DPCM,PSK系统的MATLAB实现及能分析.doc

DPCM/PSK系统的MATLAB实现及性能分析 共16页 第16页DPCM/PSK系统的MATLAB实现及 性能分析学生姓名： 指导老师： 摘 要：本课程设计主要是为了进一步理解DPCM编码解码和PSK调制解调原理，并能通过MATLAB系统软件来实现对DPCM编码解码和PSK调制解调,且通过对各个元件的参数进行不同的设置，来观察示波器的波形并分析系统性能。在课程设计中，我们将用到MATLAB集成环境下的SIMULINK仿真平台。在熟悉SIMULINK的工作环境下，构建DPCM编码解码和PSK调制解调模块，对随机信号进行DPCM编码解码喝PSK调制解调，观察比较各级信号波形关键词：MATLAB/Simulink仿真平台；DPCM/PSK系统；误码率；1 引言1.1课程设计目的通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关DPCM编码和解码及PSK调制解调系统的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。1.2 课程设计内容 利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个DPCM/PSK系统.将模拟信号进行DPCM编码,将编码信号加入PSK调制解调系统,再进行DPCM解码; 用示波器观察各级信号波形;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。2 DPCM编码解码及PSK调制解调原理2.1 DPCM编码及解码原理图2-1 DPCM编码原理图系统包括，发送、接收和信道传输三个部分。发送端由编码器、量化器、预测器和加减法器组成；接收端包括解码器和预测器等；信道传送以虚线表示。由图可见DPCM系统具有结构简单，容易用硬件实现（接收端的预测器和发送端的预测器完全相同）的优点。图中输入信号f(i,j)是坐标为像素点的实际灰度值，是由已出现先前相邻像素点的灰度值对该像素点的预测灰度值。是预测误差。假如发送端不带量化器，直接对预测误差进行编码、传送，接收端可以无误差地恢复。这是可逆的无失真的DPCM编码，是信息保持编码；但是，如果包含量化器，这时编码器对编码，量化器导致了不可逆的信息损失，这时接收端，经解码恢复出的灰度信号，不是真正的，以表示这时的输出。可见引入量化器会引起一定程度的信息损失，使图像质量受损。但是，为了压缩比特数，利用人眼的视觉特性，对图像信息丢失不易觉察的特点，带有量化器有失真的DPCM编码系统还是普遍被采用。2.2 PSK调制解调原理在PSK调制时，载波的相位随调制信号状态不同而改变。如果两个频率相同的载同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，此时它们就处于“同相”状态；如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为“反相”。一般把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，“1”码控制发0度相位，“0”码控制发180度相位。 3 模块设计与仿真图分析3.1DPCM/PSK系统电路图（1）DPCM/PSK系统的仿真电路图如图3-1和3-2所示：图3-1 DPCM/PSK系统的仿真电路图(加高斯噪声)图3-2 DPCM/PSK系统的仿真电路图(无高斯噪声)（2）系统所用模块的参数设置图3-3 Sine wave1参数图图3-4 DPCM ENCODER参数图 图3-5 Unipolar to Bipolar Converter参数图图3-6 Sine wave2模块参数图图3-7 Product1模块参数图图3-8 Gaussian NoiseGenerator模块参数图图3-9 Sum模块参数图图3-10 Analog Filter Design1模块参数图带通滤波器的参数决定了通过的噪声的多少，对低通边缘频率和高通高通边缘频率不断进行修改，使系统得到最大的抗噪性能。图3-11 Product2模块参数图图3-12 Analog Filter Design2模块参数图图3-13 Sampled Quantizer Encode模块参数图图3-14 Error Rate Calculation参数设定图 图3-15 Display参数设置图 图3-16 Scope1参数设置图 图3-17 Scope2参数设置图图3-18 DPCM Decoder参数设定图（3）系统运行示波器的显示为：图3-19 Scope1结果显示图（加高斯噪声)图3-20 Scope1结果显示图(无高斯噪声)图3-21 Scope 2结果显示图（加高斯噪声）图3-22 Scope 2结果显示图（无高斯噪声）结论：通过对加噪声和不加噪声的两个系统结果的比较，从波形结果显示来看，加噪声的和无噪声的基本上无差别，而误码率显示也证明了这点，由此得出此系统的抗噪声性能很好。4 结束语此次课程设计是我第一次做课程设计，通过这次课程设计，拓宽了我的知识面。在实验过程中，把学过的通信原理、信号与系统、数字信号处理等各学科的理论运用到其中来，把理论与实践相结合，加深了我对这些理论的了解，使我能更好地运用它。另外我也重新认识了matlab这个软件，matlab功能的强大也令我大开眼界，同时这次课程设计也大大激发了我的学习兴趣。经过了一个星期的努力，我终于把这次设计完成了。这期间蔡老师热心的指导给了我很大的帮助，还有许多同学的解答也使我大大受用，很感谢蔡老师和我的同学们。在这次课程设计中，我学到了很多课堂上学不到的知识，加深了我对自己专业的了解，夯实了我的学习基础，锻炼了自己的能力，这些都是无价之宝，使我在以后的学习中更能很好的掌握知识。这次课程设计真的使我受益匪浅。最后再次对蔡老师给我的热心帮助表示衷心的感谢，祝蔡老师身体健康，工作顺利，合家欢乐！参考文献【1】邵玉斌 Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析。清华大学出版社，2008【2】曹丽娜，樊昌信。通信原