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MatlabSimulink通信系统设计与仿真.doc
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2022-07-05
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MatlabSimulink通信系统设计与仿真
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I
课程设计报告
课程名称:
通信系统课程设计
设计题目:
Matlab/Simulink 通信系统设
计与仿真。
成 绩:
姓 名:
XX
学 号:
XXXXXXXX
专 业:
通信工程
班 级:
XXXXXXXX
学 院:
机电与信息工程学院
指导教师:
XXX
时 间:
XX 年 XX 月 XX 日
I
目 录
一、 课程设计内容及要求 ......................................................................2
(一) 设计内容 ............................................................................2
(二) 设计要求 ............................................................................2
二、 系统原理介绍 ..................................................................................2
(一) 系统组成结构框图 ............................................................2
(二) 各模块原理 ........................................................................2
1. 信源模块 ............................................................................2
2. 信源编码模块 ....................................................................3
3. QPSK 调制模块 .................................................................3
4. 信道模块 ............................................................................3
5. QPSK 解调模块 .................................................................3
6. 误码率模块 ........................................................................3
三、 系统方案设计 ..................................................................................3
(一) 方案论证 ............................................................................3
(二) 系统设计 ............................................................................4
1. 信源模块 ............................................................................5
2. 信源编码模块 ....................................................................6
3. QPSK 调制模块 .................................................................7
4. 信道模块 ..........................................................................10
5. QPSK 解调模块 ...............................................................11
6. 误码率模块 ......................................................................14
7. 功率谱模块 ......................................................................15
四、 系统仿真及结果分析 ....................................................................15
(一) 系统仿真与调试 ..............................................................15
(二) 仿真实验与结果分析 ......................................................16
1. 仿真实验 ..........................................................................16
2. 结果分析 ..........................................................................18
五、 总结与体会 ....................................................................................18
(一) 设计总结 ..........................................................................19
(二) 个人体会 ..........................................................................19
六、 参考文献 ........................................................................................19
山东大学威海分校课程设计报告
2
一、课程设计内容及要求
(一)设计内容
在现代通信系统中,一个最简单的通信系统由信源、信道和信宿构成。实际
的数字通信系统需要完成从信源到信宿的全部功能,这通常是比较复杂的,因此,
在设计新系统或者对原有系统进行改进时,通常要进行建模和仿真,通过仿真结
果来衡量方案的可行性,从中选择合理的方案进行配置,然后再应用于实际系统
中。
本课程设计内容是用基于 MATLAB 的 Simulink 仿真工具来构建一通信系
统的仿真模型并进行性能测试
(二)设计要求
1. 系统的组成应尽量完整(信源、信源编码、加密编码、信道编码、发送
滤波、信道、接收滤波、信道译码、信源译码、信宿),能实现发送端和接收端
的正常通信;
2. 实现 3 路以上用户的多路复用与解复用;
3. 对通信系统的性能(信噪比、误码率)进行测试,并进行理论分析和比
较;
4. 对传输过程中信号的功率谱进行测试,并进行理论分析和比较。
二、系统原理介绍
本课程设计设计的是 QPSK 正交移相键控基带调制仿真系统,用二进制数字
基带信号控制载频的相位来实现调制称为移相键控 PSK,即随着基带信号 0、1
的变化,载波的相位发生 0、∏的变化。如果载波是一对正交的函数,如
sinwt,coswt,同时对它们 PSK 调制,这样的调制称为 QPSK(正交移相键控)。
(一)系统组成结构框图
图 2-1 系统组成结构框图
(二)各模块原理
1. 信源模块
信源是通信系统中的一个重要部分,它决定了通信系统的信号类型。不同的
信源构成了不同的系统。根据信号的特点把信源分为不同的类型,如数字信号源
和模拟信号源,周期信号源和非周期信号源。
信源
QPSK 调制
信道
QPSK 解调
信宿
噪声源
山东大学威海分校课程设计报告
3
2. 信源编码模块
信源编码有三个部分:抽样、量化、编码。
模拟信号通常是时间上连续的信号。在一系列离散点上,对这种信号抽样取
样值称为抽样。
所谓量化,就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散,即用一组规定
的电平,把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
编码采用 DPCM(Differential Pulse Code Modulation)差分脉冲编码调制,
简称差值编码。
3. QPSK 调制模块
QPSK 调制信号的产生方法有两种,第一种是用相乘电路,第二种是选择法。
4. 信道模块
本次设计的信道模块是加性高斯白噪声信道。
QPSK 信号可以看作两个载波正交的 2PSK 调制器构成。串/并变换器将输入
的二进制序列分为速率减半的两个并行的双极性序列,然后分别对 sinwct 和
coswct 调制,相加后得到 QPSK 调制信号。
5. QPSK 解调模块
由于 QPSK 信号可以看作是两个正交 2PSK 信号的叠加,所以用两路正交的
相干载波去解调
6. 误码率模块
该模块是由信源的输出经过延时后和最后的输出进行比对,由于串并变换问
题最初会有一些误码。
三、系统方案设计
本次课程设计是模拟语音信号通过抽样量化编码为 DPCM,经 QPSK 调制
为带通信号
(一)方案论证
通信系统按数据类型可分为模拟通信和数字通信。模拟通信抗干扰能力差但
易于实现,而数字通信抗噪声性能好、差错可控、保密性好、容易与现代技术相
结合,所以采用数字通信有更多的益处。
数字通信系统主要的三种通信模式是数字频带传输通信系统、数字基带传输
通信系统和模拟信号数字化传输通信系统。本课程设计采用的是模拟信号数字化
传输通信系统。
山东大学威海分校课程设计报告
4
调制是将信号转换为适合信道传输或便于信道多路复用的已调信号,即将基
带信号变换为适合于信道传输的频带信号。调制在通信系统中的作用至关重要,
它的主要作用和目的是将基带信号(调制信号)变换成适合在信道中传输的已调
信号、实现信道的多路复用和改善系统抗噪声性能。因此我们需要把语音信号进
行调制。
数字调制的方式有振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)等多种
形式,但这三种是基本的数字调制方式。由于 QPSK 有能够克服相位模糊的特性,
故,目前已经广泛应用于无线通信中,成为现代通信中一种十分重要的调制解调
方式。
信
源
信
源
编
码
数
字
调
制
数
字
解
调
信
道
噪
声
源
同
步
信
源
解
码
信
宿
图 3-1 模拟信号数字化传输通信系统
(二)系统设计
本次课程设计采用模块化设计方法,各模块具体设计如下。
总体系统结构图如图 3-2。
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- tangtanglyin2023-01-10资源很实用,对我启发很大,有很好的参考价值,内容详细。
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