通信系统课程设计报告通信系统程设计报告.docVIP

山东大学信息学院 School of Information Science and Engineering 通信系统课程设计 实验报告 目录 摘要： 2 1、课程设计目的 3 2、课程设计时间 4 3、课程设计环境 4 4、课程设计要求 4 5、设计内容 4 5.1、系统框图设计 4 5.2、模块设计 5 6、仿真结果及分析 8 6.1、FSK调制解调分析 8 6.2、相同信道环境下三种信道编码方式性能分析 9 6.3、不同信道环境下三种信道编码方式性能分析 11 7、实验中遇到的问题及解决方法 14 8、实验心得与体会 14 9、总结 15 摘要： 数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，通过信道编码对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。 在MATLAB平台上进行通信系统仿真，通过不同信道编码方式在不同信道环境下的性能比较，分析不同编码方式的性能表现及对不同信道的适应情况，分析不同信道下最优的信道编码方式。 信道编码方式为7-4汉明码、交织码、卷积码，信道为：加性高斯白噪声信道（AWGN Channel）和突发错误信道，调制方式采用FSK调制方式。 关键词： 信道编码 汉明码 交织码 卷积码 AWGN信道 突发错误信道 FSK 1、课程设计目的 数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图像跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。信道编码的目的是为了改善数字通信系统的传输质量。 加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussian Noise)是最基本的噪声与干扰模型。它的幅度分布服从高斯分布，而功率谱密度是均匀分布的。 在有记忆信道中，噪声、干扰的影响往往是前后相关的，错误是成串出现的，一般在编码中称这类信道为突发差错信道。实际的衰落信道、码间干扰信道均属于这类信道。 基于对此的学习和认识，我们设计了此仿真程序，在高斯信道和突发差错信道下，对信源进行不同方式的信道编码，然后对信号进行FSK方式调制，通过信道进行传输，在接收端解调和译码，分析比较同一信道环境不同编码方式的信噪比-误码率曲线和同一编码方式不同信道环境的信噪比-误码率曲线，来分析不同编码方式下的系统传输性能，得出不同编码方式的性能优劣及适用信道情况的结论。我们希望通过此系统设计，加深我们对于信道编码的认识，理解信道性能及特点，学习FSK调试解调方式及原理，熟悉在MATLAB仿真平台上对通信系统的搭建，进一步熟悉通信系统的整体结构。 本仿真系统共涉及三种常用的信道编码方式：7-4汉明码、交织码和卷积码，信道模型采用加性高斯白噪声信道（AWGN Channel）和突发差错信道，调制方式采用FSK调制方式。 2、课程设计时间 4月10日——5月30日 3、课程设计环境 MATLAB平台 4、课程设计要求 设计一个通信系统，完成从信源到信宿的整个仿真过程，编程实现信源模块、信道编码模块、FSK调制模块、信道仿真模块、FSK解码模块、信道解码模块、性能分析模块。其中信道编码方式分别采用7-4汉明码、交织码、卷积码，信道分别采用加性高斯白噪声信道（AWGN Channel） 图1 基于FSK的信道编码性能分析实验仿真系统的程序框图 5.2、模块设计 本程序采取模块化设计，分为以下几个模块： 5.2.1、信源模块 产生随机的二进制数字序列； 5.2.2、信道编码模块 5.2.2.1、7-4汉明码编码模块 对信源产生的二进制数字序列进行7-4汉明编码，输出要传送的二进制数字序列； 5.2.2.2、交织码编码模块 对信源产生的二进制数字序列进行交织编码，输出要传送的二进制数字序列； (1)循环码编码子函数 (2)交织子函数 5.2.2.3卷积码编码模块 对信源产生的二进制数字序列进行交织编码，输出要传送的二进制数字序列； 5.2.3、FSK调制模块 对发送的二进制数字序列进行FSK调制，输出为经过信道传输的信号； FSK调制框图如图2所示： 图2 FSK调制框图 5.2.4、AWGN信道模块 仿真实现随机错误信道环境，对输出信号进行噪声干扰； 5.2.5、突发错误信道模块 仿真实现突发错误信道环境，对输出信号进行噪声干扰； 5.2.6、FSK解调模块 对经过信道传输后的信号进行FSK解调，输出为二进制数字信号； （1）FSK解调子函数 （2） 图3 FSK解制框图 5.2.7、信道解码模块 5.2.7.1、7