通信原理设计说明书

唐山学院通信原理课程设计题目数字频带通信系统的设计与仿真分析系(部)信息工程系班级12通信一班姓名王雷学号4120214105指导教师张银蒲、王金红2014年12月22日至2015年1月2日共2周通信原理课程设计任务书一、设计题目、内容及要求设计题目：数字频带通信系统的设计与仿真分析内容及要求：1.了解Matlab/Simulink的运行环境及应用领域；2.逐步熟悉各种数字频带通信系统的仿真，由简到难；3.系统仿真及波形分析(1)2ASK数字调制系统与仿真分析；(2)2FSK数字调制系统与仿真分析；(3)2PSK数字调制系统与仿真分析；(4)QPSK数字调制系统与仿真分析。二、设计原始资料通信原理；软件Matlab；计算机一台三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）设计说明书1份，不少于2000字，应包含数字频带通信系统原理、相关系统设计、相关软件Matlab/Simulink介绍、系统仿真及波形分析。四、进程安排第1-2天课设理论讲解及仿真软件介绍、学生练习使用软件第3-4天相关系统设计第5-6天系统仿真及波形分析第7-8天整理、撰写说明书第9-10天进行测试或答辩五、主要参考资料[1]樊昌信、曹丽娜.通信原理.北京:国防工业出版社，2006[2]刘学勇.详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真.北京:电子工业出版社，2011[3]邵玉斌.MATLAB/Simulik通信系统建模与仿真实例分析.北京:清华大学出版社，2008[4]张水英，徐伟强.通信原理及MATLAB/Simulink仿真.北京:人民邮电出版社，2012[5]邵佳，董辰辉.MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例精讲.北京:电子工业出版社，2009指导教师（签名）：教研室主任（签名）：课程设计成绩评定表出勤情况出勤天数缺勤天数成出勤情况及设计过程表现(20分)绩评定课设答辩(20分)设计成果(60分)总成绩(100分)提问(答辩)问题情况综合评定指导教师签名：年月日目录引言................................................................................................................................1一数字频带通信系统的设计原理..............................................................................31.12ASK数字调制系统的设计原理简介............................................................31.22FSK数字调制系统的设计原理简介............................................................41.32PSK数字调制系统的设计原理简介...........................................................61.4QPSK数字调制系统的设计原理简介..........................................................9二MATLAB/Simulink的简介...................................................................................12三调制与解调仿真....................................................................................................143.12ASK的调制与解调仿真..............................................................................143.1.12ASK调制仿真....................................................................................143.1.22ASK解调仿真....................................................................................173.22FSK的调制与解调仿真..............................................................................213.2.12FSK调制仿真........................................................................................3.2.22FSK解调仿真........................................................................................3.32PSK的调制与解调仿真..................................................................................3.3.12PSK调制仿真........................................................................................3.3.22PSK解调仿真........................................................................................3.4QPSK的调制与解调仿真.................................................................................3.4.1QPSK调制仿真.......................................................................................3.4.2QPSK解调仿真.......................................................................................四总结............................................................................................................................参考文献..........................................................................................................................通信原理课程设计1引言通信就是信息的传输，在当今高度信息化的社会，信息和通信已经成为现代社会的“命脉”。信息作为一种资源，应该得到很好地利用，因此我们必须对信息进行有效地传输。通信的目的就是传递消息所包含的信息。1837年莫尔斯发明的有线电报开创了利用电传输信息的新时代，从此，人类的信息的共享越来越好的得到了利用也是对于通信系统主要由以下几个模型组成：图1-1通信系统的一般模型模拟通信系统是用模拟信号来传递信息的通信系统，数字通信系统式利用数字信号来传递信息的通信系统，目前在无论是模拟通信还是数字通信，在现实中的通信业务都得到了广泛的应用，尤其是在通信系统的刚刚开始启蒙状态，模拟通信系统得到了比数字系统更为广泛的应用，但是在现在的数字通信系统的飞速发展，数字通信系统发展速度很明显超过模拟通信，成为数字当代通信技术的主流。通信系统又具有很多的优点：抗干扰能力强，噪声不积累，传输差错可控，易于加密处理，保密性好等等。但是现实中存在的基本上都是模拟信号，所以我们通信要进行模数转换，装换成数字信号后，我们就要对数字信号序列进行数字传输。数字通信系统虽然有这么多的优势，但是，模拟通信系统仍然得到了很好的利用，这是由于在模拟通信在一些通信地方仍然具有其自己的特点，如模拟通话，模拟通信系统占有的带款展，在通信的路数不需要很多的情况下，我们的模拟通信系统就具有数字通信系统的不具有的经济性。在通信中有两大资源，一个是信道带宽，另一个是送源功率，能很好的减少这两种资源或者得到有效的利用，我们就认为这个通信系统在这种情况下就是较好的通信系统。数字通信系统的模型如下：信息源发送设备信道接受设备信宿噪声源通信原理课程设计2图1.2数字通信体统的一般模型数字调制与解调模块是我们这次课程设计的内容，课程设计是一次综合实验的检测，是对整个通信系统的更好的实际性的理解，在设计时遇到的问题，得到解决的同时，更好的理解了我们通信系统的设计的思路和对通信系统的印象的加深。数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成合适的在信道中传输带通信号。基本的数字调制有振幅调制（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK）、相对相移键控（DPSK）以及正交相移键控（QPSK）。在接受端可以采用相关解调和非相干解调还原数字基带信号。数字解调就是还原基带信号。高度信息化的社会中信息和通信已成为现代社会的“命脉”。信息作为一种资源，只有通过广泛地传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济利益。而通信作为传输信息的手段和方式，与传感技术、计算机技术相互融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力。可以预见，未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。目前，无论是模拟通信还是数字通信，在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。但是，数字通信的发展速度已明显超过了模拟通信，成为当代通信技术的主流。与模拟通信相比，数字通信具有以下一些优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；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。数字通信的缺点是，一般需要较大的带宽。另外，由于数字通信对同步要求高，因而系统设备复杂。但是，本课程设计主要是设计2ASK，2FSK,2PSK以及QPSK频带传输系统并对其进行仿真与性能分析。在设计此频带传输系统时，首先对输入信号利用相关的模块进行调制，再通过加入高斯白噪声传输信道，接着在接收端对信号进行解调，最后把输出的信号和输入的信号进行比较。信源编码信息源加密信道编码数字调制信道数字解调信道译码解密信源译码受信者噪声源源通信原理课程设计3一数字频带通信系统的设计原理在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。数字调制与模拟调制原理是相同的，一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制。但是，数字基带信号具有与模拟基带信号不同的特点，其取值是有限的离散状态。这样，可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。图1-1数字调制系统的基本结构1.12ASK数字调制系统的设计原理简介幅度键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化形态，分别对应二进制信息“0”或“1”。一种常用的，也是最简单的二进制振幅键控方式成为通-断键控，其表达式为：0