通信原理课程设计报告
课程名称 A/D 转换的仿真实现（软件部分）
专 业 通信工程 班 级 XXXX 学 号 XXXXXXXX 姓 名 XXXXX 指导教师 XXXX
2015年1月20日
前言
经过几天通信原理实验的学习让我受益菲浅。在通信原理实验课即将结束之时，我对在这4天的学习进行了总结，取之长补之短，在今后的学习和工作中有所受用。
这次通信原理实验，不仅是对已学的《通信原理》知识的一种回顾，更是将这学期所开设的《光纤通信》，《通信电子电路》和《信息论与编码》的一种有效巩固，开始对数字基带信号的码型变换有了更好的了解。《通信原理》是通信工程的重要基石，大三所学的都是更为精细与补充，在不断的时间投入与深入的沉淀中，体会到学习的另一番乐趣。
通过这次通信原理实验，我有认真地去翻阅思考《通信原理》的知识，认真地去上机调试每个硬件模块，用心地去编写调试Matlab 程序，也认真地写下这份实验报告，我相信这份用心与耐心是经得起考验的，希望能得到老师的肯定与优秀。
软件部分A/D转换的仿真实现
一、实验目的
通信原理实验是针对通信工程专业学生的实践教学环节，通过这一环节，可使学生巩固相关课程知识，增强动手能力，提高学生对通信系统的仿真技能。在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼，强化学生的实践创新能力。
二、实验基本要求
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、通过对硬件电路的安装、调试等环节，初步掌握通信原理电路的分析
方法和工程设计方法。
3、掌握常用仪表的正确使用方法，学会对电路的实验调试和相关指标测
试方法，提高动手能力。
4、通过对通信系统的仿真模型的建立及其分析，掌握使用仿真软件对实
际通信系统性能进行仿真的初步技能。
5、提高和挖掘学生对所学专业知识的应用能力和创新意识，培养和锻炼
学生的团队合作精神和科研开发精神。
三、实验设计任务
（一）设计要求
1、学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利
用仿真手段对通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证。
2、学习现有通信系统仿真软件的基本使用方法，学会通信仿真系统的基本
设计与调试，学会使用仿真软件解决实际系统出现的问题。
3、通过系统仿真加深对通信课程理论的理解，拓展知识面。学会查找资料，
并结合通信原理的知识，对通信系统进行性能分析。
（二）设计任务
设计型实验共有两类实验题，每位同学可选择两类中其中一题。设计型实验中仿真软件的选择，同学们可自由选取，建议用Matlab。
Ⅰ、基本任务：单频正弦波模拟信号的简单数字化。即对一个单频正弦波模拟信号进行抽样、均匀量化、PCM二进制自然编码。
主要步骤和要求：
（1）单频正弦波模拟信号的抽样实现。要求输入信号的幅度A、频率F 和相位P可变；要求仿真时间从0到2/F，抽样频率为Fs=20F；要求给出抽样信号的波形图。
（2）单频正弦波模拟信号均匀量化的实现。要求对抽样信号归一化后再进行均匀量化；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化输出信号的波形图，并与抽样信号画在同一图形窗口中进行波形比较。
（3）单频正弦波模拟信号PCM二进制自然编码的实现。要求按量化序号给出PCM二进制自然编码；要求给出编码后的数字序列pcm。
Ⅱ、选做任务：单频正弦波模拟信号的特殊数字化。按给定要求对一个单频正弦波模拟信号进行数字化。
主要步骤和要求：
（1）单频正弦波模拟信号的抽样实现。要求输入信号的幅度A、频率F 和相位P可变；要求仿真时间从0到2/F，抽样频率为Fs=20F；要求给出抽样信号的波形图。
（2）单频正弦波模拟信号非均匀量化的实现。要求对抽样信号归一化后再分别进行满足A律和u律压缩的非均匀量化；要求压缩参数a、u可变；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化输出信号的波形图，并与抽样信号画在同一图形窗口中进行波形比较。
四、实验设计原理
信号的数字化需要三个步骤：抽样、量化和编码。抽样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。这样得到的数字信号可以通过电缆、微波干线、卫星通道等数字线路传输。在接收端则与上述模拟信号数字化过程相反，再经过后置滤波又恢复成原来的模拟信号。上述数字化的过程又称为脉冲编码调制。
抽样
话音信号是模拟信号，它不仅在幅度取值上是连续的，而且在时间上也
是连续的。要使话音信号数字化并实现时分多路复用，首先要在时间上对话音信号进行离散化处理，这一过程叫抽样。所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。抽样后的样值序列在时间上是离散的，可进行时分多路复用，也可将各个抽样值经过量化、编码变换成二进制数字信号。理论和实践证明，只要抽样脉冲的间隔T≤1/（2fm）(或f≥2fm)(fm 是话音信号的最高频率)，则抽样后的样值序列可不失真地还原成原来的话音信号。
量化
抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍然是模拟的，还必须进行离散化处理，才能最终用数码来表示。这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化。量化有两种方式，量化方式中，取整时只舍不入，即0～1伏间的所有输入电压都输出0伏，1～2伏间所有输入电压都输出1伏等。采用这种量化方式，输入电压总是大于输出电压，因此产生的量化误差总是正的，最大量化误差等于两个相邻量化级的间隔Δ。量化方式在取整时有舍有入，即0～0.5伏间的输入电压都输出0伏，0.5～1?5伏间的输出电压都输出1伏等等。采用这种量化方式量化误差有正有负，量化误差的绝对值最大为Δ/2。因此，采用有舍有入法进行量化，误差较小。
最小量化间隔越小，失真就越小。最小量化间隔越小，用来表示一定幅度的模拟信号时所需要的量化级数就越多，因此处理和传输就越复杂。所以，量化既要尽量减少量化级数，又要使量化失真看不出来。一般都用一个二进制数来表示某一量化级数，经过传输在接收端再按照这个二进制数来恢复原信号的幅值。所谓量化比特数是指要区分所有量化级所需几位二进制数。例如，有8个量化级，那么可用三位二进制数来区分，因为，称8个量化级的量化为3比特量化。8比特量化则是指共有个量化级的量化。
目前国际上普遍采用容易实现的A律13折线压扩特性和μ律15折线的压扩特性。我国规定采用A律13折线压扩特性。
采用13折线压扩特性后小信号时量化信噪比的改善量可达24dB，而这是靠牺牲大信号量化信噪比(亏损12dB)换来的。
编码
抽样、量化后的信号还不是数字信号，需要把它转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码。最简单的编码方式是二进制编码。具体说来，就是用n
比特二进制码来表示已经量化了的样值，每个二进制数对应一个量化值，然后把它们排列，得到由二值脉冲组成的数字信息流。编码过程在接收端，可以按所收到的信息重新组成原来的样值，再经过低通滤波器恢复原信号。用这样方式组成的脉冲串的频率等于抽样频率与量化比特数的积，称为所传输数字信号的数码率。显然，抽样频率越高，量化比特数越大，数码率就越高，所需要的传输带宽就越宽。
非均匀量化
为了克服均匀量化的缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化是一种在输入信号的动态范围内量化间隔不相等的量化。换言之，非均匀量化是根据输入信号的概率密度函数来分布量化电平，以改善量化性能。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小;反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个主要的优点:
当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀量化器的输出端可以较高的平均信号量化噪声功率比;
非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此，量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。
五、实验设计思路
假设量化电平数D 已知，要求由PCM 二进制自然编码序列恢复出单频正弦波模拟信号。要求PCM 二进制自然编码序列可以是数字型也可以是字符型；要求对PCM 二进制自然编码序列进行数据处理（按照量化电平数D 推导出一个码字的码长n ，如果PCM 二进制自然编码序列的长度不是n 的整数倍，则补0）；
1.PCM 编码概念
PCM 二进制编码：（又叫脉冲编码调制）主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样，使其离散化，同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化，同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。
内插函数：利用以下内插公式可以实现模拟信号的恢复：
=x a (t)，
其中g(t)=sin(πt)/( πt)=sinc(Fs ×t);Fs 为采样频率。
∑∞
-∞
=-n )()(nt t g n x
2. PCM编码生成
由于题目要求用pcm编码恢复一个单频正弦波的波形，为了得到较准确的单频正弦波的pcm编码（随便找一个编码不能确定它是正弦波），因此，本人先做了A/D转换，以得到正弦波编码。通过查阅MATLAB函数大全，找到了两个函数Lloyd算法优化标量算法的函数lloyds( ) 和量化输出值的函数quantiz( ) ，通过一些例子了解的它们的用法，利用以上函数可以得到准确的量化值以完成较准确的pcm编码，为D/A转换提供一个前提准备。（以正弦信号xa=3sin(2π*3000t)为例，采样频率为80*3200，量化电平数D=19）
六、实验结果：
采样频率为20F的输入信号
量化后的波形
两个波形的比较图
单频正弦波模拟信号的抽样实现
单频正弦波模拟信号非均匀量化的实现
pcm编码如下:
0 1 0 0 1 0 1 1 0 1
0 1 1 1 1
1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1
0 1 1 1 0
1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 1
0 0 1 0 1
0 0 1 0 1
0 1 0 1 0
过matlab完成了D/A转换，发现恢复出的波形与原始单频正弦模拟信号大体一致，也存在一些误差。在实验中通过变换输入信号的采样频率，以及内插点数的多少还发现：采样频率越大，恢复出来的信号越接近原始信号；
插入的点数越多恢复出来的信号越接近于原始信号，与理论上完全相符。证明本次实验比较成功的实现了D/A转换的仿真。
七、实验总结：
刚拿到实验题目的时候，就开始通过《通信原理》对它进行复习，逐渐明白了抽样量化编码的原理。但是要让它在matlab上实现还是一个问题，于是又开始读《MATLAB及在电子信息课程中的应用》。在对pcm编码以及用pcm 编码恢复序列的时候多次利用查找matlab函数大全，获得一些可以直接利用的函数，为设计提供了很多便捷，比如Lloyd算法优化标量算法的函数
lloyds( ) 和量化输出值的函数quantiz( )，通过一些例题演示可以大致了解他们的用法以及作用，还有比如矩阵左右翻转函数fliplr(),和二进制转十进制函数bi2de()。通过对大量的资料的查阅可以发现matlab应用的灵活性，更重要的一点是：我们应该把重点放在解题思想和程序设计的方法问题上，而对于很多函数的应用问题可以通过查表等方法简单实现。
总之，通过这次D/A转换的仿真实验，对MATLAB的操作更见熟练了，巩固了许多基础知识，也让我在解决问题的过程中获得了很多乐趣，对许多理论上的东西有了更深的认识。
八、实验代码
A=5; F=2500;P=0; D=20;%设定原始模拟信号的参数
Fs=20*F;
t1=0:1/Fs:2/F;
xa=A*sin(2*pi*F*t1);
figure(1)
pl ot(t1,xa,'k'); %显示输入信号波形以及采样点
hol d on;
pl ot(t1,xa,'b.');
axis([0,2/F,-5,5]);
titl e('采样频率为20F的输入信号');
xlabel('x(t)');
ylabel('t')
m=max(xa);
x1=xa/m; %归一化，以便还原
%量化
[partition ,cod ebook]=lloyds(x1,D); %Ll oyd（劳埃德）算法优化量化算法函数分界点矢量（参数），码本
[indx ,quant]=quantiz(x1 ,partition ,cod ebook);%量化输出值函数量化索引
%根据partition来对x1输入信号产生量化索引（量化索引的长度和x1的长度相同）
%码本是长度为N的输出集
figure(2)
stem(t1,quant,'g.');%显示量化后波形
axis([0,2/F,-2,2]);
titl e('量化后的波形');
xlabel('x(t)');
ylabel('t');
figure(3)
pl ot(t1,xa,'k'); %显示输入信号波形以及采样点
hol d on;
pl ot(t1,xa,'b.');
hol d on
stem(t1,quant,'g.');%显示量化后波形
axis([0,2/F,-5,5]);
titl e('两个波形比较图');
xlabel('x(t)');
ylabel('t')
%编码
nu=ceil(l og2(D)); %对log2(D)向上取整
pcm=zeros(l ength(x1),nu); %待赋值的零矩阵，前一个系数是行，后一个系数是列
for i=1:l ength(x1) %通过对每一位进行检验得到pcm编码
for j=nu:-1:0
if(fix(indx(i)/2^j)==1)
pcm(i,nu-j)=1;
indx(i)=indx(i)-2^j;
end
end
end
disp('pcm编码如下:');
disp(pcm)
%单频正弦波模拟信号的抽样实现Fs1=F;Fs2=2*F;Fs3=20*F;
t11=0:1/Fs1:2/F;
t12=0:1/Fs2:2/F;
t13=0:1/Fs3:2/F;
samp11=A*sin(2*pi*F*t11+P); samp12=A*sin(2*pi*F*t12+P); samp13=A*sin(2*pi*F*t13+P); figure(4)
subpl ot(311);
pl ot(t11,samp11,'b');
xlabel('t');ylabel('samp11');
titl e('单频正弦波模拟信号的原波形'); subpl ot(312);
pl ot(t12,samp12,'y');
xlabel('t');ylabel('samp12');
titl e('单频正弦波模拟信号的2倍抽样波形'); subpl ot(313);
pl ot(t13,samp13,'g');
xlabel('t');ylabel('samp13');
titl e('单频正弦波模拟信号的20倍抽样波形');
%单频正弦波模拟信号非均匀量化的实现
Fs=20*F; a=87.6;u=255;
t3=0:1/Fs:2/F;
samp13=A*sin(2*pi*F*t3+P);
figure(5)
subpl ot(411);
pl ot(t3,samp13,'g');
xlabel('t');ylabel('samp13');
titl e('单频正弦波模拟信号的原波形');
x=samp13./max(samp13);
subpl ot(412);
pl ot(t3,x,'g');
xlabel('t');ylabel('samp13*');
titl e('抽样信号归一化');
quant11=compand(x,a,1,'A/compressor'); quant12=compand(x,u,1,'mu/compressor');
partition=[-1:2/D:0.9];
cod ebook=[-1-1/D:2/D:1];
[indx1,quant1]=quantiz(x,partition,cod ebook); subpl ot(413);
pl ot(t3,quant11,'k');
xlabel('t');ylabel('quant11');
titl e('A律非均匀量化');
subpl ot(414);
pl ot(t3,quant12,'b');
xlabel('t');ylabel('quant12');
titl e('u律非均匀量化');
通信原理课程设计 题目：脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真 院（系）：电气与信息工程学院 班级：电信04-6班 姓名：朱明录 学号： 0402020608 指导教师：赵金宪 教师职称：教授
摘要 : SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。脉冲编码调制（PCM ）是现 代语音通信中数字化的重要编码方式。利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。通过仿真展示了PCM 编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。 关键词: PCM 编译码 1、引言 随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView 具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。 SystemView 具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。 本文主要阐述了如何利用SystemView 实现脉冲编码调制（PCM ）。系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM 编码模块、PCM 译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。 2、系统介绍 PCM 即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。PCM 的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A 律和μ律方式，我国采用了A 律方式，由于A 律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化PCM 编码示意图见图1。 图1 PCM 原理框图 下面将介绍PCM 编码中抽样、量化及编码的原理： (a) 抽样 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。 (b) 量化 从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。如图2所示，量化器Q 输出L 个量化值k y ，k=1，2，3，…，L 。k y 常称为重建电
第一章绪论 1 通信系统的基本模型页2图1.2-1 2 模拟通信系统的基本模型页3图1.2-2 数字通信系统的基本模型页3图1.2-3 3 数字通信和模拟通信相比的优缺点页4 4 信息量的定义页4 式1.3-1 5 信息熵的定义页5 式1.3-2 6 有效性：是指要求系统高效率的传输信息，即在给定的信道内“多”“快”的传送信息 可靠性：是指要求系统可靠的传输信息，即在给定信道内接受到的信息要“准”“好” 7 模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带宽表示；可靠性用整个通信系统的输 出信噪比来衡量 数字通信系统的的有效性指标用传输速率表示；可靠性用差错率来衡量 传输速率有两种：码元传输速率和信息传输速率，二者的含义及相应的关系式1.4-1,1.4-2 差错率有两种：误码率和误信率，二者的含义及公式1.4-3,1.4-4
第二章信道 2.1 信道的定义及分类 1 调制信道和编码信道的划分页9图2.1-1 调制信道：从调制器的输出端到解调器的输入端 编码信道：从编码器的输出端到译码器的输入端 2.3 恒参信道 1 恒参信道的特性与时间无关，是一个非时变线性网络，该网络的传输特性可用幅度-频率及相位-频率特性来表示。 2 幅度-频率特性的定义及式2.3-1 3 相位-频率特性的定义及式2.3-2，2.3-3 及图2.3-2 2.4 变参信道 多径传播及多径效应的定义页12 2.5 随机过程的基本概念 1 一维分布函数，概率密度，及n维的分布函数和概率密度的定义，式2.5-1到2.5-4 2 随机过程的数字特征：数学期望，方差，协方差，自相关函数的定义式2.5-5到2.5-8 3 平稳随机过程的定义式2.5-9 4 广义平稳随机过程的定义（数学期望及方差与时间无关，自相关函数仅与时间差有关） 页16 5 平稳随机过程的遍历性（各态历经性）：“时间平均代替统计平均”式2.5-10到2.5-12 6 随机过程通过线性系统：图2.5-2 式2.5-13 到2.5-16 维纳-辛钦定理 7 平稳随机过程通过乘法器：图2.5-3 式2.5-17 到2.5-22 2.6 信道的加性噪声 1 干扰：周期性的、规律的有害信号 噪声：其他的有害信号 2 乘性噪声，加性噪声 3 加性噪声的来源：人为噪声（可消除），自然噪声（难消除），内部噪声（热噪声和散弹噪声） 3 白噪声：定义，式2.6-3 2.6-4，图2.6-1 4 窄带高斯噪声： w，当高斯白噪声通过窄带网络时，其输出噪声只能窄带网络的带宽W远小于中心频率0 集中在中心频率附近的带宽内，这种噪声称之为窄带高斯噪声。功率谱及波形见20页图2.6-2 窄带噪声的形式：式2.6-5到式2.6-12 2.7 信道容量 1. 信道容量公式（香农公式）式 2.7-1及所得到的4个结论
吉林工程技术师范学院 信息工程学院 《数字通信系统》 课程设计报告 题目：基于MATLAB数字基带调制 专业：电子信息工程 班级：电子信息1041班 姓名：唐欢 学号： 25 号 指导教师：范珩王冬梅 时间： 2013/11/25----2013/12/13
目录 第一章绪论 (1) 1.1通信的发展史简介 (1) 1.2设计的目的及意义 (2) 第二章数字基带信号 (3) 2.1数字基带调制原理 (3) 2.2单极性不归零波形 (4) 2.3双极性不归零波形 (4) 2.4单极性归零波形 (5) 2.5双极性归零波形 (6) 第三章载波调制的数字传输 (7) 3.1载波调制的原理 (7) 3.2 二进制2ASK的调制与解调仿真 (8) 3.3二进制2FSK的调制与解调仿真 (15) 3.4二进制2PSK的调制与解调仿真 (20) 第四章总结 (25) 参考文献.............................................. I 附录：................................................ I
第一章绪论 1.1通信的发展史简介 随着数字通信技术和计算机技术的快速发展以及通信网与计算机网络的相互融合，信息科学技术已成为21世纪和世界的新的强大推动力。信息是一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，而欣喜的传播与交流，是依靠各种通信方式与技术来实现的。学习和掌握现代通信原理与技术是信息社会每一位成员，尤其是未来通信工作者的迫切需求。 通信就是从一地向另一地传递消息。通信的目的是传递消息中所包含的信息。人们可以用语言、文字、数据、图片或活动图像等不同形式的消息来表达信息。信息是消息的内涵，即消息中所包含的人们原来不知而待知的内容于传输含有信息的消息，否则，就失去了通信的意义。实现通信的方式很多，如手势、语言、旌旗、消息树、烽火台、金鼓和译码传令，以及现代社会的电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网、数据和计算机通信等，这些都是消息传递方式和信息交流的手段。随着社会的进步和科学技术的发展，目前使用最广泛的通信方式是电通信。由于电通信迅速、准确、可靠且不受时间、地点、距离的限制，自然科学领域凡是涉及“通信”这一术语时，一般均值“电通信”。 通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和，包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ，它的一般模型如图1-1所示。
通信原理课程设计 --基于FPGA的时分多路数字基带传输系统的设计与开发 指导老师：戴慧洁武卫华 班级：通信111班 组长：徐震震 组员：胡彬、韦景山、谢留香、 徐勇、周晶晶、张秋红 日期：
一、课程设计目的 通信系统课程设计是一门综合设计性实践课程。使大家在综合已学现代通信系统理论知识的基础上，借助可编程逻辑器件及EDA技术的灵活性和可编程性，充分发挥自主创新意识，在规定时间内完成符合实际需求的通信系统电路设计与调试任务。 它不仅能够提高大家对所学理论知识的理解能力，更重要的是能够提高和挖掘大家对所学知识的实际运用能力，为将来进入社会从事相关工作奠定较好的“能力”基础。 二、课程设计内容 时分多路数字电话基带传输系统的设计与开发 三、课程设计要求任务 1、64Kb/S的A律PCM数字话音编译码器的开发设计 2、PCM 30/32一次群时分复接与分接器的开发设计 3、数字基带编码HDB3编译码器的开发设计 4、同步（帧、位、载波同步（可选））电路的开发设计
四、小组分工 小组成员负责项目 徐震震同步（帧同步、位同步） 谢留香PCM 30/32一次群时分复接 韦景山64Kb/S的A律PCM数字话音编码 胡彬PCM 30/32一次群时分分接 徐勇64Kb/S的A律PCM数字话音译码 周晶晶数字基带编码HDB3译码 张秋红数字基带编码HDB3编码 五、时分多路数字电话基带传输系统框图
PCM编码设计 一、设计要求 1、PCM编码器输入信号为: 一个13位逻辑矢量的均匀量化值:D0,D1…D12 其中:D0为极性位,取值范围在-4096～+4096之间； 一个占空比为1/32的8K/S的取样时钟信号； 一个占空比为50%的2.048Mb/S的合路时钟信号； 2、PCM编码器输出信号为: 一个8位逻辑矢量的13折线非均匀量化值:C0,C1…C7 其中:C0为极性位.C0=1为正,C0=0为负； 一个占空比为1/32的8K/S的取样时钟信号； 一个占空比为50%的2.048Mb/S的合路时钟信号； 二、PCM编码分析 脉冲编码调制(PCM)在通信系统中完成将语音信号数字化功能。是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样8000 次；每次取样为8个位，总共64kbps。PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A 律和μ律方式，本设计采用了A律方式。 在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示
第六章 角度调制系统 6-1设角度调制信号()()0cos 200cos m S t A t t ωω=+ ①若()S t 为FM 波，且4F K =，试求调制信号()f t ； ②若()S t 为PM 波，且4P K =，试求调制信号()f t ； ③ 试求最大频偏max |FM ω?及最大相位移max ()|PM t ?。 解：①FM 已调信号瞬时相位为0()200cos m t t t θωω=+，对其取导数得到瞬时角频率为 00() ()(200)sin ()m m F d t t t K f t dt θωωωωω= =+-=+ 因此调制信号为 ()50sin m m f t t ωω=- ② PM 已调信号瞬时相位为 00()200cos ()m P t t t t K f t θωωω=+=+ 因此调制信号为 ()50cos m f t t ω= ③ 由FM 信号瞬时频率0()(200)sin m m t t ωωωω=+-，可得最大频偏为 m FM ωω200|max =? 由PM 信号瞬时相位t t m ω?cos 200)(=，可得最大相偏为 200|)(max =PM t ? 6-2用频率为10kHz ，振幅为1V 的正弦基带信号，对频率为100MHz 的载波进行频率调制，若已调信号的最大频偏为1MHz ，试确定此调频信号的近似带宽。如果基带信号的振幅加倍，此时调频信号的带宽为多少？若基带信号的频率加倍，调频信号的带宽又为多少？ 解：①由题目可知6 110f Hz ?=? ，4110m f Hz =? 。根据卡森带宽公式可以得到调频信 号的带宽近似为 Hz f f B m FM 61002.2)(2?=+?≈ ② 以单音调制为例：m F A K =?ω。当A m 加倍时，ω?加倍，故此时调频信号最大频偏 为Hz f 6 102'?=? 其带宽近似为
2DPSK调制与解调系统的仿真 设计原理 (1) 2DPSK信号原理 1.1 2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。定义为本码元初相与前一码元初相之差，假设： →数字信息“0”； →数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK信号相位：0
或 ： 1.2 2DPSK 信号的调制原理 一般来说，2DPSK 信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK 信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0” 时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi 。 图1.2.2 键控法调制原理图 1.3 2DPSK 信号的解调原理 2DPSK 信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。 码变换 相乘 载波 s(t) e o (t)
通信原理课程设计报告 题目：基于MATLAB 的M-QAM调 制及相干解调的设计与仿真班级：通信工程1411 姓名：杨仕浩(2014111347） 解博文(2014111321） 介子豪(2014111322） 指导老师：罗倩倩 成绩： 日期：2016 年12 月21 日
基于MATLAB的M-QAM调制及相干解调的设计与仿真 摘要：正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在自适应信道调制技术中得到了较多应用。本次课程设计主要运用MATLAB软件对M =16 进制正交幅度调制系统进行了仿真，从理论上验证16进制正交幅度调制系统工作原理，为实际应用和科学合理地设计正交幅度调制系统,提供了便捷、高效、直观的重要方法。实验及仿真的结果证明，多进制正交幅度调制解调易于实现，且性能良好，是未来通信技术的主要研究方向之一，并有广阔的应用前景。 关键词：正交幅度调制系统；MATLAB；仿真
目录 1引言 (1) 1.1课程设计的目的 (1) 1.2课程设计的基本任务和要求 (1) 1.3仿真平台Matlab (1) 2 QAM系统的介绍 (2) 2.1正交幅度调制技术 (2) 2.2QAM调制解调原理 (5) 2.3QAM的误码率性能 (7) 3 多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调原理框图 (9) 4 基于MATLAB的多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调设计与仿真 (10) 4.1系统设计 (10) 4.2随机信号的生成 (10) 4.3星座图映射 (11) 4.4波形成形（平方根升余弦滤波器） (13) 4.5调制 (14) 4.6加入高斯白噪声之后解调 (15) 5 仿真结果及分析 (20) 6 总结与体会 (23) 6.1总结 (23) 6.2心得体会 (24) 【参考文献】 (25) 附录 (26)
西南科技大学通信原理设计报告 课程名称：通信原理课程设计 设计名称：奇偶校验编码仿真 姓名：王雷 学号: 班级：通信1004 指导教师：秦明伟 起止日期：2013年7月5日星期五 西南科技大学信息工程学院制
方向设计任务书 学生班级：通信1004 学生姓名：王雷学号：20105615 设计名称：奇偶校验编码仿真 起止日期：2013年7月5日星期五指导教师：秦明伟 方向设计学生日志
奇偶校验编码仿真 一、摘要（150-250字） 奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。若用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。 二、设计目的和意义 认识matlab软件，学习掌握matlab的基本操作方法，熟悉M文件和simulink的具体实现方法，了解数据奇偶校验的原理和在matlab中的基本仿真，通过对简单的通信实验设计，提高了动手能力和对matlab操作，巩固了课程知识。 三、设计原理 在数据传输前附加一位奇校验位，用来表示传输的数据中"1"的个数是奇数还是偶数，为奇数时，校验位置为"0"，否则置为"1"，用以保持数据的奇偶性不变。例如，需要传输"11001110"，数据中含5个"1"，所以其奇校验位为"0"，同时把"110011100"传输给接收方，接收方收到数据后再一次计算奇偶性，"110011100"中仍然含有5个"1"，所以接收方计算出的奇校验位还是"0"，与发送方一致，表示在此次传输过程中未发生错误。奇偶校验就是接收方用来验证发送方在传输过程中所传数据是否由于某些原因造成破坏。 奇偶校验原理是基于异或的逻辑功能。奇偶校验的编码方法是在原信号码组后面添加以为监督码元，奇偶校验分为奇校验和偶校验，奇校验是原信息码元加上监督码元后，使整个组成的数码组中，1的个数为奇数个。偶校验的工作原理则正好与奇校验相反。 对于n位二进码a1a2a3a4……a n奇校验有如下表示： a1⊕a2⊕a3⊕a4……⊕a n⊕C=1 偶校验的表达式为： a1⊕a2⊕a3⊕a4……⊕a n⊕C =1 其中，C为监督码元，在本设计中n为8，可以推出C的表达式为： C =a1⊕a2⊕a3⊕a4……⊕a8 在发送端让其监督码和信息码一起发送，在信息接收端，计算校验因子的表达式为： 、 S=a1⊕a2⊕a3⊕a4……⊕a n⊕C
目录 第1章绪论 (1) 第2章 SystemView的基本介绍 (2) 第3章二进制振幅键控 2ASK (4) 3.1 2ASK调制系统 (4) 3.2 2ASK调制解调系统 (6) 3.3 2ASK系统仿真结果分析 (9) 第四章二进制频移键控 2FSK (10) 4.1 2FSK调制系统 (10) 4.2 2FSK调制解调系统 (12) 4.3 2FSK仿真结果分析 (17) 第5章二进制移相键控 2PSK (18) 5.1 2PSK调制系统 (18) 5.2 2PSK调制解调系统 (19) 5.3 2PSK仿真结果分析 (23) 第6章二进制差分移相键控 2DPSK (24) 6.1 2DPSK实验原理 (24) 6.2 2DPSK仿真结果分析 (29) 第7章实验总结 (30) 第8章参考文献 (30) 第9章谢辞 (32)
第1章绪论 通信按照传统的理解就是信息的传输，信息的传输离不开它的传输工具，通信系统应运而生，我们此次课题的目的就是要对调制解调的通信系统进行仿真研究。 数字信号的传输方式可以分为基带传输和带通传输。为了使信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道特性相匹配。在这个过程中就要用到数字调制。 在通信系统中，利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，来实现数字调制，这种方法通常称为键控法，主要对载波的振幅，频率，和相位进行键控。键控主要分为：振幅键控，频移键控，相移键控三种基本的数字调制方式。 本次课程设计的目的是在学习以上三种调制的基础上，通过Systemview仿真软件，实现对2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK等数字调制系统的仿真，同时对以上系统有深入的了解。 Systemview是美国ELANIX公司于1995年开始推出的软件工具，它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化软件环境，能进行模拟、数字、数模混合系统、线性和非线性系统的分析设计，可对线性系统进行拉氏变换和Z变换分析。 SystemView基本属于一个系统级工具平台，可进行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析，并配置了大量图符块（Token）库，用户很容易构造出所需要的仿真系统，只要调出有关图符块并设置好参数，完成图符块间的连线后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。 在此次课程设计之前，先学会熟练掌握Systemview的用法，在该软件的配合下完成各个系统的结构图，还有调试结果图。 Systemview对系统的分析主要分为两大块，调制系统的分析和解调系统的分析。由于调制是解调的基础，没有调制就不可能有解调，为了表现解调系统往往需要很高的采样频率来减少滤波带来的解调失真，所以调制的已调信号通过波形模块观察起来不是很清楚，为了更好的弄清楚调制是怎么样的一个过程，在这里，我们把调制单独列出来，用较低的频率实现它，就能从单个周期上观察调制系统的运作模式，更深刻地表现调制系统的调制过程。
实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有MATLAB6.5或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式：x=square(t,duty) 功能：产生一个周期为2π、幅度为1 ±的周期性方波信号。其中duty表示占空比，即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1：产生频率为40Hz，占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用subplot(311); % 设置3行1列的作图区，并在第1区作图plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); subplot(313); plot(t,x3); title('占空比75%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]);
图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式：x=rectpuls(t,width) 功能：产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定，其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2：生成幅度为2，宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4:0.0001:4; T=4; % 设置信号宽度 x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1); title('x(t)'); axis([-4 6 0 2.2]); x2=2*rectpuls(t-T/2,T); % 信号函数调用
信息工程学院 2014 / 2015学年第一学期 课程设计报告 课程名称：通信原理课程设计 专业班级：统本电信1201 学生学号：12610304152213 12520527151362 学生姓名：陈钰康 夏涛 指导教师：田亚楠
摘要 8PSK(8 Phase Shift Keying，8移相键控)是八进制相移键控，它是一种相位调制算法。相位调制（调相）是频率调制（调频）的一种演变，载波的相位被调整用于把数字信息的比特编码到每一词相位改变（相移）。 8PSK中的“PSK”表示使用移相键控方式，移相键控是调相的一种形式，用于表达一系列离散的状态，8PSK对应8种状态的PSK。如果是其一半的状态，即4种，则为QPSK，如果是其2倍的状态，则为16PSK。因为8PSK拥有8种状态，所以8PSK每个符号(symbol)可以编码3个比特(bits)。8PSK抗链路恶化的能力（抗噪能力）不如QPSK，但提供了更高的数据吞吐容量。本次课程设计过程中，利用了MATLAB7.1仿真实现了8PSK信号的调制与解调，并仿真8PSK载波调制信号在高斯白噪声信道下的误码率及误比特率性能，并用MATLAB仿真出了调制信号、载波信号及已调信号的波形图和频谱图。并在高斯白噪声下，讨论了8PSK 误码率及误比特率性能。 关键字：8PSK;载波的调制；解调;
目录 一．设计内容及要求（PSK信号的仿真） (1) 二．相关理论知识的论述分析 (1) 2. 1.1、8PSK的概念 (1) 2. 1.2、8PSK的特点 (1) 2.2.1、 PSK的调制 (2) 2.2.2、调制的概念 (2) 2.2.3、调制的种类 (2) 2.2.4、调制的作用 (3) 2.2.5、调制方式 (3) 三．系统原理框图及分析(8PSK的原理) (3) 四．完整的设计仿真过程 (4) 五．仿真结果输出及结论 (6) 六．仿真调试中出现的错误、原因及排除方法 (7) 七．总结本次设计，指出设计的核心及应用价值，提出改进意见和展望 (7) 八．收获、体会 (7) 九．参考文献 (8)
第五章 数字信号的基带传输 补充题；已知信息代码为110010110，试画出单极性不归零码、双极性不归零码、单 极性归零码、差分码、双相码、CMI 码和密勒码。
5-1 已知信息代码为11000011000011，试画出其相应的差分码(参考码元为高电平)，AMI 码和HDB3码。 解: 5-2 已知二元信息代码为0110100001001100001分别画出AMI 码和HDB3码。
5-3 设随机二进制数字序列的“0”和“1”分别由g(t)和-g(t)组成，它们出现的概率分别为P 与1-P ，且码元速率为f S =S T 1。 (1)求其功率谱密度及功率； (2)若g(t)的波形如题5-3图(a)所示,问该序列是否存在离散分量f S ? (3)若g(t)改为题5-3图(b)所示的波形,问该序列是否存在离散分量f S ? 题5-3图 解； （1）∵“0”和“1”分别由g （t ）和-g （t ）组成 而其对应的频谱分别为G （f ）和-G （f ）故其双边功率谱为 其功率为 （2）因为矩形脉冲的频谱为 ∵τ=T S 故ωT s /2=K π时为零点 即f=Kf s 时均为零点，故该序列不存在离散分量fs 。 （3）∵τ=T S /2 故 ωTs/4=K π时为零点 即f=2Kfs 时为零点，而fS 的奇数倍时存在离散分量Fs 。 5-4 设基带传输总特性H(ω)分别如题5-4所示，若要求以2/T S 波特的速率进行 数据传输,试检验各种H(ω)是否满足消除抽样点上码间串扰的条件? (a) (b) (a) (d) ) ()()12()()1(4) ()()1()()()()1()(22 222212 2 21s m s s s n s s s S S D mf f mf G p f f G p p f mf f mf G p mf pG f f G f G p p f f S -?-+-=--++--=∑ ∑ ∞ -∞ =∞ -∞ =δδ? ∑ ∞∞-∞-∞ =-+-=m s s s mf G p f df f G p p f p 22 22) ()12()()1(42/)2/sin()(ωτωττ ωA G =
￥ 课程设计报告? < 课程名称通信原理 设计题目 DSB与2ASK调制与解调 专业通信工程 班级 学号 姓名 完成日期 …
课程设计任务书 设计题目：DSB与2ASK调制与解调 设计内容与要求： 设计内容： 1.根据DSB的调制原理设计线路，进行仿真模拟调制DSB的调制和解调过程，并通过仿真软件观察信号以及的调制过程中信号波形和频谱的变化。 2. 根据ASK的调制原理设计线路，进行仿真模拟调制DSB的调制和解调过程，并通过仿真软件观察信号以及的调制过程中信号波形和频谱的变化。 3.在设计过程中分析信号变化的过程和思考仿真过程的设计原理。 ; 设计要求： 1.独立完成DSB与ASK的调制与解调； 2.运用仿真软件设计出DSB与ASK的调制线路 3.分析信号波形和频谱 指导教师：范文 2012年12月16日 课程设计评语 （ 成绩： 指导教师：_______________
年月日
一．调制原理： 调制: 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)； 时域定义：调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。 频域定义：调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程，而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程. 根据所控制的信号参量的不同，调制可分为： 调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。 调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。 调相，利用原始信号控制载波信号的相位。 调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的代通信号。该信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程。该过程称为解调。
` 课程设计报告 课程名称：通信系统课程设计 设计名称：2FSK调制解调仿真实现 姓名： 学号: 班级： 指导教师： 起止日期：
课程设计任务书 学生班级：学生姓名：学号： 设计名称：2FSK调制解调仿真实现 起止日期：指导教师： 课程设计学生日志
课程设计考勤表 课程设计评语表
2FSK 的调制解调仿真实现 一、 设计目的和意义 1、 熟练地掌握matlab 在数字通信工程方面的应用。 2、 了解信号处理系统的设计方法和步骤。 3、 理解2FSK 调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK 的调制解调，画出各个阶段的波形。 4、 学习信号调制与解调的相关知识。 5、 通过编程、调试掌握matlab 软件的一些应用，掌握2FSK 调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣； 二、 设计原理 1．2FSK 介绍： 数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。 其表达式为： { )cos() cos(212)(n n t A t A FSK t e ?ωθω++= 典型波形如下图所示。由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成： ) cos()]([)cos(])([)(2_ 12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ?ωθω+-++-=∑∑ z
通信原理课程设计心得体会 、时分解复用原理 为了提高信道利用率，使多路已抽样的信号组合起来沿同一信道传输而互相不干扰，称时分多路复用。时分复用的解调过程称为时分解复用。目前采用较多的是频分多路解复用和时分多路解复用。频分多路解复用用于模拟通信，而时分多路解复用用于数字通信。为了实现TDM传输，要把传输时间分成若干个时隙，在每个时隙内传输一路信号，将若干个原始的脉冲调制信号在时间上进行交错排列，从而形成一个复合脉冲串，该脉冲串扰码后经信道传输到达接收端。时分解复用通信，是把各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信分离出原来的模拟信号。由抽样定理可知，将时间上离散的信号变成时间上连续的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。时分解复用是建立在抽样定理的基础上的,因为抽样定理连续的基带信号由可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替.具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的。抽样脉冲占据时间一般较短,在抽样脉冲之间就留出间隙.利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样,因此,就可能用一条信道同时传送若干个基带信号,并且每一个抽
样值占用的时间越短,能够传输的数据也就越多.时分解复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离,各个信号就能分别互相分开，互不干扰并不失真地还原出原来的模拟信号。 在通信系统中，同步具有相当重要的地位。通信系统能否具有有效、可靠地工作，在很大程度上依赖有无良好的同步系统。同步可分为载波同步、位同步、帧同步和网同步几大类型。他们在通信系统中都具有相当重要的作用。时分解复用通信中的同步技术包括位同步和帧同步，这是数字通信的又一个重要特点。时分解复用的电路原理就是先通过帧同步信号和位同步信号把各路信号数据分开,然后通过移位寄存器构成的并/串转换电路输出串行的数据，把时分复用的调制信号不失真的分离出来。 位同步 位同步的目的是确定数字通信中的个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接受端得到一连串的码元序列，这一连串的码元列代表一定的信息。位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提。位同步的基本含义是收、发两端机的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。因此,接收端必须提供一个确定抽样判决时刻的定时脉冲序列.
1任务书 设计并制作一个无线对讲机，要求采用调频方式工作，至少10米以上通话距离。2设计方案选择 方案一：发射试用调频无线送话器，接收采用集成电路KC538，具有中频放大、鉴频和音频功率放大等功能。KC538中频放大器采用三极管差分放大器，故有增益高和调配抑制比较好的特点。 方案二：采用集成电路D1800，它作为收音机接收专业集成电路，功放部分则用D2822电路具有体积小、外围元件少灵敏度极高、性能稳定等优点。 方案选择：综上电路，接收频率和工作电流都在要求范围之内，具有良好的抗干扰能力，经过比较，方案二更具有简洁性，电路布复杂。因此本系统采用方案二设计。 工作原理 该对讲收音机的原理框图如下图所示，分为接收部分和发射部分，发射部分电路采用本级振荡经调制差频后中频发射。接收部分采用相干解调方式放大输出。
接收部分原理：调频信号由TX接收，经C9耦合到IC1的19脚内的混频电路，IC1第1脚内部为本机振荡电路，1脚为本振信号输入端，L4、R6、C10、C11等元件构成本振的调谐回路。在IC1内部混频后的信号经低通滤波器后得到10.7MHz的中频信号，中频信号由IC1的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波，7、8、9脚外接的电容为高频滤波电容，此时，中频信号频率仍然是变化的，经过鉴频后变成变化的电压。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容。这个变化的电压就是音频信号，经过静噪的音频信号从14脚输出耦合至12脚内的功放电路，第一次功率放大后的音频信号从11脚输出，经过R10、C25、RP，耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。 对讲机接收结构框图如下图所示：
现代通信原理教学要求 第一章绪论 1．通信、通信系统的定义； 通信：从一地向另一地传递消息（信息或消息的传输和交换）； 通信系统：实现消息传递所需的一切技术设备和信道的总和称为通信系统。 2．通信系统的一般模型及各框图作用； 信息源：消息的发源地，把各种消息转换成原始电信号（称为消息信号或基带信号）。 发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。 信道：传输信号的物理媒质。 噪声源：不是人为加入的设备，而是信道中的噪声以及通信系统其它各处噪声的集中表示。 接收设备：功能是放大和反变换（如滤波、译码、解调等），其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复原始电信号。 受信者（信宿）：传送消息的目的地。（将原始电信号还原成相应的消息）。 3．基带信号、频带信号、模拟信号、数字信号的含义； 基带信号：信息源把各种消息转换成原始电信号的信号。 频带信号（带通信号）：（经过调制以后的信号称为已调信号，特点：携带信息，适合在信道中传输）信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频。 模拟信号（连续信号）：凡信号参量的取值连续（不可数，无穷多），称为模拟信号。 数字信号（离散信号）：凡信号参量只可能取有限个值，称为数字信号。 4．数字通信系统模型及各框图作用；数字通信的主要特点； 信源编码与译码：信源编码的作用是提高信息传输的有效性，完成模/数（A/D）转换；信源译码是信源编码的逆过程。
信道编码与译码：数字信号在信道传输时会因为各种原因产生差错，为了减少差错则在信息码中按照一定的规则加入监督码，组成抗干扰编码，接收端译码器则按照一定规则解码，发现错误或纠正错误，从而提高心态的抗干扰能力（提高可靠性）。 数字调制与解调：数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的频带信号。数字解调就是采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。 同步：同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。（载波同步、位同步、群同步和网同步）。 数字通信的主要特点：（1）抗干扰能力强而且噪声不累加；（2）差错可控；（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网； （4）易于集成化，从而使通信设备微型化；（5）易于加密处理，且保密强度高。缺点：占用带宽大，需要同步。 5．通信系统分类（按传输媒质、信号复用方式）； 按传输媒质分类：有线通信系统（用导线作为传输媒质完成通信：架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等。）和无线通信系统（依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目的：短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。） 按信号复用方式分类：传输多路信号有三种复用方式，频分复用（用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围）、时分复用（用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间）、码分复用（用正交的脉冲序列分别携带不同信号）。 6．信息量的含义；自信息量、平均信息量（熵）、一条消息的信息量计算； 信息量的含义：对消息中不确定的度量（可能性越小，信息量越大）。 自信息量： a=2时： 算术平均信息量：I/符号数 平均信息量（熵）： 每个符号等概率出现时，熵最大： 7．通信系统的两个主要性能指标；码元传输速率、信息传输速率、频带利用率定义、误码率、误信率的计算； 模拟通信系统：有效性：有效传输频带来度量；可靠性：接收端最终输出信噪比来度量。 数字通信系统：有效性：传输速率来衡量；可靠性：差错率来衡量。 码元传输速率R Bd：简称传码率，又称符号速率等。
通信原理 实 验 报 告
实验一 数字基带信号实验(AMI/HDB3) 一、 实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点 2、掌握AMI 、HDB 3的编码规则 3、掌握从HDB 3码信号中提取位同步信号的方法 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点 5、了解HDB 3（AMI ）编译码集成电路CD22103 二、 实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ ）、传号交替反转码（AMI ）、三阶高密度 双极性码（HDB 3）、整流后的AMI 码及整流后的HDB 3码 2、用示波器观察从HDB 3/AMI 码中提取位同步信号的波形 3、用示波器观察HDB 3、AMI 译码输出波形 三、 基本原理 本实验使用数字信源模块（EL-TS-M6）、AMI/HDB 3编译码模块（EL-TS-M6）。 BS S5S4S3S2S1 BS-OUT NRZ-OUT CLK 并 行 码 产 生 器 八选一 八选一八选一分 频 器 三选一 NRZ 抽 样 晶振 FS 倒相器 图1-1 数字信源方框图 010×0111××××××××× ×××××××数据2 数据1 帧同步码 无定义位 图1-2 帧结构 四、实验步骤 1、 熟悉信源模块和HDB3/AMI 编译码模块的工作原理。 2、 插上模块（EL-TS-M6），打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 用FS 作为示波器的外同步信号，进行下列观察： （1） 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT 和BS-OUT ，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；
目录 1．引言 1.1用户接口电路简介 (3) 1.2 课程设计的目的 (3) 1.3 课程设计内容 (3) 1.4 课程设计要求 (4) 2．电路工作过程 2.1 用户接口电路功能 (4) 2.2 PBL38710芯片功能及使用 (5) 2.3 PCM编译码器TP3067 (6) 3. 用户线接口电路原理 3.1 用户线接口电路原理 (7) 4．心得体会 (9)
1.引言 1.1. 用户接口电路 用户电路也可称为用户线接口电路。任何交换机都具有用户线接口电路。根据用户电话机的不同类型，用户接口电路分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。 模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSCHT 功能中过压保护由外接元器件完成，编译码器部分另外单成一体，集成为编译码器（CODEC）,其余功能由集成模拟SLIC完成。 用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接，通常又称为用户线接口电路(SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路 (ALC)及与数字话机，数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路(DLC)。 1.2 课程设计目的 1、全面了解用户电路的功能及其实现方法 2、熟悉用户电路接口电路PBL38710和PCM编译码集成电路TP3067的电路组成和使用方法。 3、掌握模拟用户接口电路和PCM编译码器在程控交换机中的作用，进一步加深对用户模块七个功能BORSCHT的理解。 1.3课程设计内容 利用PBL38710和PCM编译码TP3067组成用户接口电路，完成用户电路的七项功能。 1.4课程设计要求