数字通信系统的设计与仿真
Matlab在通信系统设计和仿真中的应用
Matlab在通信系统设计和仿真中的应用一、概述通信系统是现代社会中不可或缺的重要组成部分，它为人们的信息交流提供了关键的基础。
而通信系统的设计与仿真则是确保通信系统能够高效可靠地运行的重要环节。
在通信系统设计和仿真中，Matlab作为一种强大的工具，提供了丰富的功能和算法，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍Matlab在通信系统设计和仿真中的应用。
二、数字通信系统的设计数字通信系统是一种将信息以离散的形式传输的通信系统。
在数字通信系统的设计中，需要考虑信道编码、调制、调制解调器、帧同步等多个环节。
Matlab提供了丰富的函数和工具箱，能够便捷地进行这些环节的设计和仿真。
1. 信道编码信道编码用于提高数字通信系统对信道噪声的容忍性。
Matlab中的通信工具箱提供了多种常见的信道编码算法，如卷积码、LDPC码和Turbo码等。
通过使用这些编码算法，可以提高系统的纠错性能，保证信息传输的可靠性。
2. 调制调制是将数字信号转换为模拟信号，以便在仿真或实际通信中传输。
Matlab提供了一系列的调制函数，如二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）和16进制相移键控（16QAM）等。
这些调制方法能够在不同的信噪比下提供不同的传输速率和误码率性能。
3. 调制解调器调制解调器是数字通信系统中的核心组件，用于将模拟信号转换为数字信号以及将数字信号转换为模拟信号。
Matlab中提供了丰富的调制解调器设计工具和仿真函数，如raised cosine滚降因子设计、匹配滤波器设计和误码性能仿真等。
这些工具和函数帮助工程师更好地设计和优化调制解调器，提高其性能和效率。
4. 帧同步帧同步是指在传输过程中能够正确地检测和定位接收信号中的每一个数据帧。
Matlab中提供了多个帧同步算法，如基于前缀检测、自相关和相关性判决等。
这些算法能够在通信系统中实现准确的帧同步，提高系统的性能和容错能力。
三、射频通信系统的设计射频通信系统是一种利用电磁波在空间中传递信息的通信系统。
通信工程系统仿真实验报告
通信原理课程设计实验报告专业：通信工程届别：07 B班学号：0715232022姓名：吴林桂指导老师：陈东华数字通信系统设计一、 实验要求：信源书记先经过平方根升余弦基带成型滤波，成型滤波器参数自选，再经BPSK ，QPSK 或QAM 调制（调制方式任选），发射信号经AWGN 信道后解调匹配滤波后接收，信道编码可选（不做硬性要求），要求给出基带成型前后的时域波形和眼图，画出接收端匹配滤波后时域型号的波形，并在时间轴标出最佳采样点时刻。
对传输系统进行误码率分析。
二、系统框图三、实验原理：QAM 调制原理：在通信传渝领域中，为了使有限的带宽有更高的信息传输速率，负载更多的用户必须采用先进的调制技术，提高频谱利用率。
QAM 就是一种频率利用率很高的调制技术。
t B t A t Y m m 00sin cos )(ωω+= 0≤t ≤Tb式中 Tb 为码元宽度t 0cos ω为 同相信号或者I 信号；t 0s i n ω 为正交信号或者Q 信号；m m B A ,为分别为载波t 0cos ω,t 0sin ω的离散振幅；m 为m A 和m B 的电平数，取值1 , 2 , . . . , M 。
m A = Dm*A ；m B = Em*A ；式中A 是固定的振幅，与信号的平均功率有关，（dm ，em ）表示调制信号矢量点在信号空间上的坐标，有输入数据决定。
m A 和m B 确定QAM 信号在信号空间的坐标点。
称这种抑制载波的双边带调制方式为正交幅度调制。
图3.3.2 正交调幅法原理图 Pav=（A*A/M ）*∑(dm*dm+em*em) m=(1,M)QAM 信号的解调可以采用相干解调,其原理图如图3.3.5所示。
图3.3.5 QAM 相干解调原理图四、设计方案：(1)、生成一个随机二进制信号(2)、二进制信号经过卷积编码后再产生格雷码映射的星座图 (3)、二进制转换成十进制后的信号 (4)、对该信号进行16-QAM 调制(5)、通过升余弦脉冲成形滤波器滤波，同时产生传输信号 (6)、增加加性高斯白噪声，通过匹配滤波器对接受的信号滤波 (7)、对该信号进行16-QAM 解调五、实验内容跟实验结果：本方案是在“升余弦脉冲成形滤波器以及眼图”的示例的基础上修改得到的。
通信系统仿真（精）
一、物理层仿真实验1、实验目的：初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建，并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线，完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号，并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果，但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的，只能算是伪随机数。
从预测的角度看，周期数据是完全可以预测的，但当周期趋于无穷大时，可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有：Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加，进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器：Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值（x0,y0,z0），这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是：30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列：Ui=（Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323）mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是：将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X，条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声，其含义是功率谱是白的，信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量，可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下：X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量，产生的X和Y均为高斯随机变量。
通信系统仿真实验报告-模拟信源数字化的建模与仿真
实验一模拟信源数字化的建模与仿真一．实验目的：1、掌握MATLAB语言的基本命令、基本运算、函数等基本知识；2、掌握MATLAB语言的程序设计流程和方法；3、掌握模拟信源数字化的建模与仿真方法。
二．实验内容及步骤：1、编写MATLAB函数文件仿真实现模拟信号的抽样过程；1）单频正弦波模拟信号的抽样实现。
要求输入信号的幅度A、频率F和相位P可变；要求仿真时间从0到2/F，抽样频率分别为Fs=F、Fs=2F、Fs=20F；要求给出相应抽样信号samp11、samp12、samp13的波形图。
2）多频正弦波合成模拟信号的抽样实现。
要求输入信号为幅度A1、频率F1、相位P1的正弦波和幅度A2、频率F2、相位P2的正弦波的叠加；要求仿真时间从0到2/min（F1，F2），抽样频率为Fs=max(F1,F2)、Fs=2*max(F1,F2)、Fs=20*max(F1,F2)；要求给出相应抽样信号samp21、samp22、samp23的波形图。
2、编写MATLAB程序仿真实现模拟信号的量化过程；1）单频正弦波模拟信号均匀量化的实现。
要求对抽样信号sampl3归一化后再进行均匀量化；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化序号indx1，给出量化输出信号quant1的波形图，并与抽样信号samp13画在同一图形窗口中进行波形比较。
2）改变量化电平数，分析它和量化误差的关系，并给出仿真图；3）多频正弦波合成模拟信号均匀量化的实现。
要求对抽样信号samp23归一化后再进行均匀量化；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化序号indx2，给出量化输出信号quant2的波形图，并与抽样信号samp23画在同一图形窗口中进行波形比较。
4）要求对抽样信号sampl3归一化后再分别进行满足A律和u律压缩的非均匀量化；要求压缩参数a、u可变；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化输出信号quant11和quant12的波形图，并与抽样信号samp13画在同一图形窗口中进行波形比较。
使用MATLAB进行通信系统设计和仿真
使用MATLAB进行通信系统设计和仿真引言：通信系统在现代社会中扮演着至关重要的角色，使人们能够传递信息和数据。
为了确保通信系统的可靠性和效率，使用计算工具进行系统设计和仿真是至关重要的。
在本篇文章中，我们将讨论使用MATLAB这一强大的工具来进行通信系统的设计和仿真。
一、通信系统的基本原理通信系统由多个组件组成，包括发射机、传输媒介和接收机。
发射机负责将输入信号转换为适合传输的信号，并将其发送到传输媒介上。
传输媒介将信号传输到接收机，接收机负责还原信号以供使用。
二、MATLAB在设计通信系统中的应用1. 信号生成与调制使用MATLAB，可以轻松生成各种信号，包括正弦波、方波、脉冲信号等。
此外，还可以进行调制，例如将低频信号调制到高频载波上，以实现更高的传输效率。
2. 信号传输与路径损耗建模MATLAB提供了各种工具和函数，可以模拟信号在传输媒介上的传播过程。
通过加入路径损耗模型和噪声模型，可以更准确地模拟实际通信环境中的传输过程。
这些模拟结果可以帮助我们评估和优化通信系统的性能。
3. 调制解调与信道编码MATLAB提供了用于调制解调和信道编码的函数和工具箱。
通过选择适当的调制方式和编码方案，可以提高信号传输的可靠性和容错能力。
通过使用MATLAB进行仿真，我们可以评估不同方案的性能，从而选择出最优的设计。
4. 多天线技术与信道建模多天线技术可显著提高通信系统的容量和性能。
MATLAB提供了用于多天线系统仿真的工具箱，其中包括多天线信道建模、空分复用和波束成形等功能。
这些工具可以帮助我们评估多天线系统在不同场景下的性能，并优化系统设计。
5. 频谱分析与功率谱密度估计频谱分析是评估通信系统性能的重要方法之一。
MATLAB提供了各种频谱分析函数和工具，可以对信号进行频谱分析，并计算功率谱密度估计。
这些结果可以帮助我们了解系统的频率分布特性，并进行性能优化。
6. 误码率分析与性能评估对于数字通信系统而言，误码率是一个重要的性能指标。
水声数字语音通信系统的设计与仿真
水声通信原理课程设计姓名:班级:学号:摘要本次设计以水下语音通信为背景，建立一个数字通信系统，首先通过分析设计要求了解了课题背景，从课本、图书馆、网络获取一定的资料，进行整理之后，先大致建立多个方案想法并比较其优缺点，结合各个方案想法的优缺点进行结合分析，然后选择其中之一重点分析确定该系统原理为：信源经过码激励线性预测语音编码(CELP)编码。
再用卷积码对水声信道进行编码，然后用QPSK的方式进行调制。
在水声信道中，由于水介质的吸收使得可利用的工作频率较低，信道带宽较窄，因而通信速率也较低。
要想在水中进行数字语音通信就必须对语音信息进行大幅度压缩，降低传输所需的比特率。
本论文对数字语音压缩算法进行研究，采用码激励线性预测语音编码（CELP）对原始语音进行编码，并采用带宽利用率较高的相位调制技术对压缩语音进行传输，同时结合自适应均衡等技术来有效地克服信道多途传播产生的码间干扰，纠错编码技术进一步降低系统的误码率。
在设计过程中，先确定整个的流程框架，对该系统进行大致设计，画出整个设计的流程图，并初步分析系统画出系统框架图，对整个系统建立模型，并且运用具体知识分块设计，在每一步中进行设计，在给定参数的条件下完成系统设计，反复核查系统的可行性与可靠性，为了使系统能够正常运转，还运用了Matlab软件进行仿真，具体的分析仿真结果，依据仿真的结果进行综合性能分析与误差分析，以便更好的了解此系统的整体性能。
然后对于系统的结构可行性和最后的综合性能分析以及误差分析对系统进行总体评价。
最后通过一段时间的准备与设计，对这次课程设计进行了总结，总结这次设计中出现的问题以及自己的收获，了解问题出现的原因并进行解决，并分析自己的收获，争取在下次的设计或者其他工作中取得更好的成绩关键字：水声数字通信 CELP matlab QPSK调制 Viterbi译码一．引言 (4)二．原理介绍 (6)三．方案选择 (8)四．方案设计 (13)五．仿真及结果 (13)六．方案总结 (39)七．心得体会 (40)八．参考文献 (40)一．引言设计要求期望达到如下指标：平均传输速率：4kbits ／s传输距离：4千米左右误码率： 0.001以下带宽：3kHz ，载频60k 。
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。
Simulink通信系统建模与仿真教学设计
详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真教学设计MATLAB/Simulink是一款广泛应用于各个领域的数学工具，其中Simulink可用于建立系统级仿真模型，以便进行电子、机械、流体和控制系统等领域内的实验分析和设计。
在通信领域中，Simulink非常适合建立通信系统的仿真模型，并用于进行传输计算、信道建模、信号处理和多模调制等。
本文将介绍MATLAB/Simulink通信系统模型的建立，及如何将其应用于通信系统教学设计。
通信系统模型建立数字调制数字调制是通信系统中的关键技术之一。
首先，我们需要在Simulink中建立基带信号源，并使用Math Function模块产生载波信号。
Modulation 模块可用于将基带信号和载波信号结合起来。
为了使得调制系统工作稳定和正常，通常在模型中加入Equalization和Resampling模块，以消除接收端接收到的噪声和信号失真。
当系统处理完成后，我们可以使用Scope模块来对模型工作情况进行进一步的分析。
数字解调数字解调需要在接收端建立解调器模型。
接收端模型包括匹配滤波器、采样器、时钟恢复器、色散补偿器和多值/二次干扰恢复器。
在这个模型中，也需要添加Equalization和Resampling模块以消除接收端所受的噪声和信号失真。
在接收端处理完成之后，我们也可以使用Scope模块对模型结果进行进一步分析。
信道建模信道建模是通信系统中另一个关键环节。
在Simulink中建造通信信道仿真模型，需要引入建立通信信道的数学模型，并建立符合通道模型的信道传输系统。
在建立仿真模型中，包括噪声源、多路复用技术、OFDM技术、信号调制和解调技术。
对于每个信道结构，我们都可以建立相应的仿真模型，进行仿真分析。
OFDM信息传输系统OFDM技术利用多个正交子载波来传输信息，以提高通信质量和可靠性，同时提高频带利用率。
OFDM系统建模主要包括加脉冲造型、IFFT、添加循环前缀、调制调制、运动模糊和色散模拟、反向调制、解压缩、去定时和轻度等模块。
(完整word版)数字通信系统的设计与仿真
数字通信系统的设计与仿真摘要：数字通信系统是数字传输的过程，模拟信号到达接收端必须先将模拟信号转换成数字信号，数字信号在信道中传输会有损耗，因此合理的采用信道的编/译码和调制、解调是十分重要的，本实验采用systemview 进行仿真.关键字：眼图、误码率、调制、解调.1数字通信系统模型与原理1.1数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图1所示.图1数字通信系统模型1.1.1 信源编码与译码信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术设计减少码元数目和降低码元速率.二是完成模/数（A/D）转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输.信源译码是信源编码的逆过程．1.1.2 信道编码与译码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受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，组成所谓“抗干扰编码”.接收端的信道译码器按相应的规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性.1.1.3 加密与解密在需要实现保密通信的场合，为了保证所穿信息的安全，认为地将被传输的数字序列扰乱，即加上密码，这种处理过程叫加密.在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息.1.1.4 数字调制与解调数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号.基带的数字调制方式有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控、相对相移键控（DPSK）.在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号.对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器或匹配滤波器来实现.1.1.5 同步同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件.按照同步的公用不同，分为载波同步、位同步、群同步和网同步.数字通信的主要特点(1) 抗干扰能力强，尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累(2) 数字信号通过差错控制编码，可提高通信的可靠性.(3) 由于数字通信传输一般采用二进制码，所以可使用计算机对数字信号进行处理，实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统，实现以计算机为中心的通信网.(4) 在数字通信中，各种消息(模拟的和离散的)都可变成统一的数字信号进行传输.在系统对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号都可采用数字信号.数字传输和数字交换技术结合起来组成的ISDN 对于来自不同信源的信号自动地进行变换、综合、传输、处理、存储和分离，实现各种综合业务.(5) 数字信号易于加密处理，所以数字通信保密性强.数字通信的缺点是比模拟信号占带宽，然而，由于毫米波和光纤通信的出现，带宽已不成问题．2 系统的设计过程为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配.这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带同信号的过程称为数字调制.在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调.通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统.一般来说，数字调制与模拟调制技术有的方法：把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况处理；是利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，2．1 信源编码模拟信号转换成数字信号包括三个步骤:抽样,量化,编码.(1) 抽样：把模拟信号在时间上离散化,变换为模拟抽样信号.(2) 量化:将抽样信号在幅度上离散化,变换成量化信号.(3) 编码:用二进制码元来表示有限的量化电平.抽样定理指出：设一个连续模拟信号m（t）中的最高频率〈f h ,则以间隔时间T〈1/2f h的周期性冲激脉冲对它抽样时，m（t）将被这些抽样值所完全确定.由于抽样时间间隔相等，所以此定理又称均匀抽样定理.例如模拟信号的最高频率为10hz，则采样频率为30hz.2.2 信道格雷码的编/译码数字信号在传输过程中,由于受到干扰的影响,码元波形将变坏,,接收端收到后可能发生错误判决,故采用GRAY编\译码方式来进行差错控制. 格雷码的编码和译码设备都不太复杂，而且检错的能力较强.格雷码除了具有线性码的一般性质外，还具有循环性.循环性是指任一码组循环一位（即将最右端的一个码元移至左端，或反之）后，仍为该码中的一个码组.2.3 2FSK信号的调制与非相干解调2.3.1 调制原理键控法:在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率进行选通,使其在每一个码元T s 期间输出 f1或f0两个载波之一, 图2所示.键控法产生的2FSK信号,是由于电子开关在两个独立的频率源之间转换形成,故相邻码元之间的相位不一定连续. 2FSK信号可以看成两个ASK的相加,图3所示.图2 键控法产生2FSK 信号的原理图图3 相位连续的2FSK 信号波形2.3.2 2FSK 信号的非相干解调2FSK 的非相干解调：其原理是将2FSK 信号分解为上下两路2ASK 信号分别进行解调，然后进行判决.这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限.判决规则应与调制规则相呼应，调制时若规定“1”符号对应载波频率w 1,则接收时上支路的样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”.2FSK 信号的非相干解调方框图如图４所示，其可视为由两路2ASK 解调电路组成.这里，两个带通滤波器（带宽相同，皆为相应的2ASk 信号带宽；中心频率不同，分别为w 1、w 2 起分路作用，用以分开两路2ASK 信号. 振荡器f 1选通开关 反相器 想加器 振荡器f 2 选通开关基带信号 2FSK 信号图4 2FSK信号非相干解调方框图2.4 模拟FIR滤波器的设计通过选择菜单上的”Filter/Analog”按扭,可以设计五种模拟滤波器.它们是:巴特沃斯,巴赛尔,切比契夫,椭圆,线性相位.这些滤波器可以是低通、高通或带通,所选滤波器的一般形状由滤波器的类型决定,需要输入的数据是滤波器的极点数、-3db带通或截止频率、相位纹波系数、增益等参数,按”finish”完成设计.低通滤波器：去掉信号中不必要的高频成分，降低采样频率，避免频率混淆，去掉高频干扰.带通滤波器：高通滤波器同低通滤波器的组合.对滤波器而言，所有频率都应是采样速率的分数，即相对的百分比系数.例如，系统的采样速率为1MHZ，所涉及的FIR低通滤波器的截止频率为50KH Z,则滤波器涉及窗口输入的截止频率为0.05（50KH Z/1MH Z）,如果在滤波器前面连接的是抽样器或采样器的图符，则这些图符的频率也必须是滤波器采样速率的分数. 2.5 眼图分析眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形.观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”.从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度.另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能.眼图的“眼睛” 张开的大小反映着码间串扰的强弱.“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清.若同时存在码间串扰,“眼睛”将张开得更小.与无码间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹，变成了比较模糊的带状线，而且不很端正.噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正.眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息：可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱，有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响，评价一个基带系统的性能优劣；可以指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰.(1) 最佳抽样时刻应在“眼睛” 张开最大的时刻.(2) 对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定.斜率越大，对定时误差就越灵敏. 在抽样．(3) 时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变.眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平.(4) 在抽样时刻上，上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限，噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决.(5) 对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统，眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小，表示零点位置的变动范围，这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响.2.6 误码率分析对于二进制双极性信号，假设它在抽样时刻的点平取值为+A或-A（分别对应信码“1或“0”），在-A 和+A之间选择一个适当的电平V d作为判决门限，根据判决准则将会出现以下几种情况：(1) 对“1”码:当X>V d,判为“1”码（正确）;当X<V d,判为“0”码（错误）.(2) 对“0”码:当X<V d,判为“0”码（正确）;当X>V d,判为“1”码（错误）.假设信源发送“1”码的概率为P(1),发送“0”码的概率为P(0)，则二进制基带传输系统的总误码率Pe= P(1) P(0/1)+ P(0) P(1/0) 其中P(0/1)= P(X<V d)，P(1/0) = P(X>V d)3参数的设定(1)模拟信源：正弦函数，频率fs=10hz，幅度A=1V；。
Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计 (2)
Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计一、教学目标本课程旨在通过【Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析】的教学，使学生掌握如下知识和能力：1.了解数字通信系统基本概念及其发展过程；2.掌握数字通信系统的建模方法和仿真技术；3.能够通过实例分析，掌握数字通信系统的性能分析方法；4.能够设计数字通信系统并进行仿真。
二、教学内容1. 数字通信系统概述•数字通信系统基本概念•数字通信系统的应用领域及其发展历程2. 数字通信系统建模方法•数字信号的基本特性•采样、量化和编码的基本原理•数字调制技术•误差控制编码技术3. 数字通信系统的仿真技术•Simulink仿真环境的基本概念和使用方法•通信系统仿真模型设计方法4. 数字通信系统的性能分析方法•常见数字通信系统的性能参数及其定义•数字通信系统的误码率分析方法5. 数字通信系统设计与仿真实例分析•基于Matlab/Simulink的通信系统建模和仿真实例分析三、教学方法本课程采用主题讲授和案例分析相结合的教学模式。
主要教学方法包括：1.讲授：教师通过课堂讲解授予基本概念、原理和技术，并采取案例分析的方法，使学生逐步领悟和掌握学习内容。
2.实验：采用Matlab/Simulink仿真软件进行数字通信系统建模和仿真实验。
3.课堂讨论：设计选题和应用实践案例的课堂讨论。
四、教学评估本课程的教学评估主要通过期末考试、实验报告和作业完成情况来进行。
1. 期末考试期末考试采用闭卷考试形式，主要测试学生对数码通信系统理论的掌握情况，考核内容覆盖课程中所讲述的主要内容。
2. 实验报告实验报告要求学生通过Matlab/Simulink仿真软件对数字通信系统进行建模和仿真，并撰写学习笔记和所完成实验的结果分析。
3. 作业完成情况教师将根据课堂讨论和布置的作业对学生的学习情况进行评估。
五、教学资源教师将为本课程提供以下教学资源：1.选取优秀的课程设计案例，供学生进行仿真和分析；2.为学生提供Matlab/Simulink仿真软件的操作指导和优秀的资源链接。
通信系统中数字下变频的设计与仿真
得 ， 们 用 瑟 时阶 Ｎ ； 出 我采凯窗 ， ＝ ｝ 当 数 －
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５仿 真 分 析
５１浮 点 仿 真 ．
假设 我们取７ ｏ ０ １ ８ Ａ ０ ０ 个 ２ Ｑ Ｍ信 号值 ， 频谱 图如 图 ２ 其 所示 。
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图 ２输 入 信 边缘频率 。
等 波 纹法 又 叫最 佳 一 致 逼 近 法 ， 波 纹 法 是 以 最 大 误 差 最 等 小 化 为 优 化 准则 来 进 行 设 计 的 ， 一 定 意 义 上 对 希 望 的 频率 响 在
采 用 等 波纹 法设 计 的 滤波 器 幅 度 与相 位 如 图 ３ 示 。 所
其 中 ， 是第 一 类 贝 塞尔 函数 ， 用 幂 级 数展 开 来 计算 ： Ｉ 可
一 ㈣ ≯ ＋ ＋ ＋ 一 。 ・
通信系统pcm系统设计与仿真
通信系统pcm系统设计与仿真摘要: SystemView 仿真软件能够实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制〔PCM〕是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，能够为硬件电路实现提供理论依据。
通过仿真展现了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。
关键词: PCM 编译码1、引言随着电子技术和运算机技术的进展，仿真技术得到了广泛的应用。
基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，能够满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，同时提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。
SystemView具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，专门在信号分析、通信系统等领域。
其能够实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的差不多库和专业库。
本文要紧阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制〔PCM〕。
系统的实现通过模块分层实现，模块要紧由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟操纵信号构成。
通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。
2、系统介绍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的实现要紧包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。
分别完成时刻上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
依照CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采纳压扩非平均量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采纳了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13 折线法编码,采纳非平均量化PCM编码示意图见图1。
图1 PCM原理框图下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理：(a) 抽样所谓抽样，确实是对模拟信号进行周期性扫描，把时刻上连续的信号变成时刻上离散的信号。
基于SystemView的数字通信系统的仿真设计
基于SystemView的数字通信系统的仿真设计引言通信的根本任务是远距离传输信息，准确地传输数字通信中的一个重要环节。
设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散波形来表示数字信息。
这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号，也可以是调制后的信号形式。
由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始，因而称为数字基带信号。
在某些有线信道中，数字基带信号可以直接传输，这种传输方式称为数字信号的基带传输；而在另外一些信道想，数字基带信号必须经过调制，将信号频谱搬移到高频段才能在信道中传输，然后在收端用解调器把信道中传输的已调信号还原成基带信号，这种传输方式称为数字信号的频带传输（或载波传输）。
基带传输包含着数字通信技术的许多问题，频带传输是基带信号调制后再传输的，因此频带传输也存在基带问题，基带传输的许多问题，频带传输同样需考虑。
如果把调制与解调过程看做是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统。
理论上还可证明，任何一个采用线性调制的频带传输系统，总可以由一个等效的基带传输系统来代替。
下面我们将介绍一些解决数字通信系统中的实际问题的一些方法。
第1章课程设计目的和要求及原理1.1 本课程设计的目的（1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理；（2）培养学生掌握电路设计的基本思路和方法；（3）能提高学生对所学理论知识的理解能力；（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力和创新能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。
1.2 课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）学习SystemView仿真软件；（2）对需要仿真的通信系统各功能模块的工作原理进行分析；（3）提出系统的设计方案，选择合适的模块；（4）对所设计系统进行仿真；（5）并对仿真结果进行分析。
2）创新要求：在基本要求达到后，可进行创新设计，完善系统的性能。
3）课程设计论文编写要求：（1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文；（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等；（3）课程设计论文装订按学校统一要求完成。
数字通信系统课程设计
数字通信系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字通信系统的基本概念、原理及组成；2. 掌握数字信号的调制、解调方法及其在通信系统中的应用；3. 了解数字通信系统中信道编码、差错控制等关键技术；4. 熟悉数字通信系统的性能指标及其评估方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决数字通信系统中的实际问题；2. 掌握使用相关工具软件对数字通信系统进行仿真、设计与调试；3. 能够撰写数字通信系统相关的技术报告和论文。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神；2. 激发学生对数字通信技术及其应用的兴趣，提高学生的创新意识；3. 增强学生的国家使命感和社会责任感，使其认识到数字通信技术在国家发展和社会进步中的重要作用。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，以实用性为导向，注重理论与实践相结合。
课程目标旨在帮助学生掌握数字通信系统的基本知识和技能，培养其解决实际问题的能力，同时激发学生的学习兴趣和责任感，为其未来的学术发展和技术创新奠定基础。
通过本课程的学习，学生将能够达到以上所述具体的学习成果。
二、教学内容1. 数字通信系统概述- 通信系统的基本概念- 数字通信系统的特点与分类- 数字通信系统的应用领域2. 数字信号的表示与处理- 数字信号与模拟信号的区别- 数字信号的表示方法- 数字信号的处理技术3. 数字信号的调制与解调- 调制与解调的基本原理- 常见数字调制技术：ASK、FSK、PSK- 数字解调技术及其应用4. 信道编码与差错控制- 信道编码的基本概念- 常见信道编码技术：汉明码、卷积码、Turbo码- 差错控制方法：自动重发请求、前向纠错5. 数字通信系统的性能评估- 通信系统的性能指标- 误码率与信噪比的关系- 数字通信系统的仿真与性能分析6. 实践教学环节- 数字通信系统的设计与仿真- 实际通信系统的故障排查与优化- 课程项目：设计与实现一个简单的数字通信系统教学内容依据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。
2PSK系统的设计和仿真
2PSK系统的设计和仿真2PSK系统（2相位移键控）是数字通信系统中常用的一种调制方式。
在该系统中，将二进制数据序列转换为一系列的正弦波信号，并通过调整正弦波的相位来表示二进制数据位的值。
本文将介绍2PSK系统的设计和仿真过程。
首先，我们需要确定2PSK系统的基本参数，包括载波频率、比特率、发送功率等。
然后，通过Matlab或其他仿真软件来构建2PSK系统的模型。
在2PSK系统中，二进制数据序列通过脉冲调制形成基带信号。
可以选择使用矩形脉冲来进行调制，也可以使用其他形状的脉冲。
在这里，我们将使用矩形脉冲进行演示。
接下来，生成载波信号。
载波频率的选择可以根据具体需求来确定，一般选择一个适当的频率，例如10MHz。
然后，对每个二进制数据位进行调制，将1表示为正弦波，0表示为负弦波。
将这些信号叠加在一起得到最终的调制信号。
在仿真时，我们可以加入噪声来模拟实际通信环境中的信道干扰。
可以选择高斯白噪声或其他类型的噪声。
噪声的强度可以通过信噪比（SNR）来调节。
SNR越高，噪声越小。
最后，接收端可以通过判决电路将接收到的信号判定为1或0。
在判决电路中，可以设置一个阈值，收到大于阈值的信号则判定为1，收到小于阈值的信号则判定为0。
通过对判决结果与发送的二进制数据进行比较，可以计算出误码率。
通过改变不同的参数，例如比特率、载波频率、SNR等，可以对2PSK 系统进行性能分析。
可以绘制误码率与SNR之间的曲线，研究不同参数对系统性能的影响。
通过以上过程，我们可以实现2PSK系统的仿真。
在仿真中，还可以进一步探究其他扩展内容，例如多路径衰落信道、频率选择性信道等。
通过不断改进模型和参数，可以提高2PSK系统的性能，并且对比其他调制方式，评估2PSK系统在不同场景下的适用性。
总结起来，2PSK系统的设计和仿真是一个多参数的过程，需要根据具体需求来确定系统的基本参数和模型。
通过逐步搭建模型、调试参数，并加入噪声来模拟实际场景，可以完成对2PSK系统性能的仿真分析。
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。
毕业设计论文-通信系统设计与仿真[管理资料]
![毕业设计论文-通信系统设计与仿真[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/41b3d6375fbfc77da369b148.png)
湖南科技大学毕业设计（论文）题目基于Simulink的通信系统设计与仿真作者谭思维学院信息与电气工程学院专业通信工程学号0604040215指导教师席在芳二〇一〇年六月二日湖南科技大学毕业设计（论文）任务书信息与电气工程学院通信工程系（教研室）系（教研室）主任: （签名）年月日学生姓名: 谭思维学号: 0604040215 专业: 通信工程1 设计（论文）题目及专题：基于Simulink的通信系统设计与仿真2 学生设计（论文）时间：自2010 年3 月 1 日开始至2010 年 6 月 2 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：(1)通信原理教程樊昌信电子工业出版社2008(2)Simulink通信仿真教程李贺冰国防工业出版社2006(3)Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析邵玉斌清华大学出版社2008(4)现代通信系统分析与仿真-MATLAB通信工具箱李建新西安电子科技大学出版社20004 设计（论文）应完成的主要内容：(1)Simulink的基本知识(2)MATLAB通信工具箱的构成及功能(3)现代通信系统(4)运用Simulink模块设计通信系统并仿真比较(5)结论5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：(1)毕业设计以论文形式提交(2)一律用word排版(3)严格按照湖南科技大学的本科设计（论文）的格式要求(4)图纸符合工程制图规范6 发题时间：2010 年 3 月 1 日指导教师：（签名）学生：（签名）湖南科技大学毕业设计（论文）指导人评语指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）评阅人评语评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要本文首先介绍了通信系统仿真的基本内容，包括通信系统仿真的一般步骤，MATLAB中的可视化仿真工具Simulink的相关概念。
基于 2ask 的数字传输系统的建模与仿真课程设计报告
基于 2ask 的数字传输系统的建模与仿真课程设计报告一、设计目的和背景数字传输系统是现代通信领域中的一个重要组成部分，其在实现数字信号传输、高速数据交换、远程通信等方面具有重要作用。
因此，数字传输系统的建模和仿真技术也变得越来越重要。
本课程旨在通过利用2ask软件进行数字传输系统的建模和仿真，培养学生对数字传输系统的深入理解与应用能力。
二、教学原则本课程以理论与实践相结合为原则，旨在帮助学生充分理解数字传输系统的基础知识以及其在实际应用中的应用方法。
同时，本课程也将借助2ask软件，帮助学生通过实验来深刻理解数字传输系统。
三、实验教学内容本课程实验教学的具体内容如下：1.数字信号传输原理的理论讲解：介绍数字信号传输系统的基础知识，包括数字信号的表示方法、码元的基础知识、传输速率、传输媒介等。
2. 数字传输系统的建模：通过借助2ask软件，对数字传输系统进行建模，理解数字传输系统的各个组成部分的功能与作用。
3.传输码调制技术的仿真：通过信道编码技术的仿真，掌握传输码调制技术的设计方法，并了解传输码调制的原理和应用场景。
4.数字调制与解调技术的仿真：通过数字调制的仿真实验，掌握数字调制与解调技术的原理、应用场景和设计方法，理解各个数字调制技术之间的异同。
5.噪声对数字传输信号的影响分析的仿真：通过噪声对数字传输信号的影响分析的仿真实验，理解在实际应用中数字传输系统运行的复杂性。
四、实验教学环境和设备本课程实验教学建议在计算机实验室中开展，计算机实验室应当配备2ask软件，并具备良好的网络环境和相应的硬件设施，以保证数字传输系统的仿真效果。
五、实验教学步骤1）对数字传输系统进行建模：a.了解数字传输系统的每一个组成部分的功能和作用；b. 在2ask中选择数字传输系统模板，进行数字传输系统的建模；c.对数字传输系统参数进行设置，并检查数字传输系统的基础参数是否符合实际要求。
2）传输码调制技术的仿真a. 选择2ask中的传输码调制模板，在模板加载后进行传输码调制实验的仿真；b.分析仿真结果，并对传输码编解码和编码策略进行设计和优化。
第八讲 数字通信系统的仿真
[u (t ) + k ]cos(2π f c t + θ )
式中：k为模块参数Input signal offset，fc为模块参数 Carrier frequency，θ为参数Initial phase。 通常将k的值设为输入信号u（t）负值部分最小值的绝 对值。
信源参数
输入信号偏移。 载波频率。 载波的初始相位。
8.3.2 量化及编码
模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连 续变化的。当其通过噪声信道传输时，接收端不能准确 地估值所发送的抽样。若发送端用预先规定的有限个电 平来表示抽样，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端可 准确地估值所发送的抽样。 因此，为完成模/数，当模拟信号进行抽样后，要 进行量化。
幅度调制 频率调制 相位调制
基带调制
频带调制
双边带幅度调制
单边带调制
双边带抑制载波幅度调制
载频信号的幅度、频率、相位随 欲传输的模拟输入信号的变化而 相应变化的调制方式。
8.4.1 AM幅度调制 1、双边带幅度调制（DSB）
DSB幅度调制的输入信号是u（t），输出信号是y（t）， 若 u（t）＝u0cosΩt，则
双边带频带幅度调制 模块参数设置
与调制模块中的参数Input signal offset 含义相同。 低通滤波器传函的分子多项式，用一 个向量形式表示，按降幂的顺序排列 分子参数。 低通滤波器传函的分母多项式，用一 个向量形式表示，按降幂的顺序排列 分母参数。对于FIR滤波器，这项参 数设为1。
输出信号的采 样时间。
这三个参数决定了模块的输出，可以是标量或阵列，所有 阵列参数必须有相同的维数。
扫频信号的时域图和频域图
思考题： 扫频信号仿真时，若设置信号源初始频率0.1Hz， 目标时间100秒，目标时间信号频率为100Hz，仿真运 行起始时间0s，结束时间10s（100s），频谱仪设置正 确，那么在实验过程中 (t ) = U c (1 + mα cos Ωt ) cos ωc t ⎪ ⎨ mα mα y t = U t + + Ω t + ( ) cos ω cos( ω ) cos(ωc − Ω)t c c c ⎪ ⎩ 2 2
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数字通信系统的设计与仿真摘要：数字通信系统是数字传输的过程，模拟信号到达接收端必须先将模拟信号转换成数字信号，数字信号在信道中传输会有损耗，因此合理的采用信道的编/译码和调制、解调是十分重要的，本实验采用systemview进行仿真.关键字：眼图、误码率、调制、解调.1数字通信系统模型与原理1.1数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图1所示.图1数字通信系统模型1.1.1信源编码与译码信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术设计减少码元数目和降低码元速率.二是完成模/数（A/D）转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输.信源译码是信源编码的逆过程．1.1.2信道编码与译码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受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，组成所谓“抗干扰编码”.接收端的信道译码器按相应的规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性.1.1.3加密与解密在需要实现保密通信的场合，为了保证所穿信息的安全，认为地将被传输的数字序列扰乱，即加上密码，这种处理过程叫加密.在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息.1.1.4数字调制与解调数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号.基带的数字调制方式有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控、相对相移键控（DPSK）.在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号.对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器或匹配滤波器来实现.1.1.5同步同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件.按照同步的公用不同，分为载波同步、位同步、群同步和网同步.数字通信的主要特点(1)抗干扰能力强，尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累(2)数字信号通过差错控制编码，可提高通信的可靠性.(3)由于数字通信传输一般采用二进制码，所以可使用计算机对数字信号进行处理，实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统，实现以计算机为中心的通信网.(4)在数字通信中，各种消息(模拟的和离散的)都可变成统一的数字信号进行传输.在系统对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号都可采用数字信号.数字传输和数字交换技术结合起来组成的ISDN对于来自不同信源的信号自动地进行变换、综合、传输、处理、存储和分离，实现各种综合业务.(5)数字信号易于加密处理，所以数字通信保密性强.数字通信的缺点是比模拟信号占带宽，然而，由于毫米波和光纤通信的出现，带宽已不成问题．2系统的设计过程为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配.这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带同信号的过程称为数字调制.在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调.通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统.一般来说，数字调制与模拟调制技术有的方法：把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况处理；是利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，2．1信源编码模拟信号转换成数字信号包括三个步骤:抽样,量化,编码.(1) 抽样：把模拟信号在时间上离散化,变换为模拟抽样信号.(2) 量化:将抽样信号在幅度上离散化,变换成量化信号.(3) 编码:用二进制码元来表示有限的量化电平.抽样定理指出：设一个连续模拟信号m（t）中的最高频率〈f h ,则以间隔时间T〈1/2f h的周期性冲激脉冲对它抽样时，m（t）将被这些抽样值所完全确定.由于抽样时间间隔相等，所以此定理又称均匀抽样定理.例如模拟信号的最高频率为10hz，则采样频率为30hz.2.2信道格雷码的编/译码数字信号在传输过程中,由于受到干扰的影响,码元波形将变坏,,接收端收到后可能发生错误判决,故采用GRAY编\译码方式来进行差错控制. 格雷码的编码和译码设备都不太复杂，而且检错的能力较强.格雷码除了具有线性码的一般性质外，还具有循环性.循环性是指任一码组循环一位（即将最右端的一个码元移至左端，或反之）后，仍为该码中的一个码组.2.3 2FSK信号的调制与非相干解调2.3.1 调制原理键控法 :在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率进行选通,使其在每一个码元T s 期间输出 f 1或f 0两个载波之一, 图2所示.键控法产生的2FSK 信号,是由于电子开关在两个独立的频率源之间转换形成,故相邻码元之间的相位不一定连续. 2FSK 信号可以看成两个ASK 的相加,图3所示.图2 键控法产生2FSK 信号的原理图图3 相位连续的2FSK 信号波形2.3.2 2FSK 信号的非相干解调2FSK 的非相干解调：其原理是将2FSK 信号分解为上下两路2ASK 信号分别进行解调，然后进行判决.这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限.判决规则应与调制规则相呼应，调制时若规定“1”符号对应载波频率w 1,则接收时上支路的样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”.2FSK 信号的非相干解调方框图如图４所示，其可视为由两路2ASK 解调电路组成.这里，两个带通滤波器（带宽相同，皆为相应的2ASk 信号带宽；中心频率不同，分别为w 1、w 2 起分路作用，用以分开两路2ASK 信号.振荡器f 1选通开关反相器 想加器 振荡器f 2 选通开关基带信号2FSK 信号图42FSK信号非相干解调方框图2.4模拟FIR滤波器的设计通过选择菜单上的”Filter/Analog”按扭,可以设计五种模拟滤波器.它们是:巴特沃斯,巴赛尔,切比契夫,椭圆,线性相位.这些滤波器可以是低通、高通或带通,所选滤波器的一般形状由滤波器的类型决定,需要输入的数据是滤波器的极点数、-3db带通或截止频率、相位纹波系数、增益等参数,按”finish”完成设计.低通滤波器：去掉信号中不必要的高频成分，降低采样频率，避免频率混淆，去掉高频干扰.带通滤波器：高通滤波器同低通滤波器的组合.对滤波器而言，所有频率都应是采样速率的分数，即相对的百分比系数.例如，系统的采样速率为1MHZ，所涉及的FIR低通滤波器的截止频率为50KH Z,则滤波器涉及窗口输入的截止频率为0.05（50KH Z/1MH Z）,如果在滤波器前面连接的是抽样器或采样器的图符，则这些图符的频率也必须是滤波器采样速率的分数.2.5眼图分析眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形.观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”.从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度.另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能.眼图的“眼睛” 张开的大小反映着码间串扰的强弱.“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清.若同时存在码间串扰,“眼睛”将张开得更小.与无码间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹，变成了比较模糊的带状线，而且不很端正.噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正.眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息：可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱，有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响，评价一个基带系统的性能优劣；可以指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰.(1)最佳抽样时刻应在“眼睛” 张开最大的时刻.(2)对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定.斜率越大，对定时误差就越灵敏.在抽样．(3)时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变.眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平.(4)在抽样时刻上，上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限，噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决.(5)对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统，眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小，表示零点位置的变动范围，这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响.2.6误码率分析对于二进制双极性信号，假设它在抽样时刻的点平取值为+A或-A（分别对应信码“1或“0”），在-A和+A之间选择一个适当的电平V d作为判决门限，根据判决准则将会出现以下几种情况：(1) 对“1”码:当X>V d,判为“1”码（正确）;当X<V d,判为“0”码（错误）.(2) 对“0”码:当X<V d,判为“0”码（正确）;当X>V d,判为“1”码（错误）.假设信源发送“1”码的概率为P(1),发送“0”码的概率为P(0)，则二进制基带传输系统的总误码率Pe= P(1) P(0/1)+ P(0) P(1/0) 其中P(0/1)= P(X<V d)，P(1/0) = P(X>V d)3参数的设定(1)模拟信源：正弦函数，频率fs=10hz，幅度A=1V；(2)抽样频率f h=30hz,幅度A=1V;(3)载波的频率分别为f1=100hz,f2=150hz;(4)低通滤波器的截止频率为15hz;(5)带通滤波器15的频率范围120hz—170hz,带通滤波器16的频率范围80hz—130hz；4图形(1)总图如下图5图5总图(2) 仿真波形图6信源图7抽样图8 量化图9 信源编码图10信道编码图11调制图12非相干解调参考文献：[1] 樊昌信,《通信原理》,（第六版），北京:国防工业出版社．[2] 曹志刚等《现代通信原理》，北京：清华大学出版社．[3] 乐正友，杨为理.程控数字交换机硬件软件及应用.北京：清华大学出版社，1991．。