通信原理课程设计报告

课程设计报告

设计题目：基于PCM/TMD/2DPSK通

信系统仿真

专业班级：电子1 班

姓名：符敦富

学号：0704030203

课程设计报告

一、课程设计名称

基于PCM/TMD/2DPSK技术的单向传输系统仿真。

二、课程设计的目标和基本任务

2.1 课程设计的目标

通过课程设计实践，来培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更在于培养学生在实际的工程设计中查阅专业资料、工具书或参考书，掌握工程设计手段和软件工具，并能用设计报告表达设计思想和结果的能力。培养学生事实求是和严肃认真的工作态度。

通过设计过程，要求学生熟悉和掌握通信原理的基本原理和方法，使学生得到通信系统开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。

通过本次课程设计使学生熟练掌握Matlab仿真分析通信系统性能的方法，应用Matlab语言编写应用程序、应用simulink仿真分析系统性能。

2.1 课程设计的基本任务及要求

1、用SIMULINK仿真，设计并实现一个基于PCM/TMD/2DPSK技术的单向传输系

统，要求实现两路语音信号同时传输。

2、要求：

（1）熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，熟悉2ASK/2DPSK系统的调制解

调原理，构建调制解调电路图.

（2）用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号的频谱

的变化。并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。

（3）在调制与解调电路间加上各种噪声源，用误码测试模块测量误码率,并给出仿真

波形，改变信噪比并比较解调后波形，分析噪声对系统造成的影响。

三、课程设计任务分析及设计 3.1通信系统各部分组成及原理

图3-1 通信系统一般模型

发送设备：低通滤波器，PCM 编码器，复接器，调制器等。 接收设备：带通滤波器，PCM 解码器，分接器，解调器等。

3.1.1 脉冲编码调制PCM 编码

1、所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后将已量化值变换成代码。PCM 原理框图如图3-1所示。

图3-1 PCM 原理方框图

PCM 在通信系统中完成将语音信号数字化功能，它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

抽 样 保 持

量化器

编码器

信 道

译码器

低通 滤波器

模拟信 号输入

m （t ）

PCM 信号输出

干扰

PCM 信号输入

模拟信号

输出

冲激脉冲

表示。

2、PCM编码原理

(1) 抽样

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。

(2) 量化

量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。

模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。

均匀量化：

用这种方法量化输入信号时，无论对大的输入信号还是小的输入信号一律都采用相同的量化间隔。为了适应幅度大的输入信号，同时又要满足精度要求，就需要增加样本的位数。但是，对话音信号来说，大信号出现的机会并不多，增加的样本位数就没有充分利用。为了克服这个不足，就出现了非均匀量化的方法。

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，输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。

由于A 律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码, 压扩特性图如下图所示：

这样，它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路实现。

(3) 编码

所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。一般均按

极性码、段落码、段内码的顺序排列。

3.1.2 时分复用TDM

时分多址是将通信信道在时间坐标上划分成若干等间隔的时隙（ts, time slot）。时隙编号，并且周期重复出现。每对通信设备将工作在某个分配（或指定）的时隙上，即不同的通信用户是靠不同的时隙划分实现通信的。

3.1.3 2DPSK二进制差分编码调制

（1）调制

2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。

2DPSK的产生调制信号需要经过码型变换，将绝对码变为相对码。

（2）解调

本课程设计采用相干解调法，图2-6为相干解调法，解调器原理图和解调过程。其解调原理是：先对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，若相干载波产生180o相位模糊，解调出的相对码将产生倒置现象，但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊的问题。

3.2数字信号基带传输系统的设计步骤

对于比较大的系统，先将系统分解为不同功能的模块，分别实现每个模块，最后再进行整合。

基于PCM/TMD/2DPSK 技术的单向语音传输系统，可分解为PCM 模块，TMD 模块和2DPSK 模块以及其他辅助功能模块。

3.2.1 PCM 编码模块设计 PCM 编码模块框图：

1Out1

Zero-Order Hold3

Saturation

Relay

Quantizer

Integer to Bit Converter

Integer to Bit Converter

-K-Gain

|u|Abs

A-Law Compressor A-Law Compressor

1In1

对模拟信号编码结果图：