通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計

1、課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名:_專業(yè)班級:_指導(dǎo)教師:_工作單位:_題目：通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計課程設(shè)計目的：通過課程設(shè)計，使學(xué)生加強(qiáng)對電子電路的理解，學(xué)會對電路分析計算以及設(shè)計。進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力，通過完成綜合設(shè)計型和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)及訓(xùn)練，創(chuàng)造一個動腦動手獨(dú)立開展電路實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，鍛煉分析解決電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；加深對通信原理的理解，提高學(xué)生對現(xiàn)代通信系統(tǒng)的全面認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。課程設(shè)計內(nèi)容和要求要求：掌握以下各種通信技術(shù)的基本原理，掌握實(shí)驗(yàn)的設(shè)計、電路調(diào)試與測量的方法。培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)需要選學(xué)參考書，查閱手冊，圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，通過獨(dú)立

2、思考深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析解決問題的方法。設(shè)計內(nèi)容：模擬信源(模擬話音)數(shù)字化方式基帶碼信道碼調(diào)制方式信道解調(diào)信道解碼基帶解碼數(shù)模轉(zhuǎn)換自己構(gòu)造一時間函數(shù)增量調(diào)制AMI碼漢明碼ASKAWGN與發(fā)送端對應(yīng)時間安排1根據(jù)設(shè)計任務(wù)，分析電路原理，確定實(shí)驗(yàn)方案2天2根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行電路的測試，并對結(jié)果進(jìn)行分析7天3撰寫課程設(shè)計報告1天指導(dǎo)教師簽名：年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名：年 月 日目錄1 原理分析與方案論證11.1 通信系統(tǒng)架構(gòu)11.2 信源調(diào)制-DM調(diào)制21.3 基帶碼AMI碼21.3.1 AMI碼編碼規(guī)則21.3.2 AMI解調(diào)原理21.4 信道碼漢明碼31.5 噪聲信道AWG

3、N42 各模塊的MATLAB實(shí)現(xiàn)52.1 信號源的實(shí)現(xiàn)52.2 信源編碼DM增量調(diào)制52.2.1 DM編碼簡介52.2.2 DM編碼的實(shí)現(xiàn)62.3 基帶編碼AMI編碼62.4 信道編碼漢明碼編碼72.4.1 漢明碼編碼分析72.4.2 漢明碼的MATLAB實(shí)現(xiàn)82.5 ASK調(diào)制92.5.1 ASK調(diào)制原理92.5.2 ASK調(diào)制的MATLAB實(shí)現(xiàn)102.6 信道噪聲AWGN112.7 ASK解調(diào)122.8 漢明碼解碼142.8.1 漢明碼校驗(yàn)142.8.2 漢明碼譯碼程序152.9 AMI譯碼162.10 .DM譯碼162.11 誤碼率的計算173 仿真結(jié)果分析183.1 源信號與接收信號波

4、形對比183.2 誤碼率統(tǒng)計194 心得體會195 參考文獻(xiàn)216 附錄22本科生課程設(shè)計成績評定表27摘要 通信是通過某種媒體進(jìn)行的信息傳遞，目的是傳輸信息，通信系統(tǒng)是用以完成信息傳輸過程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，作用是將信息從信源發(fā)送到一個或多個目的地。調(diào)制與解調(diào)在信息的傳輸過程中占據(jù)著重要的地位，是不可或缺的，因此研究系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程就極為重要。MATLAB是集數(shù)值計算、圖形繪制、圖像處理及系統(tǒng)仿真等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計算語言，它強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和圖形可視化的功能以及豐富的工具箱，為通信系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程的分析提供了極大的方便。 調(diào)制在通信系統(tǒng)中有十分重要的作用。通過調(diào)制，不僅可以進(jìn)行頻譜

5、搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于傳播的已調(diào)信號，而且它對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸?shù)目煽啃杂兄艽蟮挠绊懀{(diào)制方式往往決定了一個通信系統(tǒng)的性能。MATLAB軟件廣泛用于數(shù)字信號分析，系統(tǒng)識別，時序分析與建模，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)仿真等方面有著廣泛的應(yīng)用。本課題利用MATLAB軟件完成模擬信號進(jìn)行DM編碼、AMI編碼、漢明碼、ASK調(diào)制、經(jīng)過AWGN信道，再解調(diào)、譯碼的完整通信系統(tǒng)仿真，并通過統(tǒng)計誤碼率和對比前后波形，對這個通信系統(tǒng)進(jìn)行評估。關(guān)鍵字：MATLAB，編碼，調(diào)制，解調(diào)，譯碼，通信系統(tǒng)Abstract Communication is through som

6、e of the information transmission media, the purpose is to transmit information, communication system is used to complete the process of information transmission technology system body, the function is the information from the source sent to one or more of the destination. Modulation and demodulatio

7、n in information transmission process plays an important role, is indispensable, so the system of modulation and demodulation process is extremely important. MATLAB is set numerical calculation, graphics, image processing and system simulation and powerful function in the integration of scientific c

8、omputing language, its powerful matrix operation and graphics visual function and rich toolbox, as the communication system of the modulation and demodulation process analysis provides a great convenience. Modulation in a communication system has a very important role. Through the modulation, can no

9、t only move the modulation signal spectrum, and the spectrum of the move to want the position, and the modulation signal into suitable for transmission of the modulated signal, and it to the system transmission efficiency and the reliability of the transmission often determines a communication syste

10、m performance. MATLAB software is widely used in digital signal analysis, system identification, time series analysis and modeling, neural networks, dynamic simulation for such applications. This topic using MATLAB software simulation signal PCM coding, Manchester coding, hamming code and ASK modula

11、tion, through AWGN channel, and demodulation, decoding the integrity of the communication system simulation,.Key words：MATLAB，Coding, modulation and demodulation, decoding, communication system1 原理分析與方案論證1.1 通信系統(tǒng)架構(gòu)通信的目的是傳輸信息。通信系統(tǒng)的作用就是將信息從信息源發(fā)送到一個或多個目的地。對于任何一個通信系統(tǒng)，均可視為由發(fā)送端、信道和接收端三大部分組成（如圖1-1所示）。接收設(shè)備發(fā)

12、送設(shè)備信息源編碼設(shè)備信 道信息源噪聲源發(fā)送端接收端信道調(diào)制設(shè)備譯碼碼設(shè)備解調(diào)設(shè)備圖1-1 通信系統(tǒng)一般模型1、信息源:把原始信息變換成原始電信號。2、信源編碼：實(shí)現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸即完成A/D變化。提高信號傳輸?shù)挠行?。即在保證一定傳輸質(zhì)量的情況下，用盡可能少的數(shù)字脈沖來表示信源產(chǎn)生的信息。信源編碼也稱作頻帶壓縮編碼或數(shù)據(jù)壓縮編碼。3、信道編碼：信源編碼的目的： 信道編碼主要解決數(shù)字通信的可靠性問題。信道編碼的原理：對傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)則加入一些冗余碼（監(jiān)督碼），形成新的碼字，接收端按照約定好的規(guī)律進(jìn)行檢錯甚至糾錯。信道編碼又稱為差錯控制編碼、抗干擾編碼、糾錯編碼 。4、數(shù)字調(diào)制數(shù)字

13、調(diào)制技術(shù)的概念：把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處，形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號。數(shù)字調(diào)制的主要作用：提高信號在信道上傳輸?shù)男?，達(dá)到信號遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪康摹；镜臄?shù)字調(diào)制方式：振幅鍵控ASK、頻移鍵控FSK、相移鍵控PSK。5、信道：信道是信號傳輸媒介的總稱，傳輸信道的類型有無線信道（如電纜、光纖）和有線信道（如自由空間）兩種。6、噪聲源：通信系統(tǒng)中各種設(shè)備以及信道中所固有的，為了分析方便，把噪聲源視為各處噪聲的集中表現(xiàn)而抽象加入到信道。1.2 信源調(diào)制-DM調(diào)制對模擬信號采樣，并用每個樣值與它的預(yù)測值的差值對周期脈沖序列進(jìn)行調(diào)制，簡稱M或DM。已調(diào)脈沖序列以脈沖的有、無來表征差值的正負(fù)號，也

14、就是差值只編成一位二進(jìn)制碼。增量調(diào)制的基本原理是于1946年提出的，它是一種最簡單的差值脈沖編碼。早期的語言增量調(diào)制編碼器是由分立元件組成的。隨著模擬集成電路技術(shù)的發(fā)展，70年代末出現(xiàn)了音節(jié)壓擴(kuò)增量調(diào)制集成單片，80年代出現(xiàn)了瞬時壓擴(kuò)集成單片，單片內(nèi)包括了開關(guān)電容濾波器與開關(guān)電容積分器，集成度不斷提高，使增量調(diào)制的編碼器的體積減小，功耗降低。1.3 基帶碼AMI碼AMI(Alternative Mark Inversion)碼的全稱是信號交替反轉(zhuǎn)碼，是通信編碼中的一種，為極性交替翻轉(zhuǎn)碼，1碼通常稱為傳號，0碼則叫空號，這是沿用了早期電報通信中的叫法。從形態(tài)上看，它已是三狀態(tài)信號，所以AMI碼是

15、偽三進(jìn)制碼。1.3.1 AMI碼編碼規(guī)則 消息代碼中的0 傳輸碼中的0消息代碼中的1 傳輸碼中的+1、-1交替例如:消息代碼:1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1AMI碼: +1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +11.3.2 AMI解調(diào)原理 1 由AMI碼確定的基帶信號中正負(fù)脈沖交替，而0電位保持不變;所以由AMI碼確定的基帶信號無直流分量，且只有很小的低頻分量;2 不易提取定時信號，由于它可能出現(xiàn)長的連0串。三、解碼規(guī)則從收到的符號序列中將所有的-1變換成+1后，就可以得到原消息代碼1.4 信道碼漢明碼漢明碼Hamming code：用于數(shù)據(jù)傳送，能檢測

16、所有一位和雙位差錯并糾正所有一位差錯的二進(jìn)制代碼。與其他的錯誤校驗(yàn)碼類似，漢明碼也利用了奇偶校驗(yàn)位的概念，通過在數(shù)據(jù)位后面增加一些比特，可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性。利用一個以上的校驗(yàn)位，漢明碼不僅可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否有效，還能在數(shù)據(jù)出錯的情況下指明錯誤位置。在接受端通過糾錯譯碼自動糾正傳輸中的差錯來實(shí)現(xiàn)碼糾錯功能，稱為前向糾錯FEC。在數(shù)據(jù)鏈路中存在大量噪音時，F(xiàn)EC可以增加數(shù)據(jù)吞吐量。通過在傳輸碼列中加入冗余位(也稱糾錯位)可以實(shí)現(xiàn)前向糾錯。但這種方法比簡單重傳協(xié)議的成本要高。漢明碼利用奇偶塊機(jī)制降低了前向糾錯的成本?，F(xiàn)以數(shù)據(jù)碼1101為例講講漢明碼的編碼原理，此時D8=1、D4=1、D2=0、D1=

17、1，在P1編碼時，先將D8、D4、D1的二進(jìn)制碼相加，結(jié)果為奇數(shù)3，漢明碼對奇數(shù)結(jié)果編碼為1，偶數(shù)結(jié)果為0（奇數(shù)位。若奇數(shù)結(jié)果編碼為0.偶數(shù)結(jié)果為1，則叫偶數(shù)位），因此P1值為1，D8+D2+D1=2，為偶數(shù)，那么P2值為0，D4+D2+D1=2，為偶數(shù)，P3值為0。這樣，參照上文的位置表，漢明碼處理的結(jié)果就是1010101。在這個4位數(shù)據(jù)碼的例子中，我們可以發(fā)現(xiàn)每個漢明碼都是以三個數(shù)據(jù)碼為基準(zhǔn)進(jìn)行編碼的。從編碼形式上，我們可以發(fā)現(xiàn)漢明碼是一個校驗(yàn)很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木幋a方式。在這個例子中，通過對4個數(shù)據(jù)位的3個位的3次組合檢測來達(dá)到具體碼位的校驗(yàn)與修正目的（不過只允許一個位出錯，兩個出錯就無法檢查出來了

18、，這從下面的糾錯例子中就能體現(xiàn)出來）。在校驗(yàn)時則把每個漢明碼與各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)位值相加，如果結(jié)果為偶數(shù)（糾錯代碼為0）就是正確，如果為奇數(shù)（糾錯代碼為1）則說明當(dāng)前漢明碼所對應(yīng)的三個數(shù)據(jù)位中有錯誤，此時再通過其他兩個漢明碼各自的運(yùn)算來確定具體是哪個位出了問題。還是剛才的1101的例子，正確的編碼應(yīng)該是1010101，如果第三個數(shù)據(jù)位在傳輸途中因干擾而變成了1，就成了1010111。檢測時，P1+D8+D4+D1的結(jié)果是偶數(shù)4，第一位糾錯代碼為0，正確。P2+D8+D2+D1的結(jié)果是奇數(shù)3，第二位糾錯代碼為1，有錯誤。P3+D4+D2+D1的結(jié)果是奇數(shù)3，第三位糾錯代碼為1，有錯誤。那么具體是哪個

19、位有錯誤呢？三個糾錯代碼從高到低排列為二進(jìn)制編碼110，換算成十進(jìn)制就是6，也就是說第6位數(shù)據(jù)錯了，而數(shù)據(jù)第三位在漢明碼編碼后的位置正好是第6位。針對4位數(shù)據(jù)的漢明碼編碼示意圖漢明碼是一個在原有數(shù)據(jù)中插入若干校驗(yàn)碼來進(jìn)行錯誤檢查和糾正的編碼技術(shù)。以典型的4位數(shù)據(jù)編碼為例，漢明碼將加入3個校驗(yàn)碼，從而使實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位達(dá)到7個（位），它們的位置如果把上圖中的位置橫過來就是：數(shù)據(jù)位1234567代碼P1 P2 D8 P3 D4D2 D1說明第1個漢明碼第2個漢明碼第1個數(shù)據(jù)碼第3個漢明碼第2個數(shù)據(jù)碼第3個數(shù)據(jù)碼第4個數(shù)據(jù)碼1.5 噪聲信道AWGN加性高斯白噪聲AWGN(Additive White

20、 Gaussian Noise) 是最基本的噪聲與干擾模型。加性噪聲：疊加在信號上的一種噪聲，通常記為n(t)，而且無論有無信號，噪聲n(t)都是始終存在的。因此通常稱它為加性噪聲或者加性干擾。白噪聲：噪聲的功率譜密度在所有的頻率上均為一常數(shù)，則稱這樣的噪聲為白噪聲。如果白噪聲取值的概率分布服從高斯分布，則稱這樣的噪聲為高斯白噪聲。2 各模塊的MATLAB實(shí)現(xiàn)2.1 信號源的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生隨機(jī)信源的方式很多，這里選擇在周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于選擇域的正余弦組合信源。%信源的產(chǎn)生ts = 1e-3;t = 0:ts:20*ts ;x = sin( 2*pi*50*t )+0.5*sin( 2*pi*150*t )

21、;figure(1)subplot(211);plot( t, x, '-o' );axis( 0 20*ts, -2 2 );title('隨機(jī)信源 ´'); 圖2-1 信號源時間函數(shù)波形2.2 信源編碼DM增量調(diào)制2.2.1 DM編碼簡介增量調(diào)制DM 是繼PCM之后推出的一種簡單的模擬信號數(shù)字化方法，1946年由法國工廠是De Loraine提出，又稱M。DM可以看成是特殊的DPCM，在DPCM中當(dāng)對預(yù)測誤差進(jìn)行移位二進(jìn)制碼時，就是DM系統(tǒng)。1bit編碼輸出對應(yīng)的量化電平是+s或-s，分別表示誤差的極性，是正還是負(fù)，當(dāng)抽樣頻率足夠高時，相鄰的樣值電

22、平差很小，用1位碼有可能表示相鄰樣值的變化規(guī)律。一般分為：一般量化和過載量化。過載量化時，信號變化速率大于階梯波的最大斜率，產(chǎn)生較大的量化失真，所以應(yīng)該避免。2.2.2 DM編碼的實(shí)現(xiàn)設(shè)計思路是：設(shè)定一個差值e（k），表示兩個樣值之間的差，大于零則返1，反之返0，因?yàn)槭钦嘞医M合函數(shù)，不存在單調(diào)為0的情況。程序如下：delta = 0.4;D( 1+length(t) ) = 0;for k=1:length(t) e(k) = x(k) - D(k); e_q(k) = delta * ( 2 * ( e(k) >= 0 ) -1 ); D( k+1 ) = e_q(k) + D(k)

23、; codeout(k) = ( e_q(k)>0 ); 圖2-3 DM編碼結(jié)果2.3 基帶編碼AMI編碼編寫實(shí)現(xiàn)AMI編碼子程序，即對DM編碼后的信號進(jìn)行處理，0保持不變，1用+-1表示交替出現(xiàn) %AMI編碼xn = codeout*1 ; yn = xn;num = 0;for k=1:length(yn) if xn(k) = 1 num = num + 1; if num/2 = fix(num/2) yn(k) = 1; else yn(k) = -1; end endendfigure(2)stairs( 0:length(yn)-1 , yn );axis( 0 lengt

24、h(yn),-2 2 );title('AMI編碼'); 圖2-4 AMI編碼2.4 信道編碼漢明碼編碼 漢明碼編碼分析現(xiàn)在以(7,4)分組碼為例來說明漢明碼的特點(diǎn)。其主要參數(shù)如下：碼長：信息位：校驗(yàn)位：，且最小距離：其生成矩陣G（前四位為信息位，后三位為冗余位）如下： （式2-1）系統(tǒng)碼可分為消息部分和冗余部分兩部分，根據(jù)生成矩陣，輸出碼字可按下 式計算： （式2-2）所以有信息位冗余位由以上關(guān)系可以得到(7,4)漢明碼的全部碼字如表2-2所示。表2-2 (7,4)漢明碼的全部碼字序號信息碼元冗余元序號信息碼元冗余元000000008100011110001011910011

25、00200101011010100103001111011101100140100110121100001501011011311010106011001114111010070111000151111111 漢明碼的MATLAB實(shí)現(xiàn)%漢明碼編碼HanMing = encode( xn, 7, 4, 'hamming' );figure(3)stairs( 0 : 41 , HanMing );axis(0 41, 0 1.5);title('漢明碼編碼');漢明碼的編碼和譯碼都能由matlab自帶的函數(shù)庫提供，以（7,4）漢明碼為例，encode( xn, 7

26、, 4, 'hamming' );圖2-5 漢明碼編碼2.5 ASK調(diào)制2.5.1 ASK調(diào)制原理理論上數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制在本質(zhì)上沒有什么不同，它們都屬于正弦波調(diào)制。但是，數(shù)字調(diào)制是源信號為離散型的正弦波調(diào)制，而模擬調(diào)制則是源信號為連續(xù)型的正弦波調(diào)制，因而，數(shù)字調(diào)制具有由數(shù)字信號帶來的一些特點(diǎn)。這些特點(diǎn)主要包括兩個方面：第一，數(shù)字調(diào)制信號的產(chǎn)生，除把數(shù)字的調(diào)制信號當(dāng)作模擬信號的特例而直接采用模擬調(diào)制方式產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制信號外，還可以采用鍵控載波的方法。第二，對于數(shù)字調(diào)制信號的解調(diào)，為提高系統(tǒng)的抗噪聲性能，通常采用與模擬調(diào)制系統(tǒng)中不同的解調(diào)方式。振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號

27、而變化的數(shù)字調(diào)制，即源信號為“1”時，發(fā)送載波，源信號為“0”時，發(fā)送0電平。 所以也稱這種調(diào)制為通、斷鍵控（OOK）。當(dāng)數(shù)字基帶信號為二進(jìn)制時，也稱為二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK），2ASK信號的調(diào)制方法有模擬幅度調(diào)制方法和鍵控方法兩種。2ASK信號是數(shù)字調(diào)制方式中最早出現(xiàn)的，也是最簡單的，但其抗噪聲性能較差，因此實(shí)際應(yīng)用并不廣泛，但經(jīng)常作為研究其它數(shù)字調(diào)制方式的基礎(chǔ)。 2ASK的時域特征 2ASK信號的時域表示式為： 其中， 為隨機(jī)的單極性矩形脈沖序列， 是經(jīng)過基帶成型處理之后的脈沖序列。2ASK信號的時域波形如圖2-6所示： 圖2-6 2ASK時域波形2.5.2 ASK調(diào)制的MATLAB實(shí)現(xiàn)

28、ASK 調(diào)制是用碼元信號去控制載波信號的振幅，碼元為0,1時分別對應(yīng)兩個不同倍數(shù)的振幅，以2ASK為例，0時，載波不接入，1時接入1倍載波，用載波信號振幅的變化去反應(yīng)AMI碼。我們的程序選用2ASK，如下：g=HanMing; f=3000;t=0:2*pi/99:2*pi;cp=;sp=;mod=;bit=; for n=1:length(g); if g(n)=0; c1=zeros(1,100);¨ c2=zeros(1,100); else g(n)=1; c1=ones(1,100);¨ c2=ones(1,100); end c=sin(2*pi*f*t); c

29、p=cp c1; mod=mod c; bit=bit c2;end ask=cp.*mod;figure(4)subplot(2,1,1);plot(bit,'LineWidth',1.5);grid on;title('Binary Signal');axis(0 100*length(g) -2.5 2.5); subplot(2,1,2);plot(ask,'LineWidth',1.5);grid on;title('ASK modulation');axis(0 100*length(g) -2.5 2.5); 圖2-

30、7 2ASK調(diào)制信號2.6 信道噪聲AWGNMatlab本身自帶了于某信號中加入高斯白噪聲的函數(shù)：AWGNy = awgn(x,SNR) 在信號x中加入高斯白噪聲。SNR為信噪比，以dB為單位。 圖2-8 加入高斯白噪聲的調(diào)制波2.7 ASK解調(diào)本設(shè)計采用相干解調(diào)，即采用與載波信號同步的信號與已調(diào)信號相乘，再通過FIR低通濾波器，即可解調(diào)出調(diào)制信號。解調(diào)框圖如圖2-9所示：FIR濾波器乘法器raskz頻率為fc的相干波car 圖2-9 ASK解調(diào)框圖先和載波相乘：reask=askz.*mod;%askz是加噪聲后的ask輸出，reask為稱值figure(6)subplot(2,2,1);p

31、lot(reask);title('reask')subplot(2,2,2);plot(askz);title('askz') %º對比askz與reask先設(shè)計濾波器：wp=2*pi*2500;ws=2*pi*3500;Rp=1;As=30;N,wc=buttord(wp,ws,Rp,As,'s') B,A=butter(N,wc,'s'); fk=0:800/512:8000;wk=2*pi*fk;Hk=freqs(B,A,wk);figureplot(fk/1000,20*log10(abs(Hk);grid o

32、n,xlabel('ƵÂÊ£¨kHz£©'),ylabel('·ù¶È£¨dB£©')title('°ÍÌØÎÖ˹ģÄâÂ˲¨Æ÷')axis(0,4,-35,5)濾波器圖像： 圖2-10 濾波器頻譜由于

33、載波頻率設(shè)置為fc=3khz，所以解調(diào)時保留與m（t）相關(guān)的低頻波，濾除2fc大于4的其他頻波。再通過濾波器：fft1=fft(reask);subplot(2,2,3);plot(abs(fft1)fft1=fft1 zeros(1,921); Ak=fft1.*Hk;at=ifft(Ak);求得的at即是未經(jīng)判決的粗漢明碼，再經(jīng)過判決程序：hn=;ren=;for k=1:100:length(at) hn(k)=at(k)-1.5ren(k)=(hn(k)>0); endfigure(7)plot(ren); 圖2-10 ASK相干解調(diào)后波形2.8 漢明碼解碼2.8.1 漢明碼校驗(yàn)

34、   在發(fā)送端信息碼元M利用式（8-16），實(shí)現(xiàn)信道編碼，產(chǎn)生線性分組碼A；在傳輸過程中有可能出現(xiàn)誤碼，設(shè)接收到的碼組為B。則收發(fā)碼組之差為：    （式2-3）  這里，表示i位有錯，表示i位無錯。基于這樣的原則接收端利用接收到的碼組B計算校正子：     （式2-4）   因此，校正子僅與E有關(guān)，即錯誤圖樣與校正子之間有確定的關(guān)系。對于上述（7，4）碼，校正子S與錯誤圖樣的對應(yīng)關(guān)系可由式（2-4）求得，其計算結(jié)果見表2-3所示。在接收端的譯碼器中有專門

35、的校正子計算電路，從而實(shí)現(xiàn)檢錯和糾錯。 表2-3 （7，4）碼校正子與錯誤圖樣的對應(yīng)關(guān)系序號錯誤碼位ESe6 e5 e4 e3 e2 e1 e0S3 S2 S101234567/b0b1b2b3b4b5b60  0  0  0  0  0  00  0  0  0  0  0  

36、10  0  0  0  0  1  00  0  0  0  1  0  00  0  0  1  0  0  00  0  1  0  0 

37、60;0  00  1  0  0  0  0  01  0  0  0  0  0  00  0  00  0  10  1  01  0  00  1

38、60; 11  0  11  1  01  1  12.8.2 漢明碼譯碼程序 漢明碼譯碼可由matlab自帶函數(shù)庫函數(shù)實(shí)現(xiàn)：%漢明碼譯碼HanMing_decode = decode( HanMing,7 ,4, 'hamming' );figure(8)stairs( 0 : 23 , HanMing_decode );axis(0 23, 0 1.5);title('漢明譯碼'); 圖2-11 漢明碼解碼2.9 AMI譯碼AMI

39、譯碼即為其編碼的逆過程，取AMI碼的絕對值，即可把-1翻1,1和0保留 實(shí)現(xiàn)譯碼。%AMI譯碼decodeAMI = abs(yn);figure(9)stairs( 0 : 20 , decodeAMI );axis(0 20, 0 1.5);title('AMI½âÂë');解碼后的結(jié)果如圖2-12所示: 圖2-12 AMI解碼2.10 .DM譯碼%DM譯碼解調(diào)ts = 1e-3;t = 0:ts:20*ts ;Dr( 1+length(t) ) = 0;for k=1:length(t) eq(k) = delta * ( 2*de

40、codeAMI(k) - 1 ); xr(k) = eq(k) + Dr(k);endfigure(10)subplot(2,1,1);stairs(t, xr);hold on;subplot(2,1,1);plot(t, x);title('譯碼源碼對比 '); 圖2-13 DM譯碼后的波形2.11 誤碼率的計算 通過比較DM編碼后與AMI譯碼后的兩組數(shù)據(jù)，統(tǒng)計出不一致的數(shù)據(jù)的個數(shù)，除以總的DM編碼個數(shù)，即可得到誤碼率。通過分析誤碼率的大小可以判斷此通信系統(tǒng)的好壞。len=length(codeout);errornum=0;for i=1:len if(codeout(i

41、)=decodeAMI(i) errornum=errornum+1; endend disp('誤碼率為 ');errornum/len3 仿真結(jié)果分析 3.1 源信號與接收信號波形對比對比輸入的源信號與經(jīng)過噪聲信道后接收到的信號波形，分別如圖3-1a和圖3-1b所示：圖3-1a 信源信號 圖3-1b 接收信號如圖可見，復(fù)原后的信號大致與源信號相同，但還是出現(xiàn)了變形，這是因?yàn)锳SK調(diào)制方式的抗噪聲性能并不是很好，當(dāng)高斯白噪聲同時干擾了一組碼中的二個以上的碼元時，便會出現(xiàn)誤碼。 3.2 誤碼率統(tǒng)計 通過誤碼率統(tǒng)計函數(shù)，可以精確的算出每次仿真的誤碼率，仿真的誤碼率結(jié)果如圖3-2所

42、示： 圖3-2 誤碼率統(tǒng)計4 心得體會課程設(shè)計開始的時候是在準(zhǔn)備考研那段期之后，沒仔細(xì)認(rèn)真的看設(shè)計課題，當(dāng)時在做MATLAB綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的時候比較吃力，覺得使用MATLAB編寫程序好難?？偸且_好多Mfile文件進(jìn)行編寫函數(shù)，最麻煩的是寫完一個子函數(shù)在單獨(dú)對其進(jìn)行驗(yàn)證就存在一些函數(shù)輸入的問題。當(dāng)時間過了2天之后，才拿起設(shè)計要求認(rèn)真看起來，想起老師在課堂上進(jìn)行MATLAB講解時還是很感興趣的，于是按照老師的要求開始完成本次課程設(shè)計。對通信系統(tǒng)的理解：因?yàn)橹坝羞^課程設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)，于是剛開始的時候沒有急于編寫代碼，而是仔細(xì)認(rèn)真研究書本上的知識，進(jìn)行消化和理解。定性了分析了整個通信系統(tǒng)；了解了通信系

43、統(tǒng)研究的意義；通信系統(tǒng)課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識,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),是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程，通過課程設(shè)計我能夠比較系統(tǒng)的了解理論知識，把理論和實(shí)踐相結(jié)合，并且用到生活當(dāng)中。課程設(shè)計的收獲：本次課程設(shè)計結(jié)束了，受益良多。它帶來不僅是知識上的收獲，而且精神上的收獲也是無盡的。本次課程設(shè)計是我在大學(xué)寥寥可數(shù)的幾次設(shè)計性實(shí)驗(yàn)之一，是和同學(xué)們一起奮斗的一場經(jīng)歷?？吹酵瑢W(xué)們的努力，看到老師的辛勤，自己也都不敢懈怠了。實(shí)驗(yàn)開始的那一刻，告誡自己沒有失敗，老師既然出了設(shè)計項(xiàng)目，既然已經(jīng)選擇的這個設(shè)計項(xiàng)目，就不許中途退出，這不是游戲，我想那一刻要的

44、是勇氣，是決心吧！實(shí)驗(yàn)成功的那一刻，收獲的是信心，是對自己本學(xué)期以來學(xué)習(xí)通信專業(yè)課的一個肯定，是對以后的學(xué)習(xí)的一種督促，也是對自己的未來大學(xué)校門外的生活的一個鼓勵。還有就是在設(shè)計肯定會有不甚理解的地方，這就需要我們自己動手查找資料，增加的不僅是查找的資料上面的知識，更多的搜索的能力。編程體會：在編寫代碼的時候，不急于剛開始就對著電腦編寫程序，一定要理解和整理出來你所想要做什么；從前都沒有畫流程圖的習(xí)慣，不過此次試驗(yàn)之前都有仔細(xì)分析，畫流程圖，發(fā)現(xiàn)在代碼編寫的過程中這樣不僅效率高，而且成功率還快；還有就是因?yàn)樵诔绦蛑羞^多的嵌套過多for循環(huán)語句和if選擇語句，所以很容易不小心就會導(dǎo)致代碼錯誤，所

45、以程序中應(yīng)盡量避免。還有就是一定要仔細(xì)，仔細(xì)，再仔細(xì)。5 參考文獻(xiàn)1樊昌信，曹麗娜. 通信原理（第六版）M,北京：國防工業(yè)出版社，20092程相君，陳生潭 信號與系統(tǒng) M,西安： 西安電子科技大學(xué)出版社,19903曹志剛，錢壓生 現(xiàn)代通信原理M,北京： 清華大學(xué)出版社，19924劉敏，魏玲 MATLAB通信仿真與應(yīng)用M，北京：國防工業(yè)出版社，20015唐向.岳恒立.學(xué)峰 ATLAB及在電子信息類課程中的應(yīng)用M，北京： 電子工業(yè)出版社，2006 6陳杰 MATLAB寶典M，北京：電子工業(yè)出版社7張德豐 MATLAB/Simulink建模與仿真M，北京 電子工業(yè)出版社6 附錄ts = 1e-3;t

46、 = 0:ts:20*ts ;x = sin( 2*pi*50*t )+0.5*sin( 2*pi*150*t );delta = 0.4;D( 1+length(t) ) = 0;for k=1:length(t)e(k) = x(k) - D(k);e_q(k) = delta * ( 2 * ( e(k) >= 0 ) -1 );D( k+1 ) = e_q(k) + D(k);codeout(k) = ( e_q(k)>0 );endfigure(1)subplot(211);plot( t, x, '-o' );axis( 0 20*ts, -2 2 );

47、title('隨機(jī)信源´');subplot(212);stairs( t, codeout );axis( 0 20*ts, -2 2 );title('增量編碼');%AMIxn = codeout*1 ;yn = xn;num = 0;for k=1:length(yn)if xn(k) = 1num = num + 1;if num/2 = fix(num/2)yn(k) = 1;elseyn(k) = -1;endendendfigure(2)stairs( 0:length(yn)-1 , yn );axis( 0 length(yn),-

48、2 2 );title('AMI');%漢明碼編碼HanMing = encode( xn, 7, 4, 'hamming' );figure(3)stairs( 0 : 41 , HanMing );axis(0 41, 0 1.5);title('漢明編碼');%ask%askg=HanMing; f=3000;t=0:2*pi/99:2*pi;cp=;sp=;mod=;bit=;for n=1:length(g);if g(n)=0;c1=zeros(1,100);c2=zeros(1,100);else g(n)=1;c1=ones(1,

49、100);¨c2=ones(1,100); endc=sin(2*pi*f*t);¨cp=cp c1;mod=mod c; bit=bit c2;endask=cp.*mod;figure(4)subplot(2,1,1);plot(bit,'LineWidth',1.5);grid on;title('Binary Signal');axis(0 100*length(g) -2.5 2.5);subplot(2,1,2);plot(ask,'LineWidth',1.5);grid on;title('ASK modulation');axis(0