜平移

可以通過低通濾出原信號(hào)。

如果抽樣頻率?s?2?H，即抽樣間隔Ts?1/?2fH?，則抽樣信號(hào)的頻譜會(huì)發(fā)生混疊Xs???通過介質(zhì)頻率為?H的低通濾波器，只允許低于?H的頻率分現(xiàn)象，此時(shí)不可能無失真地重建原始信號(hào)。

將抽樣后的信號(hào)量通過，濾除過高的頻率分量，從而恢復(fù)出原來被抽樣的信號(hào) X?。濾波器的作用等效于用一門函數(shù)與Xs???相乘。低通濾波器的特性如圖4—3（c）上虛線表示。在時(shí)域上就是與沖激響應(yīng)h?t?作運(yùn)算。即

1x?t??h?t??xs?t??Tsn????f?nT?Sa???t?nT??sHs?

式中，抽樣信號(hào)Sa?t???sint?/t 就是h?t?，也就是H???的傅里葉逆變換。圖4—3（d）從幾何意義上來說，以每個(gè)抽樣值為峰值畫一個(gè)Sa函數(shù)的波形，則合成的波形就是x（t）。

圖4—3 低通抽樣的時(shí)域、頻域?qū)φ?/p>

1.3、帶通抽樣定理

一個(gè)帶通信號(hào)m（t），其頻率限制在fL與fH之間，帶寬為B=fH-fL，如果最小抽樣速率f=2fH/m，m是一個(gè)不超過fH /B的最大整數(shù)，那么m（t）可以完全由其抽樣值確定。

下面分兩種情況加以說明：

（1）若最高頻率FH為帶寬的整數(shù)倍，即fH =nB。此時(shí)fH/B=n是整數(shù)，m=n，所以抽樣速率=2fH/m=2B。圖6-7畫出了fH=5B時(shí)的頻譜圖。

圖中抽樣信號(hào)的頻譜MS(ω)既沒有混疊也沒有留空隙，而且包含有m(t)的頻譜

M(ω)，如圖6-7（c）中兩對(duì)虛線所框的部分所示。這樣，采用帶通濾波器就能無失真恢復(fù)原信號(hào)，且此時(shí)抽樣速率（2B）遠(yuǎn)低于按低通抽樣定理時(shí)=10B的要求。顯然，若fS再減小，即fS<2B時(shí)必然會(huì)出現(xiàn)混疊失真。由此可知：當(dāng)fH =nB時(shí)，能重建原信號(hào)m(t)的最小抽樣頻率為fs=2B。

（2）若最高頻率fH不為帶寬的整數(shù)倍，即fH =nB+kB,0

式中，n是一個(gè)不超過fH/B的最大整數(shù)，0

根據(jù)式6-11，和關(guān)系fH=B+ fL畫出的曲線如圖6-8所示。由圖可知，F(xiàn)在2B-4B范圍內(nèi)取值，當(dāng)fL繼續(xù)增加，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于B時(shí)，趨近于2B。這一點(diǎn)由式（6-11）也可以加以說明，當(dāng)fL遠(yuǎn)大于B時(shí)，n很大，所以不論fH是否為帶寬的整數(shù)倍，式（6-11）可簡(jiǎn)化為≈2B。

實(shí)際中，應(yīng)用廣泛的高頻窄帶信號(hào)就符合這種情況，這是因?yàn)閒H大而B小，fL當(dāng)然

也大，很容易滿足fL>>B。由于帶通信號(hào)一般為窄帶信號(hào)，容易滿足fL>>B，因此帶通信號(hào)通常可按2B速率抽樣。

二、設(shè)計(jì)過程

2.1、MATLAB編程簡(jiǎn)介：

MATLAB將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作，而且利用MATLAB產(chǎn)品的開放式結(jié)構(gòu)

Matlab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。

2.2設(shè)計(jì)思路

模擬信號(hào)首先被抽樣，通常抽樣是按照等時(shí)間間隔進(jìn)行的，模擬信號(hào)被抽樣后，成為抽樣信號(hào)，它在時(shí)間上是離散的但是其取值仍然是連續(xù)的，所以是離散模擬信號(hào)。在理論上抽樣過程可以看成是用周期性單位沖激脈沖和此模擬信號(hào)相乘。抽樣結(jié)果得到的是一系列周期性的沖激脈沖，其面積和模擬信號(hào)的取值成正比。

下面舉例說明：給出某一低通信號(hào)如：x(t)=0.5+0.1cos0.15π+1.5sin2.5πt+0.5cos4πt（1）畫出該低通信號(hào)波形；

（2）畫出抽樣速率分別為2Hz、4Hz、6Hz時(shí)的抽樣序列；（3）從抽樣序列恢復(fù)出原始信號(hào)。分析：

此次實(shí)驗(yàn)是根據(jù)要求先用matlab產(chǎn)生一個(gè)的x(t)=0.5+0.1cos0.15π+1.5sin2.5πt+0.5cos4πt的連續(xù)信號(hào)，然后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行抽樣，產(chǎn)生頻譜。抽樣頻率不同，即單位時(shí)間內(nèi)的抽樣點(diǎn)數(shù)不同，會(huì)產(chǎn)生不同的頻譜，再設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器，使抽樣后的信號(hào)經(jīng)過此低通濾波器，恢復(fù)出原始信號(hào)，由于抽樣頻率不同會(huì)恢復(fù)出不同的原始信號(hào)。

2.3、流程圖

2.4、仿真程序

第一步：產(chǎn)生低通信號(hào)波形 t=0:pi/10:30;x2=0.5+0.1*cos(0.15*pi)+1.5*sin(2.5*pi*t)+0.5*cos(4*pi*t);figure plot(t,x2);xlabel('t');ylabel('x(t)');title('原時(shí)域連續(xù)信號(hào)');grid 第二步：分別以2hz,4hz,6hz的頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣 n1=input('請(qǐng)輸入采樣點(diǎn)數(shù)n:');n=0:n1;zb=size(n);figure t=30*n/zb(2);sinf=0.5+0.1*cos(0.15*pi*t)+1.5*sin(2.5*pi*t)+0.5*cos(4*pi*t);stem(n,sinf,'.');xlabel('n');ylabel('x(n)');title('采樣后的時(shí)域信號(hào)');

grid n的值為采樣點(diǎn)數(shù)。n=60時(shí)為20hz,n=120為4hz,n=180為6hz

第三步：設(shè)計(jì)低通濾波器 [B,A]=butter(8,350/500);[H,w]=freqz(B,A,512,2000);figure;plot(w*2000/(2*pi),abs(H));xlabel('Hz');ylabel('頻率響應(yīng)幅度');title('低通濾波器');grid;

第四步：根據(jù)抽樣后的信號(hào)恢復(fù)原信號(hào) n1=input('請(qǐng)輸入采樣點(diǎn)數(shù)n:')n=0:n1;zb=size(n);figure t=30*n/zb(2);sinf=0.5+0.1*cos(0.15*pi*t)+1.5*sin(2.5*pi*t)+0.5*cos(4*pi*t);subplot(2,1,1);stem(n,sinf,'.');xlabel('n');ylabel('x(n)');title('采樣后的時(shí)域信號(hào)');grid y=filter(B,A,sinf);subplot(2,1,2);plot(y);xlabel('t');ylabel('x(t)');title('恢復(fù)后的連續(xù)信號(hào)');grid;

輸入n的值，輸出抽樣n的抽樣波形和對(duì)應(yīng)的經(jīng)過低通濾波器的恢復(fù)波形。2hz時(shí)信號(hào)失真嚴(yán)重，4hz時(shí)能基本恢復(fù)波形，6hz時(shí)能很好的恢復(fù)波形，分別見圖別見圖時(shí)，6hz時(shí)能

三、仿真結(jié)果

第一步：

第二步：

n=60

n=120

n=180 第三步：

第四步：

n=60

n=120

n=180

四、仿真結(jié)果分析

（1）第一步：產(chǎn)生要求的信號(hào)波形，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，長(zhǎng)度為30，描點(diǎn)間隔為pi/10，縱坐標(biāo)表示幅度x2,幅度與時(shí)間的關(guān)系為：x2=0.5+0.1cos(0.15*pi)+1.5*sin(0.5*pi*t)+0.5*cos(4*pi*t)（2）第二步；分別以2hz,4hz,6hz的頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣，程序中n為程序運(yùn)行后手動(dòng)輸入，n的值為采樣點(diǎn)數(shù)。n=6時(shí)為2hz,n=120為4hz,n=180為6hz.（3）第三步：設(shè)計(jì)出低通濾波器，利用[b,a]=butter(n,Wn,ftype)一個(gè)階數(shù)為n頻率為Wn的低通濾波器其中參數(shù)ftype的形式確定了濾波器的形式當(dāng)它為high時(shí)得到高通濾波器若Wn是一個(gè)含有兩個(gè)元素向量[w1 w2]則返回的[a,b]所構(gòu)成的濾波器是階數(shù)為2n的帶通濾波器濾波器的通帶范圍是w1

子，分母多項(xiàng)式的系統(tǒng)向量，返回量H則包含了離散系統(tǒng)頻響在0~pi范圍內(nèi)N個(gè)頻率等分點(diǎn)的值（其中N為正整數(shù)），w則包含了范圍內(nèi)N個(gè)頻率等分點(diǎn)。調(diào)用默認(rèn)的N時(shí)，其值是512.（4）第四步：根據(jù)抽樣信號(hào)后的信號(hào)恢復(fù)原信號(hào)，輸入n的值，輸出抽樣n的抽樣波形和對(duì)應(yīng)的經(jīng)過低通濾波器輸出的恢復(fù)波形2hz時(shí)信號(hào)失真嚴(yán)重，4hz時(shí)基本能恢復(fù)波形，6hz時(shí)能很好地恢復(fù)波形。

五、總結(jié)

這次設(shè)計(jì)中，程序的調(diào)試遇到很多問題，從基本的函數(shù)圖形的產(chǎn)生，到后來的抽樣產(chǎn)生頻譜，再到后來的設(shè)計(jì)低通濾波器，到最后的信號(hào)恢復(fù)，從無知到熟知，這個(gè)過程不僅鞏固了matlab的應(yīng)用，更讓我對(duì)信號(hào)的產(chǎn)生，抽樣處理，低通濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，及信號(hào)的恢復(fù)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。這次課程設(shè)計(jì)，我們感覺到了matlab的強(qiáng)大，它的仿真功能是很多工程所離不開的。

通過用MATLAB對(duì)抽樣定理中低通抽樣定理的進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，抽樣定理從理論上說明設(shè)有一個(gè)頻帶限制在（0，f）Hz內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)m(t)，如果它以不少于2f次每秒的速率對(duì)m（t）進(jìn)行抽樣，則m(t)可由抽得的樣值完全確定。此定理也稱為均勻抽樣定理，因?yàn)樗迷诰鶆蜷g隔T小于等于0.5f秒上給定信號(hào)的抽樣值來表征信號(hào)。

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