【正文】 課程設計說明書題 目： 數(shù)字基帶/頻帶通信系統(tǒng)設計學生姓名： 學 院： 班 級： 指導教師： 年 月 日 課程設計任務書課程名稱： ___ 學院： 班級： ___ 學生姓名： ___ 學號： _ 指導教師： 一、題目數(shù)字基帶/頻帶通信系統(tǒng)設計二、目的與意義‘“數(shù)字基帶/頻帶通信系統(tǒng)設計” 是針對通信專業(yè)學生的實踐教學環(huán)節(jié)，通過設計，要求學生利用所學專業(yè)知識和軟件、硬件工具，掌握通信系統(tǒng)的分析、設計、仿真及調試技巧，深入理解通信系統(tǒng)的基本組成，擴張專業(yè)背景知識，培養(yǎng)工程技能和實際操作能力。 三、要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、設計要求、圖紙量、工作量要求等） 1. 系統(tǒng)軟件仿真：通過MATLAB編程對典型通信系統(tǒng)（如數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)和數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)）的各組成部分進行建模和仿真分析，實現(xiàn)通信系統(tǒng)仿真。2. 系統(tǒng)硬件設計：基于通信原理實驗平臺，按照系統(tǒng)設計方案，搭建硬件調試電路，實現(xiàn)通信系統(tǒng)的硬件設計與調試。3. 分析結果，完成報告：分析比較軟件仿真結果與硬件調試結果，完成設計報告。四、工作內容、進度安排 1. 查閱資料：搜集通信系統(tǒng)相關資料，熟悉通信系統(tǒng)相關內容（1天）2. 方案選擇與設計：根據(jù)要求選擇通信系統(tǒng)設計方案，定義各模塊仿真函數(shù)，確定所使用的硬件電路板，寫出硬件設計思想與步驟。（1天）3. 子模塊實現(xiàn)：利用MATLAB仿真語言編寫模塊函數(shù)，仿真實現(xiàn)各模塊功能，搭建硬件電路調試。（5天）4. 系統(tǒng)實現(xiàn)：將各子模塊連接，調試主程序實現(xiàn)系統(tǒng)功能，完成硬件調試。（2天）5. 考試與設計報告撰寫：完成課程設計考試，整理設計資料及內容，撰寫設計報告。（1天）五、主要參考文獻《基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真》，趙靜等，北京航空航天大學出版社?！锻ㄐ旁怼罚诺?，國防工業(yè)出版社。審核意見系（教研室）主任（簽字） 指導教師下達時間 年 月 日指導教師簽字：_______________通信工程專業(yè)綜合設計（仿真部分）要求一、設計目的與任務通過MATLAB編程對典型通信系統(tǒng)（如數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)和數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)）的各組成部分進行建模和仿真分析，加深學生對通信系統(tǒng)各組成部分的理解；在此基礎上，連接各個獨立的功能模塊組成不同的通信系統(tǒng)，完成相應的信息傳遞功能，并根據(jù)仿真分析結果對所設計通信系統(tǒng)的傳輸質量進行評價。通過本設計，希望進一步提高和挖掘學生對所學專業(yè)知識的應用能力和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)和鍛煉學生的團隊合作精神和科研開發(fā)精神，為學生后續(xù)的畢業(yè)設計以及將來進入社會從事相關工作奠定基礎。二、設計內容設計題目有兩個：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真實現(xiàn)和數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真實現(xiàn)。每三個學生一組，每組學生合作完成任意一個題目的軟、硬件設計。每個設計題目又包括：各獨立功能模塊（A/D轉換、碼型變換或數(shù)字調制、隨機噪聲信道、抽樣判決、碼型反變換或數(shù)字解調制、D/A轉換等）的MATLAB仿真實現(xiàn)以及相應通信系統(tǒng)的建模。每個同學必須獨立完成一個完整系統(tǒng)的仿真設計，每組三個同學合作完成系統(tǒng)的硬件設計。所要求的每一設計子內容都分成基本任務和選做任務兩種，基本任務必須做，選做任務可以不做。信源信源編碼器信道編碼器調制器信道解調器信道譯碼器信源譯碼器信宿噪聲源典型數(shù)字通信系統(tǒng)組成三、考核方式仿真成績＝平時成績（20％）＋設計成績（80％）通 信 工 程 專 業(yè) 綜 合 設 計 報 告（仿 真 部 分）內 容：數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真實現(xiàn) （A/D）轉換 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 仿真成績： 同組人姓名： 設計內容一：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真實現(xiàn)（80分）系統(tǒng)組成：A/D變換碼型變換信道碼型反變換D/A變換信宿模擬信源一、A/D轉換（一）基本任務：單頻正弦波模擬信號的簡單數(shù)字化。即對一個單頻正弦波模擬信號進行抽樣、均勻量化、PCM二進制自然編碼。主要步驟和要求：（1）單頻正弦波模擬信號的抽樣實現(xiàn)。要求輸入信號的幅度A、頻率F和相位P可變；要求仿真時間從0到2/F，抽樣頻率為Fs=20F；要求給出抽樣信號samp的波形圖。（2）單頻正弦波模擬信號均勻量化的實現(xiàn)。要求對抽樣信號sampl歸一化后再進行均勻量化；要求量化電平數(shù)D可變；要求輸出信號為平頂正弦波；要求給出量化輸出信號quant的波形圖，并與抽樣信號samp畫在同一圖形窗口中進行波形比較。（3）單頻正弦波模擬信號PCM二進制自然編碼的實現(xiàn)。要求按量化序號給出PCM二進制自然編碼；要求給出編碼后的數(shù)字序列pcm。程序代碼及說明：function [sampl, quant,pcm]=a_d_1(A,F,P,D)%輸入變量A ,F,P分別為輸入信號的幅度、頻率和相位；D為量化電平數(shù)；輸出%變量sampl為抽樣后的輸入信號； quant為均勻量化后的輸出信號； pcm為編%碼后的PCM二進制自然編碼數(shù)字序列。%單頻正弦波模擬信號的抽樣實現(xiàn)%%以下列出你自己編寫的代碼%…%單頻正弦波模擬信號均勻量化的實現(xiàn)%%以下列出你自己編寫的代碼%…%單頻正弦波模擬信號PCM二進制自然編碼的實現(xiàn)%%以下列出你自己編寫的代碼%…測試內容及結果：測試信號：[sampl, quant,pcm]=a_d_1(3,32000,0,14)；%以下給出程序運行后的波形圖及輸出數(shù)據(jù)%…（二）選做任務：單頻正弦波模擬信號的特殊數(shù)字化。按給定要求對一個單頻正弦波模擬信號進行數(shù)字化。主要步驟和要求：（1）單頻正弦波模擬信號的抽樣實現(xiàn)。要求輸入信號的幅度A、頻率F和相位P可變；要求仿真時間從0到2/F，抽樣頻率為Fs=20F；要求給出抽樣信號samp的波形圖。（2）單頻正弦波模擬信號非均勻量化的實現(xiàn)。要求對抽樣信號sampl歸一化后再分別進行滿足A律和u律壓縮的非均勻量化；要求壓縮參數(shù)a、u可變；要求量化電平數(shù)D可變；要求輸出信號為平頂正弦波；要求給出量化輸出信號quant1和quant2的波形圖，并與抽樣信號samp畫在同一圖形窗口中進行波形比較。（3）單頻正弦波模擬信號PCM二進制折疊編碼的實現(xiàn)。要求按量化序號給出PCM二進制折疊編碼；要求給出編碼后的數(shù)字序列pcm1和pcm2。程序代碼及說明：function [sampl, quant1, quant2， pcm1，pcm2]=a_d_2(A,F,P,D,a,u) %輸入變量A ,F,P分別為輸入信號x的幅度、頻率和相位；D為量化電平數(shù)；a,u %為A律和u律壓縮的壓縮參數(shù)；輸出變量sampl為抽樣后的輸入信號； quant1%為A律壓縮非均勻量化后的輸出信號；quant2為u律壓縮非均勻量化后的輸出%信號, pcm1為quant1編碼后的PCM二進制折疊編碼數(shù)字序列，pcm2為quant2%編碼后的PCM二進制折疊編碼數(shù)字序列。%單頻正弦波模擬信號的抽樣實現(xiàn)%%以下列出你自己編寫的代碼%…%單頻正弦波模擬信號非均勻量化的實現(xiàn)%%以下列出你自己編寫的代碼%…%單頻正弦波模擬信號PCM二進制折疊編碼的實現(xiàn)%%以下列出你自己編寫的代碼%…測試內容及結果：測試信號：[sampl,quant1,quant2，pcm1，cm2]=a_d_2(3,32000,0,14,255)；%以下給出程序運行后的波形圖及輸出數(shù)據(jù)% …二、碼型變換（一）基本任務：原始PCM脈沖編碼信號的AMI碼型和CMI碼型變換。主要步驟和要求：（1）把原始的PCM脈沖編碼信號轉換成適合在信道中傳輸?shù)腁MI碼型。要求PCM碼可以是數(shù)字型也可以是字符型，要求畫出AMI碼型變換前后的波形圖。（2）把原始的PCM脈沖編碼信號轉換成適合在信道中傳輸?shù)腃MI碼型。要求PCM碼可以是數(shù)字型也可以是字符型，要求畫出CMI碼型變換前后的波形圖。程序代碼及說明：（1）AMI碼型變換程序代碼及說明function changed_ami=signal_encod_1(pcm)%輸入信號pcm為原始的PCM脈沖編碼信號，輸出信號changed_ami為碼型變換%后的AMI碼型數(shù)字序列。%檢測原始PCM脈沖編碼信號的類型%%以下列出你自己編寫的代碼%…%對原始PCM脈沖編碼信號進行1的個數(shù)的奇偶檢測，若為奇數(shù)個則補1%%以下列出你自己編寫的代碼%…%AMI碼型變換%%以下列出你自己編寫的代碼%…（2）CMI碼型變換程序代碼及說明function changed_cmi=signal_encod_2(pcm)%輸入信號pcm為原始的PCM脈沖編碼信號，輸出信號changed_cmi為碼型變換%后的CMI碼型數(shù)字序列。%檢測原始PCM脈沖編碼信號的類型%%以下列出你自己編寫的代碼%…%對原始PCM脈沖編碼信號進行1的個數(shù)的奇偶檢測，若為奇數(shù)個則補1%%以下列出你自己編寫的代碼%…%CMI碼型變換%%以下列出你自己編寫的代碼%…測試信號：pcm=’100001000011000011’。changed_ami＝signal_encod_1(pcm)；changed_cmi=signal_encod_2(pcm)；%以下給出程序運行后的波形圖及輸出數(shù)據(jù)%…（二）選做任務：原始PCM脈沖編碼信號的HDB3碼型轉換。主要步驟和要求：把原始的PCM脈沖編碼信號轉換成適合在信道中傳輸?shù)腍DB3碼型。要求PCM碼可以是數(shù)字型也可以是字符型；要求保證輸入的PCM脈沖編碼信號中1的個數(shù)為偶數(shù)；要求編碼原理符合《通信原理》（樊昌信編著）P97頁所述；要求畫出HDB3碼型變換前后的波形圖。程序代碼及說明：function changed_hdb3