燕山大學_數(shù)字通信計算機仿真_課設模板1

1、專業(yè)綜合課程設計數(shù)字通信計算機仿真燕山大學數(shù)字通信計算機仿真課程設計論文班 級: 通信工程三班姓 名: 郭利霞學 號：100104030068時 間: 2013年7月15日 一、課程設計目的通過本次課程設計使學生深入理解和掌握調幅通信系統(tǒng)的各個關鍵環(huán)節(jié)，包括調制、解調、濾波、傳輸、噪聲對通信質量的影響等。在數(shù)字信號處理實驗課的基礎上更加深入地掌握數(shù)字濾波器的設計原理及實現(xiàn)方法。使學生對系統(tǒng)各關鍵點的信號波形及頻譜有深刻的認識。二、課程設計意義通訊技術的發(fā)展日新月異，本專業(yè)的學生不但需要掌握扎實的基礎理論，而且還應特別注意實踐能力的培養(yǎng)。本次設計是對學生綜合能力的檢驗，它涉及三門主干課程，包括通

2、信原理、數(shù)字信號處理、C/C+語言程序設計 。通過本次設計對學生的綜合運用專業(yè)基礎知識及軟件設計能力也會有較大提高。三、系統(tǒng)簡介及說明數(shù)字通信的基本特征是，它的消息或信號 具有 “離散”或“數(shù)字”的 特性，從而使數(shù)字通信具有許多特殊的問題。在模擬通信中強調變換的線性特性，即強調已調參量與代表消息的基帶信號之間的比例特性；而在數(shù)字通信中，則強調已調參量與代表消息的數(shù)字信號之間的一一對應關系。另外，數(shù)字通信系統(tǒng)中還存在以下突出問題：第一，數(shù)字信號傳輸時，信道噪聲或干擾所造成的差錯，原則上是可以控制的。這是通過所謂的差錯控制編碼（如：2FSK）來實現(xiàn)的。于是，就需要在發(fā)送端增加一個基帶信號形成器（編

3、碼器） ，而在接收端相應需要一個相干解調器。第二，由于數(shù)字通信傳輸?shù)氖且粋€接一個按一定節(jié)拍傳送的數(shù)字信號，因而接收端必須有一個與發(fā)端相同的節(jié)拍，否則，就會因收發(fā)步調不一致而造成混亂。另外，為了表述消息內容，基帶信號都是按消息特征進行編組的，于是，在收發(fā)之間一組組的編碼的規(guī)律也必須一致，否則接收時消息的真正內容將無法恢復。所以在數(shù)字通信系統(tǒng)抽樣判決中，要注意同步問題。四、設計內容和理論依據(jù)1、 設計內容本次設計的主要內容是用軟件模擬一套數(shù)字通信系統(tǒng)。原理如下所示：輸入的信號可采用學號的后4位（例如0068）進行編碼作為基帶信號?；鶐盘柦?jīng)過低通濾波后再與載波相乘進行調制，經(jīng)過調制后的信號送入信道

4、傳輸，在傳輸過程中，有用信號會受到各種信道噪聲影響，這里用高斯白噪聲模擬信道噪聲。在接收端先經(jīng)過帶通濾波器提取信號，再采用相干解調恢復基帶信號，進而進行抽樣判決，解調出傳輸?shù)膶W號信息。2、 理論依據(jù)1）基帶信號的產(chǎn)生：基帶輸入信號采用各位同學的學號的后四位，采用單極性碼表示，例如：0068D=0000 0000 0110 1000B共16個碼元?；鶐Тa元寬度為1/200s。基帶信號帶寬為200Hz。2）調制：利用數(shù)字信號的離散取值特點，通過開關鍵控載波，從而實現(xiàn)上數(shù)字調制。這種方法通常稱為鍵控法，比如對載波的振幅、頻率和相位進行鍵控，便可獲得振幅鍵控、頻移鍵控和相移鍵控。本次設計采用頻移鍵控（

5、2FSK）。3）濾波器設計過程：利用窗函數(shù)法設計FIR濾波器。三種窗函數(shù)分別是：漢寧窗、海明窗、布萊克曼窗。4）噪聲信號的產(chǎn)生：5）相干解調：相干解調也叫同步檢波。解調與調制的實質一樣，均是頻譜搬移解調是調制的反過程，即把在載頻位置的已調信號的頻譜搬回到原來基帶位置，因此同樣可以用乘法器與載波相乘來實現(xiàn)。6）抽樣判決：對信號進行“抽樣”，得到在不同的時刻的一些離散的值，但是，由于在信號的傳輸過程中有各種干擾（噪聲和碼間串擾），不同時刻的值跟原先實際的不一定相同，比如在第一個時刻抽樣得到的是0.9（這樣就進行所謂的“判決”，可以發(fā)現(xiàn)此時的值很接近1，因此，此時的信號的值就當成1，從而得到1，同樣

6、在其它的時候得到不同的抽樣值根據(jù)情況判斷此處原來的值到底是0還是1），利用這種方式就可以將原來的基帶信號恢復或者再生。這就是所謂的“抽樣判決”五、流程圖數(shù)字基帶信號系統(tǒng)原理流程圖：計算機仿真原理流程圖（矩形塊代表界面按鈕）：六、實驗結果集分析討論以學號后四位0086為例，噪聲強度設為5。設計效果圖如下：1、 輸入信號：2、反向信號3、低通濾波器4、調制后的信號：5、白噪聲：6、加入白噪聲（信道）：7、帶通濾波器：中心頻率為1000Hz,通頻帶8001200Hz中心頻率為2000Hz,通頻帶為18002200Hz8、 帶通濾波后的信號：9、 相干解調：10、 低通濾波后的信號：11、 抽樣判決后

7、的信號：七、課程設計總結我們利用C+編程語言實現(xiàn)了整個通信過程，借助數(shù)字信號處理這一工具，通過數(shù)字通信計算機仿真真正的看到了通信中傳輸信息的一系列的問題。比如，要使信號不失真的在信道中傳輸至接收端就要考慮很多的因素。在發(fā)送端需要注意加性噪聲的加入，盡量的減少噪聲進入信道中，以免在接收端使信號失真度過大而不能夠恢復成原來的信號；不同的調制方式有振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控。哪種方式的誤碼率最低，傳輸效率最高，本次設計采用二進制頻移鍵控。而在接收端，還需考慮采用哪種解調方式能夠更好的恢復出原來的信號，對于不同的解調方式有相干解調和非相干解調，本次設計采用相干解調。濾波器的設計方法也尤為重要，窗函數(shù)

8、法和頻率采樣法。使用不同的窗函數(shù)，濾波器的濾波效果也不相同。還有濾波器的階數(shù)以及采樣頻率的選擇等等。通過這次的課程設計即數(shù)字通信計算機仿真操作，了解了整個通信過程，對二進制頻移鍵控即2FSK的基本原理及其解調方法（相干解調）有了深入的理解。在課程設計過程中，相關程序的編寫是一個難題，我們通過查詢參考書和上網(wǎng)查找資料以及老師的幫助順利完成編程部分。還有參數(shù)設置的不理想總是會出現(xiàn)波形失真的現(xiàn)象，達不到預期的效果，同學之間互相討論，各抒已見，解決了之一難題。總之，在老師和同學們的幫助下，我更好的完成此次課程設計。同時這次課程設計也讓我學會程序調試以及了解了可視化窗口的建立與應用，對編程語言工具C+有一個進一步的了解和應用。這次的課程設計使我受益匪淺，對通信原理，數(shù)字信號處理，C+語言程序設計有了新的認識與理解。了解了我們所學知識的實際應用，真正實現(xiàn)了理論與實踐相結合。同時，也激發(fā)了我學習和探索專業(yè)技能的興趣，希望老師多提供這樣的實踐機會。八、參考文獻1、 丁玉美.數(shù)字信號處理第二版，西安電子科技大學出版社，2000.2、 樊昌信.通信原理第