通信原理之PCM编解码

重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告

专业班级：

姓名

学号：

实验所属课程：通信原理

实验室(中心)：语音八楼

指导教师：

实验完成时间：２０１3 年１月1日

教师评阅意见：

签名：年月日实验成绩：

一、设计题目

基于MATLAB的通信系统仿真——信源编解码

二、实验目的:

1.综合应用《Matlab编程与系统仿真》、《信号与系统》、《现代通信原理》等多门课程知识，使我们建立通信系统的整体概念；

2.培养我们系统设计与系统开发的思想；

3.培养我们利用软件进行通信仿真的能力。

4.培养我发现问题，解决问题，查阅资料解决问题的能力。

5、培养我熟练掌握MATLAB，运用此matlab软件工具进行通信仿真的能力

三、实验设备及软件：

PC机一台，MATBLAB。

四、实验主要内容及要求：

1、对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子

系统的原理框图

2、提出仿真方案；

3、完成仿真软件的编制

4、仿真软件的演示

5、提交详细的设计报告

五、实验原理

1、PCM基本原理

脉冲编码调制（PCM）简称脉码调制，它是一种用二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。因此此种通信方式抗干扰能力强，因此在很多领域都得到了广泛运用。PCM信号的形

成主要由三大步骤组成，包括：抽样、量化和编码。它们分别完成时间上离散、幅度上离散及量化信号的二进制表示。量化分为均匀量化和非均匀量化，为了减小小信号的量化误差，我们常使用的是非均匀量化。非均匀量化分为A 律和μ律。我国采用的是A 律，但由于A 律不好实现，所以我们常用近似的13折线编码。

1.1抽样

抽样即是将时间连续的模拟信号由一系列时间离散的样值所取代的过程它实现的是信号在时间上的离散化。抽样信号要想无失真的恢复出原信号，抽样频率必须要满足抽样定理。即：如果信号的最高频率为f H ，那么抽样频率fs 必须要满足fs>=2f H .

1.2量化

经过抽样后的信号还并不是数字信号，它只实现了时间上的离散化。幅值上并不离散。所以我们要对信号进行量化，实现其幅值的离散化。量化分为均匀量化和非均匀量化。本实验主要用到了非均匀量化中的A 律13折线压缩。下面主要介绍A 律13折线。 A 律压缩是指压缩器具有如下的压缩特性：

由于A 律在工程上不好实现，所以我们经常用近似的13折线压缩法去代替A 率压缩 下面是13折线时的X 值与A 律计算得的X 的比较

第二行的X 值是根据A=87.6时计算得到的，第三行的X 值是13折线分段时的值。可见，13折线各段

???

?

??

?≤≤++≤+=11)],ln(1[ln 1)sgn(1

),(ln 1V x A V Ax A

x A V x V x A A Z 20

2-1

2-2

2-3

2-4

2-5

2-6

2-7 0 X 近 似值

1

0 x 准 确值 1 7/8 6/8 5/8 4/8 3/8 2/8 1/8 0 z

128

1

60.6

130.6

115.4

17.79

1 3.93

1 1.98

10.25

0.5

1

2

4

8

16

16

斜率 8 7 6 5 4 3

2 1 段号

落的分界点与A=87.6 的曲线非常的接近。而13折线的x按2的幂次分布，计算较方便，也易于实现。

1.3编码

编码即把量化后的新哈变换成二进制代码，其反过程就叫做译码。本实验中我们用的是折叠二进制码。我们把一个量化电平数用一个8位的二进制表示。第1位表示信号的极性，2-4位表示段落码，5-8位表示段内码。

A律正输入值编码表

段落码

段落序号 1 2 3 4 5 6 7 8

段落码000 001 010 011 100 101 110 111

段内码

量化级段内码量化级段内码

15 1111 7 0111

14 1110 6 0110

13 1101 5 0101

12 1100 4 0100

11 1011 3 0011

10 1010 2 0010

9 1001 1 0001

8 1000 0 0000

在13折线中，用8位的折叠二进制码表示信号量化值的具体步骤为：用第2到4位表示段落码，8个段落的起点电平由它的8种可能状态来分别表示。其他四位表示段内码，每一个段落它的16个均匀的划分量化级由它的16种可能状态来分别表示。这样就使得8个段落被划分为128个量化级。再加上负的，相当于一共有256种量化电平数。

数字通信系统原理框图

本实验详细设计方案

各子系统详细介绍：

1、模拟信号为原始的信源信号

2、抽样是将上述的时间和幅值都连续的模拟信号转换为时间离散，幅值连续的信号。

3、量化是将上述信号转换为时间和幅值均离散的数字信号

4、Pcm编码是将量化后的信号转换为01比特流

5、Huffuman编码是为了减少冗余，提高传输效率

6、汉明编码是通过增加冗余位来提高传输效率

7、Bpsk调制式将上述0、1比特流转换成适合在信道中传输的波形

8、加噪是模仿信号传输过程中噪声的干扰，解调、滤波是为了恢复原信号。

抽样判决是把信号恢复成0 、1比特流的形式

9、汉明译码、huffuman解压缩、pcm反变换分别是汉明编码，huffuman 编码，pcm编码的反过程。

10、最后还原成模拟信号

六、主要代码及必要说明：

主函数function PCMmain() close all;

模拟信号抽样量化信源编码信道编码数字调制

模拟信号信源译码

信道

数字解调

加噪

抽样判决滤波

信道译码

主函数

产生模拟信源并得到抽样信PCM编码Huffuma

n编码

汉明编码信道汉明译码Hufuman解

压缩

Pcm反变换重

建模拟信号Bpsk调制加噪解调滤波抽样判决

clc;

clear;

A=3;

t1=0:0.1:6*pi;

a1=sin(t1);

figure;

subplot(2,1,1);

plot(t1,a1);

title('原始信号');

t2=0:2*pi/32:6*pi;

a=sin(t2);

subplot(2,1,2);

stem(t2,a);

title('抽样信号');

res=pcm(a);

%-------------------------------- [datastream,huff,n]=hfencodingmain(res); bit2=hanmencoding(datastream); [panjue]=channel(bit2,5);

bit22=hamyima(panjue);

[bit3]=huffdecoding(bit22,huff,n);

S=ipcm(bit3);

figure;

title('经过信道的重建信号');

t=linspace(0,6*pi,length(S));

plot(t,S,'r');

hold on;

plot(t,S,'.b');

pcm编码

function res=pcm(s) z=sign(s);

maxs=max(abs(s));

s=abs(s/maxs);%归一化

Q=2048*s;%一个量化单位为1/2048;

code=zeros(length(s),8);

w(1)=0;

for k=2:8

w(k)=2^(k+2);%段起始值[0,16,32,64,128,256,512,1024]

end

res=[];

for i=1:length(s)

if(z(i)>0)

code(i,1)=1;

else

code(i,1)=0;

end

for k=8:-1:1

if Q(i)>=w(k)

a=dec2bin(k-1,3);

code(i,2:4)=a;%段落码的判断

break;

end

end

if k>=2

t=fix((Q(i)-w(k))/(2^(k-2)));

else

t=fix(Q(i)-w(k));

end

code(i,5:8)=dec2bin(t,4); %段内码的判断

res=[res,code(i,:)];

end

end

huffuman编码的主函数

function [datastream,huff,n]=hfencodingmain(code) [p,h1,h]=aa(code);

[c,n]=hufftree(p,h1);

[datastream,huff]=hufencoding(c,p,h,h1,n);

End

Huffuman编码子函数

1、统计各电平出现概率

function [p,h1,h]=aa(x)

m=length(x)/8;

for i=1:256

chars(i).data=dec2bin(i-1,8);

chars(i).num=0;

end

h=[];

for j=1:m

temp=x((j-1)*8+1:j*8);

h=[h;temp];

for k=1:256

if sum(temp==chars(k).data)==8

chars(k).num=chars(k).num+1;

break;

end

end

end

h1=[];l=0;

for i=1:256

if chars(i).num~=0

h1=[h1,chars(i)];

l=l+1;

end

end

for y=1:l

p(y)=h1(y).num/m;

end

end

2、构建huffuman树

function [c,n]=hufftree(p,h1)

n=length(p);

for i=1:n-1

for j=i:n

if p(i)>=p(j)

P=p(i);p(i)=p(j);p(j)=P;

T=h1(i);h1(i)=h1(j);h1(j)=T;

end

end

end

Q=sort(p);

c=-ones(2*n-1,6);

c(:,1)=1:2*n-1;

c(1:n,2)=Q;q=Q;

m=zeros(1,2*n-1);

for i=n+1:2*n-1

c(i,2)=q(1)+q(2);

temp1=find(c(:,2)==q(1)&c(:,6)~=1,1);

c(temp1,6)=1;

temp2=find(c(:,2)==q(2)&c(:,6)~=1,1);

c(temp2,6)=1;

c(i,4)=temp1;

c(i,5)=temp2;

c(temp1,3)=i;

c(temp2,3)=i;

Q=[Q,q(1)+q(2)];

q=[q(1)+q(2),q(3:end)];

q=sort(q);

end

end

根据构建的huffuman树进行编码

function [datastream,huff]=hufencoding(c,p,h,h1,n) for i=1:n

huffcode=[];

p=c(i,3);

j=i;

while(p~=-1)

if(c(p,4)==j)

huffcode=[0,huffcode];

else

huffcode=[1,huffcode];

end

j=p;

p=c(j,3);

end

huff(i).ch=h1(i).data;

huff(i).code=huffcode;

end

[l,k]=size(h);

datastream=[]; for i=1:l

for j=1:n

if sum(h(i,:)==huff(j).ch)==8

datastream=[datastream,huff(j).code];

break;

end

end

end

end

（7、4）汉明编码

function bit2=hanmencoding(m)

H=[0 1 1 1 1 0 0;

1 0 1 1 0 1 1;

1 1 0 1 0 0 1];

G=[1 0 0 0 0 1 1;

0 1 0 0 1 0 1;

0 0 1 0 1 1 0;

0 0 0 1 1 1 1];

bit2=[];

n=fix(length(m)/4);

for i=1:n

t=m((i-1)*4+1:i*4);

bit2=[bit2,rem(t*G,2)];

end

bit2=[bit2,m(4*n+1:end)];

end

通过信道的子函数

function [panjue]=channel(bit2,SNR)

%--------------调制---------------

cs=bit2*2-1;

de=[];

t=linspace(0,1,16);

carrier=cos(2*pi*t);

for i=1:length(cs)

de=[de,cs(i)*carrier];

end

figure;

subplot(4,1,1);

plot(de);axis([0,length(de)/10,-1,1]);

title('调制信号');

%--------------加噪---------------

de=awgn(de,SNR,'measured');

%-------------解调------------------- designal=[];

for i=1:16:length(de)-15

designal=[designal,de(i:i+15).*carrier]; end

subplot(4,1,2);

plot(designal);

axis([0,length(designal)/10,-1,1]);

title('解调信号');

%-------------滤波-------------------

load lowpass;

l=fix((length(lowpass))/2);

designal=[designal,zeros(1,l)];

b=filter(lowpass,1,designal);

b=b(l+1:end);

subplot(4,1,3);

plot(b);

axis([0,length(b)/10,-1,1]); title('滤波后的信号');

%------------抽样判决-------------------- panjue=[];panjue1=[];

for i=1:length(b)/16;

sum1=b((i-1)*16+4);

if sum1>=0

panjue=[panjue,1];

panjue1=[panjue1,ones(1,16)];

else

panjue=[panjue,0];

panjue1=[panjue1,zeros(1,16)];

end

end

subplot(4,1,4);

plot(panjue1);

axis([0,length(panjue1)/10,-1,1]);

title('抽样判决信号');

end

汉明码译码函数

function bit3=hamyima(bit2)

H=[0 1 1 1 1 0 0;

1 0 1 1 0 1 1;

1 1 0 1 0 0 1];

j=fix(length(bit2)/7);

bit3=[];

for k=1:j

R=bit2((k-1)*7+1:k*7);

S=rem(R*H',2);

for i=1:7

if sum(S==H(:,i)')==3

break;

end

end

R(i)=~R(i);

bit3=[bit3,R(1:4)];

end

bit3=[bit3,bit2(j*7+1:end)];

end

huffuman译码

function

[transcode]=huffdecoding(datastream,huff,n)

k=datastream;

transcode=[];len=0;

max=1;

for u=1:n

temp=length(huff(u).code);

if temp>max

max=temp;

end

end

while(length(k)~=0)

d=k(1);

for L=1:length(k)

symbol=0;

for i=1:n

if (length(d)==length(huff(i).code))

if(length(find(d==huff(i).code))==length(d))

transcode=[transcode,huff(i).ch];

k=k(length(d)+1:end);

symbol=1;

end

end

if symbol==1

break;

end

end

if symbol==1

break;

else if length(k)-length(d)>0

d=[d,k(length(d)+1)];

else

transcode=[transcode,k]; break;

end

end

end

end

pcm译码

function S=ipcm(code)

len=length(code)/8;

w(1)=0;

for k=2:8

w(k)=2^(k+2);%段起始值[0,16,32,64,128,256,512,1024]

end

for i=1:7

b(i)=(w(i+1)-w(i))/16;%每段的最小量化间隔

end

b(8)=1024/16;

S=[];

for i=1:len

s=code((i-1)*8+1:(i-1)*8+8); t=bin2dec(s(2:4))+1;%判断段落位置 y=bin2dec(s(5:8));%判断段内地址 m=w(t)+(y+0.5)*b(t); m=m/2048;

if s(1)==0%判断极性 m=-m; end S=[S,m]; end

function a=bin2dec(x)%二进制转十进制 n=length(x); sum=0;

for i=1:n

sum=sum+x(i)*2^(n-i); end a=sum;

function a=dec2bin(x,n)%将x 转换为n 位的二进制a

a=zeros(1,length(n)); for i=1:n if x>=2^(n-i) a(i)=1; x=x-2^(n-i); else a(i)=0; end end

六、测试结果及分析：

02468101214161820

-1

-0.500.51原始信号

02468101214161820

-1

-0.500.51抽样信号

0100200300400

5006007008009001000

-101调制信号

100

200

300

400

500600700

800

900

1000

-101解调信号

100

200

300

400

500600700

800

900

1000

-101滤波后的信号

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

-101抽样判决信号

信噪比为5时的重建模拟信号

02468101214161820

-1

-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81

信噪比为2时的重建模拟信号

02468101214161820

-1

-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81

信噪比为1时的重建模拟信号

02468101214161820

-1

-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81

对比不同信噪比情况下的重建信号可知，信噪比越大，信号恢复的质量越好。

七、实验体会：

通过本次实验我收获不少，使我对通信原理更加的了解了，尤其是模拟信号数字化这一块儿。有了以前的matlab 以及信息论与编码课程设计做铺垫，这次实验相比以往要更顺利一些。但编码过程中还是遇到了一些问题。比如抽样判决过程中，我一直有个问题不是很明白，为什么不取一个周期的平均值作为判决依据，而要取一个周期的某个点呢。我觉得取平均值的话可以在一定程度上减小误差。那么还希望老师能够解决我的这个疑问。在测试不同信噪比情况下，信号恢复情况时我发现，同一信噪比情况下，出来的图也并不完全一样的。我想是不是信道加噪的过程是随机的原因。其间，程序出错了，自己改半天改不出来，最后还是在同学的帮助下解决的。在此，非常的感谢她对我的帮助。同时也体会到了互助的力量。那么通过这次实验学到了不少，也希望自己以后可以通过自己的努力以及老师，同学的帮助学到更多的东西。

八、参考文献

[1]王立宁，乐光新等. Matlab 与通信仿真[M], 人民邮电出版社， 2000.1

[2]John G. proakis 等著, 刘树棠译. 现代通信系统(Matlab 版)（第二版）[M], 电子工业出版社, 2006.9

[3]Bernard Sklar 著, 徐平平等译. 数字通信－基础与应用(第二版) [M], 电子工业出版社, 2004.11

[4]樊昌信等. 通信原理（第6版）[M]. 国防工业出版社，2008.3

通信系统原理复习题

《通信系统原理》试题 一、单项选择题 1.在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK、2FSK、2PSK从差到优的次序。 （A） 2FSK、2ASK、2PSK （B）2ASK、2FSK、2PSK （C） 2ASK、2PSK、2FSK （D）2PSK、2FSK、2ASK 2.AM信号一般采用解调，SSB和DSB信号一般采用解调。 （A）包络，同步（B）鉴频器，同步 （C）相干，差分相干（D）同步，包络 3.根据香农公式，假设信道容量为C，信道信息传输速率为R，则在时，理 论上可实现无差错传输。 （A）R=C （B）R>C （C）R≤C （D）R≠C 编码后过最多出现( )个连续0。 4.二进制序列经过HDB 3 (A)2 (B)3 (C)4 (D) 5 5.为实现数字信号的最佳接收，采用最小均方误差准则设计的最佳接收机是（）。 （A）相关接收机；（C）理想接收机 （B）匹配滤波器；（D）以上都不是 为：（）。 6.若要纠正2个错码，则分组码的最小码距 d min （A）3 （B）4 （C）5 （D）6 7.2PSK信号的带宽是基带信号带宽的（）倍。 （A）0.5 （B）1 （C）2 （D）3 8.电话信道的带宽是3400Hz，若要求传输6800bit/s，则要求信道的最小信噪比是

（）。 （A）1 （B）3 （C）4 （D）7 9.一个二进制数字通信系统，其码元速率为104Baud，连续发送1个小时后，收到的 为（）。 错吗为36个，则误码率P e （A）10-6（B）3.6*10-6（C）36*10-6（D）104 10.某信息源发送4个二进制脉冲编码信号A、B、C、D，信号独立出现，其出现概率 分别为1/4，1/8，1/8，1/2，则该信息源信号的平均信息量为（）bit/symbol。 （A）0.75 （B）1.75 （C）2.75 （D）3.75 11.在（7，3）线形分组码的一个码组中，信息码元的位数是（）。 （A）10 （B）3 （C）4 （D）7 已知某二进制数字基带系统的传输特性如图c1所示，请回答12-16小题。 12.奈氏带宽BN是（）。 （A）0 （B）2 （C）2.5 （D）3 13.码元传输速率为（）。 （A）0 （B）4 （C）5 （D）6 14.系统带宽为（）。 （A）0 （B）2 （C）2.5 （D）3 15.滚降系数为（）。

《通信系统原理》作业题

《通信系统原理》作业题 第1章绪论 1.画出数字通信系统模型。 噪声源 数 字 解 调 信 道 译 码 解 密 信 源 译 码 信 宿 数 字 调 制 信 道 编 码 加 密 信 源 编 码 信 源 信道 2.衡量数字通信系统的有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 答：码元传输速率信息传输速率频带利用率误码率误信率 3.说明通信系统的分类。 4．一个由字母A，B，C，D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A，01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲宽度为5ms. (1)不同的字母是等概率出现时，试计算每个字母的传输速率和信息速率； (2)若每个字母出现的概率分别为 10 3 , 4 1 , 4 1 , 5 1 = = = = D C B A P P P P 试计算每个字母的传输速率和信息速率。

第2章确知信号 1. 画出单位冲击函数的时域波形及频谱密度,并说明各波形表示的含义。 2.求一个矩形脉冲的频谱密度及能量谱密度。 G a( f 1/τ 2/ -2/τ -1/

第5章 模拟调制系统 1. 比较AM 与DSB 两种调制方式的优缺点。 AM ：优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差。主要用在中波和短波调幅广播。 DSB ：优点是功率利用率高，带宽与AM 相同。主要用于调频立体声中的差信号调制，彩色TV 中的色差信号调制 2. 已知线性调制信号为 t t c ωcos )sin 0.51（Ω+，式中Ω=6c ω，画出波形与频谱。

3. 已知调制信号)4000cos()2000cos()( t t t m ππ+=载波为t π4 10cos ，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表达式，并画出频谱图。

(891)通信系统原理复习大纲

工学硕士研究生（891） 《通信系统原理》课程入学考试大纲 一、参考书 主要参考书：冯玉珉，郭宇春，《通信系统原理》，清华大学出版社，北京交通大学出版社， 2011年第2版。 辅助参考书：冯玉珉，《通信系统原理学习指南》，清华大学出版社，北京交通大学出版社， 2006年6月修订版。 二、考试信息 1. 课程性质：初试专业课 2. 考试形式：笔试 3．试题类型：填空、图表、分析计算、简答 三、考试要求及内容 基本要求：根据《通信系统原理》教学大纲的要求，考生要完整掌握通信系统基础理论知识，如通信系统的基本知识、分析方法和噪声性能；掌握模拟信号数字化技术的基础理论；要能够重点分析数字通信系统的数学模型、误码特性、差错控制编码；并从最佳接收观点掌握统计通信理论的基础知识和当前通信系统建模和优化的思维方法；了解通信技术当前发展状况及未来发展方向。 具体内容如下。 1、系统概述 通信系统的组成：基本概念、框图 通信系统的质量指标：有效性、可靠性 通信信道：分类、常用信道特征 2、信号与噪声分析 随机变量：统计特性和数字特征

随机过程：随机过程的概念、统计特性、数字特征；平稳随机过程的概念、数字特征、各态历经性、功率谱；随机过程通过线性系统的传输特性 噪声分析：高斯噪声、白噪声、高斯白噪声、窄带高斯噪声、余弦信号加窄带高斯噪声 3、模拟调制系统 线性调制系统：各种线性调制的时、频域表达式、系统框图、功率和带宽计算、解调及噪声性能分析、信噪比增益比较、希氏变换 非线性调制系统：角度调制的概念及一般表达式、单音调角、 FM 信号的频谱特征、有关参数的分析、解调及噪声性能分析、 FM 门限效应 4、模拟信号数字化 线性 PCM 概念：取样定理、 PCM 编码，解码原理、基本参数 量化噪声分析：量化噪声功率、量化信噪比计算 线性 PCM 系统中的误码噪声：信道噪声和量化噪声对信噪比的影响 对数压扩PCM： A 律 13 折线 PCM 编解码方法 多路复用和传码率：多路复用的概念、各种情况传码率计算方法 增量调制：实现方法、不过载条件、量化信噪比分析、传码率计算 预测编码：DPCM、ADPCM基本概念 5、数字信号基带传输 数字基带信号码型：常见码型及其特点 数字基带信号功率谱：功率谱特征、带宽的取决条件 基带传输系统组成及符号间干扰：符号间干扰的概念、产生的原因、对通信质量的影响 基带数字信号的波形形成和 Nyquist 准则：形成无符号间干扰的基带波形的条件、 Nyquist 第一准则；互补滚降特性、升余弦频谱的特点；奈氏带宽、奈氏间隔、传输速率、传输带宽的计算 基带传输的误码率分析：误码率的分析方法、最佳判决门限及其确定条件

891通信系统原理一

一、891通信系统原理（一） 1.系统概述 （1）通信基本概念：通信、消息、信息、信息量、平均信息量（熵） （2）通信系统的组成：基本概念、框图 （3）通信系统的性能指标：有效性、可靠性 （4）通信信道：分类、常用信道特征 2.信号与噪声分析 （1）随机变量：概率、统计特性、数字特征 （2）随机过程：随机过程的概念、统计特性、数字特征、高斯过程 （3）平稳随机过程：平稳性、数字特征、各态历经性、功率谱 （4）随机过程传输特性：线性系统、非线性系统 （5）噪声分析：高斯噪声、白噪声、高斯白噪声、窄带高斯噪声、余弦信号加窄带高斯噪声 3.模拟调制系统 （1）调制：概念、分类、作用 （2）幅度调制：各种幅度调制信号的时/频域特征、线性调制模型、功率和带宽计算、希氏变换 （3）相干解调与非相干解调：解调原理、噪声性能分析、信噪比增益比较、传输衰减 （4）角度调制：角度调制波时域表达式、频谱特征、单音调角、参数分析 （5）角度调制信号的解调：解调原理、噪声性能分析、门限效应 （6）频分复用：概念、带宽计算 4.模拟信号数字化（信源编码） （1）线性 PCM 概念：取样定理、 PCM 编码/解码原理、基本参数 （2）量化噪声分析：均匀及非均匀量化的噪声功率、量化信噪比计算 （3）线性 PCM 系统中的误码噪声：误码噪声（信道噪声）和量化噪声对信噪比的影响 （4）对数压扩PCM：两种压扩特性、A 律 13 折线 PCM 编解码方法 （5）时分复用：时分复用概念、PCM复用群、帧同步、复帧同步、传码率计算 （6）增量调制：实现方法、不过载条件、量化信噪比分析、传码率计算 （7）预测编码：DPCM、ADPCM基本概念 5.数字信号基带传输 （1）数字基带信号码型：常见码型及其特点、传输码型的理想特征、常见传输码型数字基带信号功率谱：功率谱特征、主瓣带宽 (2) 基带传输系统组成及符号间干扰：符号间干扰概念及产生原因、对通信质量的影响 (3) 波形形成：奈氏第一准则、互补滚降特性、升余弦频谱、奈氏带宽、传输速率、传输带宽

通信系统原理实验报告

四川大学电气信息学院实验报告 课程：通信系统原理 实验名称：通信系统原理设计性实验 课任老师：张奕 专业：通信工程 年级：2013级 学生姓名：余佩 学号：2013141443050

一、实验目的 ● 理解信源编码和解码的原理、步骤以及方法 ● 复习并更加熟练地掌握汇编语言的编程方法 ● 学习在EMC 开发工具下编程 ● 学习使用EM78P259N 微控制器 ● 通过观测示波器了解编码 二、编码实验 1、双极性不归零码 （1）实验原理 "1"码和"0"码都有电流，但是"1"码是正电流，"0"码是负电流，正和负的幅度相等，极性相反，故称为双极性码。此时的判决门限为零电平，接收端使用零判决器或正负判决器，接收信号的值若在零电平以上为正，判为"1"码;若在零电平以下为负，判为"0"码。 （2）实验流程图 开始 将Byte2和Byte1暂存于Data_temp2和Data_temp1 中并设置编码计数值 Data_temp2,7=1? Y 输出正电平 输出负电平 输出零电平 输出零电平 结束 Data_temp2和Data_temp1分别左移 编码计数值不为0？ N Y N

（3）实验思路 需要在单极性不归零码的基础上，在程序的开始和结束时添加调用零电平的程序即可（4）实验程序 /*****************************双极性不归零码子程序****************************/ Coding_Bi_NRZ: MOV A,Byte2 MOV Data_temp2,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp2中 MOV A,Byte1 MOV Data_temp1,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp1中 MOV A,@16 MOV temp,A ;Byte2,Byte1中的信息共计16位需要编码输出 call pulse_zero ;=====输出16位编码======= Bi_NRZ_LOOP: JBS Data_temp2,7 CALL Pulse_negative ;Data_temp2.7=0,调用负脉冲子程序 JBC Data_temp2,7 CALL Pulse_positive ;Data_temp2.7=1,调用正脉冲子程序 ;信息左移1位: RLC Data_temp1 ; R(n) -> R(n+1), R(7) -> C=Data_temp1.7 RLC Data_temp2 ; C=Data_temp1.7 -> R(0)，R(n) -> R(n+1), R(7) -> C DJZ temp ; temp-1=0? JMP Bi_NRZ_LOOP ; NO,继续编码输出 call pulse_zero ;======================= RET ; NRZ编码输出完毕 /*****************************************************************************/（5）实验结果

川大《通信系统原理》16秋在线作业1

奥鹏17春川大《通信系统原理》16秋在线作业1 一、单选题（共20 道，共40 分。） 1. 当DPCM系统中量化器电平数为2时，DPCM系统变为： A. ADPCM系统 B. PM系统 C. .NBFM系统 D. DM系统 标准解： 2. 一个简单的数字通信系统至少需要哪两种同步技术： A. 载波同步、帧同步 B. 位同步、帧同步 C. 帧同步、网同步 D. 位同步、网同步 标准解： 3. 下列关于HDB3码的描述不正确的是： A. 无直流分量 B. 频带窄 C. 方便提取同步信息 D. 仅用于短距离传输 标准解： 4. 数字基带信号不能通过（）信道进行传输： A. 对称电缆 B. 双绞线 C. 卫星 D. 同轴电缆 标准解： 5. 以下不属于调制目的的是： A. 提高信噪比 B. 使信号适合信道传输特性 C. 提高频带利用率 D. 远距离传输 标准解： 6. 起伏噪声不包括： A. 热噪声 B. 散弹噪声 C. 宇宙噪声 D. 脉冲噪声

标准解： 7. 某线性分组码的许用码组的最小码距是4，若用于检错，可检出误码位数为： A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 标准解： 8. 模拟通信系统的可靠性用以下哪种方式来衡量： A. 频带利用率 B. 传信率 C. 输出信噪比 D. 误码率 标准解： 9. 以下码型中不能提取定时分量的是： A. 双极性归零码 B. 单极性归零码 C. 双极性不归零码 D. 曼切斯特码 标准解： 10. 下列哪一项不是调制的目的： A. 将基带信号变为适合于在信道中传输的信号 B. 提供载波分量 C. 便于实现频分复用 D. 改善系统的抗噪性能 标准解： 11. 平稳随机过程的功率谱密度为： A. 非负的实偶函数 B. 负偶函数 C. 可正可负的偶函数 D. 可正可负的奇函数 标准解： 12. 解调时会发生相位模糊问题的调制方式为： A. ASK B. FSK C. DPSK D. PSK 标准解： 13. 对于偶校验码，以下码元发生误码的是： A. 110111 B. 100100 C. 111111 D. 101010 标准解： 14. 采用相干解调方式时，相同误码率条件下，所需信噪比从高都低排列是：

通信系统原理实验

通信系统原理实验 2013-2014 通信系统原理实验报告 学院实验学院 专业电子信息工程 姓名1 高一 学号1 11521312 姓名2 段然 学号2 11521104 班级11电信1 日期2014年5月29日 指导教师殷卫真老师

第一类实验 实验一基于DDS的调制波形产生 一、实验要求及目的： 构建DDS以及m序列，并在此基础上设计FSK,ASK,PSK等调制波形，了解通信系统原理的相关知识，学习采用第三方软件MODELSIM对ALTERA平台的设计进行仿真。并且修改testbench，并仿真出FSK，ASK,PSK等调制波形。 二、实验环境: ALTERA Quartus II 8.0平台和第三方软件MODELSIM C:\Users\Administrator\Desktop\asd\通源实验截图\psk图2.bmp se 6.5进行仿真。 三、实验原理: DDS全称Direct Digital Frequency Synthesizer（直接数字频率合成），是根据奈奎斯特采样定律，从连续信号的相位出发将一个正弦信号取样、量化、编码，形成一个正弦函数表，存于ROM中。合成时，通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量。相位增量（步长）不同，一个正弦周期内的采样点数不同。在时钟频率即采样频率不变的情况下，通过相位增量的改变来实现输出频率的改变。我们知道，对于正弦信号发生器，它的输出可以用下式来描述： 其中S out是指该信号发生器的输出信号波形，f out指输出信号对应的频率。上

式的表述对于时间t是连续的，为了用数字逻辑实现该表达式，必须进行离散化处理。用采样时钟clk进行抽样，令正弦信号的相位： 在一个clk周期T clk内，相位的增量为： f指clk的频率，把2 分割成2N份，每个clk的相位增量： 其中 clk 称k为频率控制字，得到输出频率： ASK:幅移键控 (Amplitude Shift Keying) ASK指的是振幅键控方式。这种调制方式是根据信号的不同，调节正弦波的幅度。 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍。 幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式

通信系统原理 B卷

通信系统原理B卷 一、单选 1、频分多路复用（FDM）是用来增加系统的（容量）D 2、把低频基带信号从频带信号中提取过程（解调） 3、在（7,4）汉明码中，监督位为（3）位 5、某码组的最小码距Dmin=5，则其最多能检测（4）位错误 6、抑制载波的双边带振幅DSB的带宽是节制调信号的（2倍） 7、在眼图中，最抽难样判决时刻是眼睛张开（最大） 8、信噪比是指信号功率与（噪声的平均功率）之比 9、（D）不是基带传输常用码型 A,AMI码B,HDB3码C、NRZ码 D ，PST码 10.非均匀量化A率13折线码位安排用8位PCM码表示一个抽样值第2~4位（A） A，段落码B段内码 二、填空 1、信号某一参量可以取无限多个值，但直接与消息对应的称为（） 2、模拟信号的数字传输需要经过抽样（量化）和编码三个步骤 3、衡量通信系统性的优劣最重要的是看它的（有效性）和可靠性 4、数字通信系统中同步按功能分一般载波同步，位同步（帧同步）和网同步 5、模拟通信系统的可靠性指标是（） 6、在模拟调制与解调中，若采用相干解调，则相干载波必须与传输接收机的载波（同步） 7、不考 8、 9、信道容量是由信道容量的（香农公式）公式决定的，写出其公式（）C=Blog2 10、二进制差分相移键控可以记作（2DPSK） 三、简答 1、什么事数字信号系统，数字信号的优缺点 2、 3、解释群同步技术，并画出7.5个码元的起止同步法示意 4、 5、简述纠错编码的基本原理（汉明距离和检错和纠错能力） 四、应用题 1、二进制10110011画出单极性NRZ，双极性RZ,2ASK，2PSK,2DPSK信号波形 2、信道的频率范围为60HZ~80HZ，假设信号的带宽为 3.2KHZ，各路信号之间的防护。。。。。试求这时最小化简等于多少 假设某时信幅值为0.8V，求这时

2012北京交通大学913通信系统原理大纲

《通信系统原理》复习大纲 教材：《通信系统原理》，冯玉珉，郭宇春，清华大学出版社，北京交通大学出版社，2011年第2版。 参考书：《通信系统原理学习指南》，冯玉珉，清华大学出版社，北京交通大学出版社，2006年6月修订版。 主要内容： 一．通信系统概述 通信系统的组成：基本概念、框图 通信系统的质量指标：有效性、可靠性 通信信道：分类、常用信道特征 二．信号与噪声分析 随机变量：统计特性和数字特征 随机过程：随机过程的概念、统计特性、数字特征；平稳随机过程的概念、数字特征、各态历经性、功率谱；随机过程通过线性系统的传输特性 噪声分析：高斯噪声、白噪声、高斯白噪声、窄带高斯噪声、余弦信号加窄带高斯噪声 三．模拟调制系统 线性调制系统：各种线性调制的时、频域表达式、系统框图、功率和带宽计算、解调及噪声性能分析、信噪比增益比较、希氏变换 非线性调制系统：角度调制的概念及一般表达式、单音调角、FM 信号的频谱特征、有关参数的分析、解调及噪声性能分析、FM 门限效应 四．模拟信号数字化 线性PCM 概念：取样定理、PCM 编码，解码原理、基本参数 量化噪声分析：量化噪声功率、量化信噪比计算 线性PCM 系统中的误码噪声：信道噪声和量化噪声对信噪比的影响 对数压扩PCM：A 律13 折线PCM 编解码方法 多路复用和传码率：多路复用的概念、各种情况传码率计算方法 增量调制：实现方法、不过载条件、量化信噪比分析、传码率计算 预测编码：DPCM、ADPCM基本概念 五．数字信号基带传输 数字基带信号码型：常见码型及其特点 数字基带信号功率谱：功率谱特征、带宽的取决条件 基带传输系统组成及符号间干扰：符号间干扰的概念、产生的原因、对通信质量的影响 基带数字信号的波形形成和Nyquist 准则：形成无符号间干扰的基带波形的条件、Nyquist 第一准则；互补滚降特性、升余弦频谱的特点；奈氏带宽、奈氏间隔、传输速率、传输带宽的计算 基带传输的误码率分析：误码率的分析方法、最佳判决门限及其确定条件 部分响应系统：第一类、第四类部分响应系统的实现原理、系统框图、编码和接收判决方法