通信原理課程設計報告--基于pcmtmd2dpsk技術的單向傳輸系統(tǒng)仿真

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　設計題目：基于PCM/TMD/2DPSK通</p><p><b>　　信系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　課 程 設 計 報 告</p><p><b>　　一、課程設計名稱</b></p>

2、;<p>　　基于PCM/TMD/2DPSK技術的單向傳輸系統(tǒng)仿真。</p><p>　　二、課程設計的目標和基本任務</p><p>　　2.1 課程設計的目標</p><p>　　通過課程設計實踐，來培養(yǎng)學生的實際動手能力，檢驗學生對本門課學習的情況，更在于培養(yǎng)學生在實際的工程設計中查閱專業(yè)資料、工具書或參考書，掌握工程設計手段和軟件工具，并能用設

3、計報告表達設計思想和結果的能力。培養(yǎng)學生事實求是和嚴肅認真的工作態(tài)度。</p><p>　　通過設計過程，要求學生熟悉和掌握通信原理的基本原理和方法，使學生得到通信系統(tǒng)開發(fā)應用方面的初步訓練。讓學生獨立或集體討論設計題目的總體設計方案、編程、軟件硬件調試、編寫設計報告等問題，真正做到理論聯(lián)系實際，提高動手能力和分析問題、解決問題的能力，實現由學習知識到應用知識的初步過渡。</p><p>

4、　　通過本次課程設計使學生熟練掌握Matlab仿真分析通信系統(tǒng)性能的方法，應用Matlab語言編寫應用程序、應用simulink仿真分析系統(tǒng)性能。</p><p>　　2.1 課程設計的基本任務及要求</p><p>　　1、 用SIMULINK仿真，設計并實現一個基于PCM/TMD/2DPSK技術的單向傳輸系統(tǒng)，要求實現兩路語音信號同時傳輸。</p><p>&l

5、t;b>　　2、要求：</b></p><p>　?。?）熟悉MATLAB環(huán)境下的Simulink仿真平臺，熟悉2ASK/2DPSK系統(tǒng)的調制解調原理，構建調制解調電路圖.</p><p>　　（2）用示波器觀察調制前后的信號波形，用頻譜分析模塊觀察調制前后信號的頻譜的變化。并觀察解調前后頻譜有何變化以加深對該信號調制解調原理的理解。</p><p&g

6、t;　　（3）在調制與解調電路間加上各種噪聲源，用誤碼測試模塊測量誤碼率,并給出仿真波形，改變信噪比并比較解調后波形，分析噪聲對系統(tǒng)造成的影響。 </p><p>　　三、課程設計任務分析及設計</p><p>　　3.1通信系統(tǒng)各部分組成及原理</p><p>　　圖3-1 通信系統(tǒng)一般模型</p><p>　　發(fā)送設備：低通濾波器，PC

7、M編碼器，復接器，調制器等。</p><p>　　接收設備：帶通濾波器，PCM解碼器，分接器，解調器等。</p><p>　　3.1.1 脈沖編碼調制PCM編碼</p><p>　　1、所謂脈沖編碼調制，就是將模擬信號抽樣量化，然后將已量化值變換成代碼。PCM原理框圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 PCM原理方框圖<

8、/p><p>　　PCM 在通信系統(tǒng)中完成將語音信號數字化功能，它的實現主要包括三個步驟完成：抽樣、量化、編碼。分別完成時間上離散、幅度上離散、及量化信號的二進制表示。</p><p><b>　　2、PCM編碼原理</b></p><p><b>　　(1) 抽樣</b></p><p>　　所謂抽樣

9、，就是對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信號。該模擬信號經過抽樣后還應當包含原信號中所有信息，也就是說能無失真的恢復原模擬信號。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。</p><p><b>　　(2) 量化</b></p><p>　　量化，就是把經過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即用一組規(guī)定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示。&l

10、t;/p><p>　　模擬信號的量化分為均勻量化和非均勻量化。</p><p><b>　　均勻量化：</b></p><p>　　用這種方法量化輸入信號時，無論對大的輸入信號還是小的輸入信號一律都采用相同的量化間隔。為了適應幅度大的輸入信號，同時又要滿足精度要求，就需要增加樣本的位數。但是，對話音信號來說，大信號出現的機會并不多，增加的樣本位數就

11、沒有充分利用。為了克服這個不足，就出現了非均勻量化的方法。</p><p><b>　　非均勻量化：</b></p><p>　　非均勻量化是根據信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的，輸出端可以得到較高的平均信號量化噪聲功率比；量化噪聲功率的均方根值基本上與信號抽樣值成比例。因此量化噪聲對大、小信號的影響大致相同，即改善了小信號時的量化信噪比。</p><

12、;p>　　由于A 律壓縮實現復雜，常使用 13 折線法編碼, 壓擴特性圖如下圖所示：</p><p>　　這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴特性曲線的優(yōu)點，又便于用數字電路實現。</p><p><b>　　(3) 編碼</b></p><p>　　所謂編碼就是把量化后的信號變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。一般均按極性碼、段落碼、段內碼的順序

13、排列。</p><p>　　3.1.2 時分復用TDM</p><p>　　時分多址是將通信信道在時間坐標上劃分成若干等間隔的時隙（ts, time slot）。時隙編號，并且周期重復出現。每對通信設備將工作在某個分配（或指定）的時隙上，即不同的通信用戶是靠不同的時隙劃分實現通信的。</p><p>　　3.1.3 2DPSK二進制差分編碼調制</p>

14、;<p><b>　?。?）調制</b></p><p>　　2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對載波相位值去表示數字信息的一種方式。</p><p>　　2DPSK的產生調制信號需要經過碼型變換，將絕對碼變?yōu)橄鄬Υa。</p><p><b>　?。?）解調</b></p><p>

15、;　　本課程設計采用相干解調法，圖2-6為相干解調法，解調器原理圖和解調過程。其解調原理是：先對2DPSK信號進行相干解調，恢復出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復出發(fā)送的二進制數字信息。在解調過程中，若相干載波產生180o相位模糊，解調出的相對碼將產生倒置現象，但是經過碼反變換器后，輸出的絕對碼不會發(fā)生任何倒置現象，從而解決了載波相位模糊的問題。</p><p>　　3.2數字信號基帶傳輸系統(tǒng)的設計

16、步驟</p><p>　　對于比較大的系統(tǒng)，先將系統(tǒng)分解為不同功能的模塊，分別實現每個模塊，最后再進行整合。</p><p>　　基于PCM/TMD/2DPSK技術的單向語音傳輸系統(tǒng)，可分解為PCM模塊，TMD模塊和2DPSK模塊以及其他輔助功能模塊。</p><p>　　3.2.1 PCM編碼模塊設計</p><p>　　PCM編碼模塊框

17、圖：</p><p>　　對模擬信號編碼結果圖：</p><p><b>　　PCM解碼模塊：</b></p><p>　　3.2.2 TDM時分復用模塊設計</p><p><b>　　時分復用模塊：</b></p><p>　　兩路信號合并為一路，封幀后結果圖：<

18、/p><p><b>　　解復用模塊： </b></p><p>　　解復用之后，信號分成兩路，并分幀：</p><p>　　2DPSK二進制差分編碼調制、解調模塊設計</p><p>　　2DPSK模塊實現框圖：</p><p>　　2DPSK調制，解調過程：</p><p>

19、;<b>　　其他模塊設計</b></p><p><b>　　封裝成幀：</b></p><p><b>　　分幀：</b></p><p><b>　　信號離散和延遲：</b></p><p>　　四、通信設計結果和分析</p><

20、p>　　4.1 語音信號基帶傳輸系統(tǒng)的設計結果</p><p>　　4.1.1 通信系統(tǒng)框圖：</p><p>　　最后仿真結果及比較：</p><p>　　4.1.2 主要參數設置：</p><p>　　第一路信號的帶寬設置：</p><p>　　第二路信號的帶寬設置：</p><p&g

21、t;　　抽樣頻率，離散化頻率設置：</p><p><b>　　載波頻率設置：</b></p><p>　　2DPSK解調后低通濾波器頻率設置：</p><p>　　PCM解碼之后，第一路信號低通濾波：</p><p>　　PCM解碼之后，第二路信號低通濾波：</p><p><b>　

22、　4.2 系統(tǒng)分析</b></p><p>　　這個基于PCM/TMD/2DPSK技術的單向傳輸仿真系統(tǒng)，在一定程度上對實際通信系統(tǒng)進行了仿真，有利于我們初學者對實際通信系統(tǒng)的分析。</p><p>　　這個系統(tǒng)還存在許多不足之處：</p><p>　　其一，在對語音模擬信號進行編碼，時分復用和差分編碼調制之后并沒有送入加入了噪聲之后的進行傳輸，也就是

23、說，這個系統(tǒng)是在絕對理想的情況下進行仿真的。</p><p>　　其二，信號的發(fā)送沒有考慮到碼間串擾，信號的頻譜等情況。</p><p>　　其三，信號的接收，只是簡單的對應解調，沒有考慮同步，也沒有進行濾波器的匹配和最佳接收，沒有考慮信號的失真和誤碼率。</p><p>　　總的來說，這個系統(tǒng)只是一個整體框架，細節(jié)部分有待完善。</p><p&

24、gt;<b>　　五、課程設計總結</b></p><p>　　通信原理課程是一門理論性與實踐性都很強的專業(yè)基礎課。而通信原理大型實驗課程是一種是加強理論課程的學習，加深我們對本課程中的基本理論知識及基本概念的理解，提高我們理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)我們實踐動手能力和分析解決通信工程中實際問題的能力重要的手段和途徑。</p><p>　　通信原理課程設計的目標是通過有針

25、對性的課程設計，使我們學會系統(tǒng)地綜合運用所學的理論知識，提高學我們在通信系統(tǒng)應用方面的開發(fā)與設計本領，系統(tǒng)的掌握通信原理的基本理論。</p><p>　　通信原理課程設計是培養(yǎng)我們綜合應用所學理論知識提高動手能力、加深對所學知識理解的的重要教學環(huán)節(jié)，它具有動手、動腦和理論聯(lián)系實際的特點，是培養(yǎng)在校工科大學生理論聯(lián)系實際、敢于動手、善于動手和獨立自主解決設計實踐中遇到的各種問題能力的一種較好方法。</p>

26、;<p>　　該課程設計利用MATLAB 軟件完成了一個基于PCM/TMD/2DPSK技術的單向傳輸系統(tǒng)的設計，充分發(fā)揮了SIMULINK 功能強大，建模簡單，參數易于調整的特點。結果表明，基于SIMULINK 仿真模型，能夠反映模擬通信系統(tǒng)的動態(tài)工作過程，其可視化界具有很好的演示效果，為通信系統(tǒng)的設計和研究提供了強有力的工具，也為學習通信系統(tǒng)理論提供了一條非常好的途徑。在通信原理的教學過程中,一直注重理論的教學,但是深奧