通信工程专业方向课程设计

通信工程专业方向课程设计》任务书专 业： 通信工程 班 级： 通信2010 指导教师： 一、目的与任务专业方向课程设计是通信工程等专业的重要专业实践环节，目的是培养学生科学理论结合实际工程的能力。通过该课程设计，要求学生应用多门专业基础课知识：如线性电子线路、非线性电子线路、EDA技术、DSP技术、MATLAB、C语言程序设计、信号与系统、电子测量、通信原理等，结合实验室的实验设备，设计现代数字通信系统中的组成部分方案及实验验证。二、基本要求本课程设计要求学生理解一般通信系统的基本工作原理，掌握系统的性能指标的含义和计算方法，对系统建模并进行软硬件设计、得到仿真和实测结果。专业方向课程设计按组进行，每组3-4人。每组选派一个组长，负责项目的规划及分工。要求小组成员既要分工明确，又要团结合作。在提交的报告中要详细阐述个人分工及完成情况。三、选题原则专业方向课程设计是系统性的设计和实验。课程设计选题要求突出理论的专业方向性应用能力的培养，能够充分利用实验设备条件和软件平台，如MATLAB、C语言、Protel、Synplify、Maxplus2、Quartus2、Pspice等。能够结合电子或通信系统的关键技术，如电子测量系统、数字信号传输原理等等方面。鼓励学生在教师指导下自主申报设计内容，经过指导教师认可进行设计。四、专业方向课程设计应完成的工作1．独立查询材料，列举出相关文献。2．完成方案设计和仿真。3．独立撰写2000字以上的设计报告。五、设计题目（除第1题“第三代通信系统仿真建模”人数为8人外，其它题目均不可超过4人）1.第三代通信系统的仿真、建模（1）题目内容：MATLAB是一套功能强大的工程技术数值运算和系统仿真软件，具有数值分析、矩阵运算、数字信号处理、仿真建模、系统控制和优化功能。Simulink是MATLAB提供的一种可视化仿真模型库，使用户能够以模块化设计的方式完成系统的建模和仿真。通过Simulink,可以快速地构建和运行仿真模型，根据仿真结果分析系统性能，并且从中分离出影响系统性能的关键因数，找出最优的系统配置方案。本设计通过Simulink在移动通信中应用，构建第三代移动通信中的八个基本的功能模块，并且对各模块进行优化。（2）专业方向课程设计的要求与数据要求设计者熟练掌握MATLAB的应用，了解Simulink的仿真建模技巧，优化系统参数。对通信系统要熟练掌握，能独立分析和运用原理知识。本设计分八个相对独立模块：1、 CRC编码器模块2、 卷积编码器模块3、 信号交织器模块4、 正交扩频模块5、 PN信号生成器模块6、 信号调制器模块7、 初始化模块8、 基站接收模块分组，每个组八个人。要求八位设计者每人独立完成一个模块，每个组形成一个完整系统。

2.通信系统仿真——PCM编解码、汉明码编解码、HDB3编解码、PSK调制解调的原理和MATLAB编程要求：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。信源：自己构造一时间函数，数字化方式:PCM,基带码:HDB3,信道码:汉明码，调制方式:PSK,信道类型:AWGN；解调，信道解码，基带解码，数模转换的过程与输入端对应。图1典型的通信系统与上图对应，信息源首先经过PCM数字化在经过HDB3码进行基带编码和汉明码信道得到原信号的二进制码，由于先进行汉明码编码不改变码字的极性二HDB3会改变码字极性所以在后来的设计中先进行汉明码再进行HDB3，对于整个信号只要解码与编码的过程相对应就是一样的；然后再进过PSK调制，由于是有极性的HDB3码，进行PSK调制颇为复杂，接着进入AWGN；再到接受设备经过解调再译码后模数转换得到原始信号。本实验采用的数子通信系统，是利用数字信号来传递信息的通信系统，原理图如图2信息源信

源

编

码数字调制信道数字解码信道译码信源译码信息源信

源

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码数字调制信道数字解码信道译码信源译码噪声源图2数字通信系统模型3.PCM编码器的设计任务：利用所学过的《低频电子技术》、《数字电子技术》、《高频电子线路》、《通信原理》（或《电子设计自动化》（EDA技术）的基本知识设计一个PCM编码器。要求：设计出一个逐次比较型编码器，当输入一个PAM信号时，能够并行输出8位十三折线编码。双音多频（DTMF）信号检测DTMF信号的产生与识别仿真实验在MATLAB环境下进行，编写仿真程序，运行程序，送入8位电话号码，程序自动产生每一位号码数字相应的DTMF信号，并送出双频声音，再用DFT进行谱分析，显示每一位号码数字的DTMF信号的DFT幅度谱，安照幅度谱的最大值确定对应的频率，再安照频率确定每一位对应的号码数字，最后输出8位电话号码。图像通信系统 图像压缩设计内容：采用多种混合编码达到图像信息压缩的目的，如利用DCT变换对图像进行压缩，对比不同压缩比下的结果，对比不同压缩比下图像大小的变化。压缩过程包括以下几个方面：（1）图像读取（2）DCT变换（3）量化（4）Huffman编码（5）行程编码设计要求：（1）具体编码方法不限；（2）计算图像压缩比，压缩前后的图像对比（3）设计语言不限；（4）说明设计原理6•直接序列扩频通信系统MATLAB仿真设计设计原理：直扩系统是将要发送的信息用伪随机（PN）序列扩展到一个很宽的频带上去,在接收端，用与发送端扩展用的相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出原来的信息。干扰信号由于与伪随机序列不相关,在接收端被扩展使落入信号频带内的干扰信号功率大大降低,从而提高了系统的输出信噪比,达到抗干扰的目的。一种典型的扩展频谱系统如下图所示。（a）发送部分 （b） 接收部分扩频通信原理图要求：（1） 对直接序列扩频通信系统进行研究；（2） 熟悉MATLAB通信系统仿真方法；（3） 对直接序列扩频通信系统进行仿真,matlab编程实现。7•基于MATLAB的OFDM系统仿真设计原理及要求：正交频分复用（OFDM）技术在高速数据传输中得到了广泛的应用，尤其在无线接入和移动通信中应用前景非常广泛。本题目要求用MATLAB语言实现整个系统的仿真并给出参考设计程序，对OFDM的传输性能进行仿真并对结论进行分析。（1）MATLAB编程实现。（2）调制方式采用QPSK.（3）对系统的误码率和信噪比之间的关系进行绘图。（例如信噪比在-5：5dB之间时，误码率的情况）8.跳频通信系统仿真设计设计原理及要求：本题要求仿真实现一个跳频通信系统。（1）采用matlab编程或simulink仿真模块，对跳频通信系统的信源、调制、信道、解调等基本部分进行建模。（2）实现每个符号两跳、跳频点数N=32的通信系统。（3）伪随机序列可选m序列或gold序列（4）可以获得直观的波形，并对仿真结果进行分析。六、专业方向课程设计进程安排序号进程安排日期1设计选题开题、查阅相关文献第1周2熟悉和掌握开发软件3课程设计阶段第2周4整理材料，撰写报告5提交报告、验收七、部分参考文献1．《现代通信原理》曹志刚钱亚生编著清华大学出版社19922．《通信原理》孙学军主编电子工业出版社19993．《通信原理》王兴亮主编西安电子科大出版社19984．《MATLAB通信仿真及应用实例详解》邓华等编