数字系统仿真—采用2DPSK

1、信电修席通信工程专坐cdio二級项內项目设计说明书（2011/2012学年第一学期）项目名称： 通信系统仿真题 目：数字系统仿真一采用2dpsk调希ij huffman 编码和 hammming 技术专业班级:学生姓名：学 号：指导教师： 侯华、李丽宏、贾东立、付佳设计周数：u1设计成绩：2011年12月30日通信工程cdio二级项目任务书通信系统仿真_、题目：数字通信系统仿真一采用2dpsk调制和huffman、hamming码技术二、班级、学号、姓名：三、项目起止时间：201112262011.1230四、技术要求及原始数据：1对数字通信系统主要原理和技术进行研究，包括二进制差分相移动键控

2、（2dpsk）及解调技术、髙斯噪声信道原理、以及信源编码中huffman编码、信道编 码中hamming码的基本原理等。2建立完整的基于2dpsk和hamming码的数字通信系统仿真模型，包括2dpsk调制解调及huffman、hamming码的编译码;3. 在信道中加入高斯噪声，观察系统的纠检错能力，统计误码率，并进行分析。五、主要任务:1、建立数字通信系统数学模型;2、利用m汕ab建立数字通信系统的仿真模型;3、对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果;4、将仿真结果与理论结果进行比较、分析。学 生（签字）： 指导教师（签字）：1课程设计目的2课程设计正文42方案设计42.2 huffm

3、an 编码42.3 hamming 编码错误!未定义书签。2. 4信道噪声错误!未定义书签。2. 5 2dpsk调制与解调2.52dpsk 调制72. 5.2 2dpsk 解调2.5.2程序2.6系统调试73课程设计总结84参考文献91课程设计目的通过我们对电子系统设讣课稈的学习和理解，综合运用课本中所学到的理论知识完成数 字通信系统仿真一釆用2dpsk调制和huffman编码、hamming码技术。以及锻炼我们查阅 资料、方案比较、团结合作的能力。学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，增强我 们的动手能力，为以后学习和工作打下基础。2课程设计正文本次课程设计我们所做的课题是对数字系统主要

4、原理和技术进行研究，包括8进制正交 调幅（2dpsk）及解调技术、高斯噪声信道原理、以及信源编码屮的huffman编码、信道编 码中的hamming码技术原理等。建立完整的基于8qam和（7,4）循环码的数字通信系统仿 真模型，包括8qam调制解调及huffman、hammin码的编译码。在信道中加入高斯噪声， 观察系统的纠检错能力，统计误码率，并进行分析。2.1方案设计总体原理方框图如下所示：、噪声源/图12. 2 huffman编码（信源编码）huffman编码又称哈夫曼编码，是一种可变长编码方式，是由美国数学家david huffman创立的，是二叉树的一种特殊转化形式。编码的原理是：将

5、使用次数多的代码转换 成长度较短的代码，而使用次数少的可以使用较长的编码，并且保持编码的唯一可解性。 huffman算法的最根本的原则是：累计的（字符的统计数字咅字符的编码长度）为最小，也就是 权值（字符的统计数字*字符的编码长度）的和最小。在这次程序中用到了下面的huffman编码 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 译码isequal(code,dsig) %检查解码是否正确2. 3 hamming编码(信道编码)hamming编码能够有效的检测并纠正一位错误，在通信系统中有着广泛的应用。它的 基本原理是在原来的数据屮插入一些奇偶检验位，每一个奇偶检验位对应着原数据屮

7、的一些 位，这样每一个奇偶校验位和其管理(对应)的原数据就构成了一个平常我们熟悉的简单奇 偶校验码。在这次程序中用到了下面的huffman编码程序：在这次程序中用到了下面的huffman编码程序：code = encode(hcodej,4/hamming/fmt');% hamming 码编码newmsg = decode(pdst,n,k,'hamming/fmt'); %haniming 码译码图22. 4信道噪声为了与信道的统计特性相匹配，并区分通路和提高通信的可靠性，而在信源编码的基础 上，按一定规律加入一些新的监督码元，以实现纠错的编码。噪声代码如下：yno

8、isy= awgn(y,3,'measured'); % 加高斯白噪声.如下图：2. 5 2dpsk调制与解调2. 5. 1 2dpsk信号调制2dpsk信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相 干解调法。2. 5. 2 2dpsk信号解调它的原理是2dpsk信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的 噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分, 得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分 码，再经过逆差分器，就得到了基带信号。它的原理框图如图1.3所示。图131

9、极性比较解调原理图2. 5. 3程序%- 2dpsk调制与解调%»»»»»»»»»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原始信号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 (调制后的信号)；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%>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 低通滤波咅 e 分 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%n,wn = buttord( 2水pi*50, 2*pi* 150

16、,3,25,0); %临界频率采用角频率表示fb,al=butter(n,wn,'s');bz,az=impinvar(b,a,fs); %映射为数字的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 (低通滤波后的波形j;grid%»»>»»»»抽样判决&逆码变换部分»»»&#

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 (码变换后的波形j;grid2.6系统调试这次数字系统仿真在调试中遇到了很多问题，如huffman编码 误码率过高等等。再问 过老师和同学们后，发现了许多问题，许多很简单但难于发现的问题都解决了。3课程设计总结：本次课程设计我们做的课题是釆用2dpsk调制和huffman编码、hamming码技术。事实上，这些仿真不是很容易。比如huffman编码，当理论上确实可行时，实际屮写的 程序和其它编码衔接起来的时候反应却不是想像的那样。才发现有很多东西，比如