基于matlab通信系統(tǒng)仿真——信源編解碼課程設計報告

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1、.教師評閱意見：簽名：年月日實驗成績：一、設計題目u基于MATLAB通信系統(tǒng)仿真——信源編解碼。二、實驗內(nèi)容及要求u內(nèi)容：完成對一模擬信號的抽樣、量化、編碼，然后利用Huffman信源編碼對其進行數(shù)據(jù)壓縮，再利用（15，11）的線性分組碼進行信道編碼，然后采用DPSK調(diào)制方式調(diào)制，接著通過信道；在接收端進行其逆過程，即先解調(diào)（可采用相干解調(diào)或差分相干解調(diào)），再依次為信道譯碼，Huffman信源譯碼，PCM譯碼。u要求：利用相關知識，建立系統(tǒng)模型，完成各個模塊的代碼設計。三、實驗過程(詳細設計)u通信系統(tǒng)模型：..對模擬信號抽樣量化PCM編碼信道加噪經(jīng)低通濾波器過濾信道編碼D

2、PSK調(diào)制DPSK解調(diào)信道譯碼PCM譯碼Huffman編碼Huffman編碼還原信號u本實驗主函數(shù)框圖：u分步設計：?抽樣部分([sg1,sg2]=Sampling(fs))：函數(shù)功能：對原始信號進行抽樣；函數(shù)參數(shù)：fs抽樣頻率（須大于等于兩倍的信號最高頻率）；函數(shù)返回值：sg1表示原始信號，sg2表示抽樣信號；實現(xiàn)：根據(jù)抽樣頻率fs在一個周期里抽取fs個值即可。?進制轉(zhuǎn)換部分([h]=dextobin(n,n_no)):函數(shù)功能：將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)；函數(shù)參數(shù)：n表示待轉(zhuǎn)換的十進制數(shù)，n_no表示要將n轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)的位數(shù)；函數(shù)返回值：h表示n的n_no位二進制數(shù)；實

3、現(xiàn)：首先判定n是否為整數(shù)，如果不是則將其先進行四舍五入處理，然后將處理后的n’轉(zhuǎn)換成位數(shù)與n_no相同的二進制數(shù)，前面多余的位用零表示。?PCM編碼部分（[pc]=PCM_code(sg2)）：函數(shù)功能：對抽樣值sg2進行PCM編碼；函數(shù)參數(shù)：sg2表示通過抽樣函數(shù)Sampling抽樣后的離散值；函數(shù)返回值：pc表示sg2中的每一個值通過PCM編碼后的8位二進制碼組的十進制數(shù)形式（說明：之所以轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)，是為了在Huffman編碼時的方便）。實現(xiàn)：以一個實際的數(shù)為例，首先確定這個數(shù)擁有多少個量化單位（1/2048），然后編碼，如果為負則第一位為0，否則為1；接著根據(jù)剛才

4、計算得到的量化單位判斷其段落，得到段落碼；最后確定段內(nèi)碼，方法：先計算每一端的量化間隔..（注意：此處的是一量化單位為基礎的，而不是最小量化間隔）為段落值，然后再利用計算式，得到段內(nèi)段落數(shù)，再將轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，完成編碼。?Huffman數(shù)據(jù)壓縮部分：說明：本部分包含兩個函數(shù)Huff_P和Huff_code兩個函數(shù)，下面將一一介紹；[P,Str,B]=Huff_P(Str)：函數(shù)功能：計算Str中每一種元素的概率；函數(shù)參數(shù)：Str是一個數(shù)組，元素為PCM_code函數(shù)返回的pc；函數(shù)返回值：P表示每個元素的概率矩陣，Str同參數(shù)一樣，B表示Str中的元素種類；實現(xiàn)；利用系統(tǒng)函

5、數(shù)unique得到Str中的元素的種類，再利用雙重循環(huán)計算每一種元素個數(shù)，再除以中的元素的個數(shù)，便得到每一種元素的概率。[Code,Final_code,Length_code,Bnew]=Huff_code(P,Str,B)：函數(shù)功能：對B中的每一種元素進行Huffman編碼；函數(shù)參數(shù)：P表示概率矩陣，Str同Huff_P函數(shù)中的參數(shù)一致，B表示元素種類；函數(shù)返回值：Code表示建立的碼字表，F(xiàn)inal_code表示對B中的每一種元素編碼后的0、1比特流，Length_code表示Code中每一行碼字的長度，Bnew表示根據(jù)概率矩陣P降序排列后的元素。實現(xiàn)：首先構造一個六

6、行的Huffman樹，第一行存放結(jié)點編號，第二行存放該結(jié)點的概率值，第三行記錄該結(jié)點的父結(jié)點，第四行記錄該結(jié)點是左結(jié)點還是右結(jié)點，第五行標記該結(jié)點是否為父結(jié)點，第六行存放概率P降序排列后的新矩陣。然后根據(jù)Huffman樹記錄的編碼過程，完成對B的編碼和對Str的編碼。?產(chǎn)生生成矩陣和監(jiān)督矩陣部分([G,H]=GH()):函數(shù)功能：產(chǎn)生（15，11）碼生成矩陣G和監(jiān)督矩陣H；函數(shù)參數(shù)：無；函數(shù)返回值：生成矩陣G和監(jiān)督矩陣H；實現(xiàn)：將單位矩陣與監(jiān)督矩陣分開完成，然后再合并到一起。首先生成兩個大小分別為(4,4)和(11,11)的單位矩陣；然后在利用循環(huán)生成監(jiān)督矩陣，方法如下：將

7、3至15除了4和8之外的這十一個數(shù)分別調(diào)用dextobin函數(shù)將其轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，這些二進制數(shù)即作為監(jiān)督元。..將監(jiān)督元直接附在(11,11)單位矩陣的后面即可得到生成矩陣G，將監(jiān)督元轉(zhuǎn)置然后再將(4,4)的單位矩陣附在其后面即可得到監(jiān)督矩陣。?信道編碼部分([M,H]=code(bits)):函數(shù)功能：信道編碼，完成(15,11)的信道編碼；函數(shù)參數(shù)：bits表示比特流；函數(shù)返回值：編碼后的比特流M和監(jiān)督矩陣H；實現(xiàn)：首先調(diào)用GH()函數(shù)產(chǎn)生生成矩陣G和監(jiān)督矩陣H，然后判斷傳入的比特流能否被11整除；如果能，則直