1、为例说明低通采样定理，绘出信号时、频图形；带通连续信号采样，以为例说明带通采样定理，绘出信号时、频图形。量化：均匀量化，以幅度的正弦信号为例实现为64级电平的均匀量化；非均匀量化，输入A律PCM编码器的正弦信号，采样序列为，将其进行PCM编码，给出编码器的输出码组序列编码：以上述信号为例，实现A律的13折线近似法及国际标准PCM对数A律量化编码。（4）数字信号基带传输系统设计编程实现常见基带信号的波形、码型转换，包括：单/双极性、非归零/归零码、数字双相码（曼彻斯特码）、密勒码、AMI码、HDB3码，并绘出每种波形、码型的功率谱分布，给出与在理论课上所学相符合的分析与理解；编程实现基带传输系统
2、的误码率计算，包括：二电平和多电平编码的误码率计算；编程实现基带信号传输的扰码与解扰。（5）数字信号频带传输系统设计编程实现ASK调制/解调技术，绘出时域波形和频谱图；编程实现FSK调制/解调技术，绘出时域波形和频谱图；编程实现PSK、DPSK调制/解调技术，绘出时域波形和频谱图；编程实现16/64QAM调制/解调技术，绘出时域波形和频谱图；（6）数字通信频带传输系统综合设计综合（1）、（3）、（4）、（5）的设计程序，并将它们封装为SIMULINK模块，设计一个完整的数字通信频带传输系统。必做题目：题目（1），（2）；选作题目：（3）、（4）、（5）中的一个，以学生自己的学号/3得到的余数来
3、确定自己的题号，如18号/3，余数为0，则选择（3）,依此类推；综合题目：每班同学中，做（3）、（4）、（5）题目的各选2个同学，共计6人合作来完成题目（6）。二、进度安排第十六周 星期一 14：0017：30 星期二 08：0011： 星期三 14： 星期四 14：星期五 14：第十七周 星期一 14：星期三 14：目 录一、课题的主要功能（6）二、课题的功能模块的划分（6）1、平均信息量的计算（6）2、离散信道容量的计算（6）3、以Huffman编码实现信源编码（6）4、AM调制/解调技术（7）5、DBS调制/解调技术（7）6、ASK调制/解调技术（8）7、FSK调制/解调技术（8）8、P
4、SK、DPSK调制/解调技术（8）三、主要功能的实现（8）1、信源平均信息量的计算（以高斯分布的信源为例）（8）2、离散信道容量的计算（9）3、信源编码（以Huffman编码为例）（9）4、AM调制技术/解调（10）5、ASK调制技术/解调（12）6、FSK调制技术/解调（13）7、PSK调制/解调技术（15）8、DPSK调制/解调技术（17）四、数字信号频带传输系统设计（流程图）（18）五、时域波形和频谱图（19）六、总结（25）七、评分表（26）一、课题的主要功能MATLAB语言是一种面向对象的高级语言，以矩阵作为最基本的数据结构。MATLAB的主要功能包括：数值计算功能、富豪集散功能、数
5、据分析和可视化功能、Simulink动态仿真功能。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境MATLAB具有许多的优点比如：语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富；MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性;程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行，等等优点。MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB 函数集）扩展了
6、MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。二、信息论基本计算1、平均信息量的计算根据题目要求，用高斯过程X（t）d的一维概率密度函数服从正态分布的表达式f=1/（u*sqrt（2*pi）*exp（-（x-o）2/2*u2来完成信源平均信息量的计算。平均信息量：平均每个符号所能提供的信息量，也叫平均自信息量。H（X）= ；高斯分布函数： ；2、离散信道容量的计算利用函数dmessage来求信源的熵，利用函数hemssage来求平均互信息量，并最终得到信道的容量。离散信道容量：信道容量是信道所能传送的最大的信息量。C=maxI（X;Y） （比特/码元）I（X;Y）=H（Y）H（Y/X
7、）;3、以Huffman编码实现信源编码对于所要求的信源，可以对其进行作为一元信源的哈夫曼编码并得到编码效率，相应的二元信源的哈夫曼编码及其编码效率。uffman编码方法：（1） 将信源信息呼号按其出现的概率大小依次排列；（2） 取两个概率最小的字母分别配以0和1两个码元，并将这两个概率相加作为一个新字母的概率，与未分配的二进符号的字母重新排队；（3） 对重排后的两个概率最小符号重复步骤（2）的过程；（4） 不断重复上述过程，知道最后两个符号配以0和1为止；（5） 从最后一级开始，向前返回得到各个信源符号所对应的码元序列，及相应的码字；Huffman编码的意义：将概率大的信息符号编以短的码字，
8、概率小的符号配以长的码字，使得平均码字长度最短，冗余度减小。4、AM调制/解调 AM信号的调制的时域和频域表示式分别为：式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。AM信号的解调：调制过程的逆过程叫做解调。AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号 AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。5、DSB调制/解调 DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为 DSB信号的包络不再与成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调；除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故
9、DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍，即DSB信号只能采用相干解调，其模型与AM信号相干解调时完全相同。 此时，乘法器输出经低通滤波器滤除高次项，得即无失真地恢复出原始电信号。6、ASK调制/解调在幅度键控中载波幅度是随着调制信号而变化的，最简单的形式是载波在二进制调制信号1或0的控制下通或断，这种调制方式称为通断一段键控（ook）。时域表达式为 y=sin（2*pi*t）7、FSK调制/解调将信号的调制在载波的频率上的调制方法称为频移键控（FSK），它也包括二点平频移键控（BFSK）和电平频移键控（MFSK），频移键控的原理与跳频类似，只是使用数字
10、信号而已。8、PSK、DPSK调制/解调在载波相位的调制中，将信道发送的信息调制在载波的相位上，相位通常范围是（0，2），2PSK信号码元的“0”“1”分别用初始相位0和 来表示，而其振幅和频率保持不变。gT（t）为发射端的滤波脉冲，决定了信号的频谱特征。2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下：三、主要功能的实现1、信源平均信息量的计算（以高斯分布的信源为例）syms x u ou=5;o=7;f=1/（u*sqrt（2*pi）*exp（-（x-o）2/2*u2）;t=-f*log（f）/log（2）;r=i
11、nt（t,-inf,inf）;disp（平均信息量为）r=double（r） x=0.25,0.25,0.25,0.25; f1=1/2,1/2,0,0; 0,1/2,1/2,0; 0,0,1/2,1/2; 1/2,0,0,1/2; hf1=hmessage（x,f1,4,4）; hx=dmessage（x,4）; disp（信道容量：）; c1=hx-hf1利用dmessage来求信源的熵，利用函数hmessage来求平均互信息量并最终得到信道容量。3、信源编码（以Huffman编码为例）p=1/2,1/4,1/8,1/16,1/16i=dmessage（p,5）h1,l=huffman（p
12、）h1= 1 01 001 0000 0001l=1.8750n=i/ln=1采用了哈夫曼编码，对离散的信源直接调用huffman.m函数文件就能得到编码，调用dmessage函数得到平均信息量。4、AM调制/解调技术dt=0.0002; %时间采样间隔fm=100; %信源最高频率fc=1000; %载波中心频率T=5; %信号时长t=0:dt:T;mt=sqrt（2）*cos（2*pi*fm*t）; %信源Fs=1/dt;%原始图figure（1）subplot（2,2,1）plot（mt（1:1000）;hold on; %画出AM信号波形title（时域mtY=fft（mt）;subp
13、lot（2,2,2）plot（abs（Y）; %画出AM信号波形 频率mt%调制A=2;s_am=（A+mt）.*cos（2*pi*fc*t）;%B=2*fm;figure（2）plot（t（1:1000）,s_am（1:1000）,A+mt（1:1000）,r- %标示AM的包络时域AM调制信号及其包络Y=fft（s_am）;df1=Fs/length（Y）;f1=0:df1:Fs-df1;plot（f1,abs（Y）;频域AM调制信号%解调figure（3）g=s_am.*cos（2*pi*fc*t）;subplot（2,2,1）;plot（g（1:grid onxlabel（fylabe
14、l（ag=s_am.*cos（2*pi*fc*t）G=fft（g）;plot（f1,abs（G）;G%低通wpz=2*150/Fs;wsz=2*200/Fs;rp=3;rs=15;K,wc=buttord（wpz,wsz,rp,rs）;bz,az=butter（K,wc,lowyn=filter（bz,az,g）;figure（4）Hk=freqz（bz,az,2048,1/dt）;plot（abs（Hk）;低通滤波器plot（yn（1:时域AM解调信号YN=fft（yn）;subplot（2,2,3）plot（f1,abs（YN）;频域AM解调信号5、ASK调制/解调技术clear all;
15、0.01:10;y=sin（2*pi*t）;%载波信号x=zeros（1,100）,ones（1,100）,zeros（1,100）,zeros（1,100）,ones（1,100）,zeros（1,100）,ones（1,100）,zeros（1,100）,ones（1,100）,zeros（1,101）;%数字基带信号010*s_2ask=x.*y;%幅度键控recos=s_2ask.*y;meg=find（recos0）;%找出大于1的那一位demo（meg）=1;meg=find（recos=0）;demo（meg）=0; figure（1）%原始信号subplot（211）;plot
16、（t,x）;grid;原始信号时间幅度axis（0,10,-0.1,1.1）;subplot（212）;f=0:1/（length（x）-1）:1fx=fft（x）;plot（f,abs（fx）;原始信号频谱频率figure（2）%调制后信号plot（t,s_2ask）;grid ;ASK调制subplot（212）s_2askf=fft（s_2ask）;plot（f,abs（s_2askf）;ASK调制频谱 figure（3） %解调后信号subplot（211）plot（t,demo）;ASK解调demof=fft（demo）;plot（f,abs（demof）;ASK解调频谱6、FSK调制/解调技术s_2fsk=sin（t.*（2*pi+pi*x）;%频移键控recos1=s_2fsk.*sin（t.*（2*pi+pi*x）+pi*（x-1）;Fs=100;fb=1b,a=butter（6,4*fb/Fs）;RECOS1=filtfilt（b,a,recos1）;subplot（2,1,1）;plot（RECOS1）;经过低通%判决meg1=find（RECOS1demo1（meg1）=1;meg1=find（RECOS1demo2（meg2）=1;meg2=find（RECOS2demo3（meg3）=1;meg1=find（RECOS
