综合通信系统课程设计--综合通信系统的设计

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1、 信息与电气工程系 综合通信系统综合通信系统 课程设计报告课程设计报告 题题 目：目：综合通信系统的设计 一、一、 设计目的设计目的 1. 掌握通信系统的基本构成。 2. 掌握通信系统工作原理。 3. 了解通信系统设计的基本过程；掌握基本理论和解决实际问题的方法，锻炼学生 综合分析问题和解决问题的能力。 4. 为毕业设计和以后的工作打下良好的基础。 二、二、 设计任务及要求设计任务及要求 任务：任务： 1. 熟悉 Simulink 库中的模块。 2. 熟悉通信工具箱和信号处理工具箱的使用。 3. 设计简单通信系统 4. 将上述设计好的各个环节设计成一个综合通信系统。 要求：要求： 课程设计前，

2、应进行有针对性的预习和设计；课程设计结束后，需要提交课程设计 报告，提交课程设计的结果和收获。 三、三、 设计设计原理原理 3.13.1 工具介绍工具介绍 本课程设计主要是利用 simulink、通信系统工具箱以及信号处理工具箱来完成通 信系统的设计与仿真。 3.1.1 通信系统工具箱 通信系统工具箱提供了应用于通信系统的大量函数，这些函数包括: 信号源函数；信源编/译码函数；差错控制编码函数；调制/解调函数;发送/接收滤 波器函数；信道函数；多址接入函数；同步函数；使用函数。 3.1.2 信号处理工具箱 信号处理工具箱提供了很多有关信号处理的操作， 从波形的生成到滤波器的设计与 实现，从参数

3、化模块到频谱分析，范围非常广泛。 3.2 3.2 通信系统组成通信系统组成 通信系统包括信源、信源编/译码、信道编/译码、调制/解调、多址接入、发送/ 接受滤波和信道等部分组成。其结构框图如图 3-1 所示。 图 3-1 通信系统框图 四、四、 设计内容设计内容及仿真结果及仿真结果 4.14.1 模拟信号积分模拟信号积分 利用 Simulink 提供的基本模块设计一个模拟信号积分并仿真对比以及设计自己所 需的子模块。仿真模型结构图及仿真波形图如图 4.1 所示。 图 4.1 模拟信号积分系统及仿真波形 分析：分析：从波形图中可以看出，上方曲线为下方正弦波的积分。 4.24.2 模拟信号数字化模

4、拟信号数字化及信号恢复及信号恢复 利用通信工具箱和信号处理工具箱设计一个模拟信号的抽样、量化、编码、译码并 回复原信号。仿真模型结构图及仿真波形图如图 4.2.1、图 4.2.2 所示。 图 4.2.1 模拟信号数字化及信号恢复系统 图 4.2.2 模拟信号抽样量化编码仿真波形 分析：分析：从图 4.2.1 中可以看到模拟信号经过一个抽样量化编码器进行数字化，该抽样量 化编码器输出量化指标、量化电平和误差均方值，其波形分别与图 4.2.2 中三个图形对 应。 4.34.3 模拟信号的模拟信号的 DPCMDPCM 编译码编译码 利用通信工具箱和信号处理工具箱设计一模拟信号的 DPCM 编译码，显

5、示设计过程 中的变化与仿真。仿真模型结构图及仿真波形图如图 4.3.1、图 4.3.2 所示。 图 4.3.1 模拟信号的 DPCM 编译码系统 图 4.3.2 模拟信号的 DPCM 编译码仿真波形 分析：分析：从图 4.3.2 中可以看出经译码后的波形的幅度比原信号小，这是因为在量化 过程中存在一定误差。 4.44.4 DPCMDPCM 和和 PCMPCM 通信系统比较通信系统比较 利用通信工具箱和信号处理工具箱设计 DPCM 和 PCM 通信系统，显示设计过程中的 波形变化与仿真。仿真模型结构图及仿真波形图如图 4.4.1、图 4.4.2、图 4.4.3、图 4.4.4 所示。 图 4.4

6、.1 DPCM 通信系统仿真模型结构图 图 4.4.2 PCM 通信系统仿真模型结构图 图 4.3.3 DPCM 通信系统编译码仿真波形 图 4.3.4 PCM 通信系统编译码仿真波形 分析：分析：可以看出接收端与发送端的波形基本上是一致的，只是幅度略有变小。另外 也能发现这两个通信系统存在的问题有两个：1.差错不可控；2.频带利用率低。 4.54.5 综合通信系统设计综合通信系统设计 分析：分析：由于是数字通信系统，因此频带利用率低。我们采取复用的方式来提高频带 利用率，即使用复用器将多路信号(本次设计中为 2 路信号)进行合并。仿真模型结构图 及仿真波形图如图 4.5.1、图 4.5.2、图 4.5.3 所示。 图 4.5.1 综合通信系统仿真模型结构图 图 4.5.2 PCM 第一路信号仿真波形 图 4.5.2 PCM 第二路信号仿真波形 五、五、 总结总结 本次课程设计以 Simulink 为软件平台，充分利用其提供的通信工具箱和信号处理 工具箱中的模块，以简单的通信系统、常用的 DPCM 数字电话通信系统和 PCM 数字电话 通信系统为例，