通信原理课设

东北大学秦皇岛分校

计算机与通信工程学院

综合课程设计

基于Matlab的脉冲编码调制（PCM）

系统设计与仿真

专业名称通信工程

班级学号

学生姓名

指导教师

设计时间2012.12.17~2012.1.4

课程设计任务书

专业：通信工程学号：学生姓名（签名）：

设计题目：基于Matlab的脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真

一、设计实验条件

1．工学馆自习室；

2．装有Matlab软件的电脑一台。

二、设计任务及要求

1．任务

实现脉冲编码调制（PCM）技术的三个过程：采样、量化与编码。

2．要求

（1）模拟信号的最高频率限制在4KHz以内；

（2）分别实现64级电平的均匀量化和A压缩率的非均匀量化；

（3）按照13折线A律特性编成8位码。

三、设计报告的内容

1．设计题目与设计任务（设计任务书）

2．前言（绪论）(设计的目的、意义等)

3．设计主体（各部分设计内容、分析、结论等）

4．结束语（设计的收获、体会等）

5．参考资料

四、设计时间与安排

1．设计时间：3周

2．设计时间安排：

1.熟悉实验设备、收集资料：6 天

2.设计图纸、实验、计算、程序编写调试：6 天

3.编写课程设计报告：2 天

4.答辩：1 天

设计报告的内容

1．设计题目与设计任务

1.1 设计题目：

基于Matlab的脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真

1.2 设计任务：

本设计结合PCM的抽样、量化、编码原理，利用Matlab软件编程和绘图功能，完成了对脉冲编码调制（PCM）系统的建模与仿真分析。

2．前言

数字通信作为一种新型的通信手段，早在20世纪30年代就已经提出。在1937年，英国人里费（A.H.Reeves）提出了脉冲编码调制（PCM）方式。从此揭开了近代数字传输的序幕。PCM系统的优点是：抗干扰性强、失真小、传输特性稳定，远距离再生中继时噪声不累积，而且可以采用有效编码、纠错编码和保密编码来提高通信系统的有效性、可靠性和保密性。另外，由于PCM可以把各种消息（声音、图像、数据等等）都变换成数字信号进行传输，因此可以实现传输和交换一体化的综合通信方式，而且还可以实现数据传输与数据处理一体化的综合信息处理。故它能较好地适应信息化社会对通信的要求。PCM的缺点是传输带宽宽、系统较复杂。但是，随着数字技术的飞跃发展这些缺点也不重要。因此，PCM是一种极有发展前途的通信方式。

本设计结合PCM的抽样、量化、编码原理，利用Matlab软件编程和绘图功能，完成了对脉冲编码调制（PCM）系统的建模与仿真分析。课题中主要分为三部分对脉冲编码调制（PCM）系统原理进行建模与仿真分析，分别为采样、量化和编码原理的建模仿真。同时仿真分析了采样与欠采样的波形、均匀量化与A律13折线非均匀量化的量化性能及其差异。通过对脉冲编码调制（PCM）系统原理的仿真分析，设计者对PCM原理及性能有了更深刻的认识，并进一步掌握Matlab 软件的使用。

3．设计主体

PCM脉冲编码原理及Matlab实现

3.1 抽样

3.1.1 抽样原理

（1）信号的采样

离散时间信号通常是由连续时间信号经周期采样得到的。完成采样功能的器件称为采样器，图3.2为采样器的示意图。图中Xa(t)表示模拟信号，Xa(nt)表示采样信号，T为采样周期，n=0，1，2，…。一般可以把采样器视为一个每隔T秒闭合一次的电子开关S。在理想情况下，开关闭合时间τ满足τ<

图3.2 采样器示意图及波形图

（2）抽样定理

抽样也称取样、采样，是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。抽样定理是指：一个频带限制在（0，f H）内的时间连续信号m(t)，如果以T≤1/2f H 秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。这意味着，若m(t)的频谱在某一角频率ωH上为零，则m(t)中的全部信息完全包含在其间隔不大于1/2f H秒的均匀抽样序列里。换句话说，在信号最高频率分量的每一个周期内起码应抽样两次。根据抽样脉冲的特性，抽样分为理想抽样、自然抽样（亦称曲顶取样）、瞬时抽样（亦称平顶抽样）；根据被抽样信号的性质，抽样又分为低通抽样和带通抽样。虽然抽样种类很多，但是间隔一定时间，抽样连续信号的样值把信号从时间上离散，这是各种抽样共同的作用，抽样是模拟信号数字化即时分多路的理论基础。

我们考察一个频带限制在(0,f H)内的信号m(t)。假定将信号m(t)和周期性冲击函数δ(t)相乘，如图3.3所示，乘积函数便是均匀间隔为T秒的冲激序列，这些冲激序列的强度等于相应瞬时时间上的m(t)值，它表示对函数m(t)的抽样。我们用m s(t)表示此已抽样的函数，即有

m s(t)=m(t)δ(t)

上述关系如下图所示。

图3.3 抽样示意图

（3）采样信号的频谱分析

频谱分析自然要使用快速傅里叶变换FFT了，对应的命令即fft ，简单使用方法为：Y=fft(b,N)，其中b即是采样数据，N为fft数据采样个数。一般不指定N，即简化为Y=fft(b)。Y即为FFT变换后得到的结果，与b的元素数相等，为复数。以频率为横坐标，Y数组每个元素的幅值为纵坐标，画图即得数据b的幅频特性；以频率为横坐标，Y数组每个元素的角度为纵坐标，画图即得数据b的相频特性。

对于现实中的情况，采样频率fs一般都是由采样仪器决定的，即f s为一个给定的常数；另一方面，为了获得一定精度的频谱，对频率分辨率F有一个人为的规定，一般要求F<0.01，即采样时间t s>100秒；由采样时间t s和采样频率f s即可决定采样数据量，即采样总点数N=f s×t s。这就从理论上对采样时间t s和采样总点数N提出了要求，以保证频谱分析的精准度。

3.1.2 抽样的Matlab实现

PCM抽样的Matlab程序设计按如下步骤进行：

（1）确定输入的模拟信号为Sa(200t)；

（2）根据输入的模拟信号，确定抽样频率，对输入信号进行抽样，并将正常抽样和会产生失真的抽样进行对比，对抽样定理加以验证；

（3）编写程序，画出满足采样定理和不满足采样定理的时、频域图形。

PCM抽样的Matlab实现源程序如下：

function sample()

t0=10; %定义时间长度

ts=0.001; fs=1/ts;

t=[-t0/2:ts:t0/2]; %定义时间序列

df=0.5; %定义频率分辨率

x=sin(200*t); m=x./(200*t+eps);

w=t0/(2*ts)+1; %确定t=0的点

m(w)=1; %修正t=0点的信号值

m=m.*m;

[M,mn,dfy]=fft_seq(m,ts,df); %傅立叶变换

M=M/fs;

f=[0:dfy:dfy*length(mn)-dfy]-fs/2; %定义频率序列

figure(1)

subplot(2,1,1); plot(t,m);

xlabel('时间');ylabel('幅值');title('原始信号(fh=200/2piHz)的波形');

axis([-0.15,0.15,0,1.5]);

subplot(2,1,2);

plot(f,abs(fftshift(M)));

xlabel('频率');ylabel('幅值');

axis([-500,500,0,0.03]);title('原始信号的频谱');

t0=10; %信号持续的时间

ts1=0.005; %满足抽样条件的抽样间隔

fs1=1/ts1;

t1=[-t0/2:ts1:t0/2]; %定义满足抽样条件的时间序列

x1=sin(200*t1); m1=x1./(200*t1+eps); w1=t0/(2*ts1)+1;

m1(w1)=1; %修正t=0时的信号值

m1=m1.*m1; %定义信号

[M1,mn1,df1]=fft_seq(m1,ts1,df); %对满抽样条件的信号进行傅立叶变换M1=M1/fs1;N1=[M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1];

f1=[-7*df1*length(mn1):df1:6*df1*length(mn1)-df1]-fs1/2;

figure(2)

subplot(2,1,1); stem(t1,m1);

xlabel('时间');ylabel('幅值');

title('抽样正常(fs=200Hz)时的信号波形');axis([-0.15,0.15,0,1]);

subplot(2,1,2)

plot(f1,abs(fftshift(N1)));

xlabel('频率');ylabel('幅值');axis([-500,500,0,0.05]);

title('抽样正常时的信号频谱');axis([-500,500,-0.01,0.03]);

t0=10; %信号持续的时间

ts2=0.01; %不满足抽样条件的抽样间隔

fs2=1/ts2;

t2=[-t0/2:ts2:t0/2]; %定义不满足抽样条件的时间序列

x2=sin(200*t2); m2=x2./(200*t2+eps); w2=t0/(2*ts2)+1;

m2(w2)=1; %修正t=0时的信号值

m2=m2.*m2; %定义信号

[M2,mn2,df2]=fft_seq(m2,ts2,df);%对不满足抽样条件的信号进行傅立叶变换M2=M2/fs2;N2=[M2,M2,M2,M2,M2,M2,M2,M2,M2,M2,M2,M2,M2];

f2=[-7*df2*length(mn2):df2:6*df2*length(mn2)-df2]-fs2/2;

figure(3)

subplot(2,1,1); stem(t2,m2);

xlabel('时间');ylabel('幅值');title('抽样失真(fs=100Hz)时的信号波形');

axis([-0.15,0.15,0,1]);subplot(2,1,2)

plot(f2,abs(fftshift(N2)));

xlabel('频率');ylabel('幅值');axis([-500,500,0,0.02]);

title('抽样失真时的信号频谱');axis([-500,500,0.005,0.02]);

function [M,m,df]=fft_seq(m,ts,df)

fs=1/ts;

if nargin==2

n1=0

else

n1=fs/df

end

n2=length(m);n=2^(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2)));

M=fft(m,n);m=[m,zeros(1,n-n2)];df=fs/n

PCM抽样仿真结果如图3.4、3.5、3.6所示：

图3.4 PCM模拟输入信号波形及频谱

图3.5 PCM正常抽样时信号的波形及频谱

图3.6 PCM抽样失真时信号的波形及频谱

3.2 量化

3.2.1 量化原理

（1）量化定义

模拟信号进行抽样以后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，即抽样值m(kT)可以取无穷多个可能值，如果用N个二进制数值信号来代表该样值的大小，以便利用数字传输系统来传输该样值的信息，那么N个二进制信号只能同M=错误！未找到引用源。个电平样值相对应，而不能同无穷多个电平值相对应。这样一来，抽样值必须被划分成M个离散电平，此电平被称作量化电平。或者说，采用量化抽样值的方法才能够利用数字传输系统来实现抽样值信息的传输。

利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。抽样是把一个时间连续信号变换成时间离散的信号，而量化则是将取值连续的抽样变换成取值离散的抽样。

通常，量化器的输入是随机模拟信号。可以用适当速率对此随机信号m(t)进行抽样，并按照预先规定，将抽样值m(kT)变换成M个电平q1，q2，…qM之一，有mq(kT s)=qi，若mi-1≤m(kT s)

（2）量化分类

按照量化级的划分方式分，有均匀量化和非均匀量化。

均匀量化：把输入信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。在均匀量化中，每个量化区间的量化电平在各区间的中点。其量化间隔Δv取决于输入信号的变化范围和量化电平数。当信号的变化范围和量化电平数确定后，量化间隔也被确定。

上述均匀量化的主要缺点是，无论抽样值的大小如何，量化噪声的均方根都固定不变。因此，当信号较小时，信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的信号量噪比就很难达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围。可见，均匀量化是的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这一个缺点，实际中往往采用非均匀量化。

非均匀量化：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，有两个突出的优点。首先，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得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根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信号量噪比。

常见的非均匀量化有A律和μ率等，它们的区别在于量化曲线不同。因我国采用的是A律，所以我们在这里只研究A律的量化原理。

A压缩律：

所谓A压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：

其中，A为压缩系数；y为归一化的压缩器输出电压；x为归一化的压缩器输入电压。图3.7画出了A为某一取值的归一化压缩特性。A律压缩特性是以原点奇对称的，为了简便，图中只给出了正半轴部分。

图3.7 A压缩律特性

13折线：实际中，A压缩律通常采用13折线来近似，13折线法如图3.8所示，图中先把轴的[0,1]区间分为8个不均匀段。

图3.8 13折线示意图

其具体分法如下:

a.将区间[0，1]一分为二，其中点为1/2,取区间[1/2,1]作为第八段;

b.将剩下的区间[0,1/2]再一分为二，其中点为1/4,取区间[1/4,1/2]作为第七段;

c.将剩下的区间[0,1/4]再一分为二，其中点为1/8,取区间[1/8,1/4]作为第六段;

d.将剩下的区间[0,1/8]再一分为二，其中点为1/16,取区间[1/16,1/8]作为第五段;

e.将剩下的区间[0,1/16]再一分为二，其中点为1/32,取区间[1/32,1/16]作为第四段;

f.将剩下的区间[0,1/32]再一分为二，其中点为1/64,取区间[1/64,1/32]作为第三段;

g.将剩下的区间[0,1/64]再一分为二，其中点为1/128,取区间[1/128,1/64]作为第二段;

h.最后剩下的区间[0,1/128]作为第一段。

然后将y轴的[0,1]区间均匀地分成八段，从第一段到第八段分别为[0,1/8], (1/8,2/8],(2/8,3/8],(3/8,4/8],(4/8,5/8],(5/8,6/8],(6/8,7/8],(7/8,1]。分别与x轴的八段一一对应。采用上述的方法就可以作出由八段直线构成的一条折线，该折线和A压缩律近似，图3.8中的八段线段的斜率分别为:

表1 各段落的斜率

从上表中可以看出，除一、二段外，其他各段折线的斜率都不相同。图3.8中只画出了第一象限的压缩特性，第三象限的压缩特性的形状与第一象限的压缩特性的形状相同，且它们以原点为奇对称，所以负方向也有八段直线，总共有16个线段。但由于正向一、二两段和负向一、二两段的斜率相同，所以这四段实际上为一条直线，因此，正、负双向的折线总共由13条直线段构成，这就是13折线的由来。

从A律压缩特性中可以看出，取A=87.6主要基于下述两个原因:

1．使压缩特性曲线在原点附近的斜率为16;

2．当用13折线逼近时，的八段量化分界点近似为1/2n(n=0,1,2,…,7)。

3.2.2 PCM量化的Matlab实现

1）PCM均匀量化的Matlab程序设计按如下步骤进行：

（1）确定输入模拟信号为sin(t)；

（2）根据均匀量化的原理均匀量化的算法程序；

（3）绘制并比较模拟输入信号与量化输出的波形。

PCM抽样的Matlab实现源程序如下：

function average()

t=[0:0.01:4*pi];

y=sin(t);

w=jylh(y,1,64);

subplot(2,1,1);

plot(t,y);

xlabel('时间');

ylabel('幅度');

axis([0,4*pi,-1.1,1.1]);

title('原始信号');

subplot(2,1,2);

plot(t,w);

xlabel('时间');

ylabel('幅度');

axis([0,4*pi,-1.1,1.1]);

title('均匀量化后的信号'); function h=jylh(f,V,L)

n=length(f);t=2*V/L;

p=zeros(1,L+1);

for i=1:L+1,p(i)=-V+(i-1)*t;end for i=1:n

if f(i)>V,h(i)=V;end

if f(i)<=-V,h(i)=-V;end

flag=0;

for j=2:L/2+1

if(flag==0)

if(f(i)

h(i)=p(j-1);

flag=1;

end;

end;

end;

for j=L/2+2:L+1

if(flag==0)

if(f(i)

h(i)=p(j);

flag=1;

end

end

end

end

nq=V^2/(3*L^2);

仿真结果如图3.9：

图3.9 PCM均匀量化波形

2）PCM A律非均匀量化的Matlab程序设计按如下步骤进行：（1）确定输入模拟信号；

（2）根据非均匀量化的原理确定A律非均匀量化的算法程序；（3）绘制并比较模拟输入信号与量化输出的波形。

PCM抽样的Matlab实现源程序如下：

function a_quantize()

t=0:0.00000125:0.0005;

y=sin(8000*pi*t);

figure

subplot(2,1,1)

plot(t,y)

axis([0 0.0005 -1.2 1.2])

xlabel('时间')

ylabel('幅度')

title('原始信号')

z=a_pcm(y,87.6);

subplot(2,1,2)

plot(t,z)

axis([0 0.0005 -1.2 1.2])

xlabel('时间')

ylabel('幅度')

title('A律量化后的信号')

function y=a_pcm(x,a)

t=1/a;

for i=1:length(x)

if x(i)>=0

if(x(i)<=t)

y(i)=(a*x(i))/(1+log(a));

else

y(i)=(1+log(a*x(i)))/(1+log(a));

end

else

if(x(i)>=-t)

y(i)=-(a*-x(i))/(1+log(a));

else

y(i)=-(1+log(a*-x(i)))/(1+log(a));

end

end

end

仿真结果如图4.0：

图4.0 A律量化波形

3.3 编码

3.3.1 编码原理

若信源输出的是模拟信号，如电话机传送的话音信号，模拟摄象机输出的图像信号等，要使其在数字信道中传输，必须在发送端将模拟信号转换成数字信号，即进行A/D变换，在接收端则要进行D/A。对语音信号最典型的数字编码就是脉冲编码调制(PCM)。

所谓脉冲编码调制:就是将模拟信号的抽样量化值转换成二进制码组的过程。

下图4.1给出了脉冲编码调制的一个示意图。

图4.1 脉冲编码调制示意图

假设模拟信号m(t)的取值范围为[-4V,+4V],将其抽样值按8个量化级进行均匀量化，其量化间隔为1s，因此各个量化区间的端点依次为-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4V,8个量化级的电平分别为-3.5、-2.5、-1.5、-0.5、0.5、1.5、2.5和3.5V。

PCM均匀量化的Matlab程序设计按如下步骤进行：

（1）确定输入模拟信号；

（2）根据给均匀量化的原理确定非均匀量化的算法程序；

（3）将上述编码的十进制数转化成8位二进制数。

PCM抽样的Matlab实现源程序如下：

function a_13code()

t=0:0.000025:0.00025;

y=sin(8000*pi*t)

z=line13(y)

c=pcmcode(z)

function y=line13(x)

x=x/max(x);

z=sign(x);

x=abs(x);

for i=1:length(x)

if((x(i)>=0)&(x(i)<1/64))

y(i)=16*x(i);

else

if((x(i)>=1/64)&(x(i)<1/32))

y(i)=8*x(i)+1/8;

else

if((x(i)>=1/32)&(x(i)<1/16))

y(i)=4*x(i)+2/8;

else

if((x(i)>=1/16)&(x(i)<1/8))

y(i)=2*x(i)+3/8;

else

if((x(i)>=1/8)&(x(i)<1/4))

y(i)=x(i)+4/8;

else

if((x(i)>=1/4)&(x(i)<1/2))

y(i)=1/2*x(i)+5/8;

else

if((x(i)>=1/2)&(x(i)<=1))

y(i)=1/4*x(i)+6/8;

end

end

end

end

end

end

end

end

y=z.*y;

function f=pcmcode(y)

f=zeros(length(y),8);

z=sign(y);

y=y.*128;

y=fix(y);

y=abs(y);

for i=1:length(y)

if(y(i)==128)

y(i)=127.999;

end

end

for i=1:length(y)

for j=6:-1:0

f(i,8-j)=fix(y(i)/2^j);

y(i)=mod(y(i),(2^j));

end

end

for i=1:length(y);

if(z(i)==1)

f(i,1)=0;

else

f(i,1)=1;

end

end

程序运行结果：

3.4 结论

根据仿真的波形图和输出地量化、编码值可以得到以下结论：

当抽样频率大于或等于输入连续信号的频率2倍时，就可以无失真恢复原始信号；当不满足上述条件时就会出现频率混叠失真，不能恢复原始信号。

均匀量化输出波形图清晰地显示出均匀量化的特征，每个量阶都是均匀分布的，每个间隔都是相等的。由于量化级数是64，所以从图中看到的结果不是那么明显，和输入波形相比几乎没什么变化。

移动通信原理课程设计-实验报告-

电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室 实验报告 课程名称移动通信原理 实验内容无线信道特性分析； BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析； SIMO系统性能仿真分析 课程教师胡苏 成员姓名成员学号成员分工 独立完成必做题第二题，参与选做题SIMO仿 真中的最大比值合并模型设计 参与选做题SIMO仿真中的 等增益合并模型设计 独立完成必做题第一题 参与选做题SIMO仿真中的 选择合并模型设计

1，必做题目 1.1无线信道特性分析 1.1.1实验目的 1)了解无线信道各种衰落特性； 2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义； 3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。 1.1.2实验内容 1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰 落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：

1.1.3实验仿真 (1)实验框图 （2）图表及说明 图一：Before Rayleigh Fading1 #上图为QPSK相位图，由图可以看出2比特码元有四种。

图二：After Rayleigh Fading #从上图可以看出，信号通过瑞利信道后，满足瑞利分布，相位和幅度发生随机变化，所以图三中的相位不是集中在四点，而是在四个点附近随机分布。 图三：Impulse Response #从冲激响应的图可以看出相位在时间上发生了偏移。

国网笔试知识点详解 通信原理

1.通信系统的基本概念 信息、数据和信号 信息是客户事物的属性和相互联系特性的表现，它反映了客观事物的存在形式或运动状态 数据是信息的载体，是信息的表现形式。 信号是数据在传输过程的具体物理表示形式，具有确定的物理描述。 传输介质是通信中传送信息的载体，又称为信道 模拟通信和数字通信 通信系统主要由5个基本系统元件构成，信源、转换器、信道、反转换器、信宿 源系统将信源发出的信息转换成适合在传输系统中传输的信号形式，通过信道传输到目的系统，目的系统再将信号反变换为具体的信息 通过系统的传输的信号一般有模拟信号和数字信号两种表达方式 模拟信号是一个连续变化的物理量，即在时间特性上幅度（信号强度）的取值是连续的，一般用连续变化的电压表示 数字信号是离散的，即在时间特性上幅度的取值是有限的离散值，一般用脉冲序列来表示 数字信号比模拟信号可靠性高，数字信号比较容易存储、处理和传输 数据通信的技术指标 1、信道带宽：是描述信道传输能力的技术指标，它的大小是由信道的物理特性决定的。 信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带度 2、数据传输速率：称为比特率，是指信道每秒钟所能传输的二进制比特数，记为bps，常见的单位有Kbps、Mpbs、Gbps等，数据传输速率的高低，由每位数据所占的时间决定，一位数据所占用的时间宽度越小，则传输速率越高 3、信道容量： 信道的传输能力是有一定限制的，信道传输数据的速率的上限，称为信道容量，一般表示单位时间内最多可传输的二进制数据的位数 C=Wlog2(1+S/N) C为信道容量；W为信道带宽；N为噪声功率；S为信号功率 S/N为信噪比，用来描述信道的质量，噪声小的系统信噪比高，信噪比S/N通常用10lg(S/N)来表示，其单位为分贝。 无噪声离散信道容量公式为C=2Wlog2L (L为传输二进制信号) 4、波特率： 是传输的信号值每秒钟变化的次数，如果被传输的信号周期为T，则波特率Rb=1/T。Rb 称为波形速率或调制速率。 R=Rblog2V V表示所传输信号所包含的离散电平数 5、信道延迟 信号沿信道传输需要一定的时间,就是信道延迟,信道延迟时间的长短,主要受发送设备和接收设备的响应时间、通信设备的转发和等待时间、计算机的发送和接收处理时间、传输介质的延迟时间等的影响。 信道延迟=计算机的发送和接收处理时间+传输介质的延迟时间+发送设备和接收设备的称

《通信原理》课程综述

《通信原理》课程综述 课程名称 任课教师 班级 姓名 学号 日期

《通信原理》作为通信专业的骨干核心课程，在通信专业的学习中占有极其重要的地位。尽管我们只是电子信息工程专业的，同样需要很好的掌握，因为它对我们之前学习的课程是一门很好的总结性课程。在这门课程中，我们要从模块级、系统级的层次上，深刻理解通信系统的基本理论，熟练掌握对通信系统进行分析和设计的基本方法。着重培养了我们分析问题和解决问题的能力，以及掌握现代通信方面不断涌现的新理论、新技术的能力。 一、《通信原理》课的地位和作用 打一个比方，如果把信息工程的整个知识结构看作一棵大树的话，《通信原理》课就是这棵大树的主干，它在诸如高等数学、工程应用、电路信号、模电数电、电磁场等等土壤、根须这样的基础课之上，撑起了信息工程专业的树冠，而后续的专业课恰恰是这棵树上结出的果实。因此，在系统知识框架中，《通信原理》课起着承上启下、顶天立地的重要作用。也正因为此，我们才要深入并好好学习这门课程，才能在最后进入社会、参加工作时将理论应用于实践中。 二、与《通信原理》相关的前续课程 前面我们已经提到许多通信专业的基础课，其中与《通信原理》课最相关的是《高等数学》、工程数学中的《概率与随机过程》以及《信号与系统》。《高等数学》提供我们理论上分析推导的数学基础；《信号与系统》教会我们对确知信号不仅可以进行时域分析，而且可以变换到频域、复频域上分析的分析方法；《概率与随机过程》指导我们如何弄清随机信号（通信中的信号即为此类信号）的性质、规律，以及对其分析的方法。所有这些对我们学好《通信原理》课有着重要的意义，不论缺少了哪一部分，都会或多或少地影响对通信原理的学习。 三、《通信原理》课的特点及其学习中应注意的问题 《通信原理》课作为敲门砖般的专业基础课，有其自身的一些特点，主要表现在以下的三个方面： 1．强的理论性 《通信原理》课有极强的理论性，表现为有大量、严密的数学推导和公式（这也正是我们要求有好的数学基础的原因），而且分析、推导的方法往往从时域和频域同时展开（《信号与系统》课的功劳），这要求我们从时域和频域的不同侧重点，全面、准确、方便地理解信号，掌握系统处理的特点和结果。这些充分体现

通信原理课程设计报告2

￥ 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。

通信原理课程设计报告书

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

通信原理课设-基于Systemview的通信系统的仿真

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。

通信原理考研知识点

By 夜阑寄语（yljy52725） 1绪论：1、了解通信的基本概念；2、了解通信中相关的消息、信息、信号之间的关系；3、正确区分数字信号和模拟信号；4、掌握各类通信系统（通信基本模型、模拟通信系统模型、数字通信系统模型）；5、掌握数字通信的特点以及通信的方式（单工、双工、半双工）；6、了解各类通信系统分类；7、信息的度量（信息量、熵）；8、通信系统的性能指标（有效性、可靠性）。 2确知信号：1、了解确知信号概念以及信号类型；2、了解功率信号的频谱以及能量信号的频谱密度。 3随机过程：1、掌握随机过程的概念；2、了解各态历经的概念；3、掌握平稳随机过程的自相关函数的性质以及对应的功率谱密度；4、了解高斯随机过程的概念以及掌握其性质；5、平稳随机过程通过线性系统相关参数的变化； 6、掌握窄带随机过程的概念以及窄带随机过程对应的各类分量的统计特性； 7、掌握高斯白噪声（明确白噪声的概念）。 4信道:1、了解有线信道和无线信道的概念并且常见的该信道类型；2、掌握信道的数学模型（调制信道、编码信道）；3、了解信道特性对信号传输特性的影响；4、了解信道中噪声的类型以及该噪声对信号传输所造成的影响； 5、掌握信道容量的概念以及计算式（Shannon公式）。 5模拟调制系统：1、掌握幅度调制（线性调制-AM、DSB、SSB、VSB）系统的概念及一般传输模型和解调模型（包络检波-非相干解调、相干解调）；2、掌握各类线性调制系统（AM、DSB、SSB、VSB）的输出波形以及各类解调方式的抗噪声性能（信噪比增益）；3、掌握判断各类线性调制系统性能的优劣；4、了解角度调制（非线性调制）的概念及对应的（FM、PM）传输模型； 5、掌握两类非线性调制之间的相互转换关系（PM->FM）； 6、了解非线性调 制系统的解调模型及其抗噪性能（信噪比增益）；7、掌握门限效应的概念以及产生的原因；8、了解信号的加重技术；9、掌握各类模拟调制系统的比较以及各自适用的实际情况。 6数字基带传输系统：1、了解基带信号的概念及其谱特性；2、掌握数字基带传输的几种常见码型（AMI、HDB3、Manchester、双相码、CMI）的编码规则以及各自的适用场合；3、掌握数字基带传输系统的传输模型以及理解码间串扰的概念；4、掌握数字基带传输系统的无码间串扰的时频条件；5、掌握数字基带传输系统的无码间串扰特性的设计；6、了解基带传输系统（二进制单极性/双极性）的抗噪声性能（判决门限）；7、掌握眼图的产生以及由其可以确定的参数类型；8、理解部分响应系统和时域均衡的实际意义。7数字带通传输系统：1、掌握产生各类二进制数字调制（ASK、FSK、PSK、DPSK）的系统模型以及各自的解调模型；2、掌握DPSK系统的产生原因；3、掌握各类二进制数字调制的输出波形；4、掌握各类二进制数字调制系统的抗噪声性能及其相应比较。 8新型调制系统：1、了解QAM系统； 2、掌握MSK系统的特点；3、掌握OFDM 系统的特性及其传输特点。 9数字信号的最佳接收：1、掌握数字信号的最佳接收概念；2、掌握最佳接收机的模型（确知信号、随相信号、/起伏信号）；3、掌握匹配滤波器的结构;3、了解最佳基带系统。 10信源编码：1、了解模拟信号数字化步骤（抽样、量化、编码）；2、掌握各类抽样方式（理想抽样、自然抽样、平顶抽样—特点）；3掌握各类量化（均匀量化、非均匀量化）方式；4、掌握PCM编码机及其编码方式；5、了解

通信原理课程项目报告 匹配滤波器

上海大学2012～2013学年春季学期本科生 课程项目报告 课程名称：《通信原理B（2）》课程编号： 07275129 题目: 匹配滤波器分析 学生姓名: 王子驰（组长）学号: 10124021 学生姓名: 蒋子昂学号: 10124022 学生姓名: 徐璐学号: 10124040 学生姓名: 陈张婳学号: 10123773 学生姓名: 张晨学号: 10123743 评语: 成绩: 任课教师: 评阅日期:

匹配滤波器分析 日期（2013年5月1日） 摘要：在最佳线性滤波器的设计中有一种是使滤波器输出信噪比在某一特定时刻达到最大，由此而导 出的最佳线性滤波器称为匹配滤波器。匹配滤波器对信号做的两种处理：1、去掉信号相频函数中的任 何非线性部分；2、按照信号的幅频特性对输入波形进行加权，即当信号与噪声同时进入滤波器时，它 使信号成分在某一瞬间出现尖峰值，而噪声成分受到抑制。本文介绍了匹配滤波器的原理，利用MATLAB 软件，设计了一种匹配滤波器，并对其在二进制确知信号最佳接收中的应用进行了分析。 1.引言 在数字通信系统中，信道的传输特性和传输过程中噪声的存在是影响通信性能的两个主要因素。人们总是希望在一定的传输条件下，达到最好的传输性能，最佳接收就是在噪声干扰中如何有效地检测出信号。所谓最佳是在某种标准下系统性能达到最佳，最佳接收是个相对的概念，在某种准则下的最佳系统，在另外一种准则下就不一定是最佳的。在某些特定条件下，几种最佳准则也可能是等价的。在数字通信中，最常采用的是输出信噪比最大准则和差错概率最小准则。 在数字信号接收中，滤波器的作用有两个方面，第一是使滤波器输出有用信号成分尽可能强； 第二是抑制信号带外噪声，使滤波器输出噪声成分尽可能小，减小噪声对信号判决的影响。 通常对最佳线性滤波器的设计有两种准则：一种是使滤波器输出的信号波形与发送信号波形之 间的均方误差最小，由此而导出的最佳线性滤波器称为维纳滤波器；另一种是使滤波器输出信噪比 在某一特定时刻达到最大，由此而导出的最佳线性滤波器称为匹配滤波器。在数字通信中，匹配滤 波器具有更广泛的应用。 2.课程项目的目的 (1)掌握匹配滤波器的基本概念、基本原理和基本设计方法； (2)具备对简单通信系统进行建立模型、定性分析、定量计算的能力； (3)对实验过程中存在的问题能够进行分析和排除； (4)对规定任务有一定的创新能力。 3.基本原理介绍 由数字信号的判决原理我们知道，抽样判决器输出数据正确与否，与滤波器输出信号波形和发 送信号波形之间的相似程度无关，也即与滤波器输出信号波形的失真程度无关，而只取决于抽样时 刻信号的瞬时功率与噪声平均功率之比，即信噪比。信噪比越大，错误判决的概率就越小；反之，Array 信噪比越小，错误判决概率就越大。

《通信原理课程设计》

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)

通信原理知识点

第一章 1.通信的目的是传输消息中所包含的息。消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。.信号是消息的传输载体。 2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．， 3.通信系统有不同的分类方法。按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。 4.数字通信已成为当前通信技术的主流。 5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。缺点是占用带宽大，同步要求高。 6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。 7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。 8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。 9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信源的熵有最大值。 10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。 11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。 12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。 13.码元速率在数值上小于等于信息速率。码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。 第二章 14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。 15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。 16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。 17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 18.周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数表示，级数的各项构成信号的离散频谱，其单位是V。 19.能量信号的波形可以用傅里叶变换表示，波形变换得出的函数是信号的频谱密度，其单位是V/Hz 。 20.只要引入冲激函数，我们同样可以对于一个功率信号求出其频谱密度。 21.能量谱密度是能量信号的能量在频域中的分布，其单位是J/Hz。功率谱密度则是功率信号的功率在频域中的分布，其单位是W／Hz。 22.周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组成的，这些谱线就是信号在各次谐波上的功率分量|Cn|2，称为功率谱，其单位为w。但若用δ函数表示此谱线。则它可以写成功率谱密度|C（f）|2δ（f-nf0）的形式。 23.确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相天函数。 24.自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。 25.能量信号的自相关函数R(O)等于信号的能量；而功率信号的自相关函数R(O)等于信

通信原理课程设计报告(基于Matlab)

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)

通信原理知识点归纳

1.2.1 通信系统的一般模型 1.2.3 数字通信的特点 (1) 抗干扰能力强，且噪声不积累 (2) 传输差错可控 (3) 便于处理、变换、存储，将来自不同信源的信号综合到一起传输 (4) 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 (5) 易于加密处理，且保密性好 1.3.1 通信系统的分类 按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 。调制传输系统又分为多种 调制，详见书中表1-1。 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 3.1.2 随机过程的数字特征 均值（数学期望）： 方差： 相关函数 3.2.1 平稳随机过程的定义 （1）其均值与t 无关，为常数a ； （2）自相关函数只与时间间隔τ 有关。 把同时满足（1）和（2）的过程定义为广义平稳随机过程。 3.2.2 各态历经性 如果平稳过程使下式成立 则称该平稳过程具有各态历经性。 3.2.4 平稳过程的功率谱密度 非周期的功率型确知信号的自相关函数与其功率谱密度是一对傅里叶变换。这种关系对平稳随机过程同样成立，即有 []∫∞∞?=dx t x xf t E ),()(1ξ} {2)]()([)]([t a t E t D ?=ξξ2121212212121),;,()] ()([),(dx dx t t x x f x x t t E t t R ∫∫ ∞∞?∞∞?==ξξ???==)()(τR R a a ∫∫ ∞ ∞?∞∞??==ω ωπτττωωτξωτξd e P R d e R P j j )(21)()()(

3.3.2 重要性质 广义平稳的高斯过程也是严平稳的。 高斯过程经过线性变换后生成的过程仍是高斯过程。 3.3.3 高斯随机变量 （1）f (x )对称于直线 x = a ，即 （2） 3.4 平稳随机过程通过线性系统 输出过程ξo (t )的均值: 输出过程ξo (t )的自相关函数： 输出过程ξo (t )的功率谱密度: 若线性系统的输入是平稳的，则输出也是平稳的。 如果线性系统的输入过程是高斯型的，则系统的输出过程也是高斯型的。 3.5 窄带随机过程 若随机过程ξ(t )的谱密度集中在中心频率f c 附近相对窄的频带范围Δf 内，即满足Δf << f c 的条件，且 f c 远离零频率，则称该ξ(t )为窄带随机过程。 3.7 高斯白噪声和带限白噪声 白噪声n (t ) 定义：功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声 － 双边功率谱密度 － 单边功率谱密度 4.1 无线信道 电磁波的分类： 地波：频率 < 2 MHz ；距离：数百或数千千米 天波：频率：2 ~ 30 MHz ；一次反射距离：< 4000 km 视线传播：频率 > 30 MHz ；距离: 4.3.2 编码信道模型 P(0 / 0)和P(1 / 1) － 正确转移概率，P(1/ 0)和P(0 / 1) － 错误转移概率 P (0 / 0) = 1 – P (1 / 0) P (1 / 1) = 1 – P (0 / 1) 2)(0 n f P n =)(+∞<

通信原理课程总结

通信原理课程总结 1、建立数学模型的学习方法。将通信系统模块化，我们并不需要了解各个部分具体的电路连接和实现，我们将其用一个模型来代替，研究这个模型的性能。例如在调制解调时，我们注重的是调制的几种分类，他们分别在带宽，抗噪声性能，实现难易程度上的特点。根据不同的条件需要来采用不同的调制。 2、总结分类对比的学习方法。学习过程中，我们不能死记硬背的记模块的性能，相互对比有助于更好理解。模拟调幅波学习时，我们可以将AM，DSB，SSB几种性能做一个简单的总结，将他们优缺点相互对比，既简单又明了还记忆印象深刻。 3、简单逻辑推理的方法。在通信系统中，每种技术的使用都是有原因的。通过简单的推理可以将各种措施方法将相互联系，将各部分之间联系起来，更好的从整体上把握。在数字基带通信中，很容易产生码间串扰，为了消除这种现象，我们采取理想低通和余弦滚降特性的设计。根据他们各自优缺点，我们又引进部分响应这一改进技术。这样我们很容易将这几个知识点联系起来并更好地理解。 4、数学工具的应用。本课程数学推导多且繁琐，但是我们要记得，数学推导过程是我们借助的工具，并不是我们的重点。很多时候我们只要掌握了推导方法即可，千万不要陷入数学计算的漩涡中。很幸运李世银教授带领我们学习这门课程。老师讲课很

有经验，非常有特点。他系统概念很强，善于总结。每堂课前总会带领我们回顾上节课讲过的重点内容，将每章节之间都联系在一起。老师注重启发式教育，每次讲解新的概念时，他不会直接给出而是通过前序章节的学习带我们分析现有系统的状态存在的问题，以此来引入新的概念。通信原理理论性强又比较抽象，李老师经常会举日常生活中例子让我们更好地理解知识点。他人和蔼可亲，上课与大家互动特别多，带动上课的积极性，避免一味讲课灌输式学习。课堂上我们的思想是活跃开放的，不断思考老师提出的问题并和老师互动交流，提高了学习的热情和积极性。《通信原理》有极强的理论性,有大量、严密的数学推导和公式,而且分析推导的方法往往从时域和频域同时展开,要求我们从时域和频域的不同侧面全面、准确、方便地理解信号,掌握系统处理的特点和结果。这些充分体现了它作为专业核心课程的特点。虽然课程学习已经结束，但是在学习本课程中学到的学习方法将会使我们受益匪浅。

电子科大移动通信原理课程设计报告

移动通信原理课程设计报告 一、题目描述 仿真一：M=1,选定BPSK调制，AWGN和瑞利信道下的误符号率性能曲线（横坐标为符号信噪比Es/N0），并与相应的理论曲线比较。 仿真二：对2发1收的STBC-MIMO系统（Alamouti空时码），分析2发射天线分别受到独立瑞利信道下的误码率性能曲线，并与相同条件下单天线曲线进行对比分析。 二、系统设置 三、仿真代码 3.1算法说明 1、信号产生：利用Matlab中的随机整数随机数产生函数randi. 2、调制方法的实现：不同的调制方式对应唯一的一个星座图；通过输入序列找出星座图上的对应位置，即可输出调制结果。 3、信道模拟实现方法：AWGN信道用MATLAB自带函数randn实现，对应平均噪声功率为零；瑞利信道用randn+j*randn，对应平均噪声功率为零。 4、误码率性能曲线：发射信号序列长度设定130比特，仿真4000次,使信噪比在[0,30]每隔2取值，求平均误比特率。 5、收发系统的实现方法：对于单发单收的模型，只需将发送信号加噪声信号即为接收信号；对于二发一收的模型，因为发射天线是相互独立的，所以每根发射天线的接收信号与单发单收模型的接收信号计算方法相同，最后采用最大比合并得到接收信号。 6、调制方式：BPSK 7、编码和译码方法：二发一收空时编码，最大似然译码。 8、误码率的计算：错误比特数/传输的总比特数。 3.2仿真代码 代码一：调制函数 function[mod_symbols,sym_table,M]=modulator(bitseq,b) N_bits=length(bitseq); if b==1 %BPSK调制 sym_table=exp(1i*[0,-pi]); sym_table=sym_table([1 0]+1); inp=bitseq; mod_symbols=sym_table(inp+1); M=2; elseif b==2 %QPSK调制 sym_table=exp(1i*pi/4*[-3 3 1 -1]);

通信原理课程设计

通信原理课程设计 院（系）：通信工程系 班级：通信10-1班 姓名： 学号： 1 课程设计要求

产生两路模拟语音信号，经过pcm编码、时分复用、DPSK调制经过同一个信道单向传输到对应的接收端。常用的三个模块;simulink、通信模块、信号处理模块。 2 数字通信系统的组成原理说明 通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。又因数字通信系统拥有如下特点：⑴抗干扰能力强，无噪声积累。⑵保密性能好。⑶便于组成现代化数字通信网，便于实现多媒体通信。得到了广泛的应用。 实现数字通信，首先必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模数转换”。模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，可以以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值，也可以不等间隔抽取。第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。因抽样后的样值在时间上虽是离散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数字化。数字信号送入数字网进行传输。在传输数字信号时候，为了提高传输质量，提高传输的可靠性，通常要进行调制，调制的方式有多种，例如二进制相移键控2PSK，二进制频移键控2FSK，二进制振幅键控2ASK，差分二进制相移键控2DPSK 等等。为了提高传输是新到的利用率，在调制之前，可将多路信号进行复用，包括频分复用，时分复用等等，通常数字通信系统中常用的的是时分复用。在接收端则是一个还原过程，把接收到得信号进行解调制，解复用申城多路数字信号。再把每一路数字信号解码变为模拟信号，即“数模转换”，从而再现原始信号。数字通信系统模型如图所示。 3 PCM基本原理

“通信原理”课程教学大纲

通信原理”课程教学大纲 Communication Principles” 课程编号： 适用专业：通信工程，电子信息工程，电子信息科学与技术和相关专业 学时数：84 学分数： 4.5 执笔者：刘维周编写日期：2009 年9 月30 日 一、课程的性质和目的 通信原理（Communication Principles ）是通信、电子信息类专业的专业基础必修课，适合在三年级下学期时开设。本课程的任务旨在使学生掌握现代通信原理及各种通信系统分析、设计的基本方法。通过理论学习与实验环节掌握好本课程内容是学好后续各门专业课的前题。 二、课程教学内容 第1 章绪论 信息及其度量。通信方式，通信系统的组成、分类及其主要性能指标。 第2 章随机信号分析 随机过程的一般表述。平稳随机过程的定义、相关函数及功率谱密度。高斯过程。窄带过程。正弦波加窄带高斯过程。随机过程通过线性系统。 第3 章信道与噪声 信道定义及其数学模型。恒参、随参信道特性及其对信号传输的影响。分集接收。信道的加性噪声。信道容量的概念。 第4 章模拟调制系统 幅度（AM、DSC、SSB、VSB ）、角度（FM、PM）调制的原理及其抗噪声性能。频分复用、复合调制、多级调制的基本概念。 第5 章数字基带传输系统 数字基带传输系统的基本结构。数字基带信号的常用波形、码型及其频谱特性。基带脉冲传输与码间干扰。无码间干扰的基带传输特性。部分响应系统。无码间干扰基带系统的抗噪声性能。眼图及时域均衡的基本概念。 第6 章数字调制系统

二进制数字调制系统原理及其系统的抗噪声性能。二进制数调系统的性能比较。多进制数字调制系统。改进的数字调制方式（MSK ）。 第7 章模拟信号的数字传输 抽样定理。脉冲振幅调制（PAM ）。模拟信号的量化。脉冲编码调制（PCM）。增量调制（厶M ）。PCM系统和△ M系统的性能比较。时分复用和多路数字电话系统。 第8 章?????????? 数字信号的最佳接收* 数字信号接收的统计表述及最佳接收准则。确知信号的最佳接收。随机信号的最佳接收，起伏信号的最佳接收的基本概念。匹配滤波器。基带系统的最佳化。 第9 章差错控制编码 纠错编码的基本原理。常用的简单编码。线性分组码。循环码。卷积码。 第10 章正交编码与伪随机序列* 正交编码与码分复用。伪随机序列。伪随机序列的主要应用。 第11 章同步原理 载波同步的方法。载波同步系统的性能及误差分析。位同步的方法。位同步系统的性能及误差分析。群同步的方法。网同步的基本概念。 三、实验教学内容 1.HDB 3 编译码实验 2.移频键控（FSK）实验 3.移相键控（PSK）实验 4.抽样定理与脉冲调幅实验 5．? PCM 编译码实验 6. △ M 编译码实验 7．循环码（15，6）纠错编码实验 四、课程教学和实验教学内容的学时分配

通信原理知识点归纳

第一章 1.通信—按照传统的理解就就是信息的传输。 2.通信的目的:传递消息中所包含的信息。 3.信息:就是消息中包含的有效内容。 4.通信系统模型: 5、通信系统分为:模拟通信系统模型与数字通信系统模型。 6、数字通信的特点: (1)优点: 抗干扰能力强,且噪声不积累 传输差错可控 便于处理、变换、存储 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 易于集成,使通信设备微型化,重量轻 易于加密处理,且保密性好 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 (2)缺点: 需要较大的传输带宽 对同步要求高 7、通信方式(信号的传输方式) (1)单工、半双工与全双工通信 (A)单工通信:消息只能单方向传输的工作方式 (B)半双工通信:通信双方都能收发消息,但不能同时收发的工作方式 (C)全双工通信:通信双方可同时进行收发消息的工作方式 (2)并行传输与串行传输 (A)并行传输:将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输 优点:节省传输时间,速度快:不需要字符同步措施 缺点:需要n 条通信线路,成本高 (B)串行传输:将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输 优点:只需一条通信信道,节省线路铺设费用 缺点:速度慢,需要外加码组或字符同步措施 8、则P(x) 与I 之间应该有如下关系: I 就是P(x) 的函数: I ＝I [P(x)] P(x) ↑,I ↓ ; P(x) ↓ ,I ↑; P(x) = 1时,I＝0; P(x) = 0时,I＝∞; 9、通信系统的主要性能指标:有效性与可靠性 码元传输速率R B:定义为单位时间(每秒)传送码元的数目,单位为波特(Baud),简记为B。

2FSK调制解调通信原理课程设计

` 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