【正文】 編 國(guó)防工業(yè)出版社 北京 2004年 [3]《MATLAB通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)》孫屹 主編 李妍 編著國(guó)防工業(yè)出版社 北京2004年第五篇：通信原理課程設(shè)計(jì)通 信 原理課程 設(shè)計(jì)班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：任課教師：Simulink建模仿真實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用216。頻分復(fù)用是一種按頻率來(lái)劃分信道的復(fù)用方式。 仿真模塊正弦信號(hào)；Sine Wave模塊低通濾波器 ：Analog Filter Designlowpass模塊調(diào)制器：Analog Passband Modulation ,提供模擬調(diào)制技術(shù)。在軟件中掌握模塊的功能以及應(yīng)用，順利的建立模型，進(jìn)行仿真，得到結(jié)果。解調(diào)器：Analog Passband Modulation ,提供模擬調(diào)制技術(shù)。在接收端，采用適當(dāng)?shù)膸V波器將多路信號(hào)分開(kāi)，從而恢復(fù)出所需要的信號(hào)。 設(shè)計(jì)題目涉及的理論知識(shí)當(dāng)一條物理信道的傳輸能力高于一路信號(hào)的需求時(shí)，該信道就可以被多路信號(hào)共享，例如電話(huà)系統(tǒng)的干線(xiàn)通常有數(shù)千路信號(hào)的在一根光纖中傳輸。了解了更多關(guān)于通信的知識(shí)，對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作又了莫大的幫助。%子圖分割 plot（tau,dsig）%畫(huà)出載波波形 grid on%添加網(wǎng) axis([Tmin ])%設(shè)置坐標(biāo)范圍 subplot(3,1,2)%子圖分割 plot(tau,carry2)%畫(huà)出載波波形 grid on%添加網(wǎng)絡(luò)axis([Tmin *A *A])。%載波信號(hào)ask=kron(m,carry1)。%序列的長(zhǎng)度F=200。然而，在實(shí)際信道中，大多數(shù)信道具有帶通傳輸特性，數(shù)字基帶信號(hào)不能直接在這種帶通傳輸特性的信道中傳輸。二、仿真設(shè)計(jì)原理 2ASK信號(hào)的調(diào)制2ASK技術(shù)是通過(guò)改變載波信號(hào)的幅值變化來(lái)表示二進(jìn)制0或1的。根據(jù)數(shù)字信號(hào)控制載波的參量不同也分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種方式。單邊帶信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)形狀相同。對(duì)AM信號(hào)的解調(diào)采取乘積型同步檢波。為此，實(shí)際中往往采用多級(jí)調(diào)制的辦法，目的在于降低每一級(jí)的過(guò)渡帶歸一化值，減小實(shí)現(xiàn)難度。相干解調(diào)的原理框圖。顯然，無(wú)論是上邊帶還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號(hào)的完整信息。AM調(diào)制器模型如下圖所示。，采用m編程和Simulink模塊化設(shè)計(jì)，組建通信系統(tǒng) 首先新建一個(gè)m文件，再根據(jù)系統(tǒng)原理框圖畫(huà)出軟件實(shí)現(xiàn)流程圖，然后根據(jù)流程編寫(xiě)相應(yīng)程序，最后對(duì)代碼進(jìn)行修正優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，設(shè)置和調(diào)整各模塊參量及初始變量值，觀(guān)察分析結(jié)果（計(jì)算的數(shù)據(jù)，顯示的圖形）；根據(jù)線(xiàn)性幅度調(diào)制原理，確定調(diào)制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；畫(huà)出AM,DSB,SSB調(diào)制解調(diào)信號(hào)時(shí)域波形和頻譜圖；對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。常見(jiàn)的調(diào)幅（AM）,雙邊帶（DSB）和單邊帶（SSB）等調(diào)制就是幅度的幾個(gè)典型實(shí)例。在非均勻量化時(shí)，量化間隔是隨信號(hào)抽樣值的不同而變化的，它能提高小信號(hào)的信號(hào)量噪比。（2）DPCM encoder是一個(gè)解碼器。DPCM系統(tǒng)總的量化信噪比遠(yuǎn)大于量化器的信噪比。然而，大多數(shù)以奈奎斯特或更高速率抽樣的信源信號(hào)在相鄰抽樣間表現(xiàn)出很強(qiáng)的相關(guān)性，有很大的冗余度。(8)Simout是輸出的數(shù)據(jù)利用matlab /simulink模擬量化仿真后，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波和A律解壓器產(chǎn)生的波形圖即量化前信號(hào)如圖5所示，利用抽樣量化編碼器，A律壓縮器和量化解碼器量化出來(lái)的信號(hào)如圖6所示。正弦波的頻率設(shè)置為f=1赫茲，幅值A(chǔ)=1。165。在均勻量化中，每個(gè)量化區(qū)間的量化電平均取在各區(qū)間的中點(diǎn)，其量化間隔Δi取決于輸入信號(hào)的變化范圍和量化電平數(shù)。信號(hào)的仿真時(shí)域波形圖為如圖3所示圖3 仿真時(shí)域波形圖圖3所示為平頂抽樣的仿真圖，圖中黃色的線(xiàn)是原始正弦波信號(hào)，藍(lán)色線(xiàn)為原始方波脈沖信號(hào)，正弦波信號(hào)與脈沖信號(hào)通過(guò)相乘器，經(jīng)過(guò)取樣形成如紅色曲線(xiàn)所示的疊加信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的取樣過(guò)程。根據(jù)信號(hào)是低通型的還是帶通型的，抽樣定理分低通抽樣定理和帶通抽樣定理；根據(jù)用來(lái)抽樣的脈沖序列是等間隔的還是非等間隔的，又分均勻抽樣定理和非均勻抽樣；根據(jù)抽樣的脈沖序列是沖擊序列還是非沖擊序列，又可分理想抽樣和實(shí)際抽樣。正文 設(shè)計(jì)目的與意義利用MATLAB/Simulink模擬仿真，熟悉該仿真工具。利用Simulink實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)數(shù)字化，能夠以非常直觀(guān)的方框圖方式形象地對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行建模，通信系統(tǒng)可以分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩類(lèi)。通過(guò)這次通信原理的課程設(shè)計(jì)，我從中不僅學(xué)到了ΔM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理和基本思路，深入了解了增量調(diào)制通信系統(tǒng)，而且也加深了對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步理解了增量調(diào)制的原理，了解了如何設(shè)計(jì)硬件，通過(guò)硬件測(cè)試，如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并通過(guò)修改而解決問(wèn)題，更學(xué)會(huì)了如何通過(guò)各種途徑收集資料，從中獲取需要的信息，并為我所用，成為自己的能力，這對(duì)于今后的學(xué)習(xí)還是工作都有著積極的影響。只有當(dāng)信號(hào)峰值大于σ/2時(shí)，調(diào)制器才輸出隨交流信號(hào)的變化而變化的數(shù)字序列,因此，把σ/2電平稱(chēng)為增量調(diào)制器的起始編碼電平。另外，由于增量調(diào)制是利用調(diào)制曲線(xiàn)和原始信號(hào)的差值進(jìn)行編碼，也就是利用增量進(jìn)行量化，因此在調(diào)制曲線(xiàn)和原始信號(hào)之間存在誤差，這種誤差稱(chēng)為一般量化誤差或一般量化噪聲。當(dāng)積分器輸入“1”碼時(shí)，積分器輸出產(chǎn)生一個(gè)正斜變的電壓并上升一個(gè)量化臺(tái)階σ；而當(dāng)輸入“0”碼時(shí)，積分器輸出電壓就下降一個(gè)量化臺(tái)階σ。由于該積分器又具有解碼功能，因此又稱(chēng)為本地解碼器（譯碼器）。此時(shí)的二進(jìn)制碼序列不是代表某一時(shí)刻的抽樣值，每一位碼值反映的是曲線(xiàn)向上或向下的變化趨勢(shì)。第一篇：《通信原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)武漢理工大學(xué)《通信原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 增量調(diào)制的基本概念在PCM系統(tǒng)中，為了得到二進(jìn)制數(shù)字序列，要對(duì)量化后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，每個(gè)抽樣量化值用一個(gè)碼組（碼字）表示其大小。則這種階梯狀曲線(xiàn)就可用一個(gè)“0”、“1”數(shù)字序列來(lái)表示（），也就是說(shuō)，對(duì)f′(t)的編碼只用一位二進(jìn)制碼即可。武漢理工大學(xué)《通信原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ΔM的調(diào)制原理如何在發(fā)送端形成f′(t)信號(hào)并編制成相應(yīng)的二元碼序列呢？，比較在每個(gè)抽樣時(shí)刻Δt處的f(t)和f′(t)的值可以發(fā)現(xiàn)：（1）當(dāng)f(iΔt)f′(iΔt_)時(shí)，上升一個(gè)σ，發(fā)“1”碼（2）當(dāng)f(iΔt)根據(jù)上述分析，：dT(t)f(t)＋∑－e(t)抽樣 判決Po(t)RC′t)f(積分器(a)增量調(diào)制器(編碼器)框圖(b) 增量調(diào)制原理框圖f′(iΔt)可以由編碼輸出的二進(jìn)制序列反饋到一個(gè)理想的積分器以后得到。在接收端和發(fā)送端的積分器一般都是一個(gè)RC積分器。我們把這種因調(diào)制曲線(xiàn)跟不上原始信號(hào)變化的現(xiàn)象叫做過(guò)載現(xiàn)象，由此產(chǎn)生的波形失真或者信號(hào)誤差叫做過(guò)載噪聲。另外，如果模擬信號(hào)為交流信號(hào)，且信號(hào)峰峰值小于σ時(shí)，增量調(diào)制器的輸出將不隨信號(hào)的變化而變化，只輸出“1”和“0”交替出現(xiàn)的數(shù)字序列。通過(guò)硬件的調(diào)試，修改相關(guān)元件的參數(shù)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求。隨著Matlab/Simulink通信、信號(hào)處理專(zhuān)業(yè)函數(shù)庫(kù)和專(zhuān)業(yè)工具箱的成熟，它們逐漸為廣大通信技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者和工程師所熟悉，在通信理論研究、算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模仿真和性能分析驗(yàn)證等方面的應(yīng)用也更加廣泛。主要概況是利用 Matlab中的Simulink 進(jìn)行模擬仿真設(shè)計(jì)，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化、編碼，從而實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)數(shù)字化，完成調(diào)制信號(hào)分析，并繪制相關(guān)的波形圖及頻譜圖，分析信號(hào)波形及其頻譜特點(diǎn)。2fm，這就是著名的奈奎斯特抽樣定理、簡(jiǎn)稱(chēng)抽樣定理。（5）Scope示波器，用來(lái)顯示各個(gè)仿真信號(hào)的時(shí)域波形圖。第3頁(yè)，共8頁(yè)塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)均勻量化把輸入信號(hào)的取值域按等距離分割的量化稱(chēng)為均勻量化。(xmq)2f(x)d(x)。本次實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的是正弦波信號(hào)。（7）Terminator是連接到?jīng)]有連接的輸入端。在PCM中，每個(gè)波形樣值都獨(dú)立編碼，與其他樣值無(wú)關(guān)，這樣，樣值的整個(gè)幅值編碼需要較多位數(shù)，比特率較高，造成數(shù)字化的信號(hào)帶寬大大增加。編碼信號(hào)只是當(dāng)前樣值與預(yù)測(cè)值之間的差值的量化編碼。幅值A(chǔ)=1。均勻量化是輸入信號(hào)的取值域等間隔劃分的方法，它與信號(hào)的大小無(wú)關(guān)。最常用最重要的模擬方式是用正弦波作為載波的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。正文：根據(jù)通信系統(tǒng)的基本原理，確定總的系統(tǒng)功能，將各部分功能模塊化，并找出各部分之間的關(guān)系，畫(huà)出系統(tǒng)框圖。 普通調(diào)幅（AM）的基本原理、頻譜及帶寬在上圖中，若假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)（＝1），調(diào)制信號(hào)疊加直流后再與載波相乘，則輸出的信塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)號(hào)就是常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）信號(hào)。上邊帶的頻譜與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。解調(diào)中的頻譜搬移同樣可用調(diào)制時(shí)的相乘運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。而一般調(diào)制信號(hào)都具有豐富的低頻成分，經(jīng)過(guò)調(diào)制后得到的DSB信號(hào)的上、下邊帶之間的間隔很窄，要想通過(guò)一個(gè)邊帶而濾除另一個(gè)，要求單邊帶濾波器在fc附近具有陡峭的截止特性――即很小的過(guò)渡帶，這就使得濾波器的設(shè)計(jì)與制作很困難，有時(shí)甚至難以實(shí)現(xiàn)。因此，AM信號(hào)是帶有載波分量的雙邊帶信號(hào)，它的帶寬是基帶信號(hào)帶寬的2倍。SSB的振幅與調(diào)制信號(hào)的幅度成正比，它的頻率隨調(diào)制信號(hào)的頻率不同而不同，因而它含消息特征。為使數(shù)字信號(hào)能在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制方式與模擬信號(hào)調(diào)制相類(lèi)似。二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控是一種古老的調(diào)制方式，也是各種數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。相干解調(diào)的原理圖如下三、直接用MATLAB編程仿真實(shí)驗(yàn)框圖在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，為了使數(shù)字基帶信號(hào)能夠在信道中傳輸，要求信道應(yīng)具有低通形式的傳輸特性。%數(shù)字信號(hào)序列 Lm=length(m)。%一個(gè)碼元寬度內(nèi)的信號(hào)長(zhǎng)度 carry2=kron(ones(size(m)),carry1)。%數(shù)字信號(hào)波形 subplot(3,1,1)。在此期間，首先，通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍、文獻(xiàn)，搞清楚原理框圖，為今后的實(shí)驗(yàn)及論文寫(xiě)作奠定比較扎實(shí)的理論；其次，在原理圖的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)具體的硬件實(shí)現(xiàn)流程圖，利用將一個(gè)大而復(fù)雜的系統(tǒng)分解轉(zhuǎn)化為多個(gè)小而簡(jiǎn)單的模塊的思想，在進(jìn)行整合、連接，將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。 設(shè)計(jì)目的掌握頻分復(fù)用工作原理學(xué)會(huì)使用Simulink建模仿真216。在FDM中，信道的帶寬被分成多個(gè)相互不重疊的頻段（子通道），沒(méi)路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)子通道，并且各路之間必須留有未被使用的頻帶（防護(hù)頻帶）進(jìn)行分隔，以防止信號(hào)重疊。DSB AM Modulator Passband模塊 DSBSC AM Modulator Passband模塊 SSB AM Modulator Passband模塊帶通濾波器：Digital Filter Design模塊信道：AWGN channel,加性高斯白噪聲信道。