单路数字语音通信系统仿真 通信原理课程设计
2FSK单路数字语音的通信
目录一总体设计思路 (1)二各单元模块的设计 (2)1．PCM编码模块 (2)①PCM编码的基本原理 (2)②PCM编码的原理框图 (3)2．2FSK调制与解调模块 (4)①2FSK调制与解调的基本原理 (4)②2FSK调制与解调的原理框图 (4)三系统仿真及其波形 (6)1．PCM模块的仿真 (6)2. 2FSK调制与解调模块的仿真 (9)3．单路数字语音通信系统的仿真 (11)四参考文献 (13)五心得体会 (14)一总体设计思路要实现单路数字语音的通信，首先把模拟语音信号通过抽样、量化、编码转变为数字信号，编码后再经过调制，将数字信号转化成模拟信号，在将其解调，则模拟信号解调成数字信号，再让数字信号通过解码转变为模拟信号，该过程即完成了单路数字语音的通信系统。
其原理框图如下所示：语音图1-1 单路数字语音通信系统原理框图在量化时可以采用均匀量化，也可以采用非均匀量化，均匀量化是在抽样信号的取值范围内均匀划分量化等级的量化方法。
它产生的量化噪声也是均匀的，与信号在取样点的幅度无关。
因此，均匀量化会出现话音弱时的信噪比低、干扰大，而话音强时的信噪比高、干扰小的反常情况。
故本次课程设计采用非均匀量化。
非均匀量化的具体办法是压缩、扩张法，即在发送端对抽样信号先进行压缩处理再均匀量化，压缩器特性曲线在小信号时的斜率大，大信号时的斜率小，使抽样信号的小样值部分被充分放大，大样值部分被适当压缩。
被压缩的抽样信号虽然再经过均匀量化，但在接收端，解码后的被压缩量化抽样信号之量化信噪比却得到了均衡，故能在较高的信噪比下，用与压缩器特性正好相反的扩张器恢复被压缩抽样信号的本来面目。
调制与解调有ASK，FSK，PSK和DPSK这四种基本的解调方法。
在这里采用开关法对信号进行调制，用2FSK非相干解调法（包络检波法）。
开关法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的震荡作为输出。
而对包络检波法，其判决准则是比较两个支路信号的大小，若支路上的信号包络较大，则判为收到“1”，反之则判为“0”。
通信系统仿真课程设计
通信系统仿真课程设计1. 引言通信系统是现代社会不可或缺的一部分，它在无线通信、互联网、电视、手机、卫星通信等方面都有广泛应用。
为了能够更好地理解和分析通信系统的性能，在通信工程领域中，仿真技术被广泛应用。
本课程设计将介绍通信系统仿真的相关概念、方法和工具，以及如何根据具体问题进行通信系统的仿真。
2. 通信系统仿真的目的和意义通信系统仿真是通过计算机模拟通信系统的运行和性能，以达到理解系统特性、优化设计和解决问题的目的。
它在通信工程领域有着重要的意义和广泛的应用。
通信系统仿真的目的主要有以下几点：•理解系统特性：通过仿真可以深入了解通信系统的各个组成部分，包括信源、信道、调制解调器、信道编码和解码等，从而更好地理解系统的工作原理和性能特点。
•优化设计：通过仿真可以评估不同的系统设计方案，找到最佳的参数配置和算法，从而提高系统的性能，降低成本。
•解决问题：通过仿真可以模拟通信系统在不同情况下的性能表现，从而分析和解决实际问题，比如干扰问题、误码率改善等。
3. 通信系统仿真的基本原理通信系统仿真的基本原理是模拟和计算。
通信系统仿真通常涉及到以下几个方面的模拟和计算：•信源：通过模拟产生各种类型的信号，比如正弦波、随机信号等。
•信道：通过模拟产生不同的信道特性，比如传输损耗、多路径效应、噪声等。
可以通过添加白噪声、多径信道模型等方式来模拟实际信道的特性。
•调制解调器：通过模拟调制解调过程，将数字信号转换为模拟信号或者将模拟信号转换为数字信号。
•信道编码和解码：通过模拟编码和解码过程，对信号进行编码和解码，提高抗干扰性能。
•误码分析：通过模拟接收端信号的误码情况，分析误码率和误差传播等指标。
通信系统仿真的计算过程需要使用编程语言和相关工具，比如MATLAB、Python等，以及通信系统仿真平台，比如NS-3、OPNET等。
4. 通信系统仿真的步骤通信系统仿真通常包括以下几个步骤：1.确定仿真目标：明确仿真的目标，包括仿真对象、仿真精度和仿真场景等。
通信系统仿真课程设计c语言
通信系统仿真课程设计c语言一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握通信系统仿真的基本原理和方法，能够运用C语言进行通信系统的仿真分析。
具体目标如下：1.理解通信系统的基本原理和仿真方法。
2.掌握C语言的基本语法和编程技巧。
3.熟悉通信系统仿真实验的流程和技巧。
4.能够运用C语言编写简单的通信系统仿真程序。
5.能够分析仿真结果，对通信系统进行性能评估。
6.能够独立完成通信系统仿真实验，并撰写实验报告。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.增强学生对通信技术的兴趣和热情。
3.培养学生的科学思维和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.通信系统的基本原理：介绍通信系统的基本概念、信号处理方法、调制解调技术等。
2.通信系统仿真方法：讲解通信系统仿真的基本方法，包括系统模型建立、仿真算法选择等。
3.C语言编程基础：介绍C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构等。
4.通信系统仿真实验：进行一系列的通信系统仿真实验，让学生动手实践，掌握仿真技巧。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解通信系统的基本原理和仿真方法，让学生理解理论知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
3.案例分析法：分析典型的通信系统仿真案例，让学生掌握仿真技巧。
4.实验法：进行通信系统仿真实验，让学生动手实践，提高操作能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括以下几个方面：1.教材：选用合适的教材，为学生提供系统的理论知识学习。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作课件、实验视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：提供计算机、通信设备等实验设备，保障学生能够进行实际操作。
五、教学评估本课程的教学评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答情况等，以考察学生的学习态度和积极性。
通信系统建模与仿真课程设计
通信系统建模与仿真课程设计1. 课程设计概述本课程设计旨在通过实际操作，让学生掌握通信系统建模与仿真方法，并能够利用计算机软件进行仿真。
本课程设计主要分为三个部分，分别为理论学习、仿真实验和实验报告撰写。
在理论学习部分，学生将学习通信系统建模的理论知识；在仿真实验部分，学生将通过计算机仿真软件进行实际操作，并仿真分析通信系统性能；在实验报告撰写部分，学生将撰写本次实验的报告，总结实验结果并给出改进方案。
2. 理论学习2.1 通信系统建模基础通信系统建模是通信系统设计的重要部分，其主要目的是建立一个数学模型，描述通信系统的各个组成部分间的关系。
通信系统建模可以大致分为系统的传输模型和噪声模型两部分。
系统的传输模型主要描述信道传输特性，如频率响应、时域响应等；噪声模型则描述了环境、电路和信号本身所引起的噪声影响。
2.2 通信系统仿真方法通信系统仿真是通过计算机对通信系统进行模拟，分析系统性能和验证系统的可行性。
通信系统仿真可以大致分为系统仿真和信号仿真两部分。
系统仿真主要是对通信系统整体进行仿真，分析系统的性能指标，如误码率、信噪比等。
信号仿真则是针对某个信号的特定特性进行仿真，如频谱、时域波形等。
3. 仿真实验3.1 实验内容本次仿真实验的主要内容是使用MATLAB软件对QPSK调制通信系统进行建模和仿真。
实验步骤如下：1.建立信道模型：使用MATLAB建立通信系统中各个模块的数学模型，包括信源、信道、调制器、解调器等模块。
2.信号发送：生成QPSK调制下的随机数据信号，通过调制器进行调制并发送。
3.信号接收：接收信号并通过解调器进行解调。
4.误码率分析：分析误码率、信噪比等性能指标，调整系统参数使其达到最优性能。
3.2 实验要求1.使用MATLAB软件完成实验。
2.通过改变系统参数，分析系统各项性能指标。
3.完成实验报告，并附上实验结果分析和总结。
4. 实验报告实验报告应该包括以下内容：1.实验目的：交代本次实验的目的。
《通信系统仿真设计》课件
仿真设计的挑战和解决方案
我们将讨论通信系统仿真设计中所面临的一些挑战，并提供一些解决方案和技巧。
总结和展望
最后，我们将总结本课程的内容，并展望通信系统仿真设计在未来的发展和 应用前景。
《通信系统仿真设计》 PPT课件
这个PPT课件将向您介绍通信系统仿真设计的基本原理和流程，常用的工具和 软您将了解到通信系统仿真设计的重要性，以及为什么这项技术 对于现代通信领域至关重要。
仿真设计的定义和意义
我们将深入探讨仿真设计的概念，并讨论它在通信系统设计中的实际应用和 影响。
通信系统仿真的基本原理和流程
我们将介绍通信系统仿真的基本原理，以及进行仿真设计时应遵循的流程和步骤。
常用的通信系统仿真工具和软 件
我们将向您介绍一些常用的通信系统仿真工具和软件，以及它们的功能和特 点。
仿真设计案例分析
我们将通过一些具体的案例分析，展示通信系统仿真设计在实际项目中的应 用和效果。
通信系统专业课程设计
通信系统专业课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解通信系统的基本原理，掌握模拟和数字通信系统的基本概念和关键技术。
2. 学会分析并描述通信系统的性能指标，如误码率、带宽、功率等。
3. 掌握通信系统中常用的调制解调技术，了解其优缺点及适用场景。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的通信系统，并进行仿真实验。
2. 培养学生运用通信原理解决实际问题的能力，提高创新意识和动手操作能力。
3. 提高学生的团队协作和沟通能力，通过项目实践，使学生具备一定的通信系统设计与调试经验。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程的兴趣和热情，激发学生探索新技术的积极性。
2. 强化学生的工程意识，使学生认识到通信技术在现代社会中的重要作用。
3. 培养学生严谨、务实、创新的学习态度，提高学生的综合素质。
本课程针对通信系统专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，使学生既掌握了通信系统的基本理论知识，又具备了实际操作和项目实践的能力，为未来从事通信工程及相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密围绕通信系统的基础知识和实践技能。
主要内容包括：1. 通信系统概述：介绍通信系统的基本概念、发展历程和分类。
- 教材章节：第1章 通信系统概述2. 通信原理：讲解模拟通信和数字通信的基本原理，包括信号传输、调制解调等。
- 教材章节：第2章 信号与系统，第3章 数字信号处理3. 通信系统的性能指标：分析误码率、带宽、功率等性能指标及其相互关系。
- 教材章节：第4章 通信系统性能分析4. 调制解调技术：介绍常用调制解调技术及其在通信系统中的应用。
- 教材章节：第5章 模拟调制，第6章 数字调制5. 通信系统设计与实践：结合实际案例，指导学生进行通信系统的设计与仿真实验。
- 教材章节：第7章 通信系统设计，第8章 通信系统仿真教学进度安排如下：1. 第1周：通信系统概述2. 第2-3周：通信原理3. 第4-5周：通信系统的性能指标4. 第6-7周：调制解调技术5. 第8-10周：通信系统设计与实践三、教学方法针对本章节内容，采用多样化的教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动性和实践能力。
通信原理教学设计
一、教学目标1.了解通信的基本概念和原理。
2.掌握通信系统的组成和工作原理。
3.能够分析和解决通信系统中的常见问题。
4.培养学生对通信技术的兴趣和创新意识。
二、教学内容1.通信的基本概念和原理：•通信的定义和分类•通信系统的组成和工作原理•通信信号的分类和特点•通信信道的分类和特性2.模拟通信系统：•调幅 (AM) 系统•调频 (FM) 系统•相位调制 (PM) 系统•数字调制技术3.数字通信系统：•数字信号的产生和传输•数字调制技术•数字通信系统中的噪声和干扰•数字通信系统的性能分析4.通信网络技术：•通信网络的分类和组成•数据通信网络的协议和标准•局域网 (LAN) 技术•广域网 (WAN) 技术•无线通信网络技术5.通信系统中的安全技术：•通信系统中的安全威胁•通信系统中的安全措施•通信系统中的加密技术三、教学方法1.理论讲解：教师讲解通信原理的基本概念和原理，并结合实例进行说明。
2.实验演示：教师进行通信系统实验演示，并指导学生动手操作。
3.讨论和分析：组织学生讨论和分析通信系统中的常见问题，并提出解决方案。
4.实践应用：布置学生完成通信系统相关的项目，并指导学生进行实践应用。
四、教学评价1.平时成绩：平时成绩包括课堂表现、实验成绩、作业成绩等。
2.期末考试：期末考试是对学生学习成果的综合评价，考试内容包括理论知识和实践应用。
3.项目考核：项目考核是对学生综合能力的评价，考核内容包括项目设计、项目实施、项目报告等。
五、教学资源1.教材：通信原理教材2.实验器材：通信系统实验器材3.教学软件：通信系统教学软件4.网络资源：通信系统相关网站和在线课程。
通信系统仿真课程设计
通信系统仿真课程设计一、课程设计概述通信系统仿真课程设计是通信工程专业的重要课程之一，旨在通过实践操作，让学生掌握通信系统仿真的基本原理、方法和技能。
本课程设计涉及到多个学科领域，如数字信号处理、模拟电路设计、通信原理等。
二、课程设计目标1.了解通信系统仿真的基本原理和方法；2.掌握Matlab软件的使用；3.熟悉数字信号处理和模拟电路设计；4.能够运用所学知识，完成一个简单的通信系统仿真实验。
三、课程设计内容1.数字信号处理（1）采样定理（2）离散傅里叶变换（3）数字滤波器设计2.模拟电路设计（1）放大器电路（2）滤波器电路（3）混频器电路3.通信原理（1）调制与解调技术（2）误码率分析（3）传输链路建立与维护4.Matlab软件使用（1）Matlab基础语法（2）Matlab图像绘制（3）Matlab数据处理与分析四、课程设计步骤1.确定仿真系统的需求和设计目标；2.搜集相关资料，了解仿真系统的基本原理和方法；3.进行仿真系统的设计和实现，包括数字信号处理、模拟电路设计、通信原理等方面；4.对仿真结果进行分析和评估，得出结论；5.撰写课程设计报告。
五、课程设计案例以一个简单的调制解调系统为例，介绍通信系统仿真课程设计的具体步骤。
1.需求分析设计一个基于QPSK调制解调技术的通信系统，要求实现以下功能：（1）产生随机比特序列并进行QPSK调制；（2）添加高斯白噪声并计算误码率；（3）对接收信号进行QPSK解调，并恢复原始比特序列。
2.搜集资料了解QPSK调制解调技术的基本原理和方法，学习Matlab软件的使用方法。
3.系统设计（1）产生随机比特序列并进行QPSK调制利用Matlab软件生成随机比特序列，并将其转换为QPSK符号。
通过画图工具绘制星座图，观察符号分布情况。
（2）添加高斯白噪声并计算误码率在发送信号中添加高斯白噪声，模拟信道的干扰。
通过误码率分析工具计算误码率。
（3）对接收信号进行QPSK解调，并恢复原始比特序列利用Matlab软件对接收信号进行QPSK解调，得到恢复后的比特序列。
通信原理课程设计报告
通信原理课程设计学院姓名：班级：学号基于PCM/TDM/2DPSK的单向语音信号通信系统仿真一设计目的一设计并用simulink仿真实现一个基于PCM/TDM/2DPSK技术的单向通信系统，要求实现两路模拟语音信号同时传输。
二进一步熟悉掌握PCM编解码与2DPSK得编解码的原理。
二设计环境课程设计要在PC机的MATLAB的Simulink环境中利用模拟框图来实现。
三设计原理1 系统的的整体设计整体设计的基本思路：先将两路模拟信号抽样量化，然后进行PCM 编码，再使用TDM技术将两路合并为一路进行传输，经过2DPSK进行调制，接着解调，分路，最后还原出原始信号。
流程图如下：2 PCM模块的调制与解调原理实现数字通信，首先必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模数转换”。
模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，可以以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值，也可以不等间隔抽取。
第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。
因抽样后的样值在时间上虽是离散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。
第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数字化。
数字信号送入数字网进行传输。
接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为模拟信号，即“数模转换”，从而再现原始信号。
PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。
分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采用了A 律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码。
在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。
数字通信仿真课程设计
数字通信仿真课程设计一、教学目标本课程旨在通过数字通信仿真课程设计，让学生掌握数字通信的基本原理和仿真方法，培养学生运用数字通信理论知识解决实际问题的能力。
1.了解数字通信的基本概念、原理和仿真技术。
2.掌握数字信号处理、信道编码、调制解调等基本技术。
3.熟悉数字通信系统的性能评估和优化方法。
4.能够运用数字通信理论知识分析和解决实际问题。
5.具备使用仿真软件进行数字通信系统设计和仿真的能力。
6.能够撰写规范的实验报告，对实验结果进行分析和讨论。
情感态度价值观目标：1.培养学生对数字通信技术的兴趣和热情，提高学生的人文素养。
2.培养学生团队协作、创新精神和实践能力。
3.使学生认识到数字通信技术在现代社会中的重要性和应用价值。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字通信基本原理、数字信号处理、信道编码、调制解调、数字通信系统性能评估和优化等。
1.数字通信基本原理：介绍数字通信的基本概念、优点和缺点，了解数字通信系统的基本组成。
2.数字信号处理：学习数字信号的采样、量化、编码和恢复等基本过程，掌握数字信号处理的原理和方法。
3.信道编码：学习信道编码的原理和常用编码方案，如汉明码、奇偶校验码、卷积码等。
4.调制解调：掌握数字调制解调的基本原理和方法，如ASK、FSK、PSK、QAM等。
5.数字通信系统性能评估和优化：学习数字通信系统的性能评估指标，如误码率、信噪比等，掌握系统优化的方法。
三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过讲解数字通信基本原理、技术和应用，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生针对数字通信领域的热点问题进行讨论，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析数字通信系统的实际案例，使学生更好地理解理论知识在实际中的应用。
4.实验法：通过数字通信仿真实验，培养学生动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
通信原理课程设计
通信原理课程设计通信原理课程设计是为了帮助学生深入理解通信原理的基本原理和技术，并培养他们应用这些原理和技术进行通信系统设计与分析的能力。
本次课程设计主要分为三个部分，分别是调幅调制的设计与实验、解调技术的设计与实验以及通信系统的整体设计与性能评估。
1. 调幅调制的设计与实验在这部分实验中，学生需要设计一个调幅调制系统，并利用软件仿真工具对其进行验证。
首先，学生需要了解调幅调制的基本原理，包括调幅信号的生成、调幅索引的选择等。
其次，学生需要根据给定的系统要求和信号源，设计调幅调制系统的各个模块，包括信号源、载波生成、调制器等。
最后，学生需要通过仿真实验，验证设计的调幅调制系统的性能，并分析各种信噪比条件下的调制效果。
2. 解调技术的设计与实验这部分实验主要涉及解调技术，学生需要设计一个解调器，并通过仿真实验验证其性能。
首先，学生需要了解常用的解调技术，如包络检波、同步解调、PSK解调等。
然后，学生需要根据给定的解调要求，设计解调器的各个模块，包括接收机前端、解调器、时钟恢复器等。
最后，学生需要通过仿真实验，验证设计的解调器的性能，并分析各种信噪比条件下的解调效果和误码率。
3. 通信系统的整体设计与性能评估在这一部分，学生需要将前两个实验的成果综合起来，设计一个完整的通信系统，并对其性能进行评估。
首先，学生需要确定系统的基本要求，包括传输速率、误码率、信道带宽等。
然后，学生需要设计一个适合的调制解调方案，并搭建通信系统的硬件平台。
最后，学生需要通过实验和性能评估，分析系统的实际性能与要求的符合程度，并对系统进行优化和改进。
通过这次课程设计，学生不仅可以加深对通信原理的理解，还可以掌握通信系统设计与分析的基本方法和技术，为将来从事相关工作打下坚实的基础。
数字与模拟通信系统课程设计
数字与模拟通信系统课程设计设计背景数字与模拟通信系统是通信工程专业必修课程之一。
本课程涉及了信号与系统、调制与解调、信道编码、信道调制、多址技术、多媒体通信等重要内容。
本次课程设计旨在掌握数字通信系统和模拟通信系统的基本原理，了解通信系统的设计和模拟实验的方法。
设计要求本次课程设计要求学生掌握以下内容：1.掌握数字信号与模拟信号的特点和区别；2.掌握调制解调的基本原理和信号的传输过程；3.掌握信道编码和信道调制的基本原理；4.能够使用MATLAB等软件进行模拟实验；5.完成设计报告并进行答辩。
实验内容本次课程设计包括以下实验内容和要求：实验一：数字信号的产生和基带信号的调制解调实验目的通过数字信号的产生和基带信号的调制解调，掌握数字信号和模拟信号的区别，以及调制解调的基本原理。
实验要求•产生一个语音信号，观察其时域和频域特征；•使用AM（调幅）调制将语音信号调制到1000Hz的载波上；•使用解调器将调制后的信号还原成原始语音信号；•绘制信号的时域波形、频域波形和信噪比等图形。
实验步骤1.使用MATLAB产生一个语音信号；2.绘制语音信号的时域波形和频域波形；3.使用AM调制将语音信号调制到1000Hz的载波上；4.绘制调制后信号的时域波形和频域波形；5.使用解调器将调制后的信号还原成原始语音信号；6.绘制解调后信号的时域波形和频域波形；7.计算信噪比。
实验二：数字信道编码和调制实验目的通过数字信道编码和调制，了解信道编码和调制的基本原理，掌握数字通信系统的信号传输过程和信道编码的方法。
实验要求•使用CRC和卷积码对二进制序列进行编码；•对编码后的数据进行QPSK和16QAM信号调制；•绘制信号的时域波形、频域波形和误码率等图形。
实验步骤1.产生一个随机二进制序列；2.使用CRC和卷积码对二进制序列进行编码；3.绘制编码后数据的时域波形和频域波形；4.使用QPSK调制对编码后的数据进行调制；5.绘制调制后信号的时域波形和频域波形；6.使用16QAM调制对编码后的数据进行调制；7.绘制调制后信号的时域波形和频域波形；8.对QPSK和16QAM信号进行解调，还原二进制序列；9.绘制解调后数据的时域波形和频域波形；10.计算误码率。
(完整word版)单路数字语音通信系统仿真通信原理课程设计
目录一设计思路及系统总框图 (1)二各模块电路设计与仿真 (2)Ⅰ 编码与译码 (2)1、基本原理 (2)2、设计与仿真 (3)Ⅱ 调制与解调 (6)1、基本原理 (6)2、设计与仿真 (7)三系统总体设计及调试 (9)四总结与体会 (12)一设计思路及系统总框图实际中的语音信号为模拟信号，为实现信号有效高速的传输，首先须将模拟信号转换为数字信号。
实现这一转换的过程称为语音编码。
语音编码分为抽样、量化、编码三个步骤。
这样，把取值连续的模拟信号转换成为了离散的数字基带信号。
实际中大多数通信通道都是带通信道，即频率通带远离f=0的信道。
基带信号只适合在低通型信道中传输。
为了使数字信息在带通信道中传输，须用数字基带信号对载波进行调制，将载有信息的信号频率搬迁到信道的频带之内。
频带调制可以有效地使信号与信道的频谱特性相匹配，使信道噪声的影响减小到最低。
至此，可以实现信号的发送。
经过理想信道的传输，在接受端收到了无损耗的调制信号。
对应于调制，在接收端首先对调制信号进行解调，恢复成原来的基带信号。
得到恢复出来的数字基带信号后，再经过译码，便可将数字信号还原为原始的模拟语音信号。
由此得到的系统框图如图1所示。
图1 系统总框图二 各模块电路设计与仿真Ⅰ 编码与译码 1、基本原理脉冲编码调制PCM 是将模拟信号变换成二进制信号的基本和常用方法。
在脉冲编码调制中，首先对模拟信号最低以奈奎斯特速率进行抽样，然后对抽样值进行量化和编码，从而得到数字信号。
从通信的调制概念看，可以认为PCM 编码过程是用模拟信号调制一个二进制的脉冲序列，载波是脉冲序列，调制改变脉冲序列的有无（为“1”、“0”）的过程。
实质上，脉码调制和A/D 转换时一回事。
PCM 系统的原理方框图如图2所示。
图中模拟信号经抽样后得到了样值序列，样值序列在时间上是离散的，但在幅度上的取值还是连续的，即有无限多种取值。
这样，就必须对样值进一步处理，使它成为在幅度上是有限种取值的离散样值。
通信原理课程设计--数字传输系统仿真
通信原理课程设计--数字传输系统仿真通信原理课程设计摘要本⽂主要是利⽤MATLAB7.0来实现2FSK数字调制系统解调器的设计.该设计模块包含信源,调制,发送滤波器模块,信道,接收滤波器模块,解调以及信宿.并为各个模块进⾏相应的参数设置在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作,最后通过观察仿真图形进⾏波形分析(眼图)及系统的性能评价(分析误码率).关键词2FSK MATLAB 调制解调噪声Summary引⾔设计⽬的及任务要求1．学习使⽤计算机建⽴通信系统仿真模型的基本⽅法及基本技能，学会利⽤仿真的⼿段对于实⽤通信系统的基本理论、基本算法进⾏实际验证；2．学习现有流⾏通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本使⽤⽅法，学会使⽤这些软件解决实际系统出现的问题；3．通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。
4.. ⽤MATLAB7.0 设计⼀种2FSK数字调制解调系统。
课程设计内容⽤MATLAB7.0进⾏仿真设计,本次是设计⼀个2FSK数字调制解调系统。
其中包括:（1）设计⽅案分析及系统原理图1（2）2FSK已调信号的解调⽅法及原理图第⼀章:2FSK数字系统的调制和解调的原理图.1.1 2FSK数字系统的调制原理图.2FSK调制就是使⽤两个不同的频率的载波信号来传输⼀个⼆进制信息序列。
可以⽤⼆进制“1”来对应于载频f1，⽽“0”⽤来对应于另⼀相载频w2的已调波形，⽽这个可以⽤受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独⽴的频率源w1、f2进⾏选择通。
如下原理图：1.2 2 FSK的解调⽅式2FSK的解调⽅式有两种:相⼲解调⽅式和⾮相⼲解调⽅式.下⾯我们将详细的介绍:2通信原理课程设计1.2.1 ⾮相⼲解调经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输⼊到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输⼊信号。
单路语音数字通信系统的仿真
设计内容与设计要求一、设计内容：利用SystemView对一个单路语音数字通信系统进行仿真，信道视为理想信道，语音编码方式和调制方式不限。
1、确定一个单路语音通信系统的系统方框图；2、利用SystemView对系统进行仿真。
二、设计要求1、给出系统框图以及仿真电路图，说明各模块参数设置；2、给出语音编码、调制、解调、解码的仿真结果，并对其进行分析；主要设计条件SystemView软件；说明书格式1.课程设计封面；2.任务书；3.说明书目录；4.设计基本原理与系统框图。
5.各单元电路设计；6.系统进行调试结果；7.总结与体会；8.附录；9.参考文献。
进度安排12月22日：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；12月23日：查找资料；12月24日—12月27日：设计系统框图、完成仿真电路图的连接；12月28日—31日：设置调试仿真参数，得出仿真结果并进行分析；1月1日—1月5日：编写并打印设计报告；1月6日：答辩。
参考文献1、樊昌信主编，通信原理，国防工业出版社。
2、南利平主编，通信原理简明教程，清华大学出版社。
3、浣喜明，通信原理实验指导书，湖南工程学院。
4、罗卫兵等，SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计，西安电子科技大学出版社。
目录一、设计思路及系统总框图 (1)二、各模块电路设计与仿真 (2)Ⅰ编码与译码 (2)1、基本原理 (2)1）抽样 (3)2）量化 (3)3）编码 (3)2、设计与仿真 (4)Ⅱ调制与解调 (7)1、基本原理 (7)1）调制 (7)2）解调 (8)2、设计与仿真 (9)三、系统总体设计及调试 (12)四、总结与体会 (15)五、附录 (16)六、参考文献 (21)一 设计思路及系统总框图信号可以分为模拟信号和数字信号，根据传输信号的不同，我们将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统，一般来说数字通信系统其有效性和可靠性都强于模拟通信系统，所以现实生活中的模拟信号通常被转换为数字信号以便信号高效可靠的传输。
通信原理课程设计
一．方案设计根据设计要求，语音信号为模拟信号，要使这样的信号在数字通信系统中或数字信道中传输，必须将模拟信号转换为数字信号。
脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(M∆)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。
当信道噪声比较小时一般用PCM，否则一般用M∆。
目前速率在155MB以下的准同步数字系列(PDH)中，国际上存在A律和μ律两种PCM编译码标准155以上的同步数字系列(SDH)中，将这两个系列系列，在MB∆在统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同。
而M国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的8的抽样速率采样，每个抽样优越性。
由于语音信号每路以Kz∆在比特率较高时信噪比较低，脉冲编码为8位二进制码，而M达不到语音通信的要求。
因此，在此系统的设计中采用PCM方式。
在非均匀量化时，量化间隔是随信号抽样值的不同而变化的。
信号抽样值小时，量化间隔也小；信号抽样值大时，量化间隔也大。
实际中，非均匀量化的方法通常是先将信号的抽样值压缩，再进行均匀量化而实现的。
非均匀量化的具体办法是压缩、扩张法，也就是在发送端对抽样信号先进行压缩处理再均匀量化，压缩器特性曲线在小信号时的斜率大，大信号时的斜率小，使抽样信号的小样值部分被充分放大，大样值部分被适当压缩。
由于话音大都集中在小信号范围内，均匀量化编码在话音幅度小时不能满足信噪比大于26dB的要求，且会出现话音弱时的信噪比低、干扰大，而话音强时的信噪比高、干扰小的反常情况。
因为设计要求是信噪比大于26dB，故不能采用均匀量化，而采用非均匀量化。
对于PCM通信系统的编码体制，国际电信联盟（ITU）推荐了两种标准。
对于基群而言，一种是30/32路采用13折线A 律A=8.76压扩特性编码（欧洲和我国所采用），另一种是24路采用15折线近似()255=μ的μ律压扩特性编码（北美.日本和韩国等少数国家和地区采用）。
在系统设计时采用我国所使用的A律压扩特性编码方法。
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目录一设计思路及系统总框图 (1)二各模块电路设计与仿真 (2)Ⅰ编码与译码 (2)1、基本原理 (2)2、设计与仿真 (4)Ⅱ调制与解调 (7)1、基本原理 (7)2、设计与仿真 (9)三系统总体设计及调试 (12)四总结与体会 (15)一设计思路及系统总框图实际中的语音信号为模拟信号，为实现信号有效高速的传输，首先须将模拟信号转换为数字信号。
实现这一转换的过程称为语音编码。
语音编码分为抽样、量化、编码三个步骤。
这样，把取值连续的模拟信号转换成为了离散的数字基带信号。
实际中大多数通信通道都是带通信道，即频率通带远离f=0的信道。
基带信号只适合在低通型信道中传输。
为了使数字信息在带通信道中传输，须用数字基带信号对载波进行调制，将载有信息的信号频率搬迁到信道的频带之内。
频带调制可以有效地使信号与信道的频谱特性相匹配，使信道噪声的影响减小到最低。
至此，可以实现信号的发送。
经过理想信道的传输，在接受端收到了无损耗的调制信号。
对应于调制，在接收端首先对调制信号进行解调，恢复成原来的基带信号。
得到恢复出来的数字基带信号后，再经过译码，便可将数字信号还原为原始的模拟语音信号。
由此得到的系统框图如图1所示。
编码调制信道传输模拟语音信号译码解调图1 系统总框图二 各模块电路设计与仿真Ⅰ 编码与译码 1、基本原理脉冲编码调制PCM 是将模拟信号变换成二进制信号的基本和常用方法。
在脉冲编码调制中，首先对模拟信号最低以奈奎斯特速率进行抽样，然后对抽样值进行量化和编码，从而得到数字信号。
从通信的调制概念看，可以认为PCM 编码过程是用模拟信号调制一个二进制的脉冲序列，载波是脉冲序列，调制改变脉冲序列的有无（为“1”、“0”）的过程。
实质上，脉码调制和A/D 转换时一回事。
PCM 系统的原理方框图如图2所示。
图中模拟信号经抽样后得到了样值序列，样值序列在时间上是离散的，但在幅度上的取值还是连续的，即有无限多种取值。
这样，就必须对样值进一步处理，使它成为在幅度上是有限种取值的离散样值。
对样值幅度进行离散化处理的过程称为量化。
1）量化根据量化器的特性，量化又分为均匀量化和非均匀量化，以量化间隔相等与否来区分。
在数字电话通信中，均匀量化则有明显的不足，主要是小信号的信噪比小，大信号的信噪比大，同时，在保证电话通话质量的前提下，编码位数较多。
为了减少编码位数和提高小信号的信噪比，可采用模拟信号输入抽样保 持电路量化器 编码器PCM 信号译码器低通滤 波器图2 PCM 系统的原理方框图模拟信号输出非均匀量化的办法。
非均匀量化可通过对信号非线性变换后再进行均匀量化来实现。
进行非线性变换也即进行压缩变换。
为了对不同的信号强度保持信号量噪比恒定，在理论上要求压缩特性为对数特性。
国际电信联盟ITU提供两种建议，即A压缩律和 压缩律。
我国大陆采用A压缩律。
实际中采用13折线法来近似A压缩律的曲线。
2）编码得到量化电压后，有不同的编码方法对其编码。
即自然二进制码和折叠二进制码。
由于折叠码的误码对小电压的影响较小，有利于较小语音信号的平均量化噪声，故采用折叠码进行编码。
在13折线法中采用的折叠码有8位。
其中第一位表示量化值的极性正负，后面的7位分为段落码和段内码两部分。
其中第2~4位是段落码，其他4位为段内码。
段内码代表的16个量化电平是均匀划分的。
2、设计与仿真根据PCM原理的系统框图，用SystemView做出的仿真如图3所示。
图3 PCM系统的SystemView仿真各图符功能及参数设置：①用图符0的高斯噪声和图符9的低通滤波器来产生一个400Hz的随机模拟信号。
②图符3为A率压缩器，用于对模拟信号的非均匀量化。
③图符6为8位的A/D转换器，用于实现对信号的抽样及编码，其中每一个抽样值编码为8位的二进制码。
④图符10为D/A转换器，用于将锁存器送来的8位二进制码进行译码，转换为模拟值。
⑤图符11为A率的扩张器，用于对还原的压缩信号进行扩张恢复。
⑥图符13为400Hz的低通滤波器，用于对还原的信号滤除高频分量，恢复出原始信号。
运行该PCM系统得到的仿真图形如图5所示。
图5中，第一个波形为输入的模拟信号，第二个波形为模拟信号经A率压缩后的信号。
可以看出，信号源波形经过压扩后，小信号明显进行了放大。
第三个波形为译码后得到的波形。
第四个波形为经过低通滤波还原出来的波形。
除了细微的地方，信号基本得以恢复。
图5 PCM系统仿真波形图Ⅱ 调制与解调 1、基本原理数字调制的三种基本方式为幅度键控调制（ASK ）、频率键控调制（FSK ）和相位键控调制（PSK ）。
三者中，2PSK 信号具有最好的误码率性能。
但是2PSK 信号传输系统中存在相位不确定性，造成接受码元“0”和“1”的颠倒。
为此，采用差分相移键控法（2DPSK ）。
1）调制2PSK 是利用载波的绝对相位传送数字信息，因此又称为绝对调相。
而2DPSK 是用前后码元的载波相位相对变化来传送数字信息的，因此又称为相对调相。
2DPSK 信号的产生过程是，首先对数字基带信号进行码反变换，即由绝对码变为相对码，然后再进行绝对调相。
码反变换的规则为：1-⊕=n n n b a b (1.1)式1.1中⊕为模2加，1-n b 为n b 的前一个码元，最初的1-n b 可任意设定。
2DPSK 调制框图如图6所示。
.2）解调对2DPSK 信号的解调有两种办法，一种是相干解调，另一种是差分解调。
用差分解调法时不需要恢复本地载波，只需由收到的信号单独完成。
模2加2PSK 调制延迟T sn anb1-n b 2DPSK 信号图6 2DPSK 调制框图将2DPSK 信号延时一个码元间隔Ts ，然后与2DPSK 信号本身相乘。
相乘器起相位比较的作用，相乘结果经低通滤波后再抽样判决，即可恢复出原始数字信息。
差分解调框图如图7所示。
差分解调又称延迟解调，只有2DPSK 信号才能采用这种方法解调。
差分相干解调不需要相干载波，但是抗噪声能力差，而且要做到精确的延迟一个码元周期也较难实现。
延迟TsLPF 抽样判决 位同步2DPSK 信号图7 差分解调框图2、设计与仿真根据以上框图在SystemView做出仿真图如下图所示。
各图符功能及参数设置：①图符0为伪随机信号，频率为1600Hz，用以产生一系列的随机数字信号。
②图符4、3用于相对码的绝对调相。
③图符5、6解调，将收到的信号与当前信号相乘。
④图符7为三阶的Butterworth低通滤波器，频率为320Hz，滤除高频分量。
⑤图符9、10、17、16、12组成抽样判决部分，还原出信号。
运行该模块得到的仿真结果如图10所示。
图10中，第一个波形为原始数字信号，即绝对码；第二个波形为码反变换后的波形，即相对码，可以看到该波形符合“1变，0不变”的规则。
第三个波形为调制后的波形，该波形属于对相对码的绝对调相。
第四个波形为解调后经抽样判决得到的波形，可以看到，波形与第一个波形相同，即信号得以成功解调。
图10 2DPSK差分解调仿真波形图三系统总体设计及调试将以上PCM编解码部分及2DPSK调制和解调部分连接起来，就得到一个能实现单路语音通话的系统。
总系统图如下图所示。
调试结果：① 11所示为输入的模拟语音信号。
②图12所示为模拟信号经过A律压缩后的波形。
③图13所示为压缩信号经过编码后的PCM信号。
④图14所示为待发送的PCM信号经码反变换后的图。
⑤图15所示为PCM信号经过调制后的图。
⑥图16所示为发送的PCM信号解调得到的信号图。
⑦图17所示为原始语音信号译码还原出来的信号的图。
从图17可看出，除了一些细小的地方，信号基本上得到恢复。
四总结与体会为期两周的课程设计已接近尾声，虽然有两周的时间但感觉却那么的短暂，每天都过得很充实。
在这两周的时间里，我收获了很多，感触也很多。
刚拿到课程设计的任务书时，感觉很迷茫，有种无从下手的感觉，因为在此之前，我从没接触过system view这个软件，仔细看了下设计要求我就去图书馆借了几本介绍这个软件的书及相关的资料。
前两天都是不断的在熟悉软件和了解设计的原理，在运用软件的时候因为有许多元器件我都不熟悉，所以经常会出现问题，但老师都会给我们指导，遇到很难理解的地方，老师总是很耐心的给我们讲解，经过自己查找资料和老师的讲解，于是慢慢的对软件熟悉了，遇到一些问题便自己反复的思考，解决不了的再和与同学们的讨论，终于我逐渐明白了单路数字语音通信系统原理，它由四个单元模块组成：编码，调制，解调，解码。
在了解了这些单元电路的基本性质和原理后，我就开始逐步研究每个单元电路的组成。
很快，每个单元模块的仿真都很成功，波形也都出来了。
但是在把单元电路连接成总电路时，却总出不最后的波形，这让我很着急，试着改了几次，波形还是不对，老师说是参数设置的不正确，我在书上找到了功率谱密度的计算方法，并仔细查看了带通滤波器与低通滤波器的截止频率与输入语音信号之间的关系，不断的调试后，终于把总波形也调出来了。
课程设计其实并没有我想象的那么难，当我们遇到不懂的地方，只要自己能够耐心的去弄明白，去翻书，掌握更系统的知识，答案在不知不觉中就出来了。
这次的课程设计使我深刻认识到课程设计并不是走过场，它不仅弥补了理论知识的不足，让我们进一步认识到理论联系实践的重要性，而且很好的巩固了自己专业课的理论知识，让我对通信原理这门课程有了一个很系统的认识，一份耕耘一份收获，如果我们付出了足够的努力，一定能收获很多。
我相信虽然我不一定做到最好，但我一定会竭尽全力做到更好。
在设计系统仿真图和设置参数的时候，我总是遇到许多的问题，每次跑去向老师请教，曾老师都会很耐心的帮助我解决我遇到的疑惑。
所以衷心感谢负责我们课程设计的曾老师!参考文献[1]樊昌信主编，通信原理教程（第二版），电子工业出版社[2]冯育涛主编，通信系统仿真，国防工业出版社[3]浣喜明主编，通信原理实验，湖南工程学院[4]罗卫兵等，SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计，西安电子科技大学出版社。