通信系统仿真综合实验报告1

1、科 技 学 院 综合实验报告( 2015-2016 年度 第 一 学期)名 称： 通信系统仿真 题 目： 2-3增量调制系统院 系： 信息工程系 班 级： 通信12K1 学 号： 121903010133 学生姓名： 张雅玫 指导教师： 孙景芳、王雅宁 设计周数： 3 成 绩： 日期： 2015 年 10 月 19 日华 北 电 力 大 学 科 技 学 院 实 验 报 告实验名称实验一：2-3增量调制系统实验环境Matlab仿真平台实 验 目 的1、能够熟练掌握和综合运用通信领域中的基本理论和专业知识；2、能够完成通信基本理论的仿真；3、锻炼运用知识，独立分析问题、解决问题的综合能力。设计要求

2、 设计一个简单的增量调制实验系统，并通过实验验证抽样频率高低对实验结果的影响情况设 计 方 案实验原理：增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是PCM的一种特例。增量调制编码基本原理是指用一位编码，这一位码不是表示信号抽样值的大小，而是表示抽样幅度的增量特性，即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小，增大则输出“1”码，减小则输出“0”码。输出的“1”，“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减，不表示信号的绝对值。增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表

3、抽样值本身的大小，因此把它称为增量调制。在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。收端译码器每收到一个1码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶，而收到一个0码，译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。 增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。预测滤波器的分子系数向量是0,1,分母系数为1。当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。设

4、 计 方 案实验内容：增量调制系统框图如图一所示,其中量化器是一个零值比较器,根据输入的电平极性,输出为 ,预测器是一个单位延迟器,其输出为前一个采样时刻的解码样值,编码器也是一个零值比较器,若其输入为负值,则编码输出为0,否则输出为1。解码器将输入1,0符号转换为 ,然后与预测值相加后得出解码样值输出,同时也作为预测器的输入图一 增量调制原理框图设输入信号为: x(t)=sin250t+0.5sin2150t增量调制的采样间隔为1ms,量化阶距=0.2,单位延迟器初始值为0。建立仿真模型并求出前20个采样点使客商的编码输出序列以及解码样值波形。根据图一建立数学关系,编程中采用循环结构来模拟仿

5、真采样时刻向前推进,并建立前后采样时刻样值的关系。实 验 步 骤实验程序：当采样间隔fs=1kHz时Ts=1e-3; %采样间隔fs=1kHzt=0:Ts:20*Ts; %仿真时间序列x=sin(2*pi*50*t)+0.5*sin(2*pi*150*t); %信号delta=0.2; %量化阶距D(1+length(t)=0; %预测器初始状态% 编码 %for k=1:length(t) e(k)=x(k)-D(k); %误差信号 e_q(k)=delta*(2*(e(k)=0)-1); %量化器输出 D(k+1)=e_q(k)+D(k); %延迟器状态更新 codeout(k)=(e_q

6、(k)0); %编码输出endsubplot(3,1,1);plot(t,x,-o);axis(0 20*Ts,-2 2);hold on;subplot(3,1,2);stairs(t,codeout);axis(0 20*Ts,-2 2);% 解码端 %Dr(1+length(t)=0; %解码端预测器初始状态for k=1:length(t) eq(k)=delta*(2*codeout(k)-1); %解码 xr(k)=eq(k)+Dr(k); Dr(k+1)=xr(k); %延迟器状态更新endsubplot(3,1,3);stairs(t,xr);axis(0 20*Ts,-2 2

7、);hold on; %解码输出subplot(3,1,3);plot(t,x); %原信号当采样间隔fs=2kHz时Ts=0.5*1e-3; %采样间隔fs=2kHzt=0:Ts:40*Ts; %仿真时间序列x=sin(2*pi*50*t)+0.5*sin(2*pi*150*t); %信号delta=0.2; %量化阶距=0.2D(1+length(t)=0; %预测器初始状态for k=1:length(t) e(k)=x(k)-D(k); %误差信号 e_q(k)=delta*(2*(e(k)=0)-1); %量化器输出 D(k+1)=e_q(k)+D(k); %延迟器状态更新 code

8、out(k)=(e_q(k)0); %编码输出end实 验 步 骤subplot(3,1,1);plot(t,x,-o);axis(0 40*Ts,-2 2);hold on;subplot(3,1,2);stairs(t,codeout);axis(0 40*Ts,-2 2); %解码端Dr(1+length(t)=0; %解码端预测器初始状态for k=1:length(t) eq(k)=delta*(2*codeout(k)-1); %解码 xr(k)=eq(k)+Dr(k); Dr(k+1)=xr(k); %延迟器状态更新endsubplot(3,1,3);stairs(t,xr);h

9、old on; %解码输出subplot(3,1,3);plot(t,x); %原信号实 验 结 果 及 分 析采样间隔fs=1kHz采样间隔fs=2kHz实 验 结 果 及 分 析实验分析：程序执行结果如上两图所示。首先图中原信号和解码结果对比来看,在输入信号变化平缓的部分,编码器输出1,0交替码,相应的解码结果以正负阶距交替变化,形成颗粒噪声,称空载失真;在输入信号变化过快的部分,解码信号因不能跟上信号的变化而引起斜率过载失真。再者两图相比较，输入的原信号不变，采样间隔变大时码元速率增大，且信号带宽和信道带宽的要求都会增加，但对系统而言采样间隔变大一般量化噪声减小，系统的性能有提高，空载失真的状况得到改善。实验名称实验二：（题目号或系统名称）实验环境Matlab仿真平台实 验 目 的1、能够熟练掌握和综合运用通信领域中的基本理论和专业知识；2、能够