通信系统课群综合训练与设计

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1、武汉理工大学通信系统课群综合训练与设计课程设计书课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 徐文君 工作单位： 武汉理工大学 题目: 通信系统课群综合训练与设计 初始条件： MATLAB 软件，电脑，通信原理知识 要求完成的主要任务: 1、利用仿真软件（如Matlab或SystemView），或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统2、学生要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源），计算失真度，并且分析原因。时间安排：序号设 计 内 容所用时间1根据设计任务，分析电路原理，确定实验方案2天2根据实验条件进行电路的测试，并对结果进行分析7天

2、3撰写课程设计报告1天合 计2周指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录摘要IabstractII1 设计目的及要求11.1 设计目的11.2 设计要求12 通信系统22.1 系统简述22.2 主要步骤22.3 系统框图23 系统设计原理33.1 增量调制33.2 基带传输CMI码43.2.1 CMI编码原理43.2.2 CMI解码原理53.3 信道传输循环码63.3.1循环码介绍63.3.2 循环码编码原理83.3.3 循环码的纠错原理93.4 FSK调制及解调原理113.4.1 FSK调制原理113.4.2 FSK解调原理113.5 AWGN信道134 系统仿真

3、及分析134.1 增量调制仿真134.2 基带传输CMI码仿真144.3 信道传输码循环码仿真144.4 FSK调制仿真154.5 AWGN信道仿真164.6 FSK解调仿真164.7 循环码解调仿真174.8 CMI解调仿真184.9 增量解调仿真194.10 失真度分析195 总结20参考文献21附录 参考程序22II摘要在数字通信系统中，需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输，此时信源输出数字序列，经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号，并在接收端对应进行解调恢复出原始信号。所以本论文主要研究了数字信号的传输的基本概念及数字信号传输的传输过程和如何用MATLAB软件仿真设计

4、数字传输系统。通过对增量调制解调，CMI码，循环码，FSK调制解调和AWGN信道的研究，加深了解数字基带传输系统的组成及数字信号的传输过程，并通过matlab对系统进行了分析。关键词：增量调制 CMI码 循环码 FSK AWGN信道abstract In digital communication system, need the input digital sequence map for signal transmission in the channel, the source output digital sequence, after signal after mapping bec

5、ome suitable for channel transmission of digital modulation signals, and at the receiving end corresponding to resume the original signal demodulation. So this thesis mainly studies the digital signal transmission of the basic concept and the digital signal transmission transmission process and how

6、to use MATLAB simulation software to design digital transmission system. Through the delta modulation demodulation,CMI code, cycle code, FSK modulation demodulation and AWGN channel research, gain a deeper understanding of digital baseband transmission system composition and digital signal transmiss

7、ion process, and through matlab system was analyzed.Keywords: delta modulation CMI code cycle code FSK AWGN channel1 设计目的及要求1.1 设计目的通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手独立开展电路实验的机会，锻炼分析解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化；加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。1.2 设

8、计要求掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。1.培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。2.通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。3.掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。2 通信系统2.1 系统简述通信原理的主要内容就是怎样可靠而有效地实现信息的传输。要使这些传输方法成为现实，就需要制作出相应的发送设备及接收设备。然后在发送端，我们把欲传送的信息变换成某种适宜的信号并将之馈入传输媒体

9、（电缆，光缆，无线电波等）。在接收端，信号又从媒体馈入接收设备，我们再以同发端相反的过程恢复出原来所发送的信息。根据所学的知识，我们知道在什么样的情况下应该选择什么样的传输方式，并能判断出噪声，信道，传输方式等因素将会怎样影响对我们来说非常重要的一些通信指标，如信噪比，误码率等。2.2 主要步骤 本通信传输系统的MATLAB仿真包括以下内容：单频正弦波模拟信号经过抽样、增量调制、CMI码型变换基带传输，循环码，FSK调制后发送到AWGN信道，然后经过FSK解调，循环码译码、CMI码译码、增量调制解后恢复出单频正弦波模拟信号。2.3 系统框图图2-1 数字通信系统模型信源信 源编码器信道编码器数

10、字调制器数字解调器信道译码器信 源译码器信宿信道噪声数字信源数字信宿编码信道3 系统设计原理3.1 增量调制增量调制简称M或增量脉码调制方式（DM），它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。它是一种把信号上一采样的样值作为预测值的单纯预测编码方式。增量调制是预测编码中最简单的一种。它将信号瞬时值与前一个抽样时刻的量化值之差进行量化，而且只对这个差值的符号进行编码，而不对差值的大小编码。因此量化只限于正和负两个电平，只用一比特传输一个样值。如果差值是正的，就发“1”码，若差值为负就发“0”码。因此数码“1”和“0”只是表示信号相对于前一时刻的增减，不代表信号的绝对值。同样，在接收端，每收

11、到一个“1”码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量阶。每收到一个“0”码就下降一个量阶。当收到连“1”码时，表示信号连续增长，当收到连“0”码时，表示信号连续下降。译码器的输出再经过低通滤波器滤去高频量化噪声，从而恢复原信号，只要抽样频率足够高，量化阶距大小适当，收端恢复的信号与原信号非常接近，量化噪声可以很小。增量调制尽管有前面所述的不少优点，但它也有两个不足：一个是一般量化噪声问题;另一个是过载噪声问题。两者可统一称为量化噪声。阶梯曲线（调制曲线）的最大上升和下降斜率是一个定值，只要增量和时间间隔t给定，它们就不变。那么，如果原始模拟信号的变化率超过调制曲线的最大斜率，则调制曲线就

12、跟不上原始信号的变化，从而造成误差。我们把这种因调制曲线跟不上原始信号变化的现象叫做过载现象，由此产生的波形失真或者信号误差叫做过载噪声。另外，由于增量调制是利用调制曲线和原始信号的差值进行编码，也就是利用增量进行量化，因此在调制曲线和原始信号之间存在误差，这种误差称为一般量化误差或一般量化噪声。3.2 基带传输CMI码3.2.1 CMI编码原理基带传输常用码型CMI编码的方案设计：根据CCITT推荐，由于这种码型有较多的电平跳跃，因此，含有丰富的定时信息。在程控数字交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型，在光缆传输系统中也用做线路传输码型1。CMI码的全称是传号反转码， CM

13、I码的编码规则如下：当输入“0”码时，编码输出“01”，当输入“1”码时，编码输出则“00“和”11“交替出现1。例如：NRZ代码： 1 1 0 1 0 0 1 0CMI码： 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1其相应的波形比较如图2-1所示：图3-1 编码前与编码后波形图根据此规则输出CMI码元的速率应为输入基带信号的2倍。编码的总体思想是对输入的基带信号进行采样判断，如果0则转化为“01”，如果为“1”则交替转化为“11”或“00”。“0”的转化结果只有一种可以直接转化为“01”，而“1”的转化结果有两种“11”和“00”，因此需要一个信号作为判断，当前面一个 “

14、1”码编码转换的是“00”时，判断编码转化为“11”，当前一个“1”码编码转换的是“11”时，则判断编码转化为“00”。3.2.2 CMI解码原理CMI码解码的方案设计:根据CCITT推荐，由于这种码型有较多的电平跳跃，因此，含有丰富的定时信息，在程控数字交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型1。CMI码的编码规则如下：当输入“0”码时，编码输出“01”，当输入“1”码时，编码输出则“00”和“11”交替出现1。根据此规则，在CMI的解码模块中：如果接收到“01”码，则可解码成“0”码；如果接收到“00”码或“11”码，则可解码还原为基带信号“1”，如果接收到“10”(因为CM

15、I编码输出是先输的高位)但是由于CMI是串行传输，码流中可能出现会出现“10”这样的错误CMI码，为了解决这个问题，我们在解“10”码时统一将其解码输出为原先值。例如：CMI码： 11 00 01 01 11 01 10 01 00输出解码： 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 其相应的波形比较如图2-2所示：图3-2 CMI码与其解码波形图3.3 信道传输循环码3.3.1循环码介绍循环码是线性分组码的一种，所以它具有线性分组码的一般特性，此外还具有循环性。循环码的编码和解码设备都不太复杂，且检(纠)错能力强。它不但可以检测随机的错误，还可以检错突发的错误。（n,k）循环码可以检测长为n-

16、k或更短的任何突发错误，包括首尾相接突发错误。循环码是一种无权码，循环码编排的特点是相邻两个数码之间符合卡诺图中的邻接条件，即相邻两个数码之间只有一位码元不同，码元就是组成数码的单元。符合这个特点的有多种方案，但循环码只能是表中的那种。循环码的优点是没有瞬时错误，因为在数码变换过程中，在速度上会有快有慢，中间经过其它一些数码形式，称它们为瞬时错误。这在某些数字系统中是不允许的，为此希望相邻两个数码之间仅有一位码元不同，即满足邻接条件，这样就不会产生瞬时错误。循环码就是这样一种编码，它可以在卡诺图中依次循环得到。循环码最大的特点就是码字的循环特性，所谓循环特性是指：循环码中任一许用码组经过循环移

17、位后，所得到的码组仍然是许用码组。若（ ）为一循环码组，则（）、（）还是许用码组。也就是说，不论是左移还是右移，也不论移多少位，仍然是许用的循环码组。（1） 循环码的多项式表示设码长为n的循环码表示为（），其中为二进制数，通常把码组中各码元当做二进制的系数，即把上式中长为n的各个分量看做多项式： （31)的各项系数，则码字与码多项式一一对应，这种多项式中，x仅表示码元位置的标记,因此我们并不关心x的取值，这种多项式称为码多项式。（2）(n,k)循环码的生成多项式 (n,k)循环码的生成多项式写为g(x),它是(n,k)循环码码集中唯一的，幂次为n-k的码多项式，则是一个幂次为n的码多项式。按模

18、()运算，此时： （32） 即 （33）且因 g(x)也是n阶幂，故Q(x)=1。由于它是循环码，故按模()运算后的“余式”也是循环码的一个码字，它必能被g(x)整除，即： （34）由以上两式可以得到： （35）和 （36）从上式中可以看出，生成多项式g(x)应该是的一个因式，即循环码多项式应该是的一个n-k次因式。（3） 循环码的生成矩阵和一致校验矩阵对所有的i=0,1,2,k-1，用生成多项式g(x)除，有： （37）式中是余式，表示为： （38）因此，是g(x)的倍式，即是码多项式，由此得到系统形式的生成矩阵为： (39) 它是一个kn阶的矩阵。同样，由G=0可以得到系统形式的一致校验矩

19、阵为： （310） 如已知（7，4）循环码的生成多项式和校验多项式分别为：，。写得其生成矩阵和校验矩阵分别为： （311） （312） 3.3.2 循环码编码原理有信息码构成信息多项式，其中最高幂次为k-1；用乘以信息多项式m(x)，得到的，最高幂次为n-1，该过程相当于把信息码（，）移位到了码字德前k个信息位，其后是r个全为零的监督位；用g(x)除得到余式r(x),其次数必小于g(x)的次数，即小于（n-k），将此r(x)加于信息位后做监督位，即将r(x)于相加，得到的多项式必为一码多项式。（7，4）循环码编码的程序框图如图2.4所示：初始化确定余式r(x): 确定c(x): 错误!未找到引

20、用源。存储c(x)图3-3 编码程序框图3.3.3 循环码的纠错原理 纠错码的译码是该编码能否得到实际应用的关键所在。译码器往往比编码较难实现，对于纠错能力强的纠错码更复杂。根据不同的纠错或检错目的，循环码译码器可分为用于纠错目的和用于检错目的的循环码译码器。 通常，将接收到的循环码组进行除法运算，如果除尽，则说明正确传输；如果未除尽，则在寄存器中的内容就是错误图样，根据错误图样可以确定一种逻辑，来确定差错的位置，从而达到纠错的目的。用于纠错目的的循环码的译码算法比较复杂，感兴趣的话可以参考一些参考书。而用于检错目的循环码，一般使用ARQ通信方式。检测过程也是将接受到的码组进行除法运算，如果除

21、尽，则说明传输无误；如果未除尽，则表明传输出现差错，要求发送端重发。用于这种目的的循环码经常被成为循环冗余校验码，即CRC校验码。CRC校验码由于编码电路、检错电路简单且易于实现，因此得到广泛的应用。在通过MODEM传输文件的协议如ZMODEM、XMODEM协议中均用到了CRC校验技术。在磁盘、光盘介质存储技术中也使用该方法。 当码字c通过噪声信道传送时，会受到干扰而产生错误。如果信道产生的错误图样是e，译码器收到的n重接受矢量是y,则表示为： （313）上式也可以写成多项式形式： （314）译码器的任务就是从y(x)中得到，然后求的估值码字 （315） 并从中得到信息组。循环码译码可按以下三

22、个步骤进行： （1）有接收到的y(x)计算伴随式s(x); （2）根据伴随式s(x)找出对应的估值错误图样； （3）计算，得到估计码字。若,则译码正确，否则，若，则译码错误。由于g(x) 的次数为n - k 次，g(x) 除E(x) 后得余式（即伴随式）的最高次数为n-k-1次，故S(x) 共有2n-k 个可能的表达式，每一个表达式对应一个错误格式。可以知道(7,4）循环码的S(x) 共有2(7-4) = 8个可能的表达式，可根据错误图样表来纠正(7,4）循环码中的一位错误，其伴随式如表1所示。表1 BCH（7，4）循环码错误图样表错误图样错误图样码字伴随式S(x)伴随式E6(x)=x6100

23、0000x2100E5(x)=x50100000x2+x110E4(x)=x40010000x2+x+1111E3(x)=x30001000x+1011E2(x)=x20000100x2+1101E1(x)=x10000010x010E0(x)=x000000011001E(x)=000000000000上式指出了系统循环码的译码方法：将收到的码字R(x) 用g(x) 去除，如果除尽则无错；否则有错。如果有错，可由余式S(x) 一一找出对应图样，然后将错误图样E(x) 与R(x) 模2 和，即为所求码字C(x) ，从而实现纠错目的。根据前面的讨论，可得（7，4）循环码译码的程序框图如图2.5所

24、示：初始化图3-4译码程序框图否存储c(x)由S(x)确定错误图样E(x)S(x)=0，无误码误码由R(x)确定S(x)：错误!未找到引用源。纠错3.4 FSK调制及解调原理3.4.1 FSK调制原理频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。在2FSK中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为：（3-16）典型波形如下图所示。由图可见。2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加。因此2FSK信号的时域表达式又可以写成：（3-17） 传“0”信号时，

25、发送频率为f1的载波; 传“1”信号时，发送频率为f2的载波。 可见，FSK是用不同频率的载波来传递数字消息的。 实现模型如下图： 图3-5 2FSK调制原理二进制数据载波f2载波f12FSK输出信号3.4.2 FSK解调原理 2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式。 非相干解调是指经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输入信号。其原理图如下图所示：图3-6 非相干解调原理图带通滤波器抽样脉冲包络检波

26、器带通滤波器包络检波器抽样判决器输入输出F1F2相干解调是指根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，则先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可。原理图如下图3-7 相干解调原理图输入抽样脉冲Cos2f1tCos2f2t相乘器低通滤波器带通滤波器F1带通滤波器F2抽样判决器相乘器低通滤波器输出3.5 AWGN信道 加性高斯白噪声 AWGN是最基本的噪声与干扰模型。加性噪声：叠加在信号上的一种噪声，通常记为n(t)，而且无论有无信号，噪声n(t)都是始终存在的。因此通常称它

27、为加性噪声或者加性干扰。白噪声：噪声的功率谱密度在所有的频率上均为一常数，则称这样的噪声为白噪声。如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布，则称这样的噪声为高斯白噪声。 4 系统仿真及分析4.1 增量调制仿真在仿真中构造的原始时间函数为：x=sin(2*pi*50*t)。调制结果如图图4-1 增量调制从图中原始信号和增量调制的仿真结果比较来看，在输入信号上升部分，编码器输出现连1码,输入信号下降部分,编码器输出连0码,仿真结果基本成功。但是在输入信号变化平缓的部分，编码器输出1、0交替码，这是由于增量幅值过大造成的。4.2 基带传输CMI码仿真将增量调制之后的二进制码进行CMI编码。图4-2 CM

28、I编码4.3 信道传输码循环码仿真基带码并不利于在长距离信道中传输，需要加冗余码进行差错控制，于是采用循环码。循环码编码仿真用的是（7，3）循环码，n =7是总码长，k =3是信息位码长。仿真结果如下：循环编码器输入了42个码元，输出98个码元。因为是（7，3）循环编码，所以校验位r=4满足，即仿真结果正确。图4-3 循环码编码4.4 FSK调制仿真将循环编码器输出的信道码进行2FSK调制，仿真结果见下：图4-4 2FSK调制如图所示传“0”信号时，发送频率为f1的载波，传“1”信号时，发送频率为f2的载波。输入输出信号波形符合2FSK调制过程。4.5 AWGN信道仿真将经过2FSK调制好后的

29、信号经过AWGN信道，仿真结果如图所示。图4-5 加噪后波形图4-6 低信噪比时加噪后波形通过设置信道比系数，可控制噪声强度，来改变信道的噪声系数。仿真结果正确。4.6 FSK解调仿真 将经过AWGN信道的信号进行2FSK解调，并进行分析。仿真结果如下图所示。图4-6 FSK解调 当信噪比取较高的时候，即为高信噪比的时候，由于噪声小，故失真小，经过相干解调和非相干解调后的信号与原序列比较差距也越小，而若噪声越小，经过相干解调和非相干解调后的信号之前差距也越小。 当信噪比取较小的时候，即为低信噪比的时候，由于噪声大，故失真大，经过相干解调和非相干解调后的信号与原序列比较差距也越大，相干解调后的信

30、号与信号原序列相比较差距更小，这是因为相干解调误比特率更低。4.7 循环码解调仿真 将FSK解调后的信号进行信号恢复。循环码译码的时候，编码时用了4位监督位，共有98位，译码后应有42位。如图所示，循环码译码器输出信号有44个码元，即仿真结果正确。图4-7 循环码译码4.8 CMI解调仿真图4-8 CMI译码CMI译码是CMI编码的逆过程，所以由图看出CMI译码器输出依旧21个码元，即仿真结果正确。4.9 增量解调仿真图4-9 增量解调4.10 失真度分析图4-10 还原模拟信号此时失真度计算为0.12746。从上图可以看出，增量解调恢复出的信号与原信号近似相同，但存在一定程度的失真。经分析，

31、是由于增量调制的量化幅度太大，产生的颗粒噪声，造成了空载失真。加噪后的信号经过FSK相干解调和非相干解调后，都会因为加噪的影响，产生一定的失真，且相干解调的误码率低于非相干解调。而在仿真过程中，信噪比从0到1000的时候，经过FSK相干解调和非相干解调后，产生的波形是一样，只有当信噪比取负的时候，相干解调与非相干解调方式才产生了差异。5 总结在这次课程设计中，我通过多方面地查找搜集资料，对增量调制、CMI码、循环码、FSK调制解调以及AWGN信道都进行深入理解分析，对通信系统的，成功地通过对MATLAB的运用完成了对通信系统的仿真实现。通过本次课程设计，我学到很多东西，提高了我们的逻辑思维能力

32、，使我们在matlab仿真的分析与设计上有了很大的进步。加深了我对通信系统的认识，进一步增进了对其原理及仿真方法实现的了解。在编写程序时，遇到很多不能仿真的东西，通过查阅参考书和网络到，解决了仿真的问题。不是每一个模块找到程序之后就可以让整个通信系统都能仿真出来，而是要进行融合，才能让仿真得以实现，所以对各个函数的理解及运用都要弄清楚。在读懂编写修改程序的过程中，让我更加了解了整个通信系统的工作原理并且通过仿真分析加深了对原理的理解，体会到了理论与实际的相结合。 这次综合课程设计让我体会到了编程，仿真实现的艰辛，也让我明白必须打好基础，才能完成以后的每一个任务。参考文献1刘泉通信电子线路 武汉

33、理工大学出版社 2004年9月2樊昌信通信原理国防科技出版社 2007年3THEX-1型实验平台实验指导书4陈怀琛数字信号处理教程:MATLAB释义与实现 2008年5罗军辉MATLAB7.0在数字信号处理中的应用 机械工业出版社2008年6张平matlab基础与应用 北京航空航天大学出版社 2007年附录 参考程序%/*/clc;clear all;%/*自己构造一个时间函数*/Ts=1e-3;t=0:Ts:20*Ts; %仿真时间序列x=sin(2*pi*50*t); %信号figure(1) subplot(2,1,1);plot(t,x,-o);axis(0 20*Ts,-2 2);t

34、itle(原始信号)%/*对音频信号进行增量调制*/delta=0.3; %量化阶距e=zeros(1,length(t);codeout1=zeros(1,length(t);e_q=zeros(1,length(t);D(1+length(t)=0; %预测器初始状态for k=1:length(t) e(k)=x(k)-D(k); %误差信号 e_q(k)=delta*(2*(e(k)=0)-1); %量化器输出 D(k+1)=e_q(k)+D(k); %延迟器状态更新 codeout1(k)=(e_q(k)0); %编码输出endxlabel(Time(S);ylabel(Amplit

35、ude);subplot(2,1,2);stairs(t,codeout1);axis(0 20*Ts,-2 2);title(增量调制编码)%/*对编码后的信号进行基带编码CMI编码*/n=1;i=1;codeout2=zeros(1,2*length(codeout1);for k=1:length(codeout1) %for语句循环; m=mod(n,2); %cmi编码结果“00”和“11”交替的判决语句; if (codeout1(k)=0) %如果为“0”,则进行下一步; codeout2(i)=0; %cmi编码输出的前一位为“0”; codeout2(i+1)=1; %cmi

36、编码输出的后一位为“1”; end if (codeout1(k)=1&m=1) %如果码为“1”且编码判决码为1,则进行下一步; codeout2(i)=1; %cmi编码输出的前一位为“1”; codeout2(i+1)=1; %cmi编码输出的后一位为“1”; n=n+1; %判决辅助码加“1”; end if (codeout1(k)=1&m=0) %如果码为“1”且编码判决码为“0”,则进行下一步; codeout2(i)=0; %cmi编码输出的前一位为“0”; codeout2(i+1)=0; %cmi编码输出的后一位为“0”; n=n+1; %判决辅助码加“1”; end i=

37、i+2; endfigure(2)stairs(0:length(codeout2)-1,codeout2);axis(0 length(codeout2) -0.5 1.5);grid on;title(CMI码信号输出)%/*对编码后的信号进行循环码编码*/n=7;k=3;p=cyclpoly(n,k); %循环码生成多项式codeout3=encode(codeout2,n,k,cyclic,p);%对信号进行差错编码codeout3=reshape(codeout3,1,length(codeout3);figure(3)stairs(0:length(codeout3)-1,code

38、out3);axis(0 length(codeout3) -0.5 1.5);grid on;title(循环编码信号输出)%/*对编码后的信号进行FSK调制*/Fc=10; %载频Fs=40; %系统采样频率Fd=1; %码速率N=Fs/Fd;df=10;numSymb=length(codeout3); M=2; %进制数numPlot=length(codeout3); figure(4) codeout4=dmod(codeout3,Fc,Fd,Fs,fsk,M,df);numModPlot=numPlot*Fs;t=0:numModPlot-1./Fs;plot(t,codeout

39、4,b-);axis(0 10 -1.5 1.5);grid on;title(FSK调制输出信号)%/*发送信号进入AWGN信道*/codeout5=awgn(codeout4,-10); %加入噪声figure(5);plot(t,codeout5,b-);axis(0 2 -1.5 1.5);grid on;title(加入AWGN噪声后的波形)%/*对接收到的信号进行FSK解调*/ encodeout6_1=ddemod(codeout5,Fc,Fd,Fs,fsk,M,df);%相干解调figure(6)subplot(2,1,1);stem(0:numPlot-1,codeout3(

40、1:numPlot),bx);hold on;stem(0:numPlot-1,encodeout6_1(1:numPlot),ro);hold off;axis(0 numPlot -0.5 1.5);title(相干解调后的信号原序列比较)legend(FSK输入二进制序列,相干解调后的信号) xlabel(Time);ylabel(Amplitude);encodeout6_2=ddemod(codeout5,Fc,Fd,Fs,fsk/noncoh,M,df);%非相干解调subplot(2,1,2);stem(0:numPlot-1,codeout3(1:numPlot),bx);ho

41、ld on;stem(0:numPlot-1,encodeout6_2(1:numPlot),ro);hold off;axis(0 numPlot -0.5 1.5);title(非相干解调后的信号)legend(FSK输入二进制序列,非相干解调后的信号)xlabel(Time);ylabel(Amplitude); %/*对编码后的信号进行循环码解码*/n=7;k=3;p=cyclpoly(n,k);encodeout7=decode(encodeout6_1,n,k,cyclic,p);%对信号进行译码figure(7)stairs(0:length(encodeout7)-1,enco

42、deout7);axis(0 length(encodeout7) -0.5 1.5);grid on;title(循环解码)%/*对信号进行CMI解码*/i=1;encodeout8=zeros(1,length(encodeout7)/2);for k=1:length(encodeout7)/2 if (encodeout7(2*k-1)=1 &encodeout7(2*k)=1) %如果cmi编码后的前一位和后一位都为1,则进行下一步; encodeout8(i)=1; %cmi解码输出为1; end if (encodeout7(2*k-1)=0 &encodeout7(2*k)=0

43、) %如果cmi编码后的前一位和后一位都为0,则进行下一步; encodeout8(i)=1; %cmi解码输出为1; end if (encodeout7(2*k-1)=0 &encodeout7(2*k)=1) encodeout8(i)=0; %cmi解码输出为0; end i=i+1; end %结束for循环语句;figure(8)stairs(0:length(encodeout8)-1,encodeout8);axis(0 length(encodeout8) -0.5 1.5);grid on;title(CMI解码)%/*对音频信号进行增量解调*/Ts=1e-3;t=0:Ts

44、:20*Ts;delta=0.3;Dr(1+length(t)=0; %解码端预测的初始状态for k=1:length(t) eq(k)=delta*(2*encodeout8(k)-1);%解码 encodeout9(k)=eq(k)+Dr(k); Dr(k+1)=encodeout9(k); %延迟器状态更新endfigure(9)stairs(t,encodeout9);axis(0 20*Ts,-2 2); %编码输出title(增量解调)%/*计算失真率*/figure(10)xlabel(Time);ylabel(量化阶梯);subplot(3,1,1); X=0:Ts/100:

45、20*Ts;Y=spline(t,encodeout9,X);plot(X,Y,r-);hold ontitle(经过各种调制解调后量化输出与原始信号比较)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);subplot(3,1,2);plot(t,encodeout9, rx);axis(0 20*Ts,-2 2);x=sin(2*pi*50*t);subplot(3,1,3);plot(t,x,-o);axis(0 20*Ts,-2 2);x=x+1.2;encodeout9=encodeout9+1.2;e=var(x-encodeout9)./x);fprintf(信号失真度为 %9.5fn,e)本科生课程设计成绩评定表姓 名性 别专业、班级题 目：答辩或质疑记录：成绩评定依据：序号内容分值得分1态度认真、学习刻苦、遵守纪律202实验方法正确，仪器使用得当，测试结果正确253电路原理及实验结果分析正确254设计报告的规范化、参考文献充分105课程设计答辩20最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 年 月 日图4-14 高信噪时原始信号与恢复信号比较29