通信仿真课程设计指导书2014（通信）

长 沙 学 院

课程设计指导书

课程设计名称 通信原理课程设计

系 （部） 电子与通信工程系 （盖章）

专 业 电子信息工程

班 级 14通信1、2

2016年 12月 6 日

课程名称：通信仿真课程设计 课程编号：JX040389 主 笔 人：冯璐 主 审 人：刘光灿

一、课程设计的目的

通过本课程设计，提高学生所学通信原理、电子技术、计算机等方面知识的综合运用能力，巩固所学知识，同时培养学生初步的创新能力、二次开发能力以及科研能力。本课程设计重点是使学生掌握运用MATLAB软件进行通信仿真的方法，并且加深通信原理中数字通信及编码过程的理解和运用。

二、课程设计的题目

1、2ASK数字带通传输系统仿真设计； 2、2FSK数字带通传输系统仿真设计； 3、2PSK数字带通传输系统仿真设计； 4、2DPSK数字带通传输系统仿真设计； 5、AMI基带编译码仿真设计； 6、HDB3基带编译码仿真设计； 7、PCM脉冲编码调制系统仿真设计； 8、m序列生成算法仿真设计； 9、（7，4）汉明码的生成及差错控制； 10、（7，3）循环码的生成及差错控制。

三、设计内容

1.数字带通传输系统仿真设计（适用于课题1-4）

数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。通常使用键控法来实现数字调制，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。

要求使用MATLAB仿真实现数字信号带通传输全过程，输出结果图形包括：设计原理框图、原始二进制信号波形、已调信号波形、相干载波相乘后波形、滤波器输出波形、解调抽样判决输出波形、信噪比误码率统计曲线图。

2.基带编译码仿真设计（适用于课题5-6）

数字基带信号是数字信息的电脉冲表示，不同形式的数字基带信号或码型具有不同的频谱结构，合理地设计数字基带信号以使数字信息变换为适合于给定信道传输特性的频谱

结构，是基带传输首先要考虑的问题。把数字信息的电脉冲表示过程称为码型变换。基带码型设计原则为：① 对于传输频带低端受限的信道，一般来说线路传输码型的频谱中应不含直流分量。② 尽量减少基带信号频谱中的高频分量，以便节省传输频带和减小串扰。③ 信号抗噪声能力强，波型间相关性越小越好。产生误码时，在译码中不产生误码的扩散或误差的增值，如果有，也希望越小越好。④ 便于从信号中提取定时信息；若采用分组形式传输时，不但要从基带信号中提取位定时信息，而且要便于提取分组同步信息。 ⑤ 要求基带传输信号具有内在的检错能力。⑥ 编译码的设备应尽量简单。

要求完成基带码型变换算法设计，实现任意给定20位长的二进制基带信号，能将其按照相应编码规则进行码型转换并输出，再将输出码型通过译码算法，进行译码，输出二进制基带信号，并统计与原始二进制序列的异同，说明有无误码。

3. PCM脉冲编码调制系统仿真设计（适用于课题7）

从调制的概念看，可以认为PCM编码过程是用模拟信号去调制一个二进制脉冲序列（载波），故称其为脉冲编码调制（PCM）。传输经取样、量化和编码数字化了的脉冲编码调制信号的系统称为PCM通信系统，它是数字通信系统的主要形式之一。PCM是数字通信中的基本问题。PCM通信系统中，重建信号的失真主要来源于量化及数字信道传输误码分别用量化信噪比和误码信噪比表示。CCITT G.712详细规定了它的S/N指标，并规定比特率为64Kb/s，使用A律或μ律编码律。

要求给定任意归一化的信号抽样值，能将其按照A率13折线方式进行编码，输出8位二进制PCM编码；给定任意8位二进制PCM编码能将其译码输出成相应量化电平值，并对此量化输出电平编码成不带符号位的11位二进制序列。

4、m序列生成算法仿真设计（适用于课题8）

m序列的产生：m序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。它是由带线性反馈的移存器产生的周期最长的一种序列。设m序列初始状态为(a3, a2, a1, a0) = (1, 0, 0, 0)，则在移位1次时，由a3和a0模2相加产生新的输入a4 = 1 ? 0 = 1，新的状态变为(a4, a3, a2, a1) = (1, 1, 0, 0)。这样移位15次后又回到初始状态(1,0, 0, 0)。若初始状态为全“0”，即(0, 0, 0, 0)，则移位后得到的仍为全“0”状态。应该避免出现全“0”状态，否则移存器的状态将不会改变。

要求能根据给定的本原多项式（n<=5），生成对应的m序列全部码组。 5、差错控制编码算法仿真设计(适用于课题9-10)

差错控制是包括信道编码在内的一切纠正错误手段。奇偶校验码中校正子S只有两种取值，故只能表示有错和无错，而不能进一步指明错码的位置。 若此码组长度增加一位，则能增加一个监督关系式。这样，就能得到两个校正子。两个校正子的可能取值有4种组合，即00，01，10，11，故能表示4种不同的信息。若用其中一种组合表示无错码，则还有其他3种组合可以用于指明一个错码的3种不同位置。 从而可以有纠错能力。

一般而言，若有 r 个监督关系式，则 r 个校正子可以指明一个错码的 (2r– 1) 个

不同位置。 当校正子可以指明的错码位置数目等于或大于码组长度n时，才能够纠正码组中任何一个位置上的错码。汉明码是能纠正1位错码的分组码形式。循环码是指任一码组循环一位后仍然是该编码中的一个码组。

要求根据（7，4）汉明码或（7,3）循环码的生成多项式生成其所有需用码组。当输入为任意码组时检测或纠正码组中出错的情况，并输出结果。

四、设计步骤

1.根据题目，查阅有关资料，掌握通信算法仿真原理。 2.学习MATLAB软件，掌握MATLAB各种函数的使用。

3.运用MATLAB进行编程，仿真调制过程，记录并分析仿真结果。 4.形成设计报告。

五、设计要点

理解通信原理中对应知识点，并进行分析，实现算法仿真。

六、设计进度安排

第十六周：查找资料，熟悉软件使用，完成算法仿真并对结果进行分析，写出设计报告。

七、考核标准

对于学生课程设计的考核的标准，将根据其设计方案、课程设计过程中的学习态度，设计结果的有效性、完整性，答辩及设计报告的质量等进行综合评定。

课程设计方案 20％ 八、注意事项

（1）步骤：预习、仿真、调试、测试、总结。

（2）验收时上交设计总结报告。设计总结报告要求同时上交纸质文档（A4）和电子文档（word）。

（3）通过本课程设计，应重点掌握一般仿真设计方法、指标计算和调试测试方法。 （4）要保持整洁和安静，不要大声喧哗，不要随地吐痰,不要乱丢纸屑、杂物。 （5）爱护仪器设备及公物，凡违反操作规程不听从教师指导而损坏仪器及公物，按规定赔偿。

课程设计态度 20% 设计结果 20% 设计报告质量 40%

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