通信工程专业CDIO二级项目
项目设计说明书
（2012/2013学年第一学期）
项目名称 ： 通信系统仿真 题 目 ：采用2FSK调制和汉明码技术 专业班级 ： 小组成员 ：
指导教师 ： 设计周数 ： 1周
设计成绩 ：
2013年1月11日
目录
1 实验目的 .......................................................................................................................................................... 2 2 实验原理 .......................................................................................................................................................... 2
2.1 MATLAB的简介 .................................................................................................................................. 2 2.2 通信系统模型 ...................................................................................................................................... 2 2.3 2FSK原理介绍 ...................................................................................................................................... 3 2.4 汉明码介绍 ........................................................................................................................................... 4 3设计过程 ........................................................................................................................................................... 5
3.1函数介绍 ................................................................................................................................................ 5 3.2 过程测试代码 ....................................................................................................................................... 5 3.3 最终系统实现代码 ............................................................................................................................... 8 4 实验结果 .......................................................................................................................................................... 9
4.1 仿真结果截图 ....................................................................................................................................... 9 4.2 仿真结果分析 ..................................................................................................................................... 10 5 实验总结 ........................................................................................................................................................ 10 6 参考文献 .........................................................................................................................................................11
1
数字通信系统仿真—采用2FSK调制和汉明吗技术
1 实验目的
(1) 熟练掌握MATIAB在数字通信工程方面的应用。 (2) 掌握数字通信系统模型的建立过程。 (3) 熟练运用汉明编码技术进行信道编码和译码。
(4) 理解2FSK调制解调的的具体实验方法，通过实践加深对理论知识的理解。 (5) 掌握实验过程中函数的使用技巧，并对实验结果进行分析，统计误码率。
2 实验原理
2.1 MATLAB的简介
Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面，它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。另外，,Matlab和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了Matlab的应用潜力。可以说，Matlab已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。
2.2 通信系统模型
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1-1所示。
信息源?发送设备?信道?接收设备?受信者
↑
噪声源
图2-1 通信系统一般模型
通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统，其模型如图1-2所示：
2
信信源源码器信道码器数字制器↑
数信道字调器信道码器信源码器受者息?编?编?调? ?解?译?译?信
噪声源
图2-2数字通信系统模型
模拟通信系统是利用模拟信号来传递消息的通信系统，其模型如图1-3所示。
信息源?调制器?信道?解调器?受信者↑
噪声源
图2-3 模拟通信系统模型
数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求。近二十年来，数字通信发展十分迅速，在整个通信领域中所占比重日益增长，在大多数通信系统中已代替模拟通信，成为当代通信系统的主流。
2.3 2FSK原理介绍
数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。
其表达式为：
e2FSK(t)?{Acos(?1t??n)Acos(?2t??n)
典型波形如下图所示。由图1-4可见，2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠。因此2FSK信号的时域表达式又可以写成：
s2FSK(t)?[?ang(t?nTs)]cos(?1t??n)?[?ang(t?nTs)]cos(?2t??n)nn_
3
ak s1(t)1011001t s2(t) tcos(w1t+θn)tcos(w2t+φn) ts1(t) cos(w1t+θn)t s2(t) cos(w2t+φn)t2FSK信号t
图2-4原理框图
2.4 汉明码介绍
一个［n ，k］线性分组码， 是把信息划成k个码元为一组(称为信息位)， 通过编码器变成长为n个码元的一组，作为［n，k］线性分组码的一个码字，r=n-k表示监督位个数，n与r之间有2^r-1≥n的关系。
(7,4)汉明码生成矩阵：
?1000?111??0100?110??G??IkQ????0010?101???0001?011??
G称为生成矩阵，因为可以用它产生整个码组A，即有
A??a6a5a4a3a2a1a0???a6a5a4a3?G
生成矩阵的性质：具有[IkQ]形式的生成矩阵称为典型生成矩阵。由典型生成矩阵得出的码组A中，信息位的位置不变，监督位附加于其后。这种形式的码组称为系统码。 矩阵G的各行也必须是线性无关的。如果已有k个线性无关的码组，则可以将其用来作为生成矩阵G，并由它生成其余码组。
(7,4)汉明码监督矩阵：
4