數(shù)字系統(tǒng)仿真—采用2DPSK

1、信電修席通信工程專坐cdio二級(jí)項(xiàng)內(nèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2011/2012學(xué)年第一學(xué)期）項(xiàng)目名稱： 通信系統(tǒng)仿真題 目：數(shù)字系統(tǒng)仿真一采用2dpsk調(diào)希ij huffman 編碼和 hammming 技術(shù)專業(yè)班級(jí):學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 侯華、李麗宏、賈東立、付佳設(shè)計(jì)周數(shù)：u1設(shè)計(jì)成績(jī)：2011年12月30日通信工程cdio二級(jí)項(xiàng)目任務(wù)書(shū)通信系統(tǒng)仿真_、題目：數(shù)字通信系統(tǒng)仿真一采用2dpsk調(diào)制和huffman、hamming碼技術(shù)二、班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名：三、項(xiàng)目起止時(shí)間：201112262011.1230四、技術(shù)要求及原始數(shù)據(jù)：1對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)主要原理和技術(shù)進(jìn)行研究，包括二進(jìn)制差分相移動(dòng)鍵控

2、（2dpsk）及解調(diào)技術(shù)、髙斯噪聲信道原理、以及信源編碼中huffman編碼、信道編 碼中hamming碼的基本原理等。2建立完整的基于2dpsk和hamming碼的數(shù)字通信系統(tǒng)仿真模型，包括2dpsk調(diào)制解調(diào)及huffman、hamming碼的編譯碼;3. 在信道中加入高斯噪聲，觀察系統(tǒng)的糾檢錯(cuò)能力，統(tǒng)計(jì)誤碼率，并進(jìn)行分析。五、主要任務(wù):1、建立數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;2、利用m汕ab建立數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真模型;3、對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間流上的仿真，得到仿真結(jié)果;4、將仿真結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行比較、分析。學(xué) 生（簽字）： 指導(dǎo)教師（簽字）：1課程設(shè)計(jì)目的2課程設(shè)計(jì)正文42方案設(shè)計(jì)42.2 huffm

3、an 編碼42.3 hamming 編碼錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2. 4信道噪聲錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2. 5 2dpsk調(diào)制與解調(diào)2.52dpsk 調(diào)制72. 5.2 2dpsk 解調(diào)2.5.2程序2.6系統(tǒng)調(diào)試73課程設(shè)計(jì)總結(jié)84參考文獻(xiàn)91課程設(shè)計(jì)目的通過(guò)我們對(duì)電子系統(tǒng)設(shè)訃課稈的學(xué)習(xí)和理解，綜合運(yùn)用課本中所學(xué)到的理論知識(shí)完成數(shù) 字通信系統(tǒng)仿真一釆用2dpsk調(diào)制和huffman編碼、hamming碼技術(shù)。以及鍛煉我們查閱 資料、方案比較、團(tuán)結(jié)合作的能力。學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，增強(qiáng)我 們的動(dòng)手能力，為以后學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。2課程設(shè)計(jì)正文本次課程設(shè)計(jì)我們所做的課題是對(duì)數(shù)字系統(tǒng)主要

4、原理和技術(shù)進(jìn)行研究，包括8進(jìn)制正交 調(diào)幅（2dpsk）及解調(diào)技術(shù)、高斯噪聲信道原理、以及信源編碼屮的huffman編碼、信道編 碼中的hamming碼技術(shù)原理等。建立完整的基于8qam和（7,4）循環(huán)碼的數(shù)字通信系統(tǒng)仿 真模型，包括8qam調(diào)制解調(diào)及huffman、hammin碼的編譯碼。在信道中加入高斯噪聲， 觀察系統(tǒng)的糾檢錯(cuò)能力，統(tǒng)計(jì)誤碼率，并進(jìn)行分析。2.1方案設(shè)計(jì)總體原理方框圖如下所示：、噪聲源/圖12. 2 huffman編碼（信源編碼）huffman編碼又稱哈夫曼編碼，是一種可變長(zhǎng)編碼方式，是由美國(guó)數(shù)學(xué)家david huffman創(chuàng)立的，是二叉樹(shù)的一種特殊轉(zhuǎn)化形式。編碼的原理是：將

5、使用次數(shù)多的代碼轉(zhuǎn)換 成長(zhǎng)度較短的代碼，而使用次數(shù)少的可以使用較長(zhǎng)的編碼，并且保持編碼的唯一可解性。 huffman算法的最根本的原則是：累計(jì)的（字符的統(tǒng)計(jì)數(shù)字咅字符的編碼長(zhǎng)度）為最小，也就是 權(quán)值（字符的統(tǒng)計(jì)數(shù)字*字符的編碼長(zhǎng)度）的和最小。在這次程序中用到了下面的huffman編碼 程序：symbols = 1:6; % distinct symbols that data source can producep = .5 .12525.125 .0625 .0625; % probability distributiondict,avglenj = huffmandict(symbols,

6、p); % create dictionary.act = randsrc( 1,100,symbols; p); % create data using p.hcode = huffmanenco(act,dict); % encode the data.dsig = huffmandeco(newmsg,dict); % huffman 譯碼isequal(code,dsig) %檢查解碼是否正確2. 3 hamming編碼(信道編碼)hamming編碼能夠有效的檢測(cè)并糾正一位錯(cuò)誤，在通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。它的 基本原理是在原來(lái)的數(shù)據(jù)屮插入一些奇偶檢驗(yàn)位，每一個(gè)奇偶檢驗(yàn)位對(duì)應(yīng)著原數(shù)據(jù)屮

7、的一些 位，這樣每一個(gè)奇偶校驗(yàn)位和其管理(對(duì)應(yīng))的原數(shù)據(jù)就構(gòu)成了一個(gè)平常我們熟悉的簡(jiǎn)單奇 偶校驗(yàn)碼。在這次程序中用到了下面的huffman編碼程序：在這次程序中用到了下面的huffman編碼程序：code = encode(hcodej,4/hamming/fmt');% hamming 碼編碼newmsg = decode(pdst,n,k,'hamming/fmt'); %haniming 碼譯碼圖22. 4信道噪聲為了與信道的統(tǒng)計(jì)特性相匹配，并區(qū)分通路和提高通信的可靠性，而在信源編碼的基礎(chǔ) 上，按一定規(guī)律加入一些新的監(jiān)督碼元，以實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)的編碼。噪聲代碼如下：yno

8、isy= awgn(y,3,'measured'); % 加高斯白噪聲.如下圖：2. 5 2dpsk調(diào)制與解調(diào)2. 5. 1 2dpsk信號(hào)調(diào)制2dpsk信號(hào)最常用的解調(diào)方法有兩種，一種是極性比較和碼變換法，另一種是差分相 干解調(diào)法。2. 5. 2 2dpsk信號(hào)解調(diào)它的原理是2dpsk信號(hào)先經(jīng)過(guò)帶通濾波器，去除調(diào)制信號(hào)頻帶以外的在信道中混入的 噪聲，再與本地載波相乘，去掉調(diào)制信號(hào)中的載波成分，再經(jīng)過(guò)低通濾波器去除高頻成分, 得到包含基帶信號(hào)的低頻信號(hào)，將其送入抽樣判決器中進(jìn)行抽樣判決的到基帶信號(hào)的差分 碼，再經(jīng)過(guò)逆差分器，就得到了基帶信號(hào)。它的原理框圖如圖1.3所示。圖131

9、極性比較解調(diào)原理圖2. 5. 3程序%- 2dpsk調(diào)制與解調(diào)%»»»»»»»»»lnitial_part»»»»»»»»»»> %function y=dp$k2()fs = 30000;time_hold_on = 0.1;num_unit = fs * time_hold_on;high_level = ones ( 1, num_unit);low_level = zeros ( 1, num

10、_unit);w = 300;a= 1;%»»»»»»»»»initial_the_signal»»»»»»»>%sign.set = 01,0 丄 0,0,1lenth_of_sign = length ( sign_set);st = zeros ( 1, num_unit * lenth_ocsign );sign_orign = zeros ( 1, num_unit * lenth_of_sign );sign_resu

11、lt = zeros ( 1, num_unit * lenth_of_sign );t = 0 : 1/fs : time_hold_on * lenth_of_sign 1/fs;%»»»»»>ge nerate_the_original_sig nal»»»»»»%-for i = 1 : lenth_of_signif sign_set(i) = 1sign_orign( (i-l)*num_unit + 1 : i*num_unit) = high_level;else

12、sign_orign( (i-l)*num_unit + 1 : i*num_unit) = low_level;endend%-%»»»»»»»»»modulation_part»»»»»»»»»%-for i = 1 : lenth_of_signif sign_set(i) = 1st( (i-l)*num_unit + 1 : i*num_unit) = a * cos ( 2 * pi * w * t( (

13、i-l)*num_unit + 1 :i*num_unit) + ( pi / 2 );elsest( (i-l)*num_unit + 1 : i*num_unit) = a * cos ( 2 * pi * w * t( (i-l)*num_unit + 1 :i*num_unit);endendfiguresubplot ( 2, 1, 1 )plot(t, sign_orign);axis( 0, time_hold_on *( lenth.olsign + 1),(a / 2), a + (a / 2);title c原始信號(hào)j;gridsubplot ( 2, 1, 2 );plo

14、t (t, st )；axis( 0 , time_hold_on *( lenth_of_sign + 1), 3*(a / 2), 3*(a /2);title (調(diào)制后的信號(hào))；grid%»»»»»»»»»g»»»»»»»»»»»»»»>%dt = st .* cos ( 2 * pi * w * t);figuresubplot(2,l,l)plot(

15、t, dt )；axis( 0 , time_hold_on *( lenth_of_sign + 1), - 3*(a / 2), 3*(a / 2); title (湘乘后的波形j;grid%>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 低通濾波咅 e 分 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%n,wn = buttord( 2水pi*50, 2*pi* 150

16、,3,25,0); %臨界頻率采用角頻率表示fb,al=butter(n,wn,'s');bz,az=impinvar(b,a,fs); %映射為數(shù)字的dt = filter(bz,az,dt);subplot(2,l,2)plot( t, dt);axis( 0 , time_hold_on *( lenth_of_sign + 1), - 3*(a / 2), 3*(a / 2); title (低通濾波后的波形j;grid%»»>»»»»抽樣判決&逆碼變換部分»»»&#

17、187;»»»>%for i = 1 : lenth_of_signif dt(2*i-1 )*num_unit/2) < 0.25sign_result( (i-l)*num_unit + 1 : i*num_unit) = high_level;elsesign_result( (i-l)*num_unit + 1 : i*num_unit) = low_level;endendfigureplot (t, sign_result);axis( 0, time_hold_on *( lenth_of_sign + 1), 3*(a/2), 3*(a/2) j);title (碼變換后的波形j;grid2.6系統(tǒng)調(diào)試這次數(shù)字系統(tǒng)仿真在調(diào)試中遇到了很多問(wèn)題，如huffman編碼 誤碼率過(guò)高等等。再問(wèn) 過(guò)老師和同學(xué)們后，發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題，許多很簡(jiǎn)單但難于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題都解決了。3課程設(shè)計(jì)總結(jié)：本次課程設(shè)計(jì)我們做的課題是釆用2dpsk調(diào)制和huffman編碼、hamming碼技術(shù)。事實(shí)上，這些仿真不是很容易。比如huffman編碼，當(dāng)理論上確實(shí)可行時(shí)，實(shí)際屮寫(xiě)的 程序和其它編碼銜接起來(lái)的時(shí)候反應(yīng)卻不是想像的那樣。才發(fā)現(xiàn)有很多東西，比如