《移动通信课程设计报告》要点

移动通信实训报告

---基于实验箱实验结果的MATLAB通信系统仿真设计

姓名：李有芬

学号： 201104090147

年级： 2011级

专业：通信技术专业

自机学院通信技术教研室

2013年12月

目录

《移动通信》课程设计任务书 (2)

一、课题目的： (2)

二、课题要求： (2)

三、时间进度表： (3)

四、评分标准：（90＋附加分：10） (3)

实训一语音通信中的PCM编码、解码 (5)

㈠、PCM编码 (8)

㈡、PCM解码 (8)

实训二时分复用解复用 (9)

时分复用解复用 (10)

实训三数字通信中的MSK、GMSK调制解调 (12)

㈠、MSK调制解调 (13)

㈡、GMSK调制解调 (13)

实训四数字通信中的QPSK、OQPSK、DQPSK、及π/4－DQPSK调制解调（选二） (15)

㈠、数字通信中的QPSK (15)

㈡、数字通信中的OQPSK (16)

总结 (18)

《移动通信》课程设计任务书

学院：自动控制与机械工程学院年级： 2011 专业：通信技术

班级：通信技术1班学号： 201104090147 姓名：李有芬

一、课题目的：

本课程设计的目的是通过观察ZYE1101F现代通信系统实验箱相关实验波形后记录结果，并通过MATLAB软件（或其它设计软件）进行实验的仿真，最后利用Protel99se（或其它设计软件）进行电路仿真。

从中锻炼实际实验操作能力、软件仿真、以及电路设计的能力，加深对移动通信课程的理解。

实训一语音通信中的PCM编码、解码

实训二时分复用解复用

实训三数字通信中的MSK、GMSK调制解调及其调制解调

实训四数字通信中的QPSK、OQPSK、DQPSK、及π/4－DQPSK调制解调（选二）

二、课题要求：

（一）基本要求：

1.根据实验步骤在“ZYE1101F现代通信系统实验箱”完成实验。

2.记录相关点的波形，运用软件的方法对所选课题的通信系统进行设计：

1）画出原理框图；

2）运用Matlab中的工具箱Simlink进行仿真实验；

3）改变相关参数记录仿真情况并进行分析说明。

3. 完成设计说明书（文章中包含实验结果、设计方案、原理、框图、仿真图、仿真波形、

电路图〔扩展部份〕以及综合分析）。

（二）扩展部分：

查阅资料，运用Protel99se软件绘制相关电路图。

三、时间进度表：

序号内容安排时间（天）备注

1 下任务书、选题并熟悉实验步骤，熟悉实验内容，收集

资料。

2

2 进实验室分组进行实验，观察实验结论并进行记录。0

3 介绍Matlab软件基础知识及相关基础应用技能。 1

4 进行软件仿真试验，观察结果并与实验结果进行对比分

析。

6

5 运用Protel99se软件绘制相关电路图。（扩展部分）0

6 完成设计说明书。 1

7 考核。0

合计10

四、评分标准：（90＋附加分：10）

1.完成实验，结果正确（20分）。

2.记录相关点的波形，运用软件的方法对所选课题的通信系统进行设计（30分）

1）画出原理框图；（10分）

2）运用matlab中的工具箱simlink进行仿真实验；（10分）

3）改变相关参数记录仿真情况并进行分析说明。（10分）

3. 查阅资料，运用Protel99se软件绘制相关电路图；（附加分：10分）（注：本部分为该课程设计的扩展部份。）

4. 完成设计说明书（实验结果、设计方案、原理、框图、仿真图、仿真波形、电路图〔扩展部份〕以及综合分析）。（20分）

5. 答辩。（20分）

实训一语音通信中的PCM编码、解码

脉冲编码调制(PCM，Pulse Code Modulation)在通信系统中完成将语音信号数字化功能。是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样 8000 次；每次取样为8个位，总共64kbps。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律和律方式。欧洲和我国大陆采用A律，北美、日本和其他一些国家和地区采用律。本设计采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13折线法编码，采用非均匀量化PCM编码。

基于PCM的语音信号编码与译码性能分析，就是将一段模拟信号进行数字化，并通过对实际语音信号进行PCM编码和译码来掌握PCM编码和译码原理及其实现方法，提高我们综合应运基础知识能力和计算机编程能力，为今后的学习和工作积累经验。

1、脉冲编码原理

通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，成为脉冲编码调制(PCM，Pulse Code Modulation)，简称脉冲调制。PCM是一种对模拟信号数字化的取样技术，是一种将模拟信号变换为数字信号的编码方式。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律和律方式。本设计采用了A律方式，采用非均匀量化PCM编码示意图如下图所示：

图1-1 PCM原理框图

2、抽样原理

所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的

3、量化原理

模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求[2]。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。

非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，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。因此量