通信系统课群设计报告

课程设计任务书学生姓名：专业班级：班指导教师：工作单位：题目:《通信系统课群综合训练与设计》1课程设计的目的通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化；加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。2课程设计要求要求：掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。1.培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。2.通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析和工程设计方法。3.掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。3课程设计进度安排序号设计内容所用时间1根据设计任务，分析电路原理，确定实验方案4天2根据实验条件进行电路的测试，并对结果进行分析8天3撰写课程设计报告2天合计2周指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要....................................................................IABSTRACT...............................................................II1设计任务及要求........................................................11.1设计任务..........................................................11.2主要步骤..........................................................11.3设计要求..........................................................22系统原理及实现........................................................22.1增量调制..........................................................22.2HDB3码编码基本原理...............................................32.3HDB3码的译码.....................................................42.4循环码............................................................52.4.1循环码介绍....................................................52.4.2循环码编码原理................................................72.4.3循环码的纠错原理..............................................72.5ASK调制..........................................................92.6衰落信道.........................................................113MATLAB仿真..........................................................123.1MATLAB简介......................................................123.2仿真结果.........................................................123.3结果分析.........................................................154总结.................................................................16参考文献...............................................................17附录：.................................................................18《通信系统课群综合训练与设计》报告书I摘要在数字通信系统中，需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输，此时信源输出数字序列，经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号，并在接收端对应进行解调恢复出原始信号。所以本此报告主要研究了数字信号的传输的基本概念及数字信号传输的传输过程和如何用MATLAB软件仿真设计数字传输系统。首先介介绍了本课题的理论依据，包括数字通信，数字基带传输系统的组成及数字信号的传输过程。然后按照仿真过程基本步骤用MATLAB的仿真工具实现了数字基带传输系统的真过程，对系统进行了分析。关键词：增量调制、HDB3码、循环码、ASK、衰落信道《通信系统课群综合训练与设计》报告书IIAbstractIndigitalcommunicationsystem,needtheinputdigitalsequencemapforsignaltransmissioninthechannel,thesourceoutputdigitalsequence,aftersignalaftermappingbecomesuitableforchanneltransmissionofdigitalmodulationsignals,andatthereceivingendcorrespondingtoresumetheoriginalsignaldemodulation.SothisthesismainlystudiesthedigitalsignaltransmissionofthebasicconceptandthedigitalsignaltransmissiontransmissionprocessandhowtouseMATLABsimulationsoftwaretodesigndigitaltransmissionsystem.Thefirstinterfaceintroducedthistopictheoreticalbasis,includingdigitalcommunication,digitalbasebandtransmissionsystemcompositionanddigitalsignaltransmissionprocess.AccordingtothesimulationprocessandbasicstepsoftheMATLABsimulationtoolstoimplementthedigitalbasebandtransmissionsystem'sprocess,thesystemisanalyzed.Keywords:deltamodulation,HDB3code,cycliccode,ASK,fadingchannel《通信系统课群综合训练与设计》报告书11设计任务及要求1.1设计任务可以用软件（如MATLAB），也可以在硬件实验系统平台上完成一个典型的通信系统（如下图1所示）的仿真。图1.1典型通信系统的组成1.2主要步骤本通信传输系统的MATLAB仿真包括以下内容：单频正弦波模拟信号经过抽样（抽样频率为Fs=20F）、增量调制、二进制自然编码、AMI码型变换基带传输，循环编码ASK调制后发送到衰落信道，然后经过ASK解调，循环码译码、AMI码译码、数模转换后恢复出单频正弦波模拟信号。信源：采用单频率正弦波；数字化方式：增量调制（DM）；基带码：HDB3码；信道码：循环码；调制方式：ASK；信道类型：衰落信道。《通信系统课群综合训练与设计》报告书21.3设计要求1、系统发送端要求：模拟信源数字化基带码信道码调制信道类型一时间函数增量调制HDB3码汉明码PSK衰减信道2、在接收端的解调、信道解码、基带解码、数模转换与发送端一一对应。3、要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源），完成课程设计报告。2系统原理及实现2.1增量调制增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是PCM的一种特例。增量调制编码基本原理是指用一位编码，这一位码不是表示信号抽样值的大小，而是表示抽样幅度的增量特性，即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小，增大则输出“1”码，减小则输出“0”码。输出的“1”，“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减，不表示信号的绝对值。增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小，因此把它称为增量调制。在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。收端译码器每收到一个1码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶，而收到一个0码，译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。预测滤波器的分子系数向量是[0,1],分母系数为1。当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。增量调制尽管有前面所述的不少优点，但它也有两个不足：一个是一般量化噪声问题;另一个是过载噪声问题。两者可统一称为量化噪声。阶梯曲线（调制曲线）的最大上升和《通信系统课群综合训练与设计》报告书3下降斜率是一个定值，只要增量σ和时间间隔Δt给定，它们就不变。那么，如果原始模拟信号的变化率超过调制曲线的最大斜率，则调制曲线就跟不上原始信号的变化，从而造成误差。我们把这种因调制曲线跟不上原始信号变化的现象叫做过载现象，由此产生的波形失真或者信号误差叫做过载噪声。另外，由于增量调制是利用调制曲线和原始信号的差值进行编码，也就是利用增量进行量化，因此在调制曲线和原始信号之间存在误差，这种误差称为一般量化误差或一般量化噪声。2.2HDB3码编码基本原理HDB3码的全称为3阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。其编码规则是：（1）检查消息码中“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替；（2）连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以V称为破坏脉冲)，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为+1或-1；（4）B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；（5）V码后面的传号码极性也要交替。如：消息码：10000100001100000000l1AMI码：-10000+10000-1+100000000-1+1HDB3码：-1000–V+1000+V-1+1-B00–V+B00+V-l+1其中的V脉冲和B脉冲与1脉冲波形相同，用V