远距离点对点通信系统设计内容通信原理三级项目报告.doc

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1、远距离通信系统设计——基于Simulink的数字通信系统的仿真设计指导教师：许成谦班级组号：通信四班第二组组长：张曌（Simulink仿真设计、论文撰写、PPT制作，贡献率为40%）成员：陈春（查阅资料、PPT制作，贡献率为30%）尹树林（查阅资料、论文撰写，贡献率为30%）教务处2017年5月摘要根据本三级项目的设计要求，设计一个从A地到B地的语音或数据通信系统，借助Simulink仿真平台，对一个点对点的数字通信系统进行了仿真设计。第一部分是对该数字通信系统的信源编码方式进行讨论。考虑到该通信系统需要提供语音或数据传输功能，信源编码采用PCM编译码，利用Si

2、mulink进行仿真，并测试其量化编码的精确性。第二部分是讨论其数字调制方式。首先利用MATLAB中误码率分析的功能，得到各常用的数字调制方式的抗噪声性能曲线，从而得到BPSK、QPSK具有良好的抗噪声性能。接着，利用Simulink搭建简单的数字通信系统，分别对BPSK、QPSK的可靠性能进行仿真分析，最终确定数字调制方式选用BPSK。第三部分是讨论其信道编码方式。利用Simulink搭建简单的数字通信系统，分别对哈明码（7,4），BCH码（15,4）,卷积码的可靠性能进行仿真分析，通过利用MATLAB中误码率分析的功能，最终确定信道编码采用汉明码（7,4）编

3、码方式。第四部分是利用Simulink平台对所设计的整个通信系统进行仿真，分析其误码率及抗噪性能，最后得出结论，所设计的数字通信系统具有良好的可靠性以及有效性。关键词：数字通信系统、Simulink仿真、PCM编译码、哈明码、BCH码、卷积码、BPSK、QPSK、抗噪声性能一、总体设计方案1.1设计方案要求该三级项目要求设计一个从A地到B地的语音或数据通信系统。1.2方案分析“一个从A地到B地的语音或数据通信系统“属于远距离点对点的通信系统，考虑到数字通信系统的优越性，可以使用数字通信系统，采用数字调制方式，信道采用加性高斯白噪声信道，不考虑多径信道。图1.1点

4、对点通信系统图1.3总体设计方案——点对点数字通信系统通过上述分析，从而可确定该三级项目的设计方案为点对点的数字通信系统建模。数字通信系统是利用数学信号来传递信息的通信系统，其中主要由信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步与加密等。图1.2点对点数字通信系统图1.4使用的通信系统建模的仿真平台——SimulinkSimulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。本三级项目主要利用Simulink来对所设计的点对点通信系统进行仿真、测设及分析。二、信源编码/译码2.1信源编码/译码简介信源编码有两个功能

5、：一是提高信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术设法减少码元数目和降低码元速率。码元速率决定传输所占的带宽，而传输带宽反映了通信的有效性。二是完成模数转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码码器将其转换为数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。信源译码是信源编码的逆过程。常见的信源编码方式有脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）、增量调制（DM）。考虑到项目要求为该通信系统需传送语音，所以采用国际通用语音编码方式——脉冲编码调制（PCM），并且采用A律压缩方式。2.2信源编码——PCM编码PCM编码过程为将模拟信号经抽样、压缩、量化、编码，将其

6、转换为数字信号。下图为其PCM原理框图。图2.1PCM原理框图2.3PCM编码——Simulink仿真设计方案（1）PCM编码模块仿真方案系统图该模块由sinewave(正弦信号发生器)、Zero-OrderHold（零阶保持器）、Saturation（限幅器）、Relay（继电模块）、Abs（绝对值模块）、A-LawCompressor（A率压缩器）、Gain（增益模块）、Quantizer（量化器）、IntegertoBitConverter（整数点转换器）、Mux（复用器）、ToFrame（装帧器）、Buffer（缓冲器）、Scope（示波器）组成，实现P

7、CM编码功能。图2.2PCM编码的Simulink仿真设计方案（2）仿真结果设置sinewave(正弦信号发生器)的相关参数，幅度为1，角频率为200*pi，抽样时间间隔定为1/8000s。设置Gain的增益参数为127。其它采用默认参数即可，然后进行仿真，观察示波器的波形如下图2.3所示。图2.3PCM编码的Simulink仿真示波器输出结果由上图可知，示波器输出结果的上部分波形为PCM编码输出结果，为二进制序列，下半部分波形为原输入的正弦信号波形。从而可知，该PCM系统模块能实现模拟信号数字化的功能。2.3PCM译码——Simulink仿真设计方案（1）PC

8、M译码模块仿真方案系统图