点对点数字通信系统

数字通信系统

一、 通信系统

Ⅰ、通信系统的组成

传递信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。通信系统的一般模型如下图。 信息源 发送设备 传输媒介 接收设备 收信者 干扰 通信系统由以下几部分组成：

1、 信息源和收信者，根据信息源输出信号的不同可分为模拟信源和离散信源。模拟信源输出连续幅度的信号；离散信源输出离散的符号序列或文字。模拟信源可通过抽样和量化变换为离散信源。 由于信息源产生信息的种类和速率不同，因而对传输系统的要求也各不相同。

2、 发送设备，发送设备的基本功能是将信源和传输媒介匹配起来，即将信源产生的消息信号变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。变换方式多种多样，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方法。

对于数字通信系统来说，发送设备常常又可分为信道编码和信源编码。信源编码是把连续消息变换为数字信号；而信道编码则是是数字信号与传输媒介匹配，提高传输的可靠性或有效性。

发送设备还包括为达到某些特殊要求所进行的各种处理，如多路复用、保密处理、纠错编码处理等。

3、 传输媒介，从发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介。有线和无线均有多种传输媒

介。传输过程必然引入干扰。媒介的固有特性

数字通信系统仿真

一、实验要求：

1、仿真工具

Matlab、System View、NS-2、Opnet。

2、基本要求

选择2种以上合适的调制方式； 选用2种以上噪声信道； 选择2种以上的信源编码方式； 选用2种以上的信道编码方式。

3、性能分析

比较不同信源、信道编码方式对系统的影响； 比较噪声信道变化时对系统的影响； 比较不同的信道带宽对对系统的影响； 比较不同调制方法对系统的影响。

4、性能指标

误码率、传输速率、流量。

本实验通过使用MATLAB中的SIMULINK仿真平台，搭建了8个仿真模型，来对比分析通信系统的性能。所采用的信源编码是PCM和DPCM编码，信道编解码分别是汉明码和卷积码，调制解调器分别为MFSK和DBPSK，信道为多径莱斯衰落信道+AWGN信道、多径瑞利衰落信道+AWGN信道。本实验分别对这8个模型进行仿真，对比它们的性能，得到了相应的结果。

二 、实验原理

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图2.1所示。它的主要组成结构为输入/输出变换器、信源编/译码器、信道编/译码器，数字调制/解调器和信道。

由信源编码器输出的二进制数字序列成为信息序列，它被传送到信道编码器

数字通信系统仿真

一、实验要求：

1、仿真工具

Matlab、System View、NS-2、Opnet。

2、基本要求

选择2种以上合适的调制方式； 选用2种以上噪声信道； 选择2种以上的信源编码方式； 选用2种以上的信道编码方式。

3、性能分析

比较不同信源、信道编码方式对系统的影响； 比较噪声信道变化时对系统的影响； 比较不同的信道带宽对对系统的影响； 比较不同调制方法对系统的影响。

4、性能指标

误码率、传输速率、流量。

本实验通过使用MATLAB中的SIMULINK仿真平台，搭建了8个仿真模型，来对比分析通信系统的性能。所采用的信源编码是PCM和DPCM编码，信道编解码分别是汉明码和卷积码，调制解调器分别为MFSK和DBPSK，信道为多径莱斯衰落信道+AWGN信道、多径瑞利衰落信道+AWGN信道。本实验分别对这8个模型进行仿真，对比它们的性能，得到了相应的结果。

二 、实验原理

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图2.1所示。它的主要组成结构为输入/输出变换器、信源编/译码器、信道编/译码器，数字调制/解调器和信道。

由信源编码器输出的二进制数字序列成为信息序列，它被传送到信道编码器

课程设计报告

题目：基于MATLAB的通信系统仿真

———信道编码对通信系统性能的影响

专业： 通信工程 姓名： XXX 学号： 0730xxxx

基于MATLAB的通信系统仿真

———信道编码对通信系统性能的影响

摘要：简述信道编码理论，详细说明分组码的编译原理、实现方法及检错纠错能力，用MATLAB

仿真有无信道编码条件下对通信系统性能的影响及信道编码在不同信道下对通信系统性能的影响，如AWGN信道和深衰落信道。

关键词：信道编码、分组码、MATLAB仿真、性能

一、引言

提高信息传输的有效性和可靠性始终是通信技术所追求的目标，而信道编码能够显著的提升信息传输的可靠性。1948年,信息论的奠基人C.E.Shannon在他的开创性论文“通信的数学理论”中,提出了著名的有噪信道编码定理.他指出：对任何信道,只要信息传输速率R不大于信道容量C, 就一定存在这样的编码方法：在采用最大似然译码时,其误码率可以任意小.该定理在理论上给出了对给定信道通过编码所能达到的编码增益的上限,并指出了为达到理论极限应采用的译码方法.在信道编码定理中,香农提

摘要

本文是关于一个数字语音通信系统的设计与实现，首先介绍数字通信系统的基本原理，然后分别从信源编码、信道编码和数字调制与解调三个方面介绍本系统的设计与实现，最后通过Matlab程序分模块仿真，完成通信系统的实现。本系统信源编码中脉冲编码调制采用非均匀量化，A律压缩13折线法编码，非均匀量可以得到较高的信噪比并且非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。信道编码采用循环码，循环码的编码和解码设备都不太复杂，而且纠错的能力较强。在数字调制中采取了二进制频移键控调制方式，此方法利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息，解调时用了相干解调，方法简便，容易实现。

关键字：信源编码与译码信道编码与译码数字调制与解调

1.背景介绍

随着数字通信系统的发展，语言通信已成为人们日常生活的一部分，手机，电话和网络语音通信等已经逐渐深入人们的日常生活，通信技术是信息技术中极重要的组成部分。从广义说，各种信息的传递均可称之为通信。但由于现代信息的内容极为广泛，因而人们并不把所有信息传递纳入通信的范围。通常只把语音、文字、数据、图像等信息的传递和传播称为通信。面向公众的单向通信，如报纸、广播、电视便不包括在内。但这种单向传播方式，由于通信技术的发展，也在

讲解matlab应用于数字通信仿真中

Matlab基础与数字通信仿真 基础与数字通信仿真

赵婷婷

讲解matlab应用于数字通信仿真中

内容

1 2 3 4

Matlab简介 简介 Matlab语言基础 语言基础 Matlab绘图基础 绘图基础 Matlab与数字通信仿真 与数字通信仿真

讲解matlab应用于数字通信仿真中

内容

1

Matlab 简介Matlab是什么？ Matlab是什么？ 是什么 Matlab窗口环境 窗口环境

讲解matlab应用于数字通信仿真中

Matlab是什么？ 是什么？ 是什么Matlab = Matrix Laboratory = 矩阵实验室 由MathWorks公司于1984年推出的一套高性能的 数值计算和可视化数学软件 基本元素是矩阵 数学表达式与运算规则符合通常的习惯 语法不严格 具有强大的数值计算和图示能力 具有丰富的工具箱(ToolBox) 强大的help功能

讲解matlab应用于数字通信仿真中

Matlab窗口环境 窗口环境

脚本M文件 在命令窗口中输入并执行 它所用的变量都要在工作空间中获取

讲解matlab应用于数字通信仿真中

Matlab窗口环境 窗口环境

程序文件 以.m格式进行存取程序 运行时只需在工作空间中键入

讲解matlab应用于数字通信仿真中

Matlab基础与数字通信仿真 基础与数字通信仿真

赵婷婷

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内容

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复习题

名词：同步, 映射, 抽样，量化, DPCM, 汉明码, 复用, 定位 ，时分多路复用，正码速调整，同步复接，异步复接 问答：

1. 数字信号和模拟信号的特点。

2. 数字信号的有效性和可靠性指标及其计算方法。 3. 为什么数字通信的抗干扰性强，无噪声积累? 4. 低通和带通信号抽样定理。

5. 回答均匀量化与非均匀量化的特点，说明为什么引入非均匀量化. 6. 说明码的抗干扰能力与最小码距的关系.

7. 什么叫PCM零次群? PCM30/32一至四次群的速率和接口码型分别是什么? 8. 帧同步的目的是什么? PCM30/32系统的帧同步码型为何? 9. PCM帧同步系统处理流程图。 10. PCM30/32系统帧结构。

11. PCM帧同步系统中，前方保护和后方保护分别是指什么？其各自防止的现

象是什么？

12. PCM一次群到异步复接二次群，与同步复接的区别。 13. 简述SDH通信系统的特点。

14. SDH帧结构分哪几个区域? 各自的作用是什么? 15. SDH 网的速率等级有哪些? 16. SDH 中复用的概念是什么?

17. SDH 传送网的基本物理拓扑有哪几种? 18. SDH数字通信系统的特点是什么？

19. 画

数字通信原理试卷一

一、填空题（每题3分）

1、通信的目的是_______ 或________ 信息。

2、通信方式有两种基本形式，即________通信和_______ 通信。 3、数字通信在____________和____________上均是离散的。

4、某一数字信号的符号传输速率为1200波特（Bd），若采用四进制传输，则

信息传输速率为___________。

5、设信道的带宽B=1024Hz，可传输2048 bit/s的比特率，其传输效率η=_________。

6、模拟信号经抽样、量化所得到的数字序列称为________信号,直接传输这种

信号称为___________。

7、目前最常用的多路复用方法为________复用和_______复用。

8、由于噪声的干扰可能使帧同步码出现误码，我们将这种情况称为_____________。

9、一般PCM（脉冲编码调制）的帧周期为__________。

10、 PCM30/32制式中一复帧包含有_____帧，而每一帧又包含有 _____个路时

隙，每一路时隙包含有______个位时隙。 二、选择题（每题2分） 0、模拟信号的特点为：

(a) 幅度为连续

数字通信——QAM和QPSK调制

一、正交振幅调制(QAM)

1.原理及应用概述

正交幅度调制（QAM）是一种矢量调制，是幅度和相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，不同的幅度和相位代表不同的编码符号。因此在一定的条件下可实现更高的频带利用率,而且抗噪声能力强，实现技术简单。因此QAM在卫星通信和有线电视网络高速数据传输等领域得到广泛应用。

QAM的调制原理：QAM将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面上，通常，可以用星座图来描述QAM信号的信号空间分布状态。形成复数调制符号（I，Q），然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波cos(wt)和sin(wt)上。

2.调制

输入的二进制序列经过串/并变换器输出速率 减半的两路并行序列，

再分别经过2电平到L电平的变换，形成L电平的基带信号。

还要经过预调制低通滤波器，形成X(t)和Y(t)，再分别对同相载波和正交载波相乘。

最后将两路信号相加即可得到QAM信号。

QAM调制数学原理：QAM调制的表达式一般可表示为

ym(t)?Amcoswt?Bmsinwt

其中Am=dmA，