(参考资料)抗噪声性能分析

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2ASK抗噪声性能分析

2ASK抗噪声性能分析2ASK抗噪声性能分析⽅向：视听模式分析学号：83320081002034 姓名：徐丽丽摘要：2ASK（⼆进制幅度键控）是⼀种最简单的数字信号的载波传输，本⽂通过对数字信号的2ASK调制，解调在不同信噪⽐的情况下误码率分析，得出不同信噪⽐下的误码率。

通过对2ASK的仿真更好的理解了数字调制系统的组成以及各模块的功能。

关键词：⼆进制幅度键控（2ASK），调制，解调，信噪⽐，误码率Abstract:2ASK (2 Amplitude Shift Keying) is the simplest digital signal carrier transmission technique. This paper researches 2ASK, demodulates the BER analysis in with different noise ratioes and arrives at a BER under different noise.Through the simulation of 2ASK, a better understanding of the digital modulation system, as well as the function of each module are acquired.Key words:binary amplitude shift keying (2ASK), modulation, demodulation, SNR, bit error rate(BER)1引⾔：数字基带信号的功率谱从零频开始⽽且集中在低频段，因此只适合在低通型信道中传输。

但常见的实际信道是带通型的，不能直接传送基带信号，因此必须⽤数字基带信号对载波进⾏调制，使基带信号的功率谱搬移到较⾼的载波频率上。

从原理上来说，受调载波的波形可以是任意的，只要已调信号适合于信道传输就可以了。

分析模型DSB系统抗噪声性能模拟调制系统性能分析模拟调制系统

1 1 nc (t ) [ nc (t ) cos 2c t ns (t ) sin 2c t ] 2 2
经低通滤波器后，解调器最终的输出噪声为故输出噪声功率为
no (t )
1 nc (t ) 2
9
X
解调器输出信噪比和调制制度增益
解调器输出信噪比
1 2 So 4 m (t ) m2 (t ) 1 No n0 B Ni 4
输入信噪比
Si Ni
1 m 2 (t ) 2 n0 B
7
X
解调器输出信号功率S0 解调器输入信号为DSB信号：
sm (t ) m(t ) cos c t
与相干载波cosct相乘后，得
1 1 m(t ) cos c t m(t ) m(t ) cos 2c t 2 2
2
经低通滤波器后，输出信号为
ni t
解调器
mo t
n(t) －加性平稳高斯白噪声 ni (t) －带通滤波后的噪声 m(t) －输出有用信号
no t
no(t) －输出噪声
2 Si 解调器输入已调信号的 (t ) 平均功率 sm Ni 解调器输入噪声的平均功率 ni2 (t )
目标：分析模拟系统可靠性指标
S0 N O DSB
|
G
Si N i DSB
|
2
Si n0 B DSB
|
2
Si n0 2 f H

Si n0 f H
S0 N O SSB
|
G
Si N i SSB
|

|
Si N i SSB
|

|
Si n0 B SSB

线性与非线性调制系统的抗噪声性能分析

线性与非线性调制系统的抗噪声性能分析摘要：本文主要是通过对线性调制系统的不同调制方式在大信噪比条件下抗噪声性能的分析，分析了解不同的解调方法下，系统的抗噪声性能。

关键词：线性调制系统性能分析抗噪声性能系统引言所谓调制就是使基带信号（调制信号）控制载波的某个（或几个）参数，使这一个（或几个）参数按照基带信号的变化规律而变化的过程。

调制后所得到的信号为已调信号或频带信号，载波是一种不含任何有用信号用来搭载基带信号的高频信号。

调制信号m（t）为连续变化的模拟量叫模拟调制，其系统称为模拟调制系统。

其调制分为幅度调制和角度调制，幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化的过程，分为标准调幅（AM）、抑制载波双边带调制（DSB）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）等。

幅度调制属于线性调制，它通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的搬移，一个正弦载波有幅度、频率、相位3个参量，因此，不仅可以把调制信号的信息寄托在载波的幅度变化中，还可以寄托在载波的频率和相位变化中。

这种使高频载波的频率或相位按照调制信号规律的变化而振幅恒定的调制方式，称为频率调制（FM）和相位调制（PM），分别简称为调频和调相。

因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故调频和调相又统称为角度调制。

在分析抗噪声性能时，主要考虑的是加性高斯白噪声对系统的影响，同时也是最基本的噪声和干扰模型，又因为加性高斯白噪声被认为只对信号的接受产生影响，所以调试系统的抗噪声性能是通过解调器的抗噪声性能来衡量。

1. 线性调制系统的抗噪声性能分析1.1.AM的相干解调和非相干解调系统抗噪声性能对比分析AM信号的解调非为相干解调和非相干解调，两种解调的模型不同，所以抗噪声性能也随之不同，即分开进行讨论，先讨论相干解调系统的抗噪声性能。

AM相干解调模型框图如图1所示。

若解调器的输入信号为式中则解调器输入信号的平均功率为，解调器输入信号的平均功率为，所以AM的输入信噪比。

PCM 系统的抗噪声性能分析_通信原理（第3版）_[共2页]

通信原理（第3版）118字中的每一位码元所处的位置不同，代表的量化电平值就不同，所以在接收端收到PCM 信号后，必须能区分每一码字以及每一位码元在码字中的位置，这样才能正确解码，这是同步设备所要完成的任务。

此外，在进行时分多路复用时，还要利用同步设备区分“帧”和“路”。

4.5.2 PCM 系统的传输速率假定抽样频率为s f ，量化级数为M 。

由于PCM 要用l 位二进制代码表示一个量化电平，这时二进制编码位数和量化级数满足2l M =。

通过抽样、量化、编码3个步骤，时间连续信号就用二进制代码来表示。

因此，一个抽样周期s T 内要编l 位码，每个二进制码元宽度为 s b T T l= 所以，二进制代码的码元速率为2b s1log B s s l R l f M f T T ===⋅=⋅ （4.5-1）对应的信息速率为2log b s R M f =⋅（4.5-2）其中，抽样频率s f 与抽样周期s T 呈倒数关系的，即s 1s T f =。

【例 4.5.1】某信号频谱范围为50k 60kHz ～，采用最低抽样频率（保证抽样后频谱不重叠）抽样后按照256级量化，采用二进制编码。

计算PCM 系统的码元速率和信息速率。

解：某信号为带通型信号，由式（4.2-8）可知，最低抽样频率(min )2s f B =20kHz =因为量化级数256M =，所以二进制代码的码元速率2log 820k 160k B s R M f =⋅=×=波特信息速率为 2log b s R M f =⋅＝160k （bit/s ）4.5.3 PCM 系统的抗噪声性能分析影响PCM 系统性能的主要噪声源有两种：一是量化噪声，二是信道噪声。

由于两种噪声产生机理不同，可以认为它们是统计独立的。

因此，可以先讨论它们单独存在时的系统性能，然后再分析它们共同存在时的系统性能。

考虑两种噪声时，如图4-22所示的PCM 系统接收端低通滤波器的输出为o q e ˆ()()()()m t m t n t n t =++ （4.5-3）式中，o ()m t 为输出端所需信号成分，其功率用o S 表示；q ()n t 为由量化噪声引起的输出噪声，其功率用q N 表示；e ()n t 为由信道加性噪声引起的输出噪声，其功率用e N 表示。

模拟通信中调频系统的抗噪声性能分析

模拟通信中调频系统的抗噪声性能分析作者：指导老师:摘要：在通信系统中调制扮演着不可或缺的作用，通过调制可以把基带信号频率搬移到合适的频率上，从而达到提高发射效率的作用，也可以通过调制把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，提高信道利用率。

还有扩展信号带宽提高抗干扰能力等。

本文主要通过对模拟通信中正弦波的频率调制（即频率调制FM）过程进行分析，并通过计算在大信噪比下的解调器制度增益然后与调幅系统的作比较来分析调频系统的抗噪声性能（因为相干解调只适用于窄带调频所以暂不分析）。

还有小信噪比下的门限效应以及通过预加重和去加重技术来提高调频系统的抗噪声性能。

最后运用MATLAB软件对模拟通信中调频系统进行仿真设计，并分析和总结仿真结果。

关键字：模拟通信；调频系统; 解调器；门限效应；制度增益；仿真设计。

引言进入21世纪以来，随着国民经济的飞速提升，中国通信行业也得到了快速发展，对通信的技术要求也逐渐提高。

从模拟通信到数字通信，从无线电广播到卫星，光纤通信等等。

而频率调制在通信发展的进程上都占据着重要的作用，比如FM广泛应用于高保真音乐广播，电视伴音信号的传输，卫星通信和蜂窝系统。

频率调制（FM）在电子音乐合成技术中，是最有效的合成技术之一，还有有线频率在多领域应用。

研究模拟通信中调频系统的抗噪声性能能够从理论上认识调频系统的噪声来源和如何改善系统的抗噪声性能。

第一章：调频系统的简介1.1 模拟通信和调频系统的概述在实际的通信中，由于通信业务的多样性，消息的来源也是多种多样的，但基本可以分为两大类：连续的和离散的。

连续的消息如话音，声波振动的幅度也是随时间连续变化的。

若把它转换为随时间连续变化的电压信号，信号幅度也是时间连续函数。

这样的信号称作模拟信号，传输模拟信号的通信就称作模拟通信。

调频定义：幅度不变，载波信号的频率随调试信号幅度变化位变化的调制方式叫着调频。

就是载频的频率不是一个常数，是随调制信号而在一定围变化，其幅值则是一个常数。

SSB相干解调抗噪声性能分析

通信原理
知识点：
SSB相干解调抗噪声性能分析
3.3 线性调制系统的抗噪性能
3.3.1 分析模型
分析模型：
信道
sm (t)
解调器：
n(t)
BPF
Si sm2 (t) Ni ni2 (t)
sm (t) ni (t)
接收机解调器
S0 m02 (t) N0 n02 (t) m0 (t)
n0 (t)
1 2
nc
(t)
1 2
nc
(t
)
cos
2ct
1 2
ns
(t
)
sin
2ct
低频高频
高频
LPF输出
n0
(t)
1 2
nc
(t)
输出噪声功率 N0
n02 (t)
1 4
nc2 (t)
1 4
ni2 (t)
1 4
Ni
1 4
n0 B
输出信噪比
m2 (t) S0 / N0 4n0B
SSB的调制制度增益
G S0 / N0 1 Si / Ni
ct
1 4
[1 2
m2
(t)
1 2
mˆ 2 (t)]
噪声功率输入信噪比
1 m2 (t) 4
Ni n0B
Si
/
Ni
m2 (t) 4n0 B
3.3.3 抗噪声性能分析
解调器的输出端：
乘法器输出 sm
(t)
cos ct
[1 2
m(t)
cos ct
1 2
m(t
)
sin
ct
]
cos
ct
LPF输出

调频系统的抗噪声性能《通信原理》

调频系统的抗噪声性能1．输入端性能分析输入调频信号（FM）为进行非相干解调。

（1）输入信号功率（2）输入噪声功率N i＝n0B FM式中，B FM为调频信号的带宽，即带通滤波器（BPF）的带宽。

（3）输入信噪比2．大信噪比时输出端性能分析（1）输出信号功率（2）输出噪声功率（3）输出信噪比当时，得到输出信噪比为（4）制度增益当时，得到制度增益为在宽带调频时，制度增益为当m f＞＞1时，制度增益近似为则加大调制指数m f时，可使调频系统的抗噪声性能迅速改善。

（5）调频系统与调幅系统的比较①输出信噪比在大信噪比情况下，调频系统与调幅系统的输出信噪比关系为若系统接收端的输入A和n0相同，则宽带调频系统解调器的输出信噪比是调幅系统的倍。

调频方式是以带宽换取信噪比的。

②带宽WBFM信号的传输带宽B FM与AM信号的传输带宽B AM之间的一般关系为当m f＞＞1时，上式近似为B FM≈m f B AM3．小信噪比时的门限效应（1）门限效应的定义门限效应是当S i/N i低于一定数值时，解调器的输出信噪比S o/N o急剧恶化的现象。

（2）门限效应的参量门限值：出现门限效应时所对应的输入信噪比值，记为(S i／N i)b。

（3）门限效应的原理①原理图调频解调器的输出信噪比与输入信噪比的关系曲线如图5-25所示。

图5-25 输出信噪比与输入信噪比的关系曲线②图形分析a．门限值与调制指数m f有关，m f越大，门限值越高。

b．在门限值以上时，(S o／N o)FM与(S i／N i)FM呈线性关系，m f越大，输出信噪比的改善越明显。

c．在门限值以下时，(S o／N o)FM随(S i／N i)FM的下降而急剧下降，m f越大，输出信噪比下降越快。

4．预加重和去加重（1）加重的原因针对鉴频器输出噪声呈抛物线形状的特点，采用加重技术来改善调频解调器的输出信噪比。

（2）加重的设计思想预加重和去加重的设计思想是保持输出信号不变，有效降低输出噪声，以达到提高输出信噪比的目的。

(完整word版)扩频通信系统的抗噪声性能研究

扩频通信系统的抗噪声性能研究摘要扩频通信技术(简称扩频通信）是一种新兴的高科技通信技术，具有大容量、抗干扰、低截获功率等特点以及可实现码分多址（CDMA)等优点，在军事和民用通信系统中都得到了广泛的应用，并成为下一代移动通信的技术基础。

在扩频通信系统中，直序扩频的应用最为广泛。

本文首先介绍扩频通信的基本原理及组成,论述了直序扩频通信的基本原理，重点分析了直扩通信系统的抗噪声性能，最后利用MATLAB的M语言进行编程、仿真，建立了扩频通信系统的仿真模型，结合仿真结果分析了扩频通信系统的抗噪声性能。

关键词：直接序列扩频通信抗干扰伪随机序列仿真ABSTRACTSpread spectrum communication is a sort of new high—tech communication technique，it has a number of internal advantages，such as large capacity，interference immunity，low probability of intercept，code division multiple access(CDMA)etc ，which make it get broad applications in civilian as well as military environments，and become the technical groundwork of next generation mobile communications, Direct sequencing spread—spectrum was widely used。

The basic principles and composition of spread spectrum communication was introduced, and the basic principle of direct sequence spread spectrum communication was studied，focusing then the performance of anti noise of direct sequence spread spectrum communication system was analysed，finally the M language programming of MATLAB was used for programming and simulation, a spread spectrum communication system simulation model was established, and the performance of anti noise of spread spectrum communication system performance was analysed based on simulation results。

线性系统抗噪声性能

2
1 2 S o (t ) mo (t ) m (t 能
（2）求NO－－输出噪声的功率
sm (t )
sm (t )、Si
＋
BPF
ni (t )、N i
×
LPF
mo (t )、So
no (t )、N o
n(t )
cos c t
相干解调器
输出噪声功率
N o DSB N i DSB N iDSB n0 BDSB n0 f H
So N o
Si G SSB SSB Ni
Si Si Si 1 N iSSB n0 BSSB n0 f H SSB
在相同的噪声背景和相同的输入信号功率条件下，DSB和SSB在解调器输出端的信噪比是相等的。这就是说，从抗噪声的观点，SSB制式和DSB制式是相同的。
sVSB (t ) sSSB (t )
在这种情况下，VSB调制系统的抗噪性能与SSB系统相同。
03.常规调幅包络检波的抗噪声性能
AM信号可采用相干解调或包络检波。实际中，常用简单的包络检波法解调。
一. 模型：一般模型中的解调器具体为包络检波器。
sAM (t )
sAM (t )、Si
＋
BPF
ni (t )、N i
N n B
01.通信系统抗噪声性能分析模型
●解调器输出信噪比
2 S o 解调器输出有用信号的 (t ) 平均功率 mo ＝ No 解调器输出噪声的平均功率 n 2 (t ) o
●输入信噪比 S i
2 (t ) 解调器输入已调信号的平均功率 s m ＝ Ni 解调器输入噪声的平均功率 n 2 (t ) i
《现代通信技术》课程

噪音耐受力实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景随着城市化进程的加快，噪音污染已成为影响人们生活质量的重要因素之一。

噪音不仅会影响人们的听力健康，还会引起心理压力、睡眠障碍等问题。

为了了解人们对噪音的耐受能力，本研究通过实验方法对一组受试者的噪音耐受力进行测试和分析。

二、实验目的1. 了解受试者在不同噪音水平下的耐受时间。

2. 分析不同性别、年龄、职业等因素对噪音耐受能力的影响。

3. 为噪音治理提供参考依据。

三、实验方法1. 实验对象：招募30名健康成年人，男女各半，年龄在18-60岁之间，职业涵盖教师、工人、医生等。

2. 实验仪器：噪音发生器、秒表、耳机。

3. 实验步骤：（1）将受试者随机分为三组，每组10人。

（2）对每组受试者进行编号，分别为A组、B组、C组。

（3）对A组受试者播放60分贝的噪音，记录耐受时间。

（4）对B组受试者播放80分贝的噪音，记录耐受时间。

（5）对C组受试者播放100分贝的噪音，记录耐受时间。

（6）对受试者的性别、年龄、职业等因素进行统计分析。

四、实验结果1. A组受试者的平均耐受时间为5分钟。

2. B组受试者的平均耐受时间为3分钟。

3. C组受试者的平均耐受时间为1分钟。

通过对受试者的性别、年龄、职业等因素进行统计分析，得出以下结论：1. 女性受试者的平均耐受时间比男性受试者长。

2. 年轻受试者的平均耐受时间比年长受试者长。

3. 教师职业的受试者平均耐受时间较长，工人和医生职业的受试者平均耐受时间较短。

五、实验分析1. 噪音耐受能力与性别、年龄、职业等因素有关。

女性、年轻和教师职业的受试者具有较好的噪音耐受能力。

2. 噪音对人体的危害程度与噪音强度和暴露时间有关。

在本实验中，随着噪音强度的增加，受试者的耐受时间逐渐缩短。

六、实验结论1. 本实验结果表明，人们对噪音的耐受能力存在个体差异，受性别、年龄、职业等因素的影响。

2. 在噪音治理过程中，应针对不同人群采取有针对性的措施，提高人们的噪音耐受能力。

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#10
2006/10/16
四 AM
⎛S ⎜⎝ N
⎞ ⎟⎠o
=
PW N0W
=
PR N0W
1. 相干解调
AM 信号是 s (t ) = ⎡⎣1+ m (t )⎤⎦ cos 2π fct = cos 2π fct + m (t ) cos 2π fct ，其中的载波项
cos 2π fct 经过相干解调、隔直流后不产生输出，因此发送这个 AM 信号等价于发送了一个
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#10
2006/10/16
当我们想从 s (t ) 中提取出 a (t ) 时，可以用相干载波 cos (2π fct + ϕ ) 来乘 s (t ) ，再将结果通过一个低通滤波器以滤除高频成分，这样就能得到 a (t ) （常系数如果不是所关心的问题的
其复包络是
因此解调输出是
r (t ) = m(t ) + nc (t ) + jns (t )
mˆ (t ) = m (t ) + nc (t )
由窄带噪声的性质知， nc (t ) 的功率等于 n (t ) 的功率，为 N0B = 2N0W 。另外， s (t ) 的功
率是
PR
=
⎡⎣m (t ) cos 2π
其带宽 B 恰好使 s (t ) 无失真通过（对 FM 只能是近似无失真）。
如果没有噪声，则解调输出是 mo (t ) = m (t ) （假设解调器可能引起的常系数已经被补偿）。噪声引起的问题是导致 mo (t ) ≠ m (t ) ，误差（也称输出噪声）为 no (t ) = mo (t ) − m (t ) 。
PR
=
s2
(t)
=
1 2
m2
Байду номын сангаас
(t)
+
1 2
mˆ 2
(t)
由于 Hilbert 变换不改变功率，所以 PR = PM 。
SSB 解调器前面的 BPF 带宽是 B = W ，因此解调器输入噪声功率是 N0W ，输入信噪比是
⎛ ⎜⎝
S N
⎞ ⎟⎠i
=
PR N0W
。
解调器输入的带通信号 r (t ) 的复包络为
fct ⎤⎦2
=
m2
(t ) cos2
2π
fct
=
m2
(t)1+
cos 4π 2
fct
=
1 2
m2
(t)
+
m2
(t ) cos 4π
fct
=
1 2
PM
+
m2
(t ) cos 4π
fct
其中的 m2 (t ) cos 4π fct 是在求 m2 (t ) cos 4π fct 的平均值也即直流分量，由于 fc >> W ，
输出信号的质量用输出信噪比
⎛ ⎜⎝
S N
⎞ ⎟⎠o
=
PM Pno
反映，其中 PM
是 m (t ) 的功率， Pno
是输出噪声
no (t ) 的功率。
不同的调制技术有不同的性能，我们需要知道同等条件下，这些技术的性能优劣。所谓
“同等条件”是指：大家都有相同的接收功率（ PR 相同），并且所遭遇的信道噪声相同（N0
DSB-SC 信号 s′(t ) = m (t ) cos 2π fct 。若 s′(t ) 的功率（即 AM 的边带功率）为 PR′ ，则输出
信噪比是
PR′ N0W
，就是说总
AM
接收功率
PR 中，只有边带功率对输出信噪比有贡献。假设
AM 的调制效率为η ，则 PR′ = η PR ，则
⎛ ⎜⎝
S N
r (t ) = s (t ) + n (t ) = ⎡⎣m(t ) + nc (t )⎤⎦ + j ⎡⎣±mˆ (t ) + ns (t )⎤⎦ 因此相干解调输出是 mo (t ) = m (t ) + nc (t ) ，因此输出信噪比是
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话，总可以通过放大器解决掉）。
由于 s (t ) 可以写成
{ } { } s (t ) = Re ⎡⎣a (t ) + ( ) jb t ⎤⎦ e j(2π fct+ϕ) = Re ( ) s t e j(2π fct+ϕ)
其中 s (t ) 是复包络，可见相干解调器实际等价于取复包络的实部。同样我们也容易看到包
⎞ ⎟⎠o
=η
⎛ ⎜ ⎝
PR N0W
⎞ ⎟ ⎠
2. 包络检波
包络检波器输入端的复包络是 r (t ) = ⎡⎣1+ m (t )⎤⎦ + ⎡⎣nc (t ) + jns (t )⎤⎦ ，其模为
2. 解调器的数学模型
因为我们要分析解调输出的信噪比，所以需要先搞明白解调器的行为在数学上是什么？相干解调是取复包络的实部包络检波是取复包络的模 PM 解调是取出复包络的相位 FM 解调是取出复包络的相位，再微分
就一般而言，可设带通信号为
s (t ) = a (t ) cos (2π fct + ϕ ) − b (t )sin (2π fct + ϕ )
络、相位、频率与复包络的关系。
二 DSB 相干解调性能分析
BPF 带宽为 B = 2W ，解调器输入信噪比为
解调器输入信号是
⎛ ⎜⎝
S N
⎞ ⎟⎠i
=
PR 2 N 0W
r (t ) = m (t ) cos (2π fct ) + nc (t ) cos (2π fct ) − ns (t )sin (2π fct )
所以 m2
(t ) cos 4π
fct
没有直流分量，所以
PR
=
1 2
PM
。因此
三 SSB 相干解调
⎛S ⎜⎝ N
⎞ ⎟⎠o
=
PM 2 N 0W
=
PR N0W
=
2 ⎛⎜⎝
S N
⎞ ⎟⎠ i
对于 SSB 信号 s (t ) = m (t ) cos 2π fct ∓ mˆ (t )sin 2π fct ，接收信号功率为
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2006/10/16
抗噪声性能分析
一模型
1. 系统模型
本讲要讲的是噪声的存在对各种模拟调制有什么样的影响。我们考虑的模型如下
Fig 1 所研究问题的模型
图中 nw
(t ) 是双边功率谱密度为
N0 2
的白高斯噪声，BPF 是一个增益为 1 的理想带通滤波器，
相同）。注意 Fig 1 只是实际系统的数学模型，许许多多对所研究的问题无影响的因素都被略去
（如天线、放大器等）。噪声 nw (t ) 也是各种各样的噪声和干扰的集中表示。本课中所出现
的各种框图都应作此理解，它们的目的是为了表明原理、为了进行分析研究、或者是为了说明设计思路。实际系统的硬件模块构成有可能和它们一样，也有可能不一样。硬件设计会有硬件设计的一些具体考虑。