通信原理三级

.,1,远距离通信系统设计,汇报人：,.,2,目录/Contents,信源编码/译码,数字调制解调方式,信道编码/译码,远距离点对点数字通信系统仿真及性能分析,.,3,第一部分总体设计方案,设计方案要求,点对点数字通信系统,方案分析,Simulink,.,4,要求设计一个从A地到B地的语音或数据通信系统。！,Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。,属于远距离点对点的通信系统,可以使用数字通信系统,采用数字调制方式,信道采用加性高斯白噪声信道,不考虑多径信道。,数字通信系统是利用数学信号来传递信息的通信系统,其中主要由信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步与加密等。,1,2,3,4,第一部分总体设计方案,.,5,点对点通信系统图,.,6,第二部分信源编码/译码,PCM编码/译码,信源编码/译码简介,PCM编译码整体,.,7,信源编码PCM编码,编码过程为将模拟信号经抽样、压缩、量化、编码,将其转换为数字信号,PCM原理框图,信源编码有两个功能:一是提高信息传输的有效性,即通过某种数据压缩技术设法减少码元数目和降低码元速率。码元速率决定传输所占的带宽,而传输带宽反映了通信的有效性。二是完成模数转换,考虑到项目要求为该通信系统需传送语音,所以采用国际通用语音编码方式脉冲编码调制(PCM),.,8,该模块由sinewave(正弦信号发生器)、Zero-OrderHold(零阶保持器)、Saturation(限幅器)、Relay(继电模块)、Abs(绝对值模块)、A-LawCompressor(A率压缩器)、Gain(增益模块)、Quantizer(量化器)、IntegertoBitConverter(整数点转换器)、Mux(复用器)、ToFrame(装帧器)、Buffer(缓冲器)、Scope(示波器)组成,实现PCM编码功能。,PCM编码Simulink仿真设计方案,设置sinewave(正弦信号发生器)的相关参数,幅度为1,角频率为200*pi,抽样时间间隔定为1/8000s。设置Gain的增益参数为127。其它采用默认参数即可,然后进行仿真,观察示波器的波形如下图,由下图可知,示波器输出结果的上部分波形为PCM编码输出结果,为二进制序列,下半部分波形为原输入的正弦信号波形。从而可知,该PCM系统模块能实现模拟信号数字化的功能。,.,9,PCM译码Simulink仿真设计方案,该模块由Buffer(缓冲器)、Reshape(成形器)、Relay(继电模块)、Abs(绝对值模块)、A-LawExpander(A率扩张器)、Gain(增益模块)、BittoIntegerConverter(点整数转换器)、DeMux(分用器)、AnalogFilterDesign(模拟低通滤波器)、Product(相乘器)组成,实现PCM译码功能。,将PCM编码系统图的输出端连接至PCM译码系统图的输入端,从而来测试该PCM编译码的性能,.,10,经PCM编码模块和PCM译码模块输出后的波形,波形呈锯齿状,近似呈平滑正弦波形。从而可直观地得到该PCM编译码具有良好的模数和数模转换能力,.,11,第三部分数字调制解调方式,.,12,数字通信系统选取BPSK作为其数字调制方式,添关键字,仿真结果,添加关键字,添加关键字,BPSK调制解调仿真系统主要采用BernoullibinaryGenerator、BPSK调制模块、AWGN(加性高斯白噪声信道)、BPSK解调模块、误码率分析器、显示模块组成。从而实现对BPSK调制解调的性能分析测试。,设置BernoullibinaryGenerator采样时间为0.01,;设置AWGN的采样时间为0.02,信噪比为5dB;其它参数采用默认参数,然后开始仿真,通过观察显示模块第一项的数字可得:BPSK调制解调系统仿真后测得的误码率为0.19196%。从而可得,BPSK和QPSK调制解调系统实际仿真所测得误码率相差无几,都可作为数字通信系统的调制方式。,.,13,第四部分信道编码/译码,.,14,信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。数字信号在信道传输时收到噪声等影响后将会引起差错。为了减少差错,信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分(监督元),组成所谓的“抗干扰编码“。接收端的信道译码器按照相应的你规则进行解码,从中发现错误或纠正错误,提高通信系统的可靠性。,信道编码方式汉明码(7,4)：,为了测试采用哈明码作为信道编码方式的数字通信系统的性能,设计由BernoullibinaryGenerator、BPSK调制模块、汉明编码模块、AWGN(加性高斯白噪声信道)、BPSK解调模块、汉明解码模块、缓冲器、Ubuffer(并串变换器)、缓冲器、误码率分析器、显示模块组成的系统。,设置哈明编码模块产生(7,4)码;缓冲器参数设置为7;其它设置参数同3.3的设置参数。然后开始仿真,由误码率分析器的结果可得用哈明码作为信道编码方式的通信系统仿真测试的误码率为0。,.,15,第五部分仿真及性能分析,.,16,根据上面的讨论,本项目所设计的远距离点对点数字通信系统中信源编译码采用PCM编译码,信道编译码采用汉明码(7,4)编译码,数字调制方式选用BPSK,信道采用加性高斯白噪声信道。,为了测试设计的点对点数字通信系统的性能,设计由正弦信号发生器、PCM编码模块(2.3中自行封装的子模块)、PCM译码模块(2.3中