【2017年整理】通信原理项目报告
上海大学 20132014 学年冬季学期“通信原理”课程项目报告课程名称： 通信原理 课程编号： 07275086 项目名称： 频带传输系统搭建 项目名称和内容： 搭建一个在高斯信道中传输的时分（或频分或码分）复用频带传输系统，并测试其性能。 （码速率、调制方式、时分复用路数、信号功率和噪声功率自定） 。要求：1、 搭建包括发送、信道、接收在内的完整系统。2、 系统性能用表格或曲线表达。3、 鼓励利用硬件完成。4、 撰写项目报告（含摘要、概述、内容、测试结果与分析、结论与感想） 。5、 使用教学专用实验平台上交项目报告。7 组学生姓名: 孙启云 （组长） 学 号: 11123359 学生姓名: 许津豪 学 号: 11122817 学生姓名: 朱鸣 学 号: 11123242 学生姓名: 都腾跃 学 号: 11123368 学生姓名: 唐杨翼 学 号: 11122550 评语:成 绩: 任课教师: 余小清 评阅日期: 批次：3 上海大学通信原理项目 组号：7 号- 1 -目录一、 概述1.1 MATLAB 概述 .21.2 Simulink 简介 .21.3 时分复用 .31.4 PAM 编码 .31.5 时分解复用 .61.6 时分解复用中应用的原理 .61.6.1 位同步 .71.6.2 帧同步 .7二、 时分复用系统及其建模2.1 信源部分 .82.2 编码与译码部分 .92.3 调制解调部分 .122.4 高斯信道部分 .132.5 信号接收部分 .13三、 测试结果及其分析3.1 信源部分 .143.2 信号接收部分 .143.3 性能分析 .153.4 出现的问题及解决方案 .16四、 结论与感想 .16五、 小组人员分工 .17批次：3 上海大学通信原理项目 组号：7 号- 2 -一、概述1.1 MATLAB 概述MATLAB 是由美国 mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如 C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。1.2 Simulink 简介Simulink 是 MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于 Simulink。Simulink 应用及特点 Simulink® 是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink 提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。 构架在 Simulink 基础之上的其他产品扩展了 Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。Simulink 与 MATLAB® 紧密集成，可以直接访问 MATLAB 大量的工具来批次：3 上海大学通信原理项目 组号：7 号- 3 -进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。Simulink 特点如下： (1)丰富的可扩充的预定义模块库。 (2)交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图。 (3)以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理。 (4)通过 Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型代码。 (5)提供 API 用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成。 (6)使用 Embedded MATLAB 模块在 Simulink 和嵌入式系统执行中调用 MATLAB 算法。 (7)使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译 C 代码的形式来运行模型。 (8)图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性能和异常行为。(9)可访问 MATLAB 从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境，定义信号参数和测试数据。 (10)模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误。1.3 时分复用在实际的通信系统中，为了提高通信系统的利用率，往往用多路通信的方式来传输信号。所谓多路通信，就是指把多个不同信源所发出的信号组合成一个群信号，并经由同一信道进行传输，在收端再将它分离并将它们相应接收。时分复用就是一种常用的多路通信方式。时分复用是建立在抽样定理基础上的，因为抽样定理使连续的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替。这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就可能用一条信道同时传送若干个基带信号,并且每一个抽样值占用的时间越短，能够传输的路数也就越多。图 2-1 表示的是两个基带信号在时间上交替出现。显然这种时间复用信号在接批次：3 上海大学通信原理项目 组号：7 号- 4 -收端只要在时间上恰当地进行分离，各个信号就能分别得到恢复。这就是时分复用的概念。此外，时分复用通信系统有两个突出的优点，一是多路信号的汇合与分路都是数字电路，简单、可靠；二是时分复用通信系统对非线性失真的要求比较低。然而，时分复用系统对信道中时钟相位抖动及接收端与发送端的时钟同步问题提出了较高的要求。所谓同步是指接收端能正确地从数据流中识别各路序号。为此，必须在每帧内加上标志信号（即帧同步信号） 。它可以是一组特定的码组，也可以是特定宽度的脉冲。在实际通信系统中还必须传递信令以建立通信连接，如传送电话通信中的占线、摘机与挂机信号以及振铃信号等信令。上述所有信号都是时间分割，按某种固定方式排列起来，称为帧结构。采用时分复用的数字通信系统，在国际上已逐步建立其标准。原则上是把一定路数电话语音复合成一个标准数据流（称为基群） ，然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复接技术，汇合成更高速的数据信号，复接后的序列中按传输速率不同，分别成为一次群、二次群、三次群、四次群等等。1.4 PAM 编码利用抽样脉冲把一个时间连续信号变为时间上离散的样值序列，这一过程称之为抽样。抽样后的信号称为脉冲调幅（P
