数字基带传输系统的仿真设计 通信原理课程设计说明书 目录 1.课程设计的目的及意义 2.数字基带传输系统理论知识介绍 3.设计步骤 4.源程序及运行结果 5.心得体会 6参考文献 通信原理课程设计说明书 1.课程设计的目的及意义 通信原理计算机仿真实验，是对数字基带传输系统的仿真。仿真工具是MATLAB程序设计语言。 MATLAB是一种先进的高技术程序设计语言，主要用于数值计算及可视化图形处理。特点 是将数值分析、矩阵计算、图形、图像处理和仿 真等诸多强大功能集成在一个极易使用的交互式环境中伪科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多学科提供了一种高效率的编程 工具。运用MATLAB，可以对数字基带传输系统 进行较为全面地研究。通过课程设计的方式针对通信原理的很多内容进行了仿真。 通过这次的课程设计,综合应用《信号与系统》、《现代通信原理》等多门课程知识，熟悉数字基带传输系统工作原理，加深理解数字基带传输系统的相关概念，掌握其组成及工作原理 ，初步掌握利用MATLAB或其他应用软件实现数字基带传输系统仿真设计的方法，培养独立工作的能力。设计数字基带传输系统的组成模型，加深对其工作原理的掌握，利用余弦滚降特性实现系统的无码间串扰设计，利用MATLAB实现程序设计并输出图形结果。使学生建立通信系统的整体概念。培养学生系统设计与系统开发的思想，培养学生利用软件进行通信仿真的能力，培养学生独立动手完成课题设计项目的能力，培养学生查找相关资料的能力。 2.数字基带传输系统理论知识介绍 未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或者很低频率开始，称为数字基带信号,不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统。 在数字传输系统中，其传输的对象通常是二进制数字信号。这些二进制数字信号的频带范围通常从直流和低频开始，直到某一频率m f ，我们称这种信号为数字基带信号。在某些有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以不经过调制和解调过程在信道中直接传送，这种不使用调制和解调设备而直接传输基带信号的通信系统，我们称它为基带传输系统。而在另外一些信道，特别是无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制过程，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输，相应地，在接收端必须经过解调过程，才能恢复数字基带信号。我们把这种包括了调制和解调过程的传输系统 称为数字载波传输系统。 数字基带传输系统的模型如图 1-1 所示，它主要包括码型变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器、均衡器和取样判决器等部分。 图1-1 数字基带传输系统模型 数字 基带传输系统 的输入信号是由终端设备或编码设备产生的二进制脉 冲序列，通常是单极性的矩形脉冲信号（NRZ 码）。为了使这种信号适合 于信道的传输，一般 要经过码形变换器，把单极性的二进制脉冲变成双极 性脉冲（如 AMI 码或 3 HDB 码）。发送滤波器对码脉冲进行波形变换，以减 小信号在基带 传输系 统中传输时产生的码间串扰。信号在传输过程中，由于 信道特性不理想 及加性噪声的影响，会使接收到的信号波形产生失真 ，为了减小失真对信号的影响，接收信号首先进入接收滤波器滤波，然后再经均衡器对失真信号进行校正，最后由取样判决器恢复数字基带脉冲序列。 目前，虽然在实际使用的数字通信系统中，基带传输方式不如数字载波传 输方式那样应 用广泛 ，但由于数字基带传输系统是数字通信系统中最基本 的传输方式，而且从 理论上来说，任何一种线性载波传输系统都可以等效 为基带传输系 统，因 此理解数字信号的基带传输过程十分重要。 数字基带信号有二元码和三元码，有归零码和非归零码等，有的具有直流分量，在波形上具有不同的特点，他们有不同的特点，有的低频成份多，有的高成份多，有的具有直流分量，有的占有带宽等。 仿真结构图 对传输码型的要求：①不含直流分量且低频分量尽量少。②应含有丰富的定时信息，以便于从接受码流中提取定时信号。③功率谱的主瓣宽度窄，以节省传输频带。④不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化。⑤具有内在的检错能力，即码型应具有一定的规律性，以便宏观监测。⑥编译码简单，已降低通信延时和成本。 数字基带信号传输码系统组成： ①信道形成器：其功能产生适合于信道传输的基带信号波形。 ②信道：是允许基带信号通过的媒介，通常为有线信道，如双绞线、同轴电缆等，其传输特性一般不满足无失真传输条件。 ③接受滤波器：用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 ④抽样判决器：则在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻对接受器的输出波形进行抽样判决，以恢复基带信号。 ⑤同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接受信号中提取，位定时的准确与否将直接影响判决效果。 ⑥基带传输总特性：H(w)= GT(w)C(w)GR(w)若假设信道传输函数C(w)=1，于是基带系统的传输特性变为H(w)= GT(w)GR(w)。 不同形式的数字基带信号（又称为码型）具有不同的频谱结构，为适应信道的传输特性及接收端再生、恢复数字基带信号的需要，必须合理地设计数字基带信号，即选择合适的信号码型。适合于在有线信道中传输的数字基带信号形式称为线路传输码型。 对不同的数字基带传输系统，应根据不同的信道特性及系统指标要求，选 择不同的数字脉冲波形。原则上可选择任意形状的脉冲作为基带信号波形。但实际系统常用的数字波形是矩形脉冲，这是由于矩形脉冲易于产生和处理。下面我们介绍常用的几种数字基带信号波形。 1单极性波形（NRZ） 这是一种最简单的二进制数字基带信号波形。这种波形用正（或负）电平和零电平分别表示二进制码元的“1”码和“0”码，也就是用脉冲的有无来表示码元的“1”和“0”。 2双极性波形 在双极性波形中，用正电平和负电平分别表示二进制码元的“1”码和“0”码，这种波形的脉冲之间也无空 3单极性归零波形（RZ） 这种波形的特点是脉冲的宽度（τ ）小于码元的宽度（T ），每个电脉冲在小于码元宽度的时间内总要回到零电平，故这种波形又称为归零波（RZ---Return to Zero）。 4双极性归零波形 这种波形是用正电平和负电平分别表示二进制码元的“1”码和“0”码，但每个电脉冲在小于码元宽度的时间内都要回到零电平，这种波形兼有双极性波形和归零波形的特点 5差分波形（相对码波形） 信息码元与脉冲电平之间的对应关系是固定不变的（绝对的），故称这些波形为绝对码波形，信息码也称为绝对码 6多电平脉冲波形（多进制波形） 上述各种波形都是二进制波形，实际上还存在多电平脉冲波形，也称为多进制波形。 为满足基带传输系统的特性要求，必须选择合适的传输码型。基带传输系统中常用的线路传输型码主要有：传号交替反转码---AMI 码、三阶高密度双极性码--- 3 HDB码、分相码---Manchester 码、传号反转码---CMI 码以及4B3T 码等。下面我们详细地介绍这些码型。 1、传号交替反转码---AMI 码 （ AMI Alternate Mark Inversion）码又称为平衡对称码。这种码的编码规则是：把码元序列中的“1”码变为极性交替变化的传输码1、-1、1、-1、…，而码元序列中的“0”码保持不变。 例如： 码元序列： 1 00 1 1 0 1 0 1 1 1 1 00 AMI码： 1 00-0 由AMI 码的编码规则可以看出，由于1和-1各占一半，因此，这种码中无直流

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数字基带传输系统的仿真设计

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仿真工具是MATLAB程序设计语言。MATLAB是一种先进的高技术程序设计语言，主要用于数值计算及可视化图形处理。特点是将数值分析、矩阵计算、图形、图像处理和仿真等诸多强大功能集成在一个极易使用的交互式环境中伪科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多学科提供了一种高效率的编程工具。运用MATLAB，可以对数字基带传输系统进行较为全面地研究。通过课程设计的方式针对通信原理的很多内容进行了仿真。通过这次的课程设计,综合应用《信号与系统 现代通信原理》等多门课程知识，熟悉数字基带传输系统工作原理，加深理解数字基带传输系统的相关概念，掌握其组成及工作原理，初步掌握利用MATLAB或其他应用软件实现数字基带传输系统仿真设计的方法，培养独立工作的能力。设计数字基带传输系统的组成模型，加深对其工作原理的掌握，利用余弦滚降特性实现系统的无码间串扰设计，利用MATLAB实现程序设计并输出图形结果。使学生建立通信系统的整体概念。培养学生系统设计

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《自动化 与仪器仪表 》2012年第6期 (总第 164期) 基于SystemView~ 数字信号基带传输 系统的仿真设计与研 究 陈军 苟双全 ( 定西师范高等专科学校物理与电子工程学系 定西，743000) ( 定西师范高等专科学校计算机 系 定西，74 3000) 摘 要：阐述了数字信号基带传输系统的模型及原理，设计了在Syst emV~ew平台下传输系统的仿真模型并设置了 各功能模块的参数。对仿真模型进行了测试。研究了传输系统各部分功能。验证了所设模型的传输行为理论相符。 关键 词 ：数字信号 ；基带传输系统 ；Syst emVi ew；仿真设计 A b s tr a c t：T h e p ri nc ip le an d m o de l o f th e tran sm i s si on s y stem o f ba seb an d d ig ital si gn a l i s ex p ou nd ed ．O n the v i rtu al in strum en t so ftw are o f S ys tem V i ew ，th e s im u lati on m od el o f the s ys tem is des i gne d an d th e p aram eter s o f th e eac h fu nc ti o n mod e1 ar e set． T hen si mul ation mod el i s tested ．W e al so stu d ied th e ev ery p art fu nctio n o f th e m od el o f tran smi ssi on sy stem ． S imu latio n resul ts d emon strate the s

基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真-课程设计

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第 4O 卷 第 4 期 2010 年 7 月 河 南 大 学 学 报 ( 自然 科 学 版 ) J o u rna l of H enan U n iver sity ( N atu ral S cience) V o 1．4 0 N o．4 J u1．2 010 数字基带传输 系统仿真与分析 李永军 ，徐 晓蓉 ，陈立 家 ( 1．河 南 大 学 物 理 与 电 子 学 院 ，河 南 开 封 475001 ；2． 湖 南文 理 学院 ，湖 南 常德 415000) 摘要 ：使用 SIMU L INK 构建 出了数字基带传输系统仿真模 型 ，并在该仿 真模 型上 ，对 数字基带传输 系统 的误码 率 、位同步提取 、同步建立时间 、滚降系数与定时精度和眼 图的关系 ，以及滚 降系数和延 迟量与误码 率的关系进行 了仿 真和分析． 关键 词：数字基带传输 系统 ；SI MU LI NK ；眼 图；滚 降系数 中图分类号 ：T P14 文献标志码 ：A 文章编号 ：1003—4978( 2010 )04—0411—04 S i m u la tio n an d A n al y si s on D i gi tal B aseb a n d T r an s fer S y stem L I Y ong—j un ，X U X iao—rong ，C H E N L i—jia ( 1 ．S chool of P hy sics and E lectronic，H enan Univ ersity ，K aif eng H enan 475001 ，China 2 ．H unan University of A rts and S cience，C hang

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通信系统建模与仿真课程设计2009 级通信工程专业71 班级题目基于SIMULINK的基带传输系统的仿真姓名张建涛学号091307136 指导教师闫利超胡娟小组成员李迎亚黄乔飞2012年5月21日1任务书试建立一个基带传输模型，采用曼彻斯特码作为基带信号，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.5，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配。发送数据率为1000bps，要求观察接收信号眼图，并设计接收机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，并统计误码率。另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。假设接收定时恢复是理想的。2基带系统的理论分析（参照通信原理教材146页，分两方面说明：1.基带系统传输模型和工作原理；2.基带系统设计中的码间干扰和噪声干扰以及解决方案）1.基带系统传输模型和工作原理数字基带传输系统的基本组成框图如图1 所示，它通常由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器与码元再生器组成。系统工作过程及各部分作用如下。M进

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