通信原理课程设计指导书

通信原理课程设计指导书

南通大学电子信息学院

2012年12月

一、目的

课程设计是整个教学过程中的一个重要环节，对学生来说则是一次工程实际问题的锻炼。通过课程设计，学生不仅可以系统地复习、巩固本课程的基本知识和内容，而且可以拓宽学生的思路、培养学生应用理论知识解决实际工程问题的能力。

在计算机技术日益发展的今天，计算机的应用正逐步将科技人员从繁重的计算工作中解脱出来。本课程设计的目的就是让学生掌握运用数学类应用软件（MATLAB）来解决通信系统理论研究和实际仿真问题的能力。

二、要求

通过本课程设计，要求学生：

1、 熟练掌握MATLAB软件的使用方法。

2、 掌握利用MATLAB软件进行通信原理及系统实验仿真程序的编程

方法和技巧。

3、 掌握通信系统性能分析并利用MATLAB软件进行仿真验证的一般

步骤和方法。 具体要求是：

1、 根据课题的任务和要求进行MATLAB编程仿真，分析、比较仿真

结果，得出结论。

2、 撰写总结报告。总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结，学

生应该按照规定的格式编写总结报告。总结报告的主要内容有：课题名称、设计任务和要求、仿真程序、仿真结果、结论等。 三、课题内容

1、常规AM调制 基带信号

1， 0≤t

m(t) = -2, t0/3≤t<2t0/3

0, 其余t

用常规AM方法调制载波c(t)=cos(2?fct)。假设fc=250Hz，t0=0.15s，调制指数a=0.85。

（1）画出m(t)和u(t)的波形； （2）画出m(t)和u(t)的频谱图；

（3）假定信号是周期的，周期T0=t0，求已调信号的功率； （4）若噪声加到已调信号上，信噪比SNR是20dB，求噪声功率；

1

（5）画出噪声n(t)和已调信号加噪声（u(t)+ n(t)）的波形； （6）画出噪声n(t)和已调信号加噪声（u(t)+ n(t)）的频谱图；

（7）比较示范课题中的m(t)和u(t)的波形及其频谱，写出它们的不同点。 说明：

（1）注意到m(t)max?2，因此有 u(t)??2?0.85m(t)?cos(2?fct)

??t?0.025??t?0.075????2?0.85???1.7????cos(500?t) ??0.05??0.05??? （2）本题求已调信号功率时不能用下面关系

Ac21?a2Pmn Pu?2??因为本题中m(t)不是零均值的信号。

2、高斯信道容量

（1）画出带宽B=3000Hz的加性高斯白噪声信道的容量作为S/n0函数的图形，其中S为信号功率，n0为噪声单边密度谱，S/n0在-20dB至30dB之间变化。

（2）画出S/n0 =25dB时，加性白高斯噪声信道的容量作为带宽B函数的图形，尤其是当B无限增加时，信道容量是什么？

3、 2FSK信号的相关形式最佳接收机

考虑一个等概二进制通信系统，它采用由下式给出的2FSK信号波形

u(t)?cos(2?fu(t)?cos(2?f121t),0?t?Tbt),0?t?Tb ，这里

f1?10002T和

bf2?f1?1T。信道给予每个传输信号的相移为??45，这样在无噪声

b0下接收信号是r(t)?cos(2?fit??4),i?1,2，0?t?Tb。用数值方法

实现该2FSK信号的相关形式最佳接收机（接收机结构如图1所示，假设

2

，u(t)表示二进制符号“1”）。 u(t)表示二进制符号“0”

12输入?s1(t)积分器比较器积分器输出?s2(t)

图1：相关形式的最佳接收机

四、时间安排

第一天：复习MATLAB的使用方法，理解、掌握示范课题； 第二天：分析、设计课题1； 第三天：完成课题1； 第四天：完成课题1； 第五天：分析、设计课题2； 第六天：完成课题2； 第七天：分析、设计课题3； 第八天：完成课题3

第九天：分析、总结仿真结果，进行验收答辩； 第十天：比较分析，撰写课程设计报告。

附：示范课题

基带信号m(t)定义为：

1, 0≤t

m(t) = -1, t0/3≤t<2t0/3

0, 其余t

3

该信号以DSB方式调制载波c(t)?cos(2?fct)，所得已调信号记为u(t)。假设t0=0.15s和fc=250Hz。

（1）画出m(t)和u(t)的波形； （2）画出m(t)和u(t)的频谱图；

（3）假定信号是周期的，周期T0=t0，求已调信号的功率；

（4）若噪声加到已调信号上，所得信噪比SNR是10dB，求噪声功率。 题解： m(t)可以写成

t??t?06m(t)????t0??3因此，

t????t?02??????t0????3??? ?????t?0.025??t?0.075??u(t)??????????cos(500?t)

?0.05????0.05?

本题的MATLAB脚本如下： M文件

% Matlab demonstration script for DSB modulation.

% The message signal is +1 for 0

echo off

t0=0.15; % signal duration

ts=0.001; % sampling interval,4 times of fc fc=250; % carrier frequency

snr=10; % SNR in dB (logarithmic) fs=1/ts; % sampling frequency df=0.3; % desired freq. resolution t=(0:ts:t0); % time vector snr_lin=10^(snr/10); % linear SNR % message signal

m=[ones(1,t0/(3*ts)),-1*ones(1, t0/(3*ts)),zeros(1,t0/(3*ts)+1)]; c=cos(2*pi*fc.*t); % carrier signal

4

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ydgf.html