基于MATLAB通信原理课程设计（1）_通信原理matlab设计

基于MATLAB通信原理课程设计（2）

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《通信原理》课程设计任务书

一、设计目的与设计内容

学生通过自己设计及建立通信系统，掌握通信系统的构成原理、信号传输的概念，

加深对通信系统及信号的认识，提高学生的实际应用、动手能力。要求学生经过课程

设计这一教学环节学会应用 MATLAB 软件来实现信号传输中的各个基本环节。

可选的设计题目有：

（1）信息论基本计算

编程实现信源平均信息量的计算(以高斯分布的信源为例)；

编程实现离散信道容量的计算(以输入符号等概分布为例)；

编程实现信源编码过程(以 Human 编码为例)；

（4）数字信号频带传输系统设计

编程实现 ASK 调制/解调技术，绘出时、频域波形；

编程实现 FSK 调制/解调技术，绘出时、频域波形；

编程实现 PSK、DPSK 调制/解调技术，绘出时、频域波形；

编程实现 16/64QAM 调制/解调技术，绘出时、频域波形；

二、课程设计进度要求

序

号

设计内容时间(具体上机时间另行通知)

资料查阅

2 天

编写调试程序

8 天

验证设计结果

2 天

课程设计答辩

2 天

合计 14 天

三、课程设计说明书与图纸要求

1、逻辑清晰、层次分明、书写整洁；

2．设计任务及主要技术指标和要求；

3．选定方案的论证及整体仿真方案的工作原理、程序分析；

4．附程序清单或软盘；。

5．课程设计说明书须每人一份，独立完成。

四、课程设计评分标准

评定项目评分成绩

1．选题合理、目的明确。 (10 分)

2.1.1 平均信息量：平均每个符号所能提供的信息量。

H(X)

2.1．2 离散信道容量：信道容量是信道所能传送的最大的信息量。

C=maxI(X;Y) R=I(X;Y)=H(X)-H(X\Y)

2.1．3 信源编码过程：Human 编码的意义是，用最少的编码长度来表

达符号的信息。为了使平均码长度最小，将发生概率较大的符号用比较短

的码组来表示，将发生概率较小的符号用较长的码组实现，以得到最佳的

变长编码，减少冗余度，提高系统传输的效率。

2.2 数字信号频带传输系统设计

在数字信号频带传输系统中最基本的调制和解调方式有 ASK,，FSK,

PSK,2DPSK 和 QAM 这几种，下面将依次介绍其调制和解调的过程：

2.2.1 振幅键控（ASK）:

在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进

制基带信号 1 或 0 的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中

的“1”或“0”，这样就可以得到 2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为

通—断键控（OOK）。其时域数学表达式为：

（1）

式中，A 为未调载波幅度，为载波角频率，为符合下列关系的二

进制序列的第 n 个码元：

（2）

综合式 1 和式 2，令 A＝1，则 2ASK 信号的一般时域表达式为：

式中，T

为码元间隔，为持续时间 [－T

/2，T

/2] 内任意波形形

状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲），而就是代表二进制信息

的随机单极性脉冲序列。

采用相乘电路产生二进制 ASK 信号时，用基带信号 A（t）与载波

cosw0t 相乘就得到已调信号输出。2ASK 信号解调时可采用相干解调法和

包络检波法，包络检波法解调器是用整流器和低通滤波器构成的；相干解

调中相乘电路需要有相干载波 cosw0t,它必须从接收信号中提取，并且和

接收信号的载波同频同相，所以这种方法比包络检波法要复杂得多。

2.2.2 频移键控（FSK）:

2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的

频率随二进制序列 0、1 状态而变化，即载频为时代表传 0，载频为时

代表传 1。显然，2FSK 信号完全可以看成两个分别以和为载频、以

和为被传二进制序列的两种 2ASK 信号的合成。2FSK 信号的典型时域

波形如图 15-5 所示，其一般时域数学表达式为

式中，，，是的反码，即

2FSK 信号的产生是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使

其能够输出两个不同频率的码元。2FSK 信号的接收也分为相干和非相干两

类。采用相干接收法时，接收信号经过并联的两路带通滤波器、与本地相

干载波相乘和低通滤波后，进行抽样判决。

2PSK 信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定 0 相

位载波和 π 相位载波分别代表传 1 和传 0。

设二进制单极性码为 a

，其对应的双极性二进制码为 b

，则 2PSK 信

号的一般时域数学表达式为：

其中：

2PSK 信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，

在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而

在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。

2.2.3 相移键控（PSK 和 DPSK）:

2DPSK 是利用相邻码元载波相位的相对值表示基带信号“0”和“1”的，

它的调制原理与 2FSK 的调制原理类似，也是用二进制基带信号作为模拟

开关的控制信号轮流选通不同相位的载波，完成 2DPSK 调制，其调制的基

带信号和载波信号分别从“PSK 基带输入”和“PSK 载波输入”输入，差分变换

的时钟信号从“PSK-BS 输入”点输入。

2DPSK 信号的解调，主要两种方法。第一种方法是直接比较相邻码元

的相位，从而判决接收码元是“0”还是“1”。为此，需要将前一码元延迟 1

码元时间，然后将当前码元的相位和前一码元的相位作比较。第二种方法

是先把接收信号当做绝对相移信号进行相干解调，解调后的码元序列是相

对码；然后将此相对码做逆码变换，还原成绝对码，即原基带信号码元序

列。

2.2.4 正交幅度调制/解调（QAM）:

一个正交幅度调制（QAM）信号采用两个正交载波,每一个载波被一个

独立的信息比特序列所调制，QAM 可以看作是振幅调制和相位调制的结合。

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