通信工程专业CDIO二级项目
数字通信系统仿真-采用2PSK调制和循环
码技术
（2012/2013学年第一学期）
项目名称：通信系统仿真
题目：数字通信系统仿真-采用2PSK调
制和循环码技术
专业班级：通信工程
小组成员：
指导教师：付佳、刘心、侯华、张龙
设计周数：1周
设计成绩：
2013年1月11日
目录
1 课程设计目的 (3)
2 课程设计正文 (3)
2.1循环码技术 (3)
2.1.1 循环码的多项式表示 (3)
2.1.2 (n,k)循环码的生成多项式 (4)
2.1.3 循环码的生成矩阵和一致校验矩阵 (4)
2.1.4 循环码编码原理 (5)
2.1.5循环码的译码原理 (6)
2.2 2PSK的基本原理 (8)
2.2.1 2PSK相干解调系统 (9)
2.2.2 2PSK信号的调制器键控法原理方框图 (10)
2.2.3 2PSK信号的解调通常采用相干解调法原理框图 (11)
2.2.4 2PSK相干解调系统性能原理框图 (11)
3 源程序代码及实验结果 (11)
4小组分工 (13)
5 实验总结 (13)
1 课程设计目的
（1）对数字通信系统主要原理和技术进行研究，包括二进制相移键控（2psk）及解调技术、高斯噪声信道原理、以及信源编码中循环码的基本原理等。
（2）建立完整的基于2psk和(7,4)循环码的数字通信系统仿真模型，包括2psk调制解调及循环码的编译码；
（3）在信道中加入高斯噪声，观察系统的纠错能力，统计误码率，并进行分析。
（4）锻炼我们查阅资料、方案比较、团结合作的能力。学会简单的实验调试方法，增强我们的动手能力。
2 课程设计正文
2.1循环码技术
循环码是线性分组码的一种，所以它具有线性分组码的一般特性，此外还具有循环性。循环码的编码和解码设备都不太复杂，且检(纠)错能力强。它不但可以检测随机的错误，还可以检错突发的错误。（n,k）循环码可以检测长为n-k或更短的任何突发错误，包括首尾相接突发错误。
循环码是一种无权码，循环码编排的特点是相邻两个数码之间符合卡诺图中的邻接条件，即相邻两个数码之间只有一位码元不同，码元就是组成数码的单元。符合这个特点的有多种方案，但循环码只能是表中的那种。循环码的优点是没有瞬时错误，因为在数码变换过程中，在速度上会有快有慢，中间经过其它一些数码形式，称它们为瞬时错误。这在某些数字系统中是不允许的，为此希望相邻两个数码之间仅有一位码元不同，即满足邻接条件，这样就不会产生瞬时错误。循环码就是这样一种编码，它可以在卡诺图中依次循环得到。循环码又称格雷码（ Grey Code ）。
循环码最大的特点就是码字的循环特性，所谓循环特性是指：循环码中任一许用码组经
过循环移位后，所得到的码组仍然是许用码组。若（…）为一循环码
组，则（…）、（…）、……还是许用码组。也就是说，不论是左移还是右移，也不论移多少位，仍然是许用的循环码组。
2.1.1 循环码的多项式表示
设码长为n的循环码表示为
a-，2n a-,……i a，…… 1a，0a）（1）（
1
n
其中
i
a 为二进制数，通常把码组中各码元当做二进制的系数，即把上式中长为n 的各
个分量看做多项式：
T(x) =
1
n a
-1
n x
-+
2
n a -2
n x
-+……+
i
a n i
x
-+……+
1
a x +0
a
（2）
的各项系数，则码字与码多项式一一对应，这种多项式中，x 仅表示码元位置的标记,因此我们并不关心x 的取值，这种多项式称为码多项式。 2.1.2 (n,k)循环码的生成多项式
(n,k)循环码的生成多项式写为g(x),它是(n,k)循环码码集中唯一的，幂次为n-k 的码多项式，则
k
x
g(x)是一个幂次为n 的码多项式。按模（
n
x
+1）运算，此时：
g(x) +1
k
n
x x = Q(x)+
()
1
n
R x x
+ （3）
即
k
x
g(x)≡R （x ），且因
k
x
g(x)也是n 阶幂，故Q(x)=1.由于它是循环码，故
k
x
g(x)按模（
n
x
+1)运算后的“余式”也是循环码的一个码字，它必能被g(x)整除，即：
()
()
R x G x =F(x) （4） 由以上两式可以得到：
k
x
g(x)= Q(x)（n
x
+1）+R(x) =（
n
x
+1）+f(x)g(x) （5）
和
n
x
+1=[
k
x
+f(x)]g(x)=h(x)g(x) （6）
从上式中可以看出，生成多项式g(x)应该是n
x
+1的一个因式，即循环码多项式应该
是
n
x
+1的一个n-k 次因式。
2.1.3 循环码的生成矩阵和一致校验矩阵
对所有的i=0,1,2,……k-1，用生成多项式g(x)除n k i
x
-+，有：
n k i
x
-+=
i
a (x)g(x)+i
b (x) （7）
式中
i
b （x ）是余式，表示为：
i
b （x ）=,1
i n k b
--1
n k x
--+……+
,1
i b x +,0
i b
（8）
因此，
n k i
x
-++
i
b （x ）是g(x)的倍式，即n k i
x
-++
i
b （x ）是码多项式，由此得到系
??????
?
?????????110100001101000011010
0001101
????
?
???????10111000101110
0010111统形式的生成矩阵为：
G=1,11,11,0
2,1
2,1
2,00,1
0,1
0,010*******
k n k k k k n k k k n k b b b b
b
b
b
b
b ------------??????
???????
?
（9） 它是一个k ?n 阶的矩阵。 同样，由G ?
T H =0可以得到系统形式的一致校验矩阵为：
H=1,1
2,1
0,1
1,12,10,1
1,0
2,0
0,0
1000100
01k n k k n k n k k k k k b b
b
b b b b b
b
------------??
????
?
????
???
（10）
如已知（7，4）循环码的生成多项式和校验多项式分别为：g(x) = x 3
+ x +1，h(x) = x 4
+ x 2
+ x +1。写得其生成矩阵和校验矩阵分别为： G= （11）
H= （12）
2.1.4 循环码编码原理
（1） 有信息码构成信息多项式m(x)= 1
k m -1
k x
-+……+
m
其中高幂次为k-1;
用
n k
x
-乘以信息多项式m(x)，得到的
n k
x
- m(x)最高幂次为n-1,该过程相当于把信息
吗（
1
k m
-，
2
k m
-，……，
1
m ，0
m
）移位到了码字德前k 个信息位，其后是r 个全为
零的监督位;
用g(x)除
n k
x
- m(x)得到余式r(x),其次数必小于g(x)的次数，即小于（n-k ）,将此
r(x)加于信息位后做监督位，即将r(x)于
n k
x
- m(x)相加，得到的多项式必为一码多项式。
根据上面的讨论，可得到在（7，4）循环码编码的程序框图如图1 所下图示：
图2.1.1 编码程序框图
2.1.5循环码的译码原理
纠错码的译码是该编码能否得到实际应用的关键所在。译码器往往比编码较难实现，对于纠错能力强的纠错码更复杂。根据不同的纠错或检错目的，循环码译码器可分为用于纠错目的和用于检错目的的循环码译码器。
通常，将接收到的循环码组进行除法运算，如果除尽，则说明正确传输；如果未除尽，则在寄存器中的内容就是错误图样，根据错误图样可以确定一种逻辑，来确定差错的位置，从而达到纠错的目的。用于纠错目的的循环码的译码算法比较复杂，感兴趣的话可以参考一些参考书。而用于检错目的循环码，一般使用ARQ 通信方式。检测过程也是将接受到的码组进行除法运算，如果除尽，则说明传输无误；如果未除尽，则表明传输出现差错，要求发送端重发。用于这种目的的循环码经常被成为循环冗余校验码，即CRC 校验码。CRC 校验码由于编码电路、检错电路简单且易于实现，因此得到广泛的应用。在通过MODEM 传输文件的协议如ZMODEM 、XMODEM 协议中均用到了CRC 校验技术。在磁盘、光盘介质存储技术中也使用该方法。
储存c(x)
初始化
确定余式r(x): 错误！未找到引用源。
确定c(x): 错误！未找到引用源。
在SystemView中没有提供专用的CRC循环冗余校验码编码器，读者可根据有关参考书设计一个相应的仿真电路。如果不想亲自动手设计，可以在CDMA库（IS95）中找到一个现成的专用的CRC编码器和译码器。该图符（FrameQ）是的接入信道的数据帧品质指示编码器，其中使用了多种不同比特率的数据模型，通过CRC校验来判断接入信道的质量好坏。其中规定每一帧的长度为20ms的数据。一个典型IS-95-A标准规定的9600信道的CRC测试码的长度为192比特，其中信息位172位、校验位12比特、尾部全零8比特。感兴趣的读者可以加入一个速率为860bps（192bit/0.2ms＝860）的PN数据，然后观察经过CRC编码后的波形。并可用对应的译码器译码观察输出波形是否与输入的PN码一致。
当码字c通过噪声信道传送时，会受到干扰而产生错误。如果信道产生的错误图样是e，译码器收到的n重接受矢量是y,则表示为： y=c+e （13）
上式也可以写成多项式形式：y(x)=c(x)+e(x) （14）
译码器的任务就是从y(x)中得到
()
e x∧
，然后求的估值码字
()
c x∧
= y(x)+
()
e x∧
（15）
并从中得到信息组
() m x∧
。
循环码译码可按以下三个步骤进行：（1）有接收到的y(x)计算伴随式s(x);
（2）根据伴随式s(x)找出对应的估值错误图样
() e x∧
；
（3）计算
()
c x∧
= y(x)+
()
e x∧
，得到估计码字
()
c x∧
。若
()
c x∧
=c(x),则译码正确，
否则，若
()
c x∧≠
c(x)，则译码错误。
上式指出了系统循环码的译码方法：将收到的码字R(x) 用g(x) 去除，如果除尽则无错；否则有错。如果有错，可由余式S(x) 一一找出对应图样，然后将错误图样E(x) 与R(x) 模2 和，即为所求码字C(x) ，从而实现纠错目的。
根据前面的讨论，可得（7，4）循环码译码的程序框图如图2 所示
是 否
否
图 2.1.2 译码程序框图
2.2 2PSK 的基本原理
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK 中，通常用初始相位为0和π表示二进制的“1”和“0”。因此2PSK 的信号的时域表达式为
ｅ2psk(t)=Acos(ωct+φn)
其中，φn 表示第n 个符号的绝对相位： 0 发送“0”时 φn= π 发送“1”时 因此，上式可改写为
Acos ωct 概率为P ｅ2psk(t)=
- Acos ωct 概率为1-P
图 2.1.1 2PSK 信号的时间波形
s
T A -A
01
初始化
由R(x)确定S(x)：错误！未找
到引用源。
S(x)=0，无误码误
由S(x)确定错误图样E(x) 纠错C(x)=E(x)+R(x) 存储C(x)
信息与电气工程学院
由于表示信号的两种码元的波形相同，记性相反，鼓2PSK 信号一般可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘，即
ｅ2psk(t)=s(t)cos ωct 其中
s(t)= ∑ang(t-nTs)
这里，g(t)是脉宽为Ts 的单个矩形脉冲，而an 得统计特性为 1 概率为P an=
-1 概率为1-P
即发送二进制符号“0”时（an 取+1），ｅ2psk(t)取0相位；发送二进制符号“1”时（an 取-1），ｅ2psk(t)取π相位。 2.2.1 2PSK 相干解调系统
但是由于2PSK 信号的载波回复过程中存在着180°的相位模糊，即恢复的本地载波与所需相干载波可能相同，也可能相反，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的基带信号正好相反，即“1”变成“0”吗“0”变成“1”，判决器输出数字信号全部出错。这种现象称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。
图 2.2.1 2PSK 信号的解调器波形图
2PSK 信号在一个码元的持续时间Ts 内可以表示为
1
1
s
T t
a
b
c
d
1
t
t
t
t
e
1
1100
u 1T (t) 发送“1”时 S T (t)= u oT (t)=- u 1T (t) 发送“0”时
Acos ωc t 0< t < Ts 期中 u 1T (t)= 0 其它
设发送端发出的信号如上式所示，则接收端带通滤波器输出波形y(t)为 [a+n c (t)]cos ωc t-n s (t)sin ωc t 发送“1”时 y(t)= [-a+n c (t)]cos ωc t-n s (t)sin ωc t 发送“0”时 y(t)经过想干解调（相乘—低通）后，送入抽样判决器的输入波形为
a+n c (t) 发送“1”时 x(t)= -a+n c (t) 发送“0”时
由于nc(t)是均值为0，方差为σ2的高斯噪声，所以x(t)的一维概率密度函数为 f 1(x)= exp 发送“1”时
1
f 2(x)= exp exp 发送“0”时
π2σ
n
由最佳判决门限分析可知，在发送“1”和“0”概率相等时，即P(1)=P(0)时，最佳门限b*=0。 2.2.2 2PSK 信号的调制器键控法原理方框图
乘法器
)
(2t e PSK 双极性不归零
t
c cos )
(t s 码型变换
图 2.2.2 2PSK 信号的调制器原理方框图
说明：2psk 调制器可以采用相乘器，也可以采用相位选择器就模拟调制法而言，与产生2ASK 信号的方法比较，只是对s(t)要求不同，因此2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB 调幅信号。而就键控法来说，用数字基带信号s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ 或双极性NRZ 脉冲序列信号均可。
1 π2σn -（x-a ）2
2σ2n
2σ
2
n
-（x+a ）2
?
∞
-=
≤=0
1)()0()1/0(dx
x f x P P (
)
r
erf c 2
1
=
2PSK 信号属于DSB 信号，它的解调，不再能采用包络检测的方法，只能进行相干解调。 2.2.3 2PSK 信号的解调通常采用相干解调法原理框图
带通
滤波器
相乘器
低通滤波器
抽样判决器定时脉冲
输出
)
(2t e PSK t
c ωcos a
b
c
d
e
图 2.2.3 2PSK 信号的相干解调原理方框图
图中，假设相干载波的基准相位与2PSK 信号的基准一致（通常默认为0相位）。 说明：由于PSK 信号的功率谱中五载波分量，所以必须采用相干解调的方式。在相干解调中，如何得到同频同相的本地载波是个关键问题。只有对PSK 信号进行非线性变换，才能产生载波分量。2PSK 信号经过带通滤波器得到有用信号，经相乘器与本地载波相乘再经过低通滤波器得到低频信号v(t)，再经抽样判决得到基带信号。 2.2.4 2PSK 相干解调系统性能原理框图 带通
滤波器
相乘器
低通滤波器
抽样判决器
定时脉冲
输出
t
c ωcos 2发送端
信道
)(t s T )
(t n i )
(t y i )
(t y )
(t x e
P
图 2.2.4 2PSK 相干解调系统性能原理方框图
由最佳判决门限分析可知，在发送“1”符号和发送“0”符号概率相等时，最佳判决门限b * = 0。此时，发“1”而错判为“0”的概率为
同理，发送“0”而错判为“1”的概率为
故2PSK 信号相干解调时系统的总误码率为
在大信噪比条件下，上式可近似为
3 源程序代码及实验结果 clear all; clc ;
?
∞
=
>=0
0)()0()0/1(dx x f x P P ()
r
erf c 2
1
=
)1/0()0()1/0()1(P P P P P e +=()
r erfc 2
1
=
r
e e r
P -≈
π21
M = 2;
x1=randint(80000,3,M); % 随机序列
x=encode(x1,7,3,'cyclic');%信道编码
s1= pskmod(x1,M); %调制未经信道编码
s= pskmod(x,M); % 调制
SNR = 1:1:10; % 信噪比范围
for n = 1:length(SNR)
r10 = awgn(s1,SNR(n),'measured'); % 加高斯噪声未经信道编码
r100 = pskdemod(r10,M); % 解调未经信道编码
r = awgn(s,SNR(n),'measured'); % 加高斯噪声
r1 = pskdemod(r,M); % 解调
r11=decode(r1,7,3,'cyclic');%信道译码
[nErrors, BER(n)]=biterr(x1,r100);%计算没经信道编码的误比特率
[nErrors, BER1(n)]=biterr(x1,r11);%计算经信道编码误比特率
BERtheory(n)=1/2*erfc(sqrt(10.^( SNR(n) /10)));
%BERtheory(n)=0.5*erfc(sqrt(SNR(n))); % 2PSK理论误比特率
end
figure(1);
semilogy(SNR,BERtheory,'b-o',SNR,BER,'m-p');%不同颜色画出误比特率曲线对比legend('理论误码率','不经信道编码的误码率');%曲线名称
xlabel('SNR (dB)'); ylabel('BER');%横纵坐标
figure(2);
semilogy(SNR,BER1,'k-*',SNR,BER,'m-p');%不同颜色画出误比特率曲线对比legend('经信道编码的误码率','不经信道编码的误码率');%曲线名称
xlabel('SNR (dB)'); ylabel('BER');%横纵坐标
实验结果及分析：
分析：（1）误码率随着信噪比的增加而下降；
（2）在相同的信噪比下，经信道编码的误码率比不经信道编码的误码率要小；
（3）在相同的信噪比下，经信道编码的误码率比理论误码率要小；
（4）小信噪比时，理论误码率和仿真误码率区别不大。
4小组分工
组长：李凤云。通过查找资料负责代码基本书写，并整理报告；组员：博世奇、韩世杰、李少文、张洪贺。跟组长调试查找错误并改正，确定最终方案，提供报告资料。
5 实验总结
本次课程设计我通过MATLAB工具,通过相干检测法,对相移键控(PSK)进行了仿真处理,仿真结果证明了课本理论的正确.我们做的课题是以（7,3）循环码为信源编码的2PSK信号的调制解调，通过这次CDIO课程设计，让我们重新复习了2PSK的调制与解调技术，并通过（7,3）循环码的实现让我也加深了对信源编码的理解，与此同时，在程序的运行和实现的
一遍又一遍的重复中，也让我们基本熟悉掌握了Matlab的使用方法，在实验过程中,我们很好的利用相移键控法产生了PSK信号,同时利用了相干解调法对2PSK信号进行了解调.最后利用MATLAB语言在MATLAB上通过程序实现2PSK数字信号的调制与解调的仿真.最后对系统噪声的影响,误码率进行了较详细的分析.基本达到本次设计的要求.
通过本次课程设计最大的收获可能就是使我们懂得了理论联系实际是很重要的，我们在书本上学到的知识是很基础的，而且我们对知识的掌握也是很有限的。通过实践，在加强我们独立思考以及动手能力的同时还加深了我们对知识的理解、加强了我们对知识运用的能力。在实践中我们可以发现自身的不足，可以通过以后的学习及锻炼及时地改正。设计过程中老师主要锻炼我们的自主能力，我们查阅资料的同时，当遇到不解的时候，老师的不吝指导，我们的课程设计才得以在规定的时间内高效完成。当然在本次课程设计过程中遇到了很大的困难，在实践的过程中遇到了各种各样的问题，比如仿真的效果比较差；还有就是在编写和修改程序的时候也会遇到一些难题，最后，在老师的指导下以及和在和同学的讨论过程中解决了这些困难和问题。
通过这次课程设计，我们学会了很多，收获了很多，并且加强了我们的自主能力、动手能力和独立思考、团结协作的能力。
参考文献
[1] 樊昌信,曹丽娜.通信原理（第六版）国防工业出版社,2006.2
[2] 曹雪红,张宗橙.信息论与编码（第二版）清华大学出版社,2009.2
[3] 董邵平,陈世庚，王洋.数字信号处理基础[TN].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2003
[4]JohnG.Proakis,https://www.doczj.com/doc/c93342331.html,municationSystems
Engineering./https://www.doczj.com/doc/c93342331.html,/,2002
[5] 韩利华，王华.MATLAB电子仿真与应用[TN].北京：国防工业出版社, 2003
指导老师评阅意见：
项目设计
评语
项目设计成绩指导教师
（签字）年月日
学习中心_________ 姓名_____________ 学号 西安电子科技大学网络与继续教育学院 《数字通信技术》全真试题 （闭卷90分钟） 题号一二三四五总分 题分10 10 10 30 40 得分 一、单项选择题（2分/题，共5个） 1. 在通信系统中，信息源的作用是把待传输的信号转换成原始电信号，它输出的信号称为：（） (A) 模拟信号 (B) 数字信号 (C) 基带信号 (D) 频带信号 2. 信号经过调制后再送到信道中传输的通信方式，我们称之为：（） (A) 数字通信 (B) 模拟通信 (C) 基带传输 (D) 频带传输 3. 以下不包含在编码信道中的设备是：（） (A) 调制器 (B) 发转换器 (C) 传输媒质 (D) 收转换器 4. 下列对FDM与TDM两种复用方式的比较中不正确的是：（）
(A) FDM信号在时间域上混叠，而TDM信号在频率域上是混叠的 (B) FDM信号属于频带信号，而TDM信号属于基带信号 (C) FDM对信道的线性要求与单路时一样，而TDM比单路时要严格 (D) FDM和TDM一样，N路复用时对信道带宽的要求是单路时N倍 5. 以下属于TCP/IP协议体系结构中传输层协议的是：（） (A) FTP (B) TCP (C) DNS (D) IP 二、填空题（1分/空，共10个） 1. 凡信号的某一参量只能取有限个数值，且常常不直接与消息相对应的，称为________ ，有时也称为________ 。 2. 在数字通信中，按照数字信号排列的顺序不同，可将通信方式分为________ 和________ 。 3. 数字通信可以通过数字信号的，消除，因此具有更好的抗噪声性能。 4. 是指单位时间内传送的信息量，单位为。 5. 信道对信号的影响可归纳为两点：一是的影响，二是 的影响。 三、判断题（2分/题，共5个） 1.（）时间上是离散的信号一定是数字信号，也称为离散信号。 2.（）在信息速率相同的条件下，多进制信号的码元传输速率要小于 二进制信号。 3.（）无线电噪声的频率范围很宽广，但是干扰频率是固定的，因此
《数字通信技术》综合习题1 1．理解基带信号与频带信号的区别，模拟信号与数字信号的区别。 答： 基带信号－直接由信息转换得到的电信号，二进制编码中，符号'1'和'0'用相应脉冲波形的"正"和"负"或脉冲的"有"和"无"来表示。由于频带从零开始一直扩展到很宽，因此属于基带信号。 频带信号－基带信号经过各种正弦调制后，把基带信号的频谱搬移到比较高的频率范围的信号。 模拟信号：信号中代表消息的电参量的状态数为无穷多个，在幅度上和时间上连续变化的信号。这种信号称为模拟信号。举例：以信号电压幅度变化图示举例。 数字信号：相对模拟信号，若代表消息的电参量的状态数为有限个，则 称之为数字信号。举例：以信号电压幅度变化图示表示。 相对而言，模拟信号比较适合于传输，数字信号则比较适合于处理。 3．试述数字通信的特点。 答： 与模拟系统相比，数字通信系统有以下优点： 1、抗干扰能力强，无噪声积累； 2、利于与计算机技术结合，进行信号的存储和处理，提高了通信效率； 3、便于加密，保密性强； 4、数字通信系统可以传输各种信息；
与模拟系统相比，数字通信系统有以下缺点： 1、与模拟通信系统比较，占据的带宽较宽，频带利用率不高。 2、数字通信系统对同步要求高，系统设备比较复杂，要有集成电路技 术作基础。 4、解释数字通信系统中有效性和可靠性的含义及具体的衡量指标。 答： 有效性：指消息传输的多少。即指单位时间内，在给定信道所传输信息 内容的多少。 可靠性：指消息传输的质量，即指接收信息的准确程度。 数字通信系统中有效性采用码元速率RB和信息速率Rb来表示： 1、码元速率RB：指单位时间传输码元的数目。单位为波特，记为Baud 或B。码元速率与进制无关，只与码元宽度有关。 码元速率又叫调制速率。它表示调制过程中，单位时间调制信号波（即 码元）的变换次数。 图示表示：调制速率的概念,一个单位调制信号波的长度为T秒，则调制速率为1/T。 2、信息速率Rb：指每秒钟传输的信息量。单位：比特/秒，记为bit/s 或b/s或bps。注意在实际系统中常用比特率（单位bps）衡量一个系统的传输速率，其一般指的是单位时间内传输的二进制信号的位数，而 不是信息速率的概念。 数字通信系统的可靠性常用差错率来表示，即信号传输过程中出错的概率，常用误码率和误信率表示。
广西科技大学 课程设计说明书 课题名称：模拟通信系统与数字通信系统的设计与仿真 院（系）：计算机科学与通信工程学院 专业：通信工程 班级：121班 学生姓名：王永源 学号： 201200402016 指导教师：陈艳 2015年1月20日
目录 第一章课程设计的任务说明 (1) 1.1课程设计目的 (1) 1.2课程设计要求 (1) 第二章 MATLAB/SIMULINK简介 (3) 第三章设计原理 (5) 3.1通信系统设计一般模型 (5) 3.2模拟通信系统 (5) 3.3数字通信系统 (5) 第四章 DSB的基本原理与实现 (6) 4.1 DSB信号的模型 (6) 4.2 DSB信号调制过程分析 (7) 第五章 PCM的基本原理与实现 (8) 5.1 PCM原理 (8) 5.2 PCM编码介绍 (8) 5.3 PCM编码电路设计 (12) 第六章 2ASK的基本原理及实现 (16) 6.2 ASK调制基本原理 (16) 6.2 2ASK的产生 (16) 6.3 2ASK解调 (17) 6.4 2ASK功率谱及带宽 (18) 第七章 Smulink的模型建立和仿真 (19) 7.1 模拟通信系统仿真图 (19) 7.2 数字通信系统仿真图 (22) 7.3 模拟通信系统仿真效果图 (23) 7.4 数字通信系统仿真效果图 (26) 第八章结束语 (27) 参考文献 (28)
第一章课程设计任务说明 1.1课程设计的目的 （1）通过利用matlab simulink，熟悉matlab simulink仿真工具。 （2）通过课程设计来更好的掌握课本相关知识，熟悉模拟DSB、SSB、VSB和数字2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的调制与解调方法。 （3）通过实验掌握模拟信号转换为数字信号的方法和步骤。 （4）更好的了解通信原理的相关知识，磨练自己分析问题、查阅资料、巩固知识、创新等各方面能力。 1.2 课程设计的要求 1.2.1模拟信号通信系统 （1）输入：输入模拟信号（例如正弦型单音频信号等），给出其时域波形和功率谱密度。 （2）调制：对输入的模拟信号进行DSB、SSB、PM（三选一）调制；给出调制后信号的时域波形和功率谱密度。 （3）信道：假定信道属于加性高斯信道，或自行设计。 （4）解调： DSB、SSB、PM（与所选调制方式相对应）解调，仿真获得该系统的输出波形，并得到该模拟传输系统的性能指标，即该系统的输出信噪比随输入信噪比的变化曲线。 图1-1 模拟信号调制解调模型图 1.2.2数字信号通信系统 （1）输入：首先输入模拟信号，给出此模拟信号的时域波形。 （2）数字化：将模拟信号进行数字化，得到数字信号，可以选择PCM编码。
现代通信技术及发展前景 信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。凡涉及到这些过程和技术的工作部门都可称作信息部门。 信息技术能够延长或扩展人的信息功能。信息技术可能是机械的，也可能是激光的；可能是电子的，也可能是生物的。 信息技术主要包括传感技术，通信技术，计算机技术和缩微技术等。 传感技术的任务是延长人的感觉器官收集信息的功能；通信技术的任务是延长人的神经系统传递信息的功能；计算机技术则是延长人的思维器官处理信息和决策的功能；缩微技术是延长人的记忆器官存贮信息的功能。当然，这种划分只是相对的、大致的，没有截然的界限。如传感系统里也有信息的处理和收集，而计算机系统里既有信息传递，也有信息收集的问题。 目前，传感技术已经发展了一大批敏感元件，除了普通的照像机能够收集可见光波的信息、微音器能够收集声波信息之外，现在已经有了红外、紫外等光波波段的敏感元件，帮助人们提取那些人眼所见不到重要信息。还有超声和次声传感器，可以帮助人们获得那些人耳听不到的信息。不仅如此，人们还制造了各种嗅敏、味敏、光敏、热敏、磁敏、湿敏以及一些综合敏感元件。这样，还可以把那些人类感觉器官收集不到的各种有用信息提取出来，从而延长和扩展人类收集信息的功能。 通信技术的发展速度之快是惊人的。从传统的电话，电报，收音机，电视到如今的移动电话，传真，卫星通信，这些新的、人人可用的现代通信方式使数据和信息的传递效率得到很大的提高，从而使过去必须由专业的电信部门来完成的工作，可由行政、业务部门办公室的工作人员直接方便地来完成。通信技术成为办公自动化的支撑技术。 计算机技术与现代通信技术一起构成了信息技术的核心内容。计算机技术同样取得了飞
判断题（共10道小题，共50.0分） 1.线路保护倒换比环形网保护倒换的业务恢复时间快。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 2.误码率主要由信噪比最差的再生中继段所决定。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 3.再生中继系统没有噪声的累积。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答[A;]
案: 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 4.AMI码符合对基带传输码型的要求，是最理想的基带传输码型。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [B;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 5.CMI码的最大连“0”个数为3个。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 6.信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的位置是不固定的。 A.正确 B.错误
知识点: 第二次阶段作业学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 7.SDH网中没有交换设备。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 8.PCM三次群的形成一般采用异步复接。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 9.码速调整之后各基群的速率为2112kbit/s。 A.正确
一、判断题（共10道小题，共50.0分） 1.数字通信系统只需做到位同步和帧同步，便可保证通信的正常进行。 A.正确 B.错误 2.收端定时系统产生位脉冲、路脉冲等的方法与发端一样。 A.正确 B.错误 3.PCM30/32路系统信令码的编码没有任何限制。 A.正确 B.错误
4.帧同步码位选得越长越好。 A.正确 B.错误 5.A律13折线编码器（即逐次渐近型编码器）编出的码字是非线性码。 A.正确 B.错误 6.A律13折线编码器和解码器均要进行7/11变换。 A.正确 B.错误 7.逐次渐近型编码器中
B.错误 8.N不变时，非均匀量化与均匀量化相比，大、小信号的量化误差均减小。 A.正确 B.错误 9.抽样时若不满足抽样定理会产生量化误差。 A.正确 B.错误 10.时分多路复用的方法不能用于模拟通信。 A.正确
二、单项选择题（共10道小题，共50.0分） 1.前方保护的前提状态（即前方保护之前系统所处状态）是（）。 A.同步状态 B.捕捉状态 C.失步状态 D.后方保护 2.PCM30/32路系统第23路信令码的传输位置（即在帧结构中的位置）为（）。 A.F７帧TS16的前４位码 B.F７帧TS16的后４位码 C.F8 帧TS16 的前４位码 D.F8 帧TS16 的后４位码
3.PCM30/32路系统传输复帧同步码的位置为（）。 A.Fo帧TS16前4位码 B.Fo帧TS16后4位码 C.F1帧TS16前4位码 D.F1帧TS16后4位码 4.PCM30/32路系统帧同步码的码型为（）。 A.0011011 B.0110110 C.0000 D.1101110 5.PCM30/32路系统传输帧同步码的时隙为（）。 A.TS0时隙 B.奇帧TS0时隙
西南石油大学 “通信工程2012级专业综合实践” 报告 报告题目：数字通信系统仿真和实现 学院：电气信息学院 作者： 联系方式： 辅导老师：苏赋 完成日期 2016年 1月 12日
一、设计任务 （1）通过使用MATLAB中的SIMULINK仿真平台，搭建了仿真模型，来对比分析通信系统的性能， 设计要求： 选择2种以上合适的调制方式；选用2种以上噪声信道； 选择2种以上的信源编码方式；选用2种以上的信道编码方式。 性能分析要求： 比较不同信源、信道编码方式对系统的影响； 比较噪声信道变化时对系统的影响；比较不同的信道带宽对系统的影响； 比较不同调制方法对系统的影响。 性能指标包括：误码率、传输速率、流量。 （2）通过编写MATLAB程序，实现仿真中的具体调制方式、信源编码和信道编码。二、设计原理 图1 数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图1所示。它的主要组成结构为信源编/译码器、加密/解密模块、信道编/译码器，数字调制/解调器和信道。 由信源编码器输出的二进制数字序列成为信息序列，信源编码的主要目的其一是减少码元数目，降低码元速率，提高通信的有效性，其二可以使模拟信号数字化进行传输。之后它传送到加密模块，信息序列通过加密模块主要是为了保证通信的安全。加密后的序列送入信道编码器。信道编码器的目的是在二进制信息序列中以受控的方式引入一些冗余，以便于在接收机中用来克服信号在信道中传输时所遭受的噪声和干扰的影响。因此，所增加的冗余是用来提高接收数据的可靠性以及改善接受信号的逼真度的。 三、设计软件 Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MA TLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接
数字微波通信技术的发展及应用 摘要：数字微波通信技术是在时分复用技术的基础上发展而来的一种新技术， 不仅可以传输电话信号，还可以传输数据信号及图像信号，所以在十分广泛的领 域都得到了应用，特别是在科学技术日新月异的当今时代，数字微波通信技术大 的发展前景十分广阔，应用范围也越来越广泛。可见，对数字微波通信技术的发 展及应用进行研究具有十分重要的现实意义，本文主要对此进行探究。 关键词：数字微波通信技术；发展；应用 微波是当今时代应用范围十分广阔的一种通信传输方式，数字微波通信技术 就是利用微波来传输数字信息的一种方式，同时还能够利用电波空间传输各种信 息甚至是对相互之间没有任何关联的信息进行传输，而且还能够在此基础上再生 中继，不得不说这是一种发展十分迅速的一种通信方式，本文主要对数字微波通 信技术的发展及应用进行研究，希望能够有效促进数字微波通信技术的不断发展。 1 数字微波通信技术的特点 数字微波通信技术之所以发展迅速且应用范围十分广泛是因为其具有其独特 的优势。数字微波通信技术的特点及其具体表现详见下表： 表1 数字微波通信技术的特点及其具体表现 2 数字微波通信技术的发展 微波通信技术是微波频段借助于地面视距进行信息传播的一种无线通信技术，已经出现了近几十年的时间。在出现初期阶段，微波通信系统通常是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统相同都是通信网长途传输干线的重要传输方式。具体而言，我国各个城市之间的电视节目是通过微波来进行传输的。20世纪70 年代初期随着科学技术的进步，人们开发出了几十兆比特每秒容量的数字微波通 信系统，可以说这个阶段是通信技术自模拟阶段向数字阶段转变的关键时期。20 世纪80年代末期，同步数字系列在传输系统中已经变得十分常见，可以说已经 被普遍应用，数字微波通信系统的容量也随之不断增大。当前，我们已经进入了 科学技术日新月异的新时代，数字微波通信技术与光纤、卫星一起被看作现代通 信技术的重中之重。 当今时代，数字微波通信技术不仅在传统传输领域内得到了关注，更在固定 宽带接入领域得到了众多专家学者的高度重视，可见数字微波通信技术发展态势 良好，发展前景十分广阔。 3 数字微波通信技术的主要发展方向 3.1 实现正交幅度调制级数的提升以及严格限带 要有效提升数字微波通信技术的频谱利用率一般需要应用到多电平正交幅度 调制技术，当前阶段，通常要应用到256与512正交幅度调制，未来还会应用到1024和2048正交幅度调制。此外，对于信号滤波器的设计要求也会变得越来越 严格，必须要确保其余弦滚降系数可以维持在一定范围内。 3.2 网格编码调制及维特比检测技术 采取复杂的纠错编码技术可以有效降低系统的误码率，但是这会导致系统的 频带利用率随之降低。这就要求我们必须采取有效措施来解决此问题，网格编码 调制技术就是不错的选择，可以有效处理该问题。需要注意的是，利用网格编码 调制技术需要使用维特比算法来进行解码。但是，在数字信号高速传输的当今时代，使用这种解码算法是具有一定难度的。
课程设计报告 题目：基于MATLAB的通信系统仿真 ———信道编码对通信系统性能的影响 专业：通信工程 姓名：XXX 学号：0730xxxx
基于MATLAB 的通信系统仿真 ———信道编码对通信系统性能的影响 摘要：简述信道编码理论，详细说明分组码的编译原理、实现方法及检错纠错能力，用MATLAB 仿真有无信道编码条件下对通信系统性能的影响及信道编码在不同信道下对通信系统性能的影响，如AWGN 信道和深衰落信道。 关键词：信道编码、分组码、MATLAB 仿真、性能 一、引言 提高信息传输的有效性和可靠性始终是通信技术所追求的目标，而信道编码能够显著的提升信息传输的可靠性。1948年,信息论的奠基人C.E.Shannon 在他的开创性论文“通信的数学理论”中,提出了著名的有噪信道编码定理.他指出：对任何信道,只要信息传输速率R 不大于信道容量C, 就一定存在这样的编码方法：在采用最大似然译码时,其误码率可以任意小.该定理在理论上给出了对给定信道通过编码所能达到的编码增益的上限,并指出了为达到理论极限应采用的译码方法.在信道编码定理中,香农提出了实现最佳编码的三个基本条件 ：(1 )采用随机编译码方式 ; (2 )编码长度Ｌ→∞ , 即分组的码组长度无限 ; (3)译码采用最佳的最大似然译码算法。【1】 二、信道编码理论 1、信道编码的目的 在数字通信系统中由于信道内存在加性噪声及信道传输特性不理想等容易造成码间串扰同时多用户干扰、多径传播和功率限制等也导致错误译码。为了确保系统的误比特率指标通常采用信道编码。信道编码是为了保证信息传输的可靠性、提高传输质量而设计的一种编码。它是在信息码中增加一定数量的多余码元，使码字具有一定的抗干扰能力。 2、信道编码的实质 信道编码的实质就是在信息码中增加一定数量的多余码元（称为监督码元），使它们满足一定的约束关系，这样由信息码元和监督码元共同组成一个由信道传输的码字。举例而言，欲传输k 位信息，经过编码得到长为n(n>k)的码字，则增加了 n - k = r 位多余码元，我们定义 R = k / n 为编码效率。【2】 3、 信道编码公式 令信息速率为f b ，经过编码以后的速率为f t ，定义：R ＝f b /f t 为编码率。则对于任何一个信道，总存在一个截止速率R 0，只要R 北京邮电大学高等函授教育、远程教育《数字通信技术与应用》综合练习题答案 一、填空题 1、幅度连续幅值是离散的 2、频分制时分制 3、幅度时间模拟 4、有效性可靠性 5、抽样量化编码 6、译码低通 7、是根据语音信号波形的特点，将其转换为数字信号 8、提取语音信号的一些特征参量对其进行编码 9、时间上抽样定理 10、幅度上 11、均匀量化非均匀量化 12、=△/2 >△/2 13、模拟压扩法直接非均匀编解码法 14、起始电平量化间隔 15、127 128△ 32△ 512△ 16△ 64△ 56△ 1024△ 16、125μs 256比特 8000 17、传帧同步码和失步告警码 传各路信令码、复帧同步码及复帧对告码 TS1～TS15、TS17～TS31 18、抽样合路分路 19、256kHz 8个控制编、解码用 20、防止假失步（m-1）Ts 同步状态 21、防止伪同步（n-1）Ts 捕捉状态 22、PCM复用数字复接数字复接 23、同步复接 复接时造成重叠和错位 24、按位复接按字复接按位复接 25、同步复接异步复接 26、100．38μs 848bit 27、820bit 28bit 4bit 28、插入码元去掉插入的码元（削插） 29、光纤同步信息传输 30、电接口光接口 31、段开销净负荷管理单元指针 32、终端复用器分插复用器再生中继器 同步数字交叉连接设备 33、未经调制变换的数字信号 从零开始的某一段频带 34、未经调制变换的基带数字信号直接在电缆信道上传输 35、NRZ码 36、10 37、3个 38、码间干扰误码 39、再生中继器 40、均衡放大定时钟提取抽样判决与码形成 南阳师范学院物理与电子工程学院《数字通信系统》 题目：基于MATLAB的通信系统仿真 完成人：张晓旭 班级：09通信四班 学号：09006510455 专业：通信工程 基于MATLAB 的通信系统仿真 ———信道编码对通信系统性能的影响 摘要：简述信道编码理论，详细说明分组码的编译原理、实现方法及检错纠错能力，用MATLAB 仿真有无信道编码条件下对通信系统性能的影响及信道编码在不同信道下对通信系统性能的影响，如AWGN 信道和深衰落信道。 关键词：信道编码、分组码、MATLAB 仿真、性能 一、引言 提高信息传输的有效性和可靠性始终是通信技术所追求的目标，而信道编码能够显著的提升信息传输的可靠性。1948年,信息论的奠基人C.E.Shannon 在他的开创性论文“通信的数学理论”中,提出了著名的有噪信道编码定理.他指出：对任何信道,只要信息传输速率R 不大于信道容量C, 就一定存在这样的编码方法：在采用最大似然译码时,其误码率可以任意小.该定理在理论上给出了对给定信道通过编码所能达到的编码增益的上限,并指出了为达到理论极限应采用的译码方法.在信道编码定理中,香农提出了实现最佳编码的三个基本条件 ：(1 )采用随机编译码方式 ; (2 )编码长度Ｌ→∞ , 即分组的码组长度无限 ; (3)译码采用最佳的最大似然译码算法。 二、信道编码理论 1、信道编码的目的 在数字通信系统中由于信道内存在加性噪声及信道传输特性不理想等容易造成码间串扰同时多用户干扰、多径传播和功率限制等也导致错误译码。为了确保系统的误比特率指标通常采用信道编码。信道编码是为了保证信息传输的可靠性、提高传输质量而设计的一种编码。它是在信息码中增加一定数量的多余码元，使码字具有一定的抗干扰能力。 2、信道编码的实质 信道编码的实质就是在信息码中增加一定数量的多余码元（称为监督码元），使它们满足一定的约束关系，这样由信息码元和监督码元共同组成一个由信道传输的码字。举例而言，欲传输k 位信息，经过编码得到长为n(n>k)的码字，则增加了 n - k = r 位多余码元，我们定义 R = k / n 为编码效率。 3、 信道编码公式 令信息速率为f b ，经过编码以后的速率为f t ，定义：R ＝f b /f t 为编码率。则对于任何一个信道，总存在一个截止速率R 0，只要R 一. 通信系统的基本框图，每个框图写2行。 1. 信源编码：信号一般首先经过AD变换，将模拟信号采样量化变成数字信号，便于传输，再去除信源信号中的冗余成分，提高传输的有效性，提高效率。 2. 信道编码：信道编码通过增加冗余，提高传输的可靠性，具有检错和纠错功能；与交织器共同对抗多径衰落 3．交织器与解交织器：本身不具有纠错功能，只是将数据重新排列。交织器主要用于对抗突发错误，将突发错误在时间上分散开，使其变为随机错误。必须与纠错编码技术相结合，才能对抗移动衰落信道的不利影响。利用了缓存技术，会引起时间上的延迟，需要增加延迟和存储空间。 4. 调制器 经典调制技术的功能主要是信号的频谱搬移，实现有效传输。 在现代通信技术中，信号处理和集成电路技术的发展使频谱搬移与其他部分分离。调制的概念有所扩展和延伸，好的调制器调制出的信号需要有较高的频谱效率、较低的误码率、较低的峰均比、较低的接收机复杂度或者能够对抗非线性带来的频谱扩散，抑制对相邻频带的干扰。经典调制技术延拓为空时编码、扩频调制和OFDM等 5. 射频发射：对信号进行放大、滤波，经由天线发送出去 6. 射频接收：对从天线接收的信号进行滤波、低噪声放大 7. 解调器：经典调制技术中，解调器的主要作用是对接收信号进行频谱搬移，从射频搬移到基带。在现代通信技术中，解调器需要完成同步、信道估计、检测的任务，并且软输出，是的解码器能够工作在软判决状态，对抗信道衰落，提高误码率，以正确接收信号 9. 信道解码：检测错误或纠正错误 10. 信源解码：恢复出信源编码前的信息 二. 移动通信信道的特点、缺陷，以及抵抗这些缺陷的措施 （1）多径传输环境 信号到达接收机的传输时间不同，将导致时延扩展。时延差小于时间分辨率时，不可分辨的多径叠加，造成衰落。时延差较大时，可分辨的多径，就会造成码间干扰或多址干扰。（2）时变传输环境 a. 终端的移动会造成多普勒频偏，这反映了信道随时间变化的速率，信道传输函数为时变函数。 b. 衰落快慢是相对于观察时间而言的，信道在一个码元时间内保持不变，则称为慢衰落， 移动通信技术参考答案 第一章 思考题与练习题 1-1 什么是移动通信？移动通信有那些特点？ 答：移动通信是指通信的双方，或至少一方，能够在移动状态下进行信息传输和交换的一种通信方式。移动通信的特点是通信双方不受时间及空间的限制、随时随地进行有效、可靠、安全的通信。频率 1-2 移动通信系统发展到目前经历了几个阶段？各阶段有什么特点？ 答：移动通信系统发展到目前经历了四个阶段，分别为公用汽车电话、第一代通信技术（1G）、第二代通信技术（2G）、第三代通信技术（3G）。特点分别为，公用汽车电话的特点是应用范围小、频率较低、语音质量较差、自动化程度低。第一代通信技术（1G）的特点是该系统采用模拟技术及频分多址技术、频谱利用率低、系统容量小抗干扰能力差、保密性差：制式不统一、互不兼容、难与ISDN兼容、业务种类单一、移动终端复杂、费用较贵。第二代通信技术（2G），采用数字调制技术和时分多址（TDMA）、码分多址技术（CDMA）等技术、多种制式并存、通信标准不统一、无法实现全球漫游、系统带宽有限、数据业务单一、无法实现高速率业务。第三代通信技术（3G）的特点是能提供多种多媒体业务、能适应多种环境、能实现全球漫游、有足够的系统容量等。 1-3 试述移动通信的发展趋势和方向。 答：未来移动通信将呈多网络日趋融合、多种接入技术综合应用、新业务不断推出的发展趋势。移动通信的发展方向是功能一体化的通信服务、方便快捷的移动接入、形式多样的终端设备、自治管理的网络结构。 1-4 移动通信系统的组成如何？试述各部分的作用。 答：移动通信系统的组成主要包括无线收发信机、交换控制设备和移动终端设备。无线收发信机的作用是负责管理网络资源，实现固定网与移动用户之间的连接，传输系统信号和用户信息。交换控制设备的作用是实现用户之间的数据信息交换。移动台的作用是实现移动通信的终端设备。 1-5 常见的移动通信系统有那些？各有何特点？ 答：常见的移动通信系统有：1、蜂窝移动通信系统2、无线寻呼系统3、无绳电话系统蜂窝移动通信系统的特点是越区交换、自动和人工漫游、计费及业务统计功能。无线寻呼系统的特点是即可公用也可专用。无绳电话系统的特点是携带使用方便。 1-6 集群移动通信系统的组成有那些？ 答：集群移动通信系统的组成有移动台、基站、调度台以及控制中心组成。 1-7 移动通信的工作方式及相互间的区别有那些？ 答:移动通信的工作方式有单工制、半双工制、双工制。单工制的优点主要有：1、系统组网方便2、由于收发信机的交替工作，所以不会造成收发之间的反馈3、发信机工作时间相对可缩短，耗电小，设备简单，造价便宜。单工制的的缺点是：1、当收发使用同一频率时，临近电台的工作会造成强干扰2、操作不方便，双方需要轮流通信，会造成通话人为的断断续续3、同频基站间的干扰较大。半双工制的优点主要有：1、设备简单、省电、成本低、维护方便，临近电台干扰小2、收发采用异频，收发频率各占一段，有利于频率协调和配置3、有利于移动台的紧急呼叫。半双工制的缺点是移动台需按键讲话，松键收话。使用不方便，讲话时不能收话，故有丢失信息的可能。双工制的优点有：1、频谱灵活性高2、 现代通信技术发展的主要趋势和方向 摘要：本文回顾了２０世纪移动通信技术发展的历程，对现代通信技术进行了概述。主要针对移动通信、卫星通信、光纤通信及数字微波通信进行了发展趋势的介绍。同时，对现代通信技术的未来发展方向进行了展望。 关键词：移动通信卫星通信光纤通信现代信息 技术发展趋势 0引言 20世纪在人类历史上写下了光辉的一章：1900年波罗的海的一群遇难渔民，通过无线电呼叫而得救，移动通信第一次在海上证明了它对人类的价值；1903年底莱特驾驶自己的飞行器飞上了蓝天，开创了航空交通新领域；1946年世界上第一架计算机诞生，开创了信息经济时代和扩展人类脑力的里程碑；1969年世界上第一个采用存储转发的分组交换计算机网络ARPANET开通，为因特网的高速发展奠定了基础。 纵观通信技术的发展，虽然只有短短的一百多年的历史，却发生了翻天覆地的变化，由当初的人工转接到后来的电路转接，以及到现在的程控交换和分组交换，还有可以作为未来分组化核心网用的ATM交换机，IP路由器；由当初只是单一的固定电话到现在的卫星电话，移动电话，IP电话等等，以及由通信和计算机结合的各种其他业务，第三代通信技术的即将上市，以及以后的第四代通信，随着通信技术的发展，人类社会已经逐渐步入信息化的社会。 21世纪是一个信息社会，信息交流已经成为人们生活的基本需要。通信作为传输和交换信息的重要手段，是推动人类社会文明、进步与发展的巨大动力。电话技术的演变日新月异，传输媒介、交换设备、传输设备、终端设备和通信方式的改变都是影响电信通信的因素。 1现代通信技术概述 现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。 1.1数字通信 数字通信即传输数字信号的通信，，是通过信源发出的模拟信号经过数字终端的心愿编码成为数字信号，终端发出的数字信号，经过信道编码变成适合与信道传输的数字信号，然后由调制解调器把信号调制到系统所使用的数字信道上，在传输到对段，经过相反的变换最终传送到信宿。 1.2程控交换 程控交换技术即是指人们用专门的电子计算机根据需要把预先编好的程序存入计算机后完成通信中的各种交换。随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向给予分株的数据交换和宽带交换，以及适应下一代网络基于IP的业务综合特点的软交换方向发展。 1.3信息传输 信息传输技术主要包括移动通信，光纤通信，卫星通信，数字微波通信，以及图像通信。 1)移动通信 早期的通信形式属于固定点之间的通信，随着人类社会党俄发展，信息传递日益频繁，移动通信正是因为具有信息交流灵活，经济效益明显等优势，得到了迅速的发展，所谓移动通信，就是在运动中实现的通信。其最大的优点是可以在移动的时候进行通信，方便，灵活。现在的移动通信系统主要有数字移动通信系统（GSM）,码多分址蜂窝移动通信系统（CDMA）。 2)光纤通信 光纤是以光波为载频，以光导纤维为传输介质的一种通信方式，其主要特点是频带宽，比常用微波频率高104~105倍；损耗低，中继距离长；具有抗电磁干扰能力；线经细，重量轻；还有耐腐蚀，不怕高温等优点。 3)卫星通信 卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。其主要特点是：通信距离远，而投资费用和通信距离 现代数字通信 一.通信系统的基本框图，每个框图写2行。 1.信源编码：首先，信号一般经过A/D变换，将模拟信号采样量化变成数字信号，便于传输；其次，进行数据压缩，去除信源信号中的冗余成分，提高传输的有效性，提高效率。 2.信道编码：信道编码通过增加冗余，提高传输的可靠性，具有检错和纠错功能（卷积码主要用于纠错，分组码用于检错）；与交织器共同对抗多径衰落 3．交织器与解交织器：本身不具有纠错功能，只是将数据重新排列；交织器主要用于对抗突发错误，将突发错误在时间上打散开，使其变为随机错误；必须与纠错编码技术相结合，才能对抗移动衰落信道的不利影响；交织器采用了缓存技术，会引起时间上的延迟，需要增加延迟和存储空间。 4.调制器 经典调制技术（幅度调制和相位调制）的功能主要是信号的频谱搬移，实现有效传输。 在现代通信技术中，信号处理和集成电路技术的发展使频谱搬移与其他部分分离。调制器调制出的信号需要有较高的频谱效率、较低的误码率、较低的峰均比、较低的接收机复杂度或者能够对抗非线性带来的频谱扩散，抑制对相邻频带的干扰。经典调制技术延拓为空时编码、扩频调制和OFDM等。 5.射频发射：对信号进行放大、滤波，经由天线发送出去 6.射频接收：对从天线接收的信号进行滤波、低噪声放大 7.解调器：经典调制技术中，解调器的主要作用是对接收信号进行频谱搬移，从射频搬移到基带。在现代通信技术中，解调器需要完成同步、信道估计、检测的任务，解码器能够工作 在软判决状态，对抗信道衰落，提高误码率，以正确接收信号 9.信道解码：检测错误或纠正错误 10.信源解码：恢复出信源编码前的信息 二. 移动通信信道的特点、缺陷，以及抵抗这些缺陷的措施 （1）多径传输环境 信号到达接收机的传输时间不同，将导致时延扩展。时延差小于时间分辨率时，不可分辨的多径叠加，造成衰落。时延差较大时，会造成码间干扰或多址干扰（CDMA系统中表现为Chip间干扰）。 （2）时变传输环境 a. 终端的移动改变电波传输环境，造成多普勒频偏，反映了信道随时间变化的速率，信道传输函数为时变函数。 b. 衰落快慢是相对于观察时间而言的，信道在一个码元时间内保持不变，则称为慢衰落，否则称为快衰落。一般均假设信道为慢衰落（把码元时间切得很短），对于OFDM系统，通常假设信道在一个OFDM符号内不变。 （3）用户之间的相互干扰 a. 由于每个用户不独占传输媒体和介质，需要动态分配资源，这就产生了同频干扰或多址干扰。 b. CDMA系统中各用户在频率上和时间上是重叠的。 对抗措施：（要不要每种措施都具体解释一下？） （1）针对衰落的技术 a.分集接收技术：时间分集、频率分集、空间分集、发送分集以及接收分集，发送分集可以有效对抗单径慢衰落 西安邮电大学 毕业设计(论文)开题报告通信与信息工程学院院(系)信息对抗技术专业12级02班课题名称：移动通信下的数字调制技术的研究 学生姓名：陈小楠学号：03126036 指导教师：刘晓慧 报告日期： 2015年11月4日 1．选题目的（为什么选该课题）： 当今移动通信系统基本采用数字调制技术进行信息传递，相比于传统的模拟调制方式，数字调制具有极大优势。现代移动通信网络要求信息传输效率高精确度好，抗噪性强，数字调制技术相比于模拟调制技术在以上方面有着更好的使用价值，数字调制技术可以将信息进行多重复用，同时增设安全密钥，大大提高信息的安全性。随着调制技术的发展，数字调制应用于移动通信网络的成本也得到大大降低。数字调制技术通常分为线性调制技术和恒包络调制技术两大类。蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。调制是对信号源的编码信息进行处理，使其变为适合传输的形式的过程。即是把基带信号(信源)转变为一个相对基带信号而言频率非常高的带通信号.带通信号叫做己调信号，而基带信号叫做调制信号。调制可以通过改变调制后载波的幅度，相位或者频率来实现。 信号的调制可分为模拟调制和数字调制。数字调制是指将用离散的数字信号对载波波形的某些参数(如幅度、相位和频率)进行控制，使这些参数随基带信号的变化而变化。与模拟调制相比，数字调制的优点是频谱利用率高、纠错能力强、抗信道干扰失真能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输，以及高效的多址接入和更高的安全保密性等。 2．前期基础（已学课程、掌握的工具，资料积累、软硬件条件等）： 拥有良好的信息对抗技术专业基础，学习了通信原理，信号与系统，移动无线通信原理等课程，对于BPSK，2FSK，2ASK，QPSK,OQPSK,QAM,GSM，频分复用(FDM)时分复用(TDM)码分复用(CDMA)等基础的理论知识有一定的掌握和了解。熟练掌握MATLAB，SIMULINK等通信工具包的使用，将在中国知网，中国文献期刊网查询有关资料及查阅有关图书资料。 实验十数字通信系统误码率仿真分析 一、实验目的 1.掌握几种数字系统误码率分析方法。 2.掌握误码率对数字通信系统的影响。 二、实验内容 1.编写MATLAB程序，以QAM系统为例进行误码率的仿真。 2.观察不同噪声及噪声大小对误码率的影响。 三、实验代码 1)程序主代码 clear; clc; snr=1:1:11; error_theory=(1-(1-(2*(1-1/sqrt(16))*1/2*erfc(1/sqrt(2)*sqrt(3 *4*10.^(snr/10)/(16-1))))).^2)/4; N=floor(1./error_theory)*100+100; N(find(N<5000))=5000; p=0.5; for i=1:length(N); source=randsrc(1,N(i),[1,0;p,1-p]); [source1,source2]=Qam_modulation(source); sig_insert1=insert_value(source1,8); sig_insert2=insert_value(source2,8); [source1,source2]=rise_cos(sig_insert1,sig_insert2,0.25,2); [x1,x2]=generate_noise(source1',source2',snr(i)); sig_noise1=x1'; sig_noise2=x2'; [sig_noise1,sig_noise2]=rise_cos(sig_noise1,sig_noise2,0.25,2) ; [x1,x2]=pick_sig(sig_noise1,sig_noise2,8); sig_noise1=x1; sig_noise2=x2; signal=demodulate_sig(sig_noise1,sig_noise2); error_bit(i)=length(find(signal-source)~=0)/N(i); 专用无线数字通信技术标准范文 随着社会的进步，专用无线电的地位和作用愈加突出，即时的 ___沟通、数据采集和图像、视频传输，为国防、公共安全、经济建设起到了无法替代的作用。 由美国 ___工业协会(tia)制定，经美国国家标准协会(ansi)认可的标准。p25(project 25)是itu提出的全球开放的数字通讯标准之一。用户主要是军队、公共安全、交通运输、应急通信等高端专业用户。 p25标准的演进分为两个阶段，第一阶段采用fd ___ (频分多址)技术，每个信道带宽12.5khz，上行、下行传输速率均为9.6kb/s，兼容模拟技术;第二阶段采用td ___时分多址双时隙技术，等效信道带宽6.25khz，上行速率9600b/s，下行速率1xxb/s。 p25标准是开放式的，允许各设备厂商的产品互相兼容;且具有向后兼容性，以融合现在的模拟通信技术。还包含了对 ___通信加密的要求;并将12.5khz的频谱带宽分成6.25khz或等效的频谱，通过缩窄带宽，提高频谱效率，p25采用广域设计，中继基站功率可达100w、 ___终端功率不低于5w。单个中继基站覆盖100km2，组建___通信系统需要的中继基站数量少，适合广域覆盖、调度功能要求高的用户使用。 2.2 tetra tetra(terrestrial trunked radio - 陆上集群无线电)数字集群通信系统是etsi(欧洲通信标准协会)为了满足专业部门对 ___通信的需要而设计、制订统一标准的开放性系统，采用数字td ___技术的专用 ___通信系统。 tetra数字集群通信系统可以在同 ___台提供 ___通信和数据传输，支持 ___终端脱网直通互联，可实现鉴权、具有空中接口加密和终端对终端加密功能。还具有虚拟专有网络功能，可在一个物理网络同时为互不关联的多个个体、群组服务。tetra具有频谱利用率高、通信质量好、组网方式灵活的优点，目前已实现如图像数据传输、 ___互联查询等许多新的应用。所以 tetra数字集群系统一投入商用就得到了迅速的发展。 tetra 系统抗干扰能力强，支持用户点对点单呼、点对多点组呼、应答组呼、单向点对多点广播呼叫以及 ___加密通话。 欧洲通信标准协会为了满足小范围用户对专用无线电通信的需要，制订了dmr(digital?mobile?radio)数字集群通信标准。该标准主要应用在小区域服务，如中小企业、 ___小区等用户。《数字通信技术与应用》综合练习题答案
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