1 项目目的
(1) 对数字通信系统主要原理和技术进行研究,包括8QAM及解调技术、高斯噪声信道原理以及信道编码中的卷积编码的基本原理等。
(2 ) 建立完整的基于2PSK和卷积码的数字通信系统仿真模型,包括8QAM调制解调及卷积码的编译码。
(3) 在信道中加入高斯噪声,观察系统的纠错能力,统计误码率并进行分析。
2 项目正文
2.1 系统分析
这次课程设计的主要思想是将通信中常用的技术运用到我们的设计中,通过MATLAB仿真软件来模拟信号的传送与接收。经过对题目的分析,这次设计的基本思路是用随机函数产生一个随机信源,经过信道编码卷积码,再用8QAM调制,经过添加高斯白噪声之后再通过相应的解调和解码就能得到接收到的信号。
2.2 系统设计
在设计之初要先定义随机信源中产生的信号类型,再MATLAB中先定义一个变量msg,它是由0和1组成的由randin产生的随机的二进制序列,msg的组成元素就是信源中信号的组成元素。组成元素有了,然后将信源经过卷积码 poly2trellis函数的编码
规则
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利用卷积函数convenc将信源进行卷积编码,然后将卷积编码后的码以三位一组进行8QAM调制。在调制以后的信号假如高斯白噪声,然后进行8QAM解调。解调完毕后将信号编码转化成二进制信号进行卷积译码(维特比译码)。由于卷积译码深度的原因会产生错位,故利用for循环将错位的码还原,最后利用symeer计算误码率。以上就是系统的主要部分。
仿真通信系统框图模型如图2-1所示。
卷积译码
信宿
8QAM解调
8QAM调制
卷积
编码
信源
AWGN信道
图2-1 仿真通信系统框图模型
2.3 系统调试
系统整体函数如下:
len = 1000;
msg = randint(2*len,1); % Random binary message of 2-bit symbols
trel = poly2trellis([5 4],[23 35 0;0 5 13]); % Trellis
code = convenc(msg,trel); % Encode the message.
M = 8; % Alphabet size
k = log2(M);
xsym = bi2de(reshape(code,k,length(code)/k).','left-msb'); %在这里left-msb的意思是二进制数据中,以左边第一位为最高位来将2进制数翻译成10进制数
y = qammod(xsym,M); % Use 8-QAM modulation.
ynoisy = awgn(y,17,'measured'); % Transmit signal through an AWGN channel.
scatterplot(ynoisy); % Create scatter plot from noisy data.
z = qamdemod(ynoisy,M); % Demodulate to recover the message.
z1 = de2bi(z,'left-msb'); %将解调出来的信号进行10进制到2进制的转换
z2 = reshape(z1.',prod(size(z1)),1); %再将得到的3列乘以1000行的数组转换成1列3000行的数组,
decoded = vitdec(cc,trel,2,'cont','hard'); % Decode.
for i=1:1996
decoded(i)=decoded(i+4);
end;
[num,rt]= symerr(decoded,msg) % Check symbol error rate.
该程序实现了从产生随机二进制信源到采用卷积码编码、8QAM调制到8QAM解调、卷积解码这一系列过程。
通过软件仿真,最终得到误码率是0.002,满足大部分通信系统中的要求。
8QAM星座图 如图2-2所示。
图2-2 8QAM星座图
3 项目设计总结
通过本次项目设计,充分理解了卷积的编码与译码,8QAM的调制与解调过程。在本次项目设计中,学到很多知识,通过matlab的help功能得到卷积编码框图函数poly2trellis,结合图与讲解,了解了它的编码规则;由于卷积编码以后得到的是二进制,故进入8QAM调制时必须转化成8进制数,经过查资料与网络,知道并了解了二进制转化成八进制以及八进制转化成八进制函数。这次的项目设计让我明白到只要肯努力,充分利用网络及图
书
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资料,无论遇到多大的困难,一定能够克服,在做一件事情的过程中一定要相信自己,相信自己能行。
4、参考文献
[1]唐向宏,岳恒立,郑雪峰. MATLAB及在电子信息类课程中的应用(第二版)[M].电子工业出版社,2010
[2]樊昌信,曹丽娜.通信原理(第六版)[M].国防工业出版社,2006
[3]
[4]
项目设计
评 语
项目设计
成 绩
指导教师
(签字)
年 月 日