通信原理课程设计.docx

目录
摘要 2
第一章 绪论 2
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第二章加扰/加密数字通信系统设计的主要过程 6
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2ASK调制及解调过程 17
2ASK调制基本原理 17
2ASK解调原理 18
第三章 MATLAB仿真及程序 20
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附录一 PCM编码部分程序 27
附录二加密部分MATLAB仿真程序 30
附录三加扰部分仿真程序 34
摘要
本课程设计在数字通信系统基本模型的基础上加入了利用线性反馈移位寄存器设计的扰码器与解码器,同时利用M序列实现了简单的信号加密。M序列是目前广泛应用的一种伪随机序列,其在通信领域有着广泛的应用,如扩频通信,卫星通信的码分多址,数字数据中的加密、加扰、同步、误码率测量等领域。先将信源产生的数字信号变换成具有近似于白噪声统计特性的数字序列,再进行传输;在接收端收到这个序列后先变换成原始数字信号,再传给用户,这样就可以给数字通信系统的设计和性能估计带来很大方便。假设输入端输入一个模拟信号,经过抽样、量化、编码,得到一数字信号作为输入随机信号与相同长度的M序列进行异或(或加入加扰器的输入端进行加扰),得到一组加密(或加扰)了的随机信号并作为调制器的输入信号,在数字信号调制中采用了基本的2ASK调制,调制后加入了加性高斯白噪声,然后用相干解调法进行解调,带通滤波器采用的是MATLAB实验中设计过的巴特沃斯滤波器,而低通滤波器则采用了以前没有接触过的椭圆滤波器,实现信号的解调,将得到的序列再与初始M序列再次异或,送入波形译码器的输入端,再次经过低通滤波器得到最终需要的模拟信号。
关键词 M序列加密/加扰/解扰
绪论

通信就是克服距离上的障碍,从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的,是信息的物理表现,例如,语音、文字、数据、图形和图像等都是消息(Message)。消息有模拟消息(如语音、图像等)以及数字消息(如数据、文字等)之分。所有消息必须在转换成电信号(通常简称为信号)后才能在通信系统中传输。所以,信号(Signal)是传输消息的手段,信号是消息的物质载体。
相应的信号可分为模拟信号和数字信号,模拟信号的自变量可以是连续的或离散的,但幅度是连续的,如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的,但幅度是离散的,如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。
通信的目的是传递消息,但对受信者有用的是消息中包含的有效内容,也即信息(Information) 。消息是具体的、表面的,而信息是抽象的、本质的,且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。
通信技术,特别是数字通信技术近年来发展非常迅速,它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术,它要将大量有用的信息无失真,高效率地进行传输,同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有效地传递信息,而且还有储存、处理、采集及显示等功能,通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。

通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和,包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ,它的一般模型如图所示。
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通信系统一般模型
信源是消息的产生地, 其作用是把各种消息转换成原始电信号,称之为消息信号或基带信号。
模拟信源:电话机、电视摄像机
数字信源:电传机、计算机等各种数字终端设备
发送设备:将信源和信道匹配起来,即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的,在需要频谱搬移的场合,调制是最常见的变换方式。
对数字通信系统来说, 发送设备常常又可分为信源编码与信道编码。
信道:是指传输信号的物理媒质。
无线信道:大气(自由空间)、海水等
有线信道:明线、电缆、光纤。
有线和无线信道均有多种物理媒质。媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。
根据研究对象的不同, 需要对实际的物理媒质建立不同的数学模型, 以反映传输媒质对信号的影响。
噪声源不是人为加入的设备,而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的,并且是人们所不希望的。
噪声的来源是多样的,分为内部噪声和外部噪声