第一篇：通信原理课程设计
通信原理课程设计
姓名＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿___ 班级＿＿＿＿＿
目录
一、目录 …………………………………………………………………2
二、任务书……………………………………………………………………3
三、具体内容及要求 ……………………………………………………………4
3.1 题目一
…………………………………………………………………4
3.1.1题目内容
……………………………………………………………4
3.1.2设计思想或方法 ………………………………………………………4
3.1.3实现的功能或方法 ……………………………………………………4
3.1.4程序流程图 ……………………………………………………………4
3.1.5程序代码
……………………………………………………………5
3.1.6仿真框图
……………………………………………………………5
3.1.7模块描述及参数设置 …………………………………………………5
3.1.8结果运行
……………………………………………………………10
3.1.9结果分析
……………………………………………………………11
3.2 题目二 …………………………………………………………………11
3.2.1题目内容
……………………………………………………………11
3.2.2设计思想或方法
……………………………………………………11
3.2.2程序流程图……………………………………………………………12
3.2.4程序代码
……………………………………………………………13
3.2.5仿真框图
……………………………………………………………13
3.2.6模块描述及参数设置…………………………………………………14
3.2.7结果运行
……………………………………………………………20
3.2.8结果分析
……………………………………………………………20
3.3 题目三 …………………………………………………………………20
3.3.1题目内容
……………………………………………………………20
3.3.2设计思想或方法………………………………………………………20
3.2.3程序流程图……………………………………………………………21
3.2.4程序代码
……………………………………………………………21
3.2.5结果运行
……………………………………………………………23
3.2.6结果分析
……………………………………………………………23
四、心得与体会……………………………………………………………………23
五、参考文献………………………………………………………………………23
《通信原理课程设计》任务书
一、目的和要求：
要求学生在熟练掌握MATLAB和simulink仿真使用的基础上，学会通信仿真系统的基本设计与调试。并结合通信原理的知识，对通信仿真系统进行性能分析。
二、实验环境
PC机、Matlab/Simulink
三、具体内容及要求
(1)试用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；
(2)试用Matlab/Simulink研究BPSK+信道编码（取汉明码）在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。
(3)试用Matlab编程实现HDB3码的编解码过程，并画出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、编码和解码图形。
四、提交设计报告
内容包括：
系统的基本原理框图以及每一个模块的作用；
系统Simulink 仿真过程中，每一个用到的模块中主要参数的意义； 仿真系统参数的设定和设定的依据；
仿真系统参数改变时，给仿真结果带来的影响（如高斯白噪声信道的信噪比增加，则误码率减小）；
仿真程序（需要加注释）。
仿真的结果（波形，误码率等）。
五、主要参考文献及资料
邵玉斌.Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析.清华大学出版社 2008年 李贺冰等，Simulink通信仿真教程，国防工业出版社，2006年5月。
3.1、题目一
3.1.1、题目内容
试用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；
3.1.2、设计思想或方法
先用Simulink建立BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，设置好每个模块的参数，编写主程序实现BPSK的输入，在程序运行过程中调用BPSK仿真模型，然后用BitErrorRate取在加性高斯白噪声信道下的误码率，最后画出BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系。3.1.3、实现的功能说明
通过调用已建立的BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，利用Matlab编程分析BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）的误码率性能。
3.1.4、程序流程图
3.1.5、程序代码
x=0:20;
y=x;
hold off;%取消原来的图 M=2
for i=1:length(x)
SNR=x(i);%信道的信噪比依次取x中的元素
sim('untitled1');%运行仿真程序，得到的误比特率保存在工作区变量 BitErrorRate中 y(i)=mean(BitErrorRate);%计算BitErrorRate的平均值作为本次仿真的误比 特率
End semilogy(x,y,'k','LineWidth',2);%对y取对数画图 hold on;
xlabel('高斯白噪声信道中的SNR');ylabel('误码率');
title('BPSK的误码率曲线');hold on;grid on;%画网格
3.1.6、仿真框图
3.1.7、模块描述及参数设置
Random Integer Generator(随机整数发生器)
模块描述：采用该模块产生随机的二进制随机信号作为系统的信源。模块参数：Initial seed:随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。
Sample time：抽样时间，表示输出序列中每个二进制符号的持续时间。Frame-based outputs:选种表示输出为帧格式，否则输出数据流。Samples per frame:只有当Frame-based outputs选种后才可编辑此参数，它表示输出一帧中包含的抽样点数。此处表示1帧由10000个比特组成。
Output data type：输出数据类型。
BPSK Modulator Baseband(BPSK基带调制器)模块参数: Phase offset(rad):相位偏移
AWGN Channel（高斯信道）
模块描述：最简单的信道，常指加权高斯白噪声(AWGN)信道。这种噪声假设为在整个信道带宽下功率谱密度(PDF)为常数，并且振幅符合高斯概率分布。
模块参数：Initial seed: 随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。
SNR:信噪比。
Input signal power,referenced to 1 ohm：输入信号功率,参考1欧姆。
BPSK Demodulator Baseband（BPSK基带解调器）模块参数：Phase offset(rad):相位偏移
Error Rate Calculation（误码率计算）
模块描述：通过比较传输数据和接收数据来计算误码率，模块的输出数据是长度为n的向量，其中每个元素的意义分别是：误码率或误比特率、总的错误个数、总的参加比较的符号或比特数。
模块参数：Receive delay:指定接收方滞后发送的抽样点数,即接收的第几个值对应发送的第一个值。
Computation delay:指定开始比较时模块忽略的抽样点数。Computation mode:指定模块是比较全部还是输入数据。Output data:指定计算结果是输出到工作区还是端口。
Selector（信号选择器）
模块描述：选择或重组信号，对输入矢量的元素进行有选择的输出。选择第一个，则输出误码率；选择第二个，则输出误码个数；选择第三个，则输出全部码数。
模块参数：Number of input dimensions:输入维数。
Index mode: 索引模式，该模块默认从一开始的（one-based）。
Input port size: 输入口大小。
To Workspace(将输出数据写入到Matlab的工作空间)模块描述：将其输出写入工作空间。模块将其输出写入到一个由模块Variable name参数命名的矩阵或结构中。
模块参数： Variable name:写入工作区间的数据名称，默认为simout。
Limit data points to last:模块最多可以保留的数据个数，inf表示无穷
大。
Decimation:写入数据的抽样频率，即每隔多少抽样点输入一个值。
Sample time:写入数据的抽样时间，默认值为-1，表示与上一模块抽
样时间相同。
Save format:将仿真输出保存到工作空间的格式，该模块是将输出保
存为为数组形式。
3.1.8、运行结果 3.1.9、结果分析
在信道高斯白噪声的干扰下，数字调制系统的误码率取决于信噪比，BPSK的误码率随着信噪比的增大而减小。
3.2、题目二
3.2.1、题目内容
试用Matlab/Simulink研究BPSK+信道编码（取汉明码）在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。
3.2.2、设计思想或方法
先用Simulink建立BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，信道编码及解码方式，采用汉明码进行处理，设置好每个模块的参数，编写主程序实现BPSK的输入，在程序运行过程中调用BPSK仿真模型，然后用BitErrorRate取在加性高斯白噪声信道下的误码率，最后画出BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系曲线。
3.2.3、程序流程图
3.2.4、程序代码
clc
%x表示信噪比 x=-2:1:8;
y=zeros(size(x));%产生全零矩阵
%信源产生信号的bit等于10000bit/s BitRate=10000;
%循环执行仿真程序
MessageLength=4;CodewordLength=7;for i=1:length(x)SNR=x(i);
sim('BPSK_Hamming');%运行仿真程序，得到的误比特率保存在工作区变量BitErrorRate中
y(i)=mean(BitErrorRate);%对矩阵中各列的误码率元素分别求平均值 end
semilogy(x,y,'-r');%y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形 hold on;
MessageLength=11 CodewordLength=15 for i=1:length(x)SNR=x(i);
sim('BPSK_Hamming');%调用仿真程序 y(i)=mean(BitErrorRate);%取平均值 end
semilogy(x,y,'-k');%y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形 hold on;
MessageLength=26 CodewordLength=31 for i=1:length(x)SNR=x(i);
sim('BPSK_Hamming');%调用仿真程序 y(i)=mean(BitErrorRate);%取平均值 end
semilogy(x,y,'-b');%y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形
hold on;
xlabel('信噪比SNR(dB)');ylabel('误码率Pe');
title('BPSK+汉明码的误码率性能');
legend('码率=4/7','码率=11/15','码率=26/31')%给图形加注解 axis([-2 8 1e-6 1]);%坐标轴 grid on;%画网格线
3.2.5、仿真框图
3.2.6、模块描述及参数设置
Random Integer Generator（随机整数发电器）模块描述：采用该模块产生随机的二进制随机信号作为系统的信源
模块参数：Initial seed:随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。
Sample time：抽样时间，表示输出序列中每个二进制符号的持续时间。Frame-based outputs:选种表示输出为帧格式，否则输出数据流。Samples per frame:只有当Frame-based outputs选种后才可编辑此参数，它表示输出一帧中包含的抽样点数。此处表示1帧由MessageLength个比特组成
Output data type：输出数据类型。
Hamming Encoder（汉明码编码器）
模块描述：用于对输入信息进行汉明编码，汉明码是一种能够纠正一位错误的红性分组码，码长为N。该信息位的长度为K，其中，N=2^M-1（M>=3），K=N-M。
模块参数：CodewordLength:码长
M-degree primitive polynomial：m次本始多项式
BPSK Modulator Baseband(BPSK基带调制器)模块参数: Phase offset(rad):相位偏移
AWGN Channel（高斯信道）
模块描述：最简单的信道，常指加权高斯白噪声(AWGN)信道。这种噪声假设为在整个信道带宽下功率谱密度(PDF)为常数，并且振幅符合高斯概率分布。
模块参数：Initial seed: 随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。
SNR:信噪比。
Input signal power,referenced to 1 ohm：输入信号功率,参考1欧姆。
BPSK Demodulator Baseband（BPSK基带解调器）模块参数：Phase offset(rad):相位偏移
Hamming Decoder（汉明码解码器）
模块描述：创建一个码长为N，信息码长为K的汉明码。其中，N=2^M-1(M>=3),K=N-M。
模块参数：此处的两个参数要与前面的Hamming Encode参数一致。
Error Rate Calculation（误码率计算）
模块描述：通过比较传输数据和接收数据来计算误码率，模块的输出数据是长度为n的向量，其中每个元素的意义分别是：误码率或误比物率、总的错误个数、总的参加比较的符号或比特数。
模块参数：Receive delay:指定接收方滞后发送的抽样点数,即接收的第几个值对应发送的第一个值。
Computation delay:指定开始比较时模块忽略的抽样点数。Computation mode:指定模块是比较全部还是输入数据。Output data:指定计算结果是输出到工作区还是端口。
Selector（信号选择器）
模块描述：选择或重组信号，对输入矢量的元素进行有选择的输出。选择第一个，则输出误码率；选择第二个，则输出误码个数；选择第三个，则输出全部码数。
模块参数：Number of input dimensions:输入维数。
Index mode: 索引模式，该模块默认从一开始的（one-based）。
Input port size: 输入口大小。
To Workspace(将输出数据写入到Matlab的工作空间)模块描述：写入专门的数据到MATLAB的主工作区。数据不可用直到仿真结束或暂停。
模块参数： Variable name:写入工作区间的数据名称，默认为simout。
Limit data points to last:模块最多可以保留的数据个数，inf表示无穷
大。
Decimation:写入数据的抽样频率，即每隔多少抽样点输入一个值。
Sample time:写入数据的抽样时间，默认值为-1，表示与上一模块抽
样时间相同。
Save format:输出数据的形式。
3.2.7、运行结果
3.2.8、结果分析
在相同信噪比的情况下，码率不同误码率也不同，信息码长度越长的误码率和信噪比关系曲线越低，在信噪比较小时很难分辨误码率相差不大，而随着信噪比的增大误码率会相差越来越大。
3.3题目三
3.3.1、题目内容
试用Matlab编程实现HDB3码的编解码过程，并画出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、编码和解码图形。
3.3.2、设计思想或方法
编码时，对于消息码中的1依次取+1,-1，连续有4个0时，第4个0置为V，第一个V的正负与前一个相邻0的1的正负一样，之后V依次取前个V的相反极性；并且判断V的极性与前一个与0相邻的非0值的极性是否一样，若不一样，则改变该非0值的极性；
解码时，+1，—1都变成1；连续遇见3个0则把该3个0与之后1位皆变为0 ；l连续遇见2个0，则判断2个0之前一位与之后一位极性是否相同，若相同，则该4为皆化为0。
3.3.3、程序流程图
3.3.4、程序代码
x1=[1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0];n=length(x1);x2=x1;m=1;r=0;c=0;d=0;
%HDB3编码 for i=1:n
if x2(i)==0 r=r+1;
if r==4&c==0 c=1;
x2(i)=b;d=-x2(i);r=0;
end
if r==4&c==1 x2(i)=d;d=-d;if x2(i)~=x2(i-4)x2(i-3)=x2(i);m=-x2(i-3);
end r=0;end
else
x2(i)=m;b=m;m=-m;r=0;
end end
%HDB3解码 e=0;x3=x2;for i=1:n
if x3(i)==0 e=e+1;
if e==3&i x3(i-2:i+1)=[0 0 0 0];e=0; end if e==2&i if x3(i+1)==x3(i-2)x3(i-2:i+1)=[0 0 0 0];e=0; end end else x3(i)=1;e=0; end end %作图 subplot(4,1,1);stairs([0:length(x1)-1],x1);axis([0 2]);ylabel('消息码'); subplot(4,1,2);stairs([0:length(x1)-1],x2);axis([0 2]);ylabel('HDB3码'); subplot(4,1,3);stairs([0:length(x1)-1],x3);axis([0 2]);ylabel('解码后'); 3.3.5、运行结果 length(x1)length(x1)length(x1)-2-2-2 3.3.6、结果分析 第一个波形是消息码1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 第二个波形是HDB3码1-1 0 1 0 0 0 1 0 0-1 1-1 0 0 0-1 0 0 1 0 第三个波形是解码1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 通过对比经HDB3码编码前的原消息码和HDB3码解码，可以得出其编码译码过程完全对应正确，解码成功。 四、心得与体会 这次通信原理的课程设计，不像平时的实验课，会提供仿真框图和程序，所以如何连接仿真框图，需要哪些部件，每个部件如何设置参数，如何编写程序都需要自己来解决。虽然一开始无从下手，不过在同学的帮助下，上网查找资料，还是解决了这些问题。这也使得我对于仿真框图与BPSK的调制解调等印象更加深刻。 在编写HDB3码的编码与解码程序时，也遇到了不少问题，好几次都失败了，令我满头疼的，最后冷静的分析了HDB3码的编码过程，并列出了许多个消息码转化为HDB3码的例子，相互比较找到规律后，成功解决了何时添加B,V和B,V极性的问题。解码时便要容易许多了,只要观察几个例子，很容易得到规律。不过我编写的解码部分程序还是存在一些不足之处，对于一些特别的消息码不能应用。 五、参考文献 【1】樊昌信，曹丽娜.通信原理，第6版.国防工业出版社，2006. 通 题目： 信 原 理课程设计 基于MATLAB的系统的2ASK仿真 五、设计心得和体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1、心得和体会…………………………………………………………… 2、致谢…………………………………………………………………… 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 一、2ASK通信系统发展背景 随着通信技术日新月异的发展，尤其是数字通信的快速发展越来越普及，研究人员对其相关技术投入了极大的兴趣。为使数字信号能在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制，其调制方式与模拟信号调制相类似。根据数字信号控制载波的参量不同也分为调幅、调频和调相三种方式。因数字信号对载波参数的调制通常采用数字信号的离散值对载波进行键控，故这三种数字调制方式被称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。经调制后的信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段，促进通信的快速发展。 现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善，到现在数字调制技术的广泛运用，使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，也是各种数字调制的基础。 二、仿真设计原理 1、2ASK信号的调制 2ASK技术是通过改变载波信号的幅值变化来表示二进制0或1的。载波0，1信息只改变其振幅，而频率和相位保持不变。通常使用其最大值Acos(t)和0分别表示1和0.有一种常用的幅值键控技术是开关键控（OOK）在OOK中，把一个幅度取为0，另一个幅度取为非0,其优点是传输信息所需的能量下降了，且调制方法简单.ＯＯＫ的产生原理如图2、2ASK信号的解调 接收端接收信号传来的2ASK信号，首先经过带通滤波器滤掉传输过程中产生的噪声干扰，再从中回复原始数据信号。常用的解调方法有两种：包络解调法和相干解调法。 相干解调法 相干解调也叫同步解调，就是利用相干波和接收到的2ASK信号相乘分离出包含原始信号的低频信号，再进行抽样判决恢复数字序列。相干波必须是与发送端同频同相的正弦信号。Z（t）=y(t)cos(t)=m(t)cos2(t)=111m(t)[1+cos(2t)]=m(t)+m(t)cos(2t).式中1/2m(t)是基带信号，2221/2m(t)cos(2t)是频率为2的高频信号，利用低通滤波器可检测出基带信号，再经过抽样判决，即可恢复出原始数字信号序列{an},2ASK信号带宽为码元速率的2倍，即：B2ASK=2Rb.式中Rb为信息速率。 相干解调的原理图如下 三、直接用MATLAB编程仿真 1、实验框图 在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。必须用数字基带信号对载波进行调制，产生 元速率Rb=1000Band,载波频率为f=4kHZ.以下是仿真程序及注释。例子中采用OOK键控方式实现2ASK调制。第一行为数字序列波***1的单极性不归零码，码元宽度Tb=1/Rb=0.001s，第二行为载波波形，在一个码元宽度，有4个周期的正玄波载波信号f=1/4Tb=4kHz;第三行为调整之后的波形，码元1对应的调制后波形对应正玄波，0对应的调制后波形为0，结果满足要求.。 %数字信号的ASK调制 3、使用MATLAB编程 Clear; %清空空间变量 m=[1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1]; %数字信号序列 Lm=length(m); %序列的长度 F=200; %数字信号的带宽 f=800; %正弦载波信号的频率 A=1; %载波的幅度 Q=f/F; %频率比，即一个码元宽度中的正弦周期个数，为适配下面的滤波器参数选取，Q>=1/3 M=500； %一个正弦周期内的采样点数 t=(0:M-1)/M/f; %一个正弦信号周期内的时间 carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q);%一个码元宽度内的正弦载波信号 Lcarry1=length(carry1); %一个码元宽度内的信号长度 carry2=kron(ones(size(m)),carry1);%载波信号 ask=kron(m,carry1); %调制后的信号 N=length(ask); %长度 tau=(0:N-1)/(M-1)/f; %时间 Tmin=min(tau); %最小时刻 Tmax=max(tau); %最大时刻 T=ones(size(carry1)); %一个数字信号1 dsig=kron(m,T); %数字信号波形 subplot(3,1,1); %子图分割 plot（tau,dsig） %画出载波波形 grid on %添加网 axis([Tmin Tmax-0.2 1.2]) %设置坐标范围 subplot(3,1,2) %子图分割 plot(tau,carry2) %画出载波波形 grid on %添加网络 axis([Tmin Tmax-1.2*A 1.2*A]);%设置坐标范围 subplot(3,1,3) %子图分割 plot(tau,ask) %画出调制后的波形 grid on %添加网络 axis([Tmin Tmax-1.2*A 1.2*A])%设置坐标范围 y=(x(t_judge)); %抽样判决时刻的信号值 y_judge=1*(y>=th)+0*(y<=th); %抽样判决信号的0阶保持 y_value=kron(y_judge,ones(size(carry1))); %抽样判决后的数字信号波形 n_tau=tau+0.5/F; %抽样判决后的信号对应时间 subplot(4,1,3) plot(n_tau,y_value) axis([min(n_tau)max(n_tau)grid on subplot(4,1,4)plot(tau,dsig) axis([Tmin Tmax-0.2 1.2])grid on 1、图示 %子图分割 %画出抽样判决后的数字信号波形-0.2 1.2]) %画出原始信号波形与解调后信号作对比 四、仿真结果 011 为使仿真过程清晰，忽略了信道的传输延时等，仅考虑了抽样判决点选取时的延时0.5Tb，因码元波特率RB=1000Band，码元宽度Tb=1/Rb=0.001s 故0.5Tb=0.0005s，从图中标注可以看出，信号的起始点为0.0005s。 五、设计心得和体会 1、心得和体会 通过本次课程设计，我们主解了要了2ASK调制与解调原理，特别是2ASK调制解调电路的MATLAB实现与调制性能分析，把本学期学的通信原理等通信类科目的内容应用到本课程设计中来，进一步巩固复习通信原理，MATLAB等课程，以达到融会贯通的目的。 通过对通信系统原理和MATLAB的学习，在通过硬件实现时会时不时地会出现一些问题，诸如：某个芯片的用法、其适用范围、其典型应用时会出现的问题、滤波器的设计、模拟电路中反馈电阻与控制增益器件的调节等等，都需要理论知识和实践经验结合才能解决。在此期间，首先，通过查阅相关书籍、文献，搞清楚原理框图，为今后的实验及论文写作奠定比较扎实的理论；其次，在原理图的基础之上，设计具体的硬件实现流程图，利用将一个大而复杂的系统分解转化为多个小而简单的模块的思想，在进行整合、连接，将复杂的问题简单化。了解了更多关于通信的知识，对以后的学习和工作又了莫大的帮助。通过本次课程设计，加强了对通信系统原理的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及仿真等环节，进一步提高了分析解决实际问题的能力。在学习通信原理理论后进行一次电子设计与制作，锻炼了分析、解决电子电路问题的实际本领。为进一步学习计算机网络，数据通信，多媒体技术等课程打下坚实的基础。运用学习成果把课堂上学的系统化的理论知识，尝试性的应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提高一些有真惰性的建议和设想，检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大差距，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，更边学习内容提供实践依据。 2、致谢 在此，首先要感谢蔡老师对我们一直以来的关心和照顾，细心给我们解答疑惑，帮助我们更好的学习，同时还要谢谢同学们热情的帮助。最后，祝老师新年快乐！笑口常开！ 参考文献 [1]《通信原理》（第2版）樊昌信 等编著 国防工业出版社 北京 2012年 [2]《MATLAB信息工程工具箱技术手册》魏巍 主编 国防工业出版社 北京 2004年 [3]《MATLAB通信仿真开发手册》孙屹 主编 李妍 编著国防工业出版社 北京2004年 通 信 原 理 课 程 设计 班级： 姓名： 学号： 任课教师： Simulink建模仿真实现频分复用 设计目的 掌握频分复用工作原理 学会使用Simulink建模仿真 设计题目涉及的理论知识 当一条物理信道的传输能力高于一路信号的需求时，该信道就可以被多路信号共享，例如电话系统的干线通常有数千路信号的在一根光纤中传输。复用就是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术。其目的是为了充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。 信号多路复用有两种常用方法：频分复用（FDM）和时分复用（TDM）。时分复用通常用于数字信号的多路传输。频分复用主要用于模拟信号的多路传输，也可用于数字信号。 频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。在FDM中，信道的带宽被分成多个相互不重叠的频段（子通道），没路信号占据其中一个子通道，并且各路之间必须留有未被使用的频带（防护频带）进行分隔，以防止信号重叠。在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。 在物理信道的可用带宽超过单个原始信号（如原理图中的输入信号1、2、3这3路信号）所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道；然后在每个子信道上传输一路信号，以实现在同一信道中同时传输多路信号。多路原始信号在频分复用前，先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，使各信号的带宽不相互重叠（搬移后的信号如图中的中间3路信号波形）；然后用不同的频率调制每一个信号，每个信号都在以它的载波频率为中心，一定带宽的通道上进行传输。为了防止互相干扰，需要使用抗干扰保护措施带来隔离每一个通道。 设计思想（流程图） 整个系统的流程为： 输入正弦信号→低通滤波器→调制器→带通滤波器→高斯信道→带通滤波器→解调→低通滤波器→输出信号 仿真模块 正弦信号；Sine Wave模块 低通滤波器 ：Analog Filter Design-lowpass模块 调制器：Analog Passband Modulation ,提供模拟调制技术。 DSB AM Modulator Passband模块 DSBSC AM Modulator Passband模块 SSB AM Modulator Passband模块 带通滤波器：Digital Filter Design模块 信道：AWGN channel,加性高斯白噪声信道。 解调器：Analog Passband Modulation ,提供模拟调制技术。 DSB AM Demodulator Passband模块 DSBSC AM Demodulator Passband模块 SSB AM Demodulator Passband模块 输出：Scope模块 加法：Sum 模块 仿真模型和模块的参数设置 参数设置 仿真结果设置Sine Wave模块参数，双击模块删除默认值输入新的设置 设置Amplitude 为1 设置Frequency为2*pi 设置Samples per frame 为0.01 低通滤波器 设置filter order为8 设置 passband edge frenquency 为30 3带通滤波器 信道 设置 Initial seed 67 设置 Mode Variance from mask 调制器 设置 Carrier frenquency 100 6 解调器 设置Carrier frenquency 100 结论（结果分析） 通过对以上三个不同的信号进行低通、带通滤波和AM、DSB、SSB的调制解调得出三个不同的波形。从而知道频分复用利用同一个信道同时传输多路信号的，充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。尽管在传输和复用过程中，调制解调等过程会不同程度的引入非线性失真，而产生各路信号的相互干扰，但是频分复用仍然可以普遍应用在多路载波电话系统中。 Simulink是一个很好的应用工具，我学习到如何建模和仿真。在软件中掌握模块的功能以及应用，顺利的建立模型，进行仿真，得到结果。 二○一○～二○一一学年第二学期 电子信息工程系 课程设计计划书 课程名称： 通信原理 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 二○一一年六月一日 1、课程设计目的： 通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。 2、课程设计时间安排： 课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。 3、课程设计内容及要求： （1）基本工作原理： 二进制相位调制就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，使正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。二进制绝对调相就是用数字信息直接控制载波的相位。例如，当数字信息为‘1’时，使载波反相；当数字信息为‘0’时，载波相位不变。2PSK信号可以看成是双极性基带信号乘以载波而产生的 解调方法： 信号产生 解调方法： 由于2PSK信号的频谱中无载波分量，所以2PSK信号的解调只有相干解调，这种相干解调又称极性比较法。2PSK解调框图为： （2）设计系统： 框图： 设定参数： 正弦载波参数设置 与载波反向正弦波参数设置 伯努利二进制随机序列产生器 多路选择器参数设置 带通滤波器参数设置 低通滤波器参数设置 高斯白噪声参数设置 （3）Matlab仿真 调制部分 解调部分 误码率 4、总结： 通过理论指导，从仿真中可以看出在2PSK调制系统中由于存在信道干扰和码间干扰，会影响调制系统的性能，及存在一定的误码率，误码率与信噪比相关，当信噪比提高时。误码率下降。 在老师和同学的帮助下我顺利的完成了这次课程设计，且这次课程设计使用了MATLAB的SIMULINK功能对2PSK系统进行建模仿真，使我们对数字调制有了更进一步的认识，也对MATLAB中的SIMULINK有了一定的了解，熟悉了它的一些操作。 对于我来说，收获最大的是方法和能力；那些分析和解决问题的能力。在整个课程设计的过程中，我发现我们学生在经验方面十分缺乏，空有理论知识，没有理性的知识；有些东西可能与实际脱节。总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进！ 5、参考书目： [1] 现代通信系统----使用Matlab 刘树棠译 西安交通大学出版社 [2] 现代通信系统分析与仿真----Matlab 通信工具箱 李建新等编著 西安电子科技大学出版社 [3] Simulink通信仿真教程 李贺冰等编 国防工业出版社 通信原理课程设计 AM超外差收音机仿真 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 完成日期： （一）课程设计目的： 为了将理论应用到实践，我们进行了在整整半个月的课程设计，我学到很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的内容。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。 （二）课程设计内容： 超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器(PVC)进行调谐，使之差保持固定的中频数值。由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。实验的目的就是用Systemview软件来演示收音机的工作原理! （三）设计原理： 原理图为图1： 图1 这次实验为了说明超外差AM收音机的工作原理及信号解调过程,为了节省仿真时间没有按实际540-1700KHz的频率覆盖范围和455KHz中频频率设计,而采用了20KHz作为IF.另外设了30KHz,40KHz和50KHz三个载波频率的发射信号,模拟调制信号的带宽为5KHz以下.并希望接收到40KHz的电台频率。收音机使用高边调谐,本振应为40+20=60KHz,且存在一个镜像干扰频率为40+2*20=80KHz。整个混频输入与混频输出的频谱图搬移过程可以用下图2表示： 图2 （四）SystemView仿真设计： 图3 图3为SystemView仿真设计原理图 主要图符参数在下团中标出： 图4 仿真结果： SystemView仿真设计原理图（图3）接收器22的输出波形如图5： 图5 SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形如下图6: 图6 SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形如图7 图7 SystemView仿真设计原理图（图3）接收器25的输出波形如图8： 图8 SystemView仿真设计原理图（图3）接收器25的输出波形如下图9 图9 SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形的频谱图如图10 图10 （五）结果分析 系统采样频率设置为200KHz，在原理图3的左边对应的是3个AM信号发生器用来模拟3个电台，调制信号采用了扫频信号，分别采用了不同的扫频带宽和调制度。中频滤波器采用1个5个极点3db带宽为10KHz的切比契夫滤波器。接收到的RF信号（图符23）频谱如图10.在40KHz频率的信号具有最大的调制度（设为1）信息带宽的中心信号是所希望接收的信号。输出的差频项频谱成分通过一个5极点切比契夫带同滤波器后，得到如图9所示的频谱，期中希望的20KHz载波信号比10KHz和30KHz的信号大了约15db，所以通过一个简单的二极管包络检波器可以将原调制信号解调。解调后的时域信号波形如图5所示。 （六）总结及心得： 两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础． 通过这次Systemview模拟仿真，本人在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次模拟仿真训练从而培养和提高自己独立工作能力，巩固与扩充了课程所学的内容，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在此感谢我们的两位指导老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而老师开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊.由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教。 （七）参考文献 [1] 樊昌信，曹丽娜.通信原理（第六版）.北京：国防工业出版社，2007 [2]罗卫兵.Systemview 动态系统分析及通信系统仿真设计 西安：西安电子科技大学出版社 [3]张辉，曹丽娜.通信原理学习辅导 西安：西安电子科技大学出版社，2003 [4]孙屹.SystemView通信仿真开发手册 北京：国防工业出版社，2004第二篇：通信原理课程设计[范文]
第三篇：通信原理课程设计
第四篇：通信原理课程设计
第五篇：通信原理课程设计
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