远距离点对点通信系统设计通信原理三级项目

通信原理三级项目——基于Simulink的远距离点对点通信系统的仿真设计•14-通信工程4班2组•组长：张曌•组员：尹树林、陈春目录总体设计方案1信源编码/译码2调制解调方式3远距离点对点系统仿真及性能分析5信道编码/译码401总体设计方案总体设计方案设计目标设计一个从A地到B地的语音或数据通信系统方案分析“一个从A地到B地的语音或数据通信系统“属于远距离点对点的通信系统，可以使用数字通信系统，采用数字调制方式，信道采用加性高斯白噪声信道，不考虑多径信道。图1点对点通信系统图总体设计方案——数字通信系统信源编码方案：脉冲编码调制PCM，差分脉冲编码调制DPCM,增量调制DM信道：加性高斯白噪声信道AGWN信道编码方案：汉明码、BCH码、卷积码调制方案：振幅键控ASK、频率键控FSK、相位键控PSK仿真平台——SimulinkSimulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。02信源编码/译码信源编码——PCM编码若A地到B地之间传输语音，不考虑信道频带大小，信源编码可采用国际通用的语音信号数字编码方法PCM编码。PCM编码过程：将模拟信号经抽样、压缩、量化、编码，将其转换为数字信号。PCM编码——Simulink仿真设计方案PCM解码——Simulink仿真设计方案将7位二进制码转成整数A律扩张低通滤波，将输出的锯齿状波形平滑，近似回复称原来的正弦波形最高位为极性码PCM编解码——Simulink仿真方案PCM编解码——Simulink仿真性能测试经PCM编码模块和PCM译码模块输出后的波形，波形近似呈正弦，但并不平滑，呈锯齿状PCM编码模块输入的正弦波形PCM编解码——Simulink仿真性能测试结论：由输入的常数值经PCM编码和PCM译码模块输出后，与原输入相差甚小，表明所设计的PCM编码和PCM译码模块具有较好的信源编译码能力，能实现精确量化，并编成8位码。PCM编码系统图封装成PCM编码子模块PCM译码系统图封装成PCM译码子模块03调制解调方式数字调制方式数字调制方式ASKFSKPSK各数字编码方式仿真性能曲线对比分析由图可知：BPSK、QPSK、4QAM抗噪声性能相同，且都优于4FSK,MSK,CPSK;在信噪比较小时，抗噪声性能关系为CPSK4FSKMSK;在信噪比稍大时，4FSK,MSK抗噪性能优于CPSKQPSK调制QPSK调制解调仿真QPSK调制解调系统仿真后测得的误码率为0.1818%BPSK调制——二进制相移键控二进制相移键控(2PSK）表达式：产生方法：ttsteccos)(2PSKnsnnTtgats)()(双极性信号模拟调制的方法乘法器)(2tePSK双极性不归零tccos)(ts码型变换键控法BPSK调制解调仿真BPSK调制解调系统仿真后测得的误码率为0.19196%04信道编码/译码信道编译码信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。数字信号在信道传输时收到噪声等影响后将会引起差错。为了减少差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓的“抗干扰编码“。接收端的信道译码器按照相应的你规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。汉明码汉明码（7，4）信道编码——汉明码（7,4）当前仿真测试的误码率为0汉明码仿真性能曲线由仿真性能曲线可知：上述三种情况的抗噪声性能关系为，汉明码（15,4）哈明码（7,4）未使用信道编码，考虑到哈明码（15,4）的编码有效率远低于汉明码（7,4），所以，优先考虑哈明码（7,4）BCH码原理简介信道编码——BCH码（15,5）采用BCH码的仿真测试的误码率为0.2985%信道编码——卷积码信道编码——卷积码采用卷积码的仿真测试的误码率为0.3214%卷积码的编解码会使接收端出现延迟各信道编码方式仿真性能曲线对比分析由仿真性能曲线可知：上述三种情况的抗噪声性能关系为，卷积码哈明码（7,4）未使用信道编码，考虑到卷积码的编译码会出现延迟，所以，优先考虑哈明码（7,4）结论：通过对各常用的信道编码方式进行仿真分析，对误码率进行比较，所以，针对本次三级项目所使要建立的点对点数字通信系统选择哈明码（7,4）作为信道编码方式。05远距离点对点通信系统仿真及性能分析点对点数字通信系统Simulink系统仿真图系统仿真后测得的误码率为0.0575%点对点数字通信系统Simulink系统性能分析上图波形中上半部分为原始输入的正弦波信号，下半部分为经过所设计的点对点通信系统所输出的波形，波形呈正弦态，但呈锯齿状，与上半部分基本相似。根据测得的较小的误码率以及输入和输出波形很接近，可以表明所设计的点对点通信系统具有良好的可靠性。由上图可知，利用蒙特卡洛法得到的该系统的抗噪性能曲线与理想的性能曲线大致拟合，同时，表明当该系统输入信噪比在大于4dB时,具有很小的误码率，可靠性强。点对点数字通信系统Simulink系统性能分析感谢聆听!