武科大通信原理课程设计讲解
《通信原理》课程设计说明书解析
1 增量调制的基本概念在PCM 系统中，为了得到二进制数字序列，要对量化后的数字信号进行编码，每个抽样量化值用一个码组（码字）表示其大小。
码长一般为7位或8位，码长越大，可表示的量化级数越多，但编、解码设备就越复杂。
那么能否找到其它更为简单的方法完成信号的模/数转换呢？如图1.1所示：图1.1 增量调制波形示意图图中在模拟信号f(t)的曲线附近，有一条阶梯状的变化曲线f ′(t),f ′(t)与f(t)的形状相似。
显然，只要阶梯“台阶”σ和时间间隔Δt 足够小，则f ′(t)与f(t)的相似程度就会提高。
对f ′(t)进行滤波处理，去掉高频波动，所得到的曲线将会很好地与原曲线重合，这意味着f ′(t)可以携带f(t)的全部信息（这一点很重要）。
因此，f ′(t)可以看成是用一个给定的“台阶”σ对f(t)进行抽样与量化后的曲线。
我们把“台阶”的高度σ称为增量，用“1”表示正增量，代表向上增加一个σ；用“0”表示负增量，代表向下减少一个σ。
则这种阶梯状曲线就可用一个“0”、“1”数字序列来表示（如图 1.1所示），也就是说，对f ′(t)的编码只用一位二进制码即可。
此时的二进制码序列不是代表某一时刻的抽样值，每一位码值反映的是曲线向上或向下的变化趋势。
这种只用一位二进制编码将模拟信号变为数字序列的方法（过程）就称为增量调制（Delta Modulation ），缩写为DM 或ΔM 调制。
增量调制最早由法国人De Loraine 于1946年提出，目的是简化模拟信号的t111111111t二进制码序列编码后的数字信号数字化方法。
其主要特点是：(1) 在比特率较低的场合，量化信噪比高于PCM。
(2) 抗误码性能好，能工作在误比特率为210的信道中，而PCM则要10～3求信道的误比特率为410。
10～6(3) 设备简单，制造容易。
增量调制与PCM的本质区别是只用一位二进制码进行编码，但这一位码不表示信号抽样值的大小，而是表示抽样时刻信号曲线的变化趋向。
通信原理课程设计教材
通过MAX+plusⅡ的定时分析器进行时序分析、功能仿真、时 序仿真和波形分析，生成一些标准文件为其他EDA工具使用。
器件编程（Programming）和配置 （Cofiguration） 在线帮助
2020/10/25
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1.1MAX+plus II 10.2的功能
分层 设计输入
版图 编辑
MAX+PLUS II 编译器
设计规则检查
逻辑综合 装入器件 多器件划分
自动错误定位
定时驱动编译
验证和编程
EDIF Verilog VHDL SDF
标准的 EDA 设计验证方式:
Cadence Mentor Graphics Logic Modelling Synopsys Viewlogic 其他方式
(3)进入下面窗口，由于前面设置好路径，已改为D盘（最好保持一 致，无须改变），单击 “Next>”。
在max2work目录安 装了许多设计的源代 码/图，如一些VHDL， Verilog HDL的例子。
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2.3设置安装路径
(4)进入下面窗口，同上，单击 “Next>”。
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2.3设置安装路径
(2)进入下面左边窗口，键入或选择你要安装到的目录，此处所选为 “d:\maxplus2”，然后按“OK”。因该目录不存在，故会出现提 示“是否创建此目录”。选择“是（Y）”。然后返回到右边窗口， 单击 “Next>”。
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2.3设置安装路径
用户
通信原理课程设计
通信原理课程设计引言：通信原理是现代通信技术的基础，通过该课程的学习，可以帮助学生掌握通信原理的基本概念、原理和应用。
课程设计是该课程的重要组成部分，通过设计一个实际的通信系统，学生可以将理论知识应用于实践，加深对通信原理的理解和掌握。
本文将详细介绍通信原理课程设计的步骤、内容和要求。
一、课程设计步骤通信原理课程设计通常包括以下步骤：1. 确定课程设计的目标和要求：明确设计的目标是什么，要求学生达到什么样的水平。
2. 选择课程设计的主题：根据学生的实际情况和教学资源，选择一个合适的主题。
3. 确定课程设计的内容和范围：明确设计的内容是什么，需要学生完成哪些任务。
4. 分析和研究相关知识和技术：学生需要对通信原理相关的知识和技术进行深入的研究和分析。
5. 设计通信系统的结构和功能：根据课程设计的要求，设计通信系统的结构和功能。
6. 实现通信系统的硬件和软件：根据设计的结果，实现通信系统的硬件和软件。
7. 进行实验和测试：对设计的通信系统进行实验和测试，验证其性能和可靠性。
8. 分析和总结实验结果：对实验和测试结果进行分析和总结，评估设计的通信系统的优缺点。
9. 撰写课程设计报告：根据课程设计的要求，撰写课程设计报告，详细记录设计的过程和结果。
二、课程设计内容通信原理课程设计的内容可以根据具体的主题进行选择和确定，以下是一些常见的设计内容：1. 信号调制与解调：设计一个简单的模拟调制解调系统，实现信号的调制与解调过程。
2. 信道编码与解码：设计一个简单的信道编码解码系统，实现对信号进行编码和解码的过程。
3. 数字调制与解调：设计一个数字调制解调系统，实现数字信号的调制与解调过程。
4. 信道传输与接收：设计一个信道传输与接收系统，实现信号的传输和接收过程。
5. 信号处理与分析：设计一个信号处理与分析系统，实现对信号进行处理和分析的功能。
6. 无线通信系统设计：设计一个简单的无线通信系统，实现无线信号的传输和接收过程。
《通信原理》 教案
《通信原理》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）掌握通信系统的基本概念、分类和性能指标；（2）理解模拟通信系统和数字通信系统的原理及特点；（3）熟悉调制、解调、编码、解码等基本技术；（4）了解现代通信技术的发展趋势。
2. 过程与方法：（1）通过案例分析，培养学生分析问题和解决问题的能力；（2）运用模拟实验和数字仿真，加深对通信原理的理解；（3）结合实际应用，学习通信系统的设计与优化方法。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对通信技术的兴趣和好奇心；（2）增强学生对科学研究的信心和责任感；（3）培养学生团队合作精神和创新意识。
二、教学内容1. 通信系统的基本概念：通信系统的作用、组成、分类和性能指标。
2. 模拟通信系统：调制、解调、噪声及其对通信系统的影响。
3. 数字通信系统：数字通信的基本概念、数字调制技术、数字解调技术、编码与解码。
4. 通信协议：通信协议的分类、特点和应用。
5. 现代通信技术：光纤通信、无线通信、卫星通信、移动通信。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和关键技术。
2. 案例分析法：分析实际案例，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3. 模拟实验法：进行通信系统的模拟实验，加深对通信原理的理解。
4. 讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
5. 参观实践：组织学生参观通信企业或科研单位，了解通信技术的实际应用。
四、教学资源1. 教材：《通信原理》。
2. 辅助教材：《通信原理实验指导书》。
3. 网络资源：通信技术相关网站、论文和视频资料。
4. 实验设备：通信原理实验装置。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况。
2. 期中考试：测试学生对通信原理的基本概念、原理和关键技术的学习掌握情况。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力、分析问题和解决问题的能力。
4. 课程论文：评价学生的独立研究能力、创新意识和团队合作精神。
5. 期末考试：全面测试学生对通信原理知识的掌握和应用能力。
通信原理课程设计
通信原理课程设计一、课程设计目的。
通信原理是电子信息类专业的重要基础课程，旨在使学生掌握通信原理的基本概念、基本原理和基本方法，为学生今后学习专业课程和从事相关工作打下坚实的基础。
因此，本课程设计旨在通过理论学习和实践操作，培养学生的通信原理分析和解决问题的能力，提高学生的创新意识和实践能力。
二、课程设计内容。
1. 通信原理基础知识的学习。
通过教材学习和课堂讲解，学生应该掌握通信系统的基本概念、信号的基本特性、传输介质的特性、调制解调原理等基础知识。
2. 通信原理实验操作。
学生应该通过实验操作，掌握信号的产生与采集、调制解调器的使用、传输介质的特性测试等实际操作技能，加深对通信原理知识的理解。
3. 通信原理课程设计。
学生应该根据所学知识，结合实际案例，进行通信原理课程设计，包括信号的传输与接收、调制解调器的设计与应用、通信系统的性能分析等内容。
三、课程设计方法。
1. 教学方法。
采用理论教学与实践操作相结合的教学方法，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
2. 学习方法。
学生应该注重理论知识的学习，同时积极参与实验操作，灵活运用所学知识进行课程设计。
3. 评估方法。
采用考试、实验报告、课程设计报告等多种评估方法，全面评价学生的学习情况和能力水平。
四、课程设计要求。
1. 学生应按时完成课程设计任务，按要求提交实验报告和课程设计报告。
2. 学生应积极参与课堂讨论、实验操作，主动学习，提高自主学习能力。
3. 学生应严格遵守实验室规章制度，注意实验室安全，保护实验设备。
4. 学生应认真对待课程设计，理论与实践相结合，力求做到学以致用。
五、课程设计效果评估。
1. 通过考试和实验报告评分，全面评价学生的学习情况和能力水平。
2. 通过课程设计报告评分，评价学生的课程设计能力和创新意识。
3. 学生对通信原理的理解和掌握情况，通过课程设计效果评估，指导教师调整教学方法，提高教学质量。
六、总结。
通信原理课程设计是通信原理课程的重要组成部分，通过课程设计，学生可以将所学理论知识与实际应用相结合，提高学习兴趣，增强动手能力，培养创新意识和实践能力。
通信原理课课程设计6
通信原理课课程设计6一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握通信原理的基本概念、基本原理和基本方法，能够运用通信原理分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.理解通信系统的组成和基本原理；2.掌握调制、解调、编码和解码的基本概念和方法；3.了解通信系统的性能评估方法。
4.能够运用通信原理分析和解决实际问题；5.能够使用仿真软件进行通信系统的模拟和分析；6.能够进行通信系统的调试和优化。
情感态度价值观目标：1.培养学生对通信技术的兴趣和热情，提高学生对通信技术的认识；2.培养学生团队合作意识和沟通能力，提高学生解决实际问题的能力；3.培养学生对科学研究的热情和责任感，提高学生的科学研究能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括通信系统的组成、调制解调技术、编码解码技术以及通信系统的性能评估。
具体内容包括：1.通信系统的组成：通信系统的基本概念、发送端、接收端、传输介质等；2.调制解调技术：调制的基本概念、调制的方法、解调的基本概念和解调的方法；3.编码解码技术：编码的基本概念、编码的方法、解码的基本概念和解码的方法；4.通信系统的性能评估：通信系统的性能指标、性能评估的方法。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握通信原理的基本概念、基本原理和基本方法；2.讨论法：通过小组讨论，培养学生团队合作意识和沟通能力，提高学生解决实际问题的能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够运用通信原理分析和解决实际问题；4.实验法：通过实验操作，使学生能够掌握调制解调技术、编码解码技术，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：通信原理教材，用于引导学生学习和掌握通信原理的基本概念、基本原理和基本方法；2.参考书：通信原理相关参考书，用于丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：通信原理相关视频、动画等多媒体资料，用于辅助学生理解和掌握通信原理；4.实验设备：通信原理实验设备，用于进行通信系统的模拟和分析，提高学生的实践能力。
通信原理实验与课程设计
通信原理实验与课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握通信原理的基本概念，包括信号、信道、调制、解调等；2. 学习并运用通信系统的数学模型，分析通信过程中的信号传输特性；3. 了解现代通信技术的原理及其在实际应用中的优势与局限。
技能目标：1. 能够运用所学通信原理知识，设计简单的通信实验方案，并进行实际操作；2. 培养学生动手实践能力，学会使用相关通信实验设备，进行数据采集与分析；3. 提高学生的问题解决能力，能够针对通信过程中的问题提出改进措施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信原理的兴趣和热情，激发学生的学习主动性和积极性；2. 培养学生的团队合作精神，学会在实验过程中相互协作、共同进步；3. 增强学生的科技意识，认识通信技术在现代社会中的重要作用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为通信工程及相关专业本科年级的实践性课程，结合理论教学，注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点：学生具备一定的通信原理基础知识，具有较强的学习能力和动手实践欲望。
教学要求：教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合，鼓励学生开展自主学习和合作学习，提高学生的实践能力和综合素质。
通过课程目标的具体分解，为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 信号与系统：信号分类、信号的时域与频域分析、线性时不变系统的特性；2. 信道与噪声：信道的数学模型、信道特性、噪声分类与性能指标；3. 数字调制技术：幅度键控、频率键控、相位键控及其组合调制技术；4. 解调与检测：同步解调、非同步解调、最佳接收机原理；5. 通信实验与课程设计：设计并实现基于数字调制解调的通信实验，包括实验方案、设备选型、数据采集与分析；6. 现代通信技术简介：蜂窝通信、光纤通信、卫星通信等。
教学大纲安排：第一周：信号与系统基本概念，教材第二章；第二周：信道与噪声，教材第三章；第三周：数字调制技术，教材第四章；第四周：解调与检测，教材第五章；第五周：通信实验与课程设计，结合教材及实验指导书；第六周：现代通信技术简介，教材相关章节及拓展资料。
通信原理相关课程设计
通信原理相关课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握通信原理的基本概念，包括信号、信道、调制与解调等；2. 学习并掌握通信系统中常用的数学模型和公式，能够运用相关理论知识分析通信过程；3. 了解现代通信技术的发展趋势，认识通信技术在生活中的应用。
技能目标：1. 能够运用通信原理分析并解决实际问题，具备一定的通信系统设计能力；2. 能够运用所学知识进行通信设备的调试与维护，具备实际操作能力；3. 能够通过查阅资料、开展讨论等方式，自主学习和拓展通信领域的相关知识。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信原理的兴趣，激发学习热情，养成主动探究和积极思考的习惯；2. 增强学生的团队合作意识，培养在团队中沟通与协作的能力；3. 提高学生的信息素养，使他们对通信技术在我国社会经济发展中的重要作用有深刻认识。
本课程针对高中年级学生，结合通信原理相关知识，注重理论联系实际，提高学生的知识水平和实践能力。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，因材施教，使学生在掌握基本通信原理的基础上，能够灵活运用所学知识解决实际问题。
通过本课程的学习，旨在培养学生具备通信领域的基本素养和创新能力，为我国通信事业的发展储备人才。
二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面展开：1. 通信原理基础知识：- 信号与系统：信号的概念、分类及特性；系统的概念、线性时不变系统及其性质；- 信道：信道的概念、分类、特性及信道模型；- 调制与解调：调制原理、分类及性能指标；解调原理及方法。
2. 通信系统分析与设计：- 通信系统的数学模型：信号的数学表示、系统方程的建立；- 通信系统性能分析：误码率、带宽、功率等性能指标的计算与优化；- 通信系统设计：根据实际需求，选择合适的调制解调方式、信道编码等技术。
3. 现代通信技术应用：- 数字通信技术：数字信号传输、数字调制解调、多路复用技术；- 移动通信技术：移动通信系统的组成、多址技术、蜂窝技术；- 互联网通信技术：网络结构、协议、路由算法等。
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二○一一～二○一二学年第二学期电子信息工程系
课程设计计划书班级：
课程名称：通信原理课程设计
学号：
姓名：
指导教师：王文武
二○一二年六月二十七日
一、课程设计目的：
通过课程设计，巩固对课堂上基本理论知识的理解，加强理论联系实际，增强动手能力和通信系统仿真的技能。
二、课程设计时间安排：
（1）查资料
（2）熟悉仿真软件
（3）设计算法流程
（4）实现
（5）分析仿真结果
三、课程设计内容及要求：
1）设计任务：设计一种数字调制系统（2FSK, 2PSk, 2ASK,2DPSK）
2）设计基本要求：
（1）设计出规定的数字通信系统的结构，包括信源，调制，发
送滤波器模块，信道，接受滤波器模块以及信宿；
（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；
（3）观察仿真结果并进行波形分析（眼图，）；
（4）分析影响系统性能的因素。
3）实施要求
具体要求如下：
使用Matlab/Simulink进行仿真
a) 完成2ASK、2FSK 、2PSk或QPSK中任何一种调制和解调系统。
传输信道模型选用下面三种之一：AWGN Channel、Rayleigh fading propagation channel和Binary Symmetric Channel Channel；
b) 分析已调信号的功率谱密度；
c) 分析信道噪声对误码率的影响。
四、实验原理
1二进制振幅键控(2ASK)
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制.当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控. 设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立.该二进制符号序列可表示为
（2-1-1）其中:
（2-1-2）Ts是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:
（2-1-3）则二进制振幅键控信号可表示为
（2-1-4）二进制振幅键控信号时间波型如图 2 - 2 所示. 由图 2 - 2 可以看出,2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK信号). 二进制振幅键控信号的产生方法如图2 - 3 所示,图(a)是采用模拟相乘的方法实现, 图(b)是采用数字键控的方法实现.
由图2 - 2 可以看出,2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似.所以,对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图2 - 4 所示.2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图 2 - 5 所示. _
图2 – 2 二进制振幅键控信号时间波型
图2-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图
a、相乘法调制
b、开关法调制
本人采用开关法调制
调制仿真如下
调制信号参数设置载波参数设置
调制信号波形与已调信号波形如下：
调制信号
已调信号
我采用非相干解调仿真如下
眼图
解调信号如下
2二进制移频键控(2FSK)
在二进制数字调制中,若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点
间变化,则产生二进制移频键控信号(2FSK 信号).二进制移频键控信号的时间波形如图2 - 6
所示,图中波形g 可分解为波形e 和波形f,即二进制移频键控信号
可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加. 若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1,0符号对应于载波频率f2,则二进制移频键控信号的时域表达式为
212()()cos()()cos()
FSK n s n n b n n n e t a g t nT t a g t nT t ωφωθ⎡⎤⎡⎤
=-++-+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
∑∑
（2-1-5）
（2-1- 6）
产生方法：
调频法：相位连续 开关法：相位不连续
我采用的是开关法 仿真如下
参数设置同2ASK，但载波设置两个频率，分别为20Hz和10Hz
解调方法我采用包络检波
仿真如下
带通滤波器设置
由于载波信号频率分别为10Hz和20Hz那么带同频率分别设置为9.5~10.5Hz和19.5~20.5Hz S设置如下
低通滤波器都是滤除高频载波留下低频调制信号，截止频率为1.5Hz设置如下
抽样判决采用继电器relay
眼图
调制信号
已调信号
解调信号
3、二进制差分相移键控(2DPSK)表示式
设为当前码元和前一码元的相位之差：
则，
信号可以表示为式中，0＝2f0为载波的角频率；为前一码元的相位。
我直接使用开关法产生2PSK的调制信号
仿真如下
解调仿真如下
由于时间有限2DPSK没有完全成功，眼图显示图形不正确
五、二进制数字信号的功率谱密度
1．2ASK 信号的功率谱密度
若二进制基带信号s(t)的功率谱密度Ps( f ) 为
（2-1-13）
则二进制振幅键控信号的功率谱密度为
（2-1-14）
整理后可得
（2-1-15）
式（2-1-15）中用到
1
,
2
P=
1
s
s
f
T
=。
二进制振幅键控信号的功率谱密度如图2-19所示，由离散谱和连续谱两部分组成。
续谱两部分组成。
离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号波形g(t)确定，二进制振幅键控信号的带宽B2AS是基带信号波形带宽B 的两倍,即
B2ASK=2B
图2-19二进制振幅键控信号的功率谱密度
2．2FSK 信号的功率谱密度
相位不连续的二进制移频键控信号的功率谱密度可以近似表示成两个不同
载波的二进制振幅键控信号功率谱密度的叠加。
（2-1-16）
（2-1-17）
（2-1-18）
（2-1-19）
令概率
1
2
P ，将二进制数字基带信号的功率谱密度公式带入式（2-1-19）可得
（2-1-20）
由式(7.1-20)可得，相位不连续的二进制移频键控信号的功率谱由离散谱和连续谱所组成，其中，离散谱位于两个载频f1和f2处；连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加形成；若两个载波频差小于fs ，则连续谱在fc 处出现单峰；若载频差大于fs ，则连续谱出现双峰。
若以二进制移频键控信号功率谱第一个
零点之间的频率间隔计算二进制移频键控信号的带宽，则该二进制移频键控信号的带宽B2FSK为
（2-1-21）
图2-20 相位不连续二进制频移键控信号的功率谱示意图3．2PSK 及2DPSK 信号的功率谱密度
2PSK 与2DPSK 信号有相同的功率谱。
由式(2.1-9)可知，2PSK 信号可表示为双极性不归零二进制基带信号与正弦载波相乘，则2PSK 信号的功率谱为
（2-1-22）
代入基带信号功率谱密度可得
（2-1-23）若二进制基带信号采用矩形脉冲，且P =1/2 时，则2PSK 信号的功率谱简化为
（2-1-24）
由式（2-1-23）和式（2-1-24）可以看出，一般情况下二进制频移键控信号的功率谱密度由离散谱和连续谱组成，其结构与二进制振幅键控信号的功率谱密度相类似，带宽也是基带信号带宽的两倍。
当二进制基带信号的“1”符号和“0”符号出现概率相等时，则不存在离散谱。
2PSK信号的功率谱密度如图2-21所示。
图2-21 2PSK信号的功率谱密度
六、小结
通过对数字信号的simulink建模仿真，使我数字键控的概念又有了更深的了解，而且也熟悉了simulink软件的操作。
虽然时间不长，只有两天，但是让我学到了很多知识，尤其是有关matlab的。
这次课设过程中遇到了很多问题，大部分通过在网上查找资料，查阅书籍解决了。
但是还是有些没有解决。
没解决的都是有关2DPSK的，由于matlab不熟悉，有许多模块找不到，不知道如何建立微分振流和脉冲展宽，所以我码逆变换是采用的异或的方法解决的，虽然解码时正确的，但是有很大延迟，而且眼图图形相当不理想，还需要继续研究。
这次课设学到很多东西，十分开心，感谢老师。