黄家彬

【摘 要】本文主要尝试通过Matlab编程实现通信系统仿真。

【关键词】系统仿真；差分脉冲编码；huffman编码；汉明码；DPSK；Matlab编程

1 仿真设计

以30Hz和17Hz的正弦信号的叠加信号作为信号源。然后采用90Hz速率对这个信号持续1秒进行抽样，得到的是间隔为0.011s的离散抽样值。再进行32级（4bit）、1阶DPCM差分脉冲量化编码。对DPCM编码的数据流进行哈夫曼（huffman）编码压缩再汉明编码。随后进行调制，在发送端对码流进行DPSK数字键控调制，采用的载波是100kHz的正弦波，然后送上信道进行传输。信道是最常见的高斯加性白噪声信道，信号传输过程中受到高斯噪声的干扰，信噪比为20dB。在接收端对接收到的信号进行解调、汉明码解码，最后解DPCM信号并恢复所发送的信号。

本例只是就如何通过Matlab的编程实现整个系统的仿真，系统中的参数选取在现实应用中的意义不作考究。

2 仿真实现

Matlab代码如下：

Dt=0.0001；t=0：Dt：1；f1=30； f2=17；fs=90；n=7；k=4；m=2；snr=20；Fc

10000；Fd=5600；Fs=56000；unham=[]；

source=sin（2*pi*f1*t）+sin（2*pi*f2*t）

sam=sampling（source，Dt，fs）；len=2^4； ord=1；

[predictor，codebook，partition]=dpcmopt（sam，ord，len）；

dpcm=dpcmenco（sam，codebook，partition，predictor）；

[huff，htable]=huffman（dpcm，len）；[ham，add]=encode（huff，7，4，'hamming'）；

dpsk=dmod（difcode（ham），Fc，Fd，Fs，'psk'，m）；gdpsk=awgn（dpsk，snr）；

undpsk=undifcode（ddemod（gdpsk，Fc，Fd，Fs，'psk'，m））；

[unham_t，b1，b2，cerr]=decode（undpsk，n，k，'hamming'）；

for temp=1：length（unham_t）-add

unham（temp）=unham_t（temp）；end

unhuff=dehuffman（unham，htable，len）；

undpcm=dpcmdeco（unhuff，codebook，predictor）；

unsam=unsampling（undpcm，t，Dt，fs）；

3 数据分析

源信号与还原信号比较图（图1）如下：

图1

可以定义：D = 源信号的均方值 — 还原信号的均方值 为这两个信号的差异参数。

在代码末尾加上

D= （sum（source.^2-unsam.^2））/length（source）

Err= sum（cerr）

D值越大本系统对源信号的还原就越差，Err是差错控制纠正误码的数量，正常情况下Err为0表示没有误码。改变仿真代码中的snr变量的值即可改变仿真系统的信道信噪比，在不同信道信噪比之下，D和Err的变化结果如下（表1）：

表1

上面仅为某几次试验的值，当不断重复运行仿真代码时即发现：信噪比大于5dB时，D和Err的值都分别衡定在0.0121和0，由此推断信道信噪比大于5dB时，还原信号的误差主要是由系统的抽样、量化和还原的环节造成的。……