CDIO课程设计报告.doc

河南师范大学
CDIO课程项目设计报告
项目名称数字通信系统仿真—采用2DPSK调制和(7,4)循环码
专业通信工程
班级
成员
指导教师
设计时间 -
项目计划
通过我们对电子系统设计课程的学****和理解,综合运用所学的理论知识运用MATLAB软件对数字通信系统进行仿,运用课本中所学到的理论知识完成数字通信系统仿真,采用2DPSK对输入输出进行调制解调和(7,4)循环码对信道进行编码技术,在实验中锻炼我们查阅资料、方案比较、团结合作的能力。学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法,增强我们的动手能力,为以后学****和工作打下基础。

本次课程设计我们所做的课题是对数字系统主要原理和技术进行研究,包括8进制正交调幅(2DPSK)及解调技术、高斯噪声信道原理、以及信源编码中的(7,4)循环码技术、信道编码中的(7,4)循环码技术原理等。建立完整的基于2DPSK和(7,4)循环码的数字通信系统仿真模型,包括2DPSK调制解调及(7,4)循环码的编译码。在信道中加入高斯噪声,观察系统的纠检错能力,统计误码率,并进行分析。

基于数字信号的传输优于模拟信号,所以数字信号的传输越来越重要。虽然近距离时可以由数字基带号直接传输,但是进行远距离传输时必须将基带信号调制到高频处。二进制移相键控是二进制数字信号调制的基本方式之一. 其包括两种方式:绝对移相方式(2PSK)和相对(差分)移相方式(2DPSK)。绝对移相方式存在一个缺点,即倒“π”现象。因此,在实际中一般不采用2PSK方式,而采用2DPSK方式。由于数字通信在抗干扰性!保密性以及数字信号处理方面的优越性,它的应用越来越广泛"数字调制技术作为这个领域中极为重要的一个方面,也得到了迅速发展。
在理论分析循环码编码和译码基本原理的基础上,进行仿真结果表明循环码能有效地克服来自通讯信道的干扰,保证数据通信的可靠及系统的稳定,使误码率大幅度降低。对循环码的研究结果表明可以有效地降低错误概率,具有一定的实用价值。
2 需求分析与设计说明
需求分析
虽然数字通信发展了短短二十几年的时间,但由于它有较强的抗干扰性,易于保密,并且处理数字信号也很方便,可以应用在光纤通信、卫星通信等新兴的通信系统中,因此它的应用前景十分广阔。在数字通信系统中,数字调制技术具有至关重要的作用,经分析得出[3],在频带利用率方面,PSK高于FSK,且在相同的信噪比条件下,PSK的误码率低于FSK。从可靠性和有效性来考虑,PSK是最优越的调制方式。因而 PSK 在数字通信中得到了广泛应用,PSK有2相( BPSK),4相(QPSK) ,8相(8PSK) 等等。在相同条件下,与两相调制技术相比,多相( 相位多于4) 调制技术的实现,需要付出更高的功率代价,所以,2相 PSK调制技术在实际中使用最多。但是PSK信号在解调时,有相位模糊现象出现,一般采用相对相移键控(2DPSK) 来解决这一问题。
设计原理
数字通信系统按调制方式可以分为基带传输系统和带通传输系统,相应的数字信号的传输方式为基带传输和带通传输。基带传输是将未经调制的信号直接传输,频带传输是对各种信号调制后传输的总称。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率的低频段,而实际应用中大多数信道具有带通特性,因而不能直接进行传输。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,已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频带信号的过程称为数字调制。
数字通信系统的各部分作用
①信息源:把各种消息转换成原始电信号(称为消息信号或基带信号)。
②信源编码与译码:信源编码实现模拟信号的数字化传输即完成A/D变化;提高信号传输的有效性,即通过使用某种数据压缩技术来减少信息的冗余度(减少信息码元数目)和降低数字信号的码元速率。信道译码是信源编码的逆过程。
③信道编码与译码:为了减小差错,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(监督元),组成所谓“抗干扰编码”。接收端的信道译码器按一定规则进行解码,从解码过程中发现错误或纠正错误,从而提高通信系统的抗干扰能力,实现可靠通信。
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频带信号。数字解调就是采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。
⑤信道:信息传输媒介的总称,传输信道的类型分为无线信道和有线信道。
⑥噪声源:通信系统中各种设备以及信道中所固有的,为了分析方便,把噪声源视为各处噪声的集中表现而抽象加入到信道。
⑦受信者(简称信宿):传送消息的目的地,其功能与信源相反,即把原始电信