数字基带传输系统的仿真课程设计(论文)(编辑修改稿)

数字基带传输系统的仿真课程设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

V +B 0 0 +V 1 其中的 V 脉冲和 B 脉冲与 1 脉冲波形相同，用 V或 B符号表示的目的是为了示意该非零码是由原信码的“ 0”变换而来的。 HDB3码的编码规则 虽然 比较复杂，但 解 码却比较简单。 从编码过程中可以看出，每一个 V码总是与其前一个非 0码（包括 B码在内）同极性，因此从收到的码序列中可以很容易地找到破坏点 V码，于是可断定 V码及其前 3个码都为 “ 0”码，再将所有的 1 变为 +1后，便可恢复原始信息代码。 HDB3码的特点是明显的，它既保留 AMI码无直流分量，便于直接传输的优点，又 克服了长连 0串（连 0 的个数最多 3 个）的出现， HDB3码的频谱中既消除了直流和甚低频分量，又消除了方波中的高频分量，非常适合基带传输系统的特性要求。 因此， HDB3码是目前实际系统中应用最广泛的码型。 虽然 HDB3码比 AMI 码的性能更好，但它仍属于 1B1T 码型。 双相码 10 双相码又称曼彻斯特码。 它 用一个周期的 正负对称 方波来代表码元 “ 0” ，而用它的反相波形来代表码元 “ 1”。 编码规则：“ 0”码用“ 01”两位码表示，“ 1”码用“ 10”两位码表示。 例如： 消息码： 1 1 0 0 1 0 1 双相码： 10 10 01 01 10 01 10 这种码在每个码元的中心部位都发生电平跳变，因此有利于定时同步信号的提取，而且定时分量的大小不受信源统计特性的影响。 曼彻斯特码中，由于正负脉冲各占一半，因此无直流分量，但这种码占用的频带增加了一倍。 曼彻斯特码适合在较短距离的同轴电缆信道上传输。 差分双相码 为了解决双相码因极性反转而引起的译码错误，可以采用差分双相码的概念。 双相码是利用每个码元持续时间中间的电平跳变进行同步和信码表示。 而在差分双相码编码中，每个 码元中间的电平跳变用于同步，而每个码元的开始处是否存在额外的跳变用来确定信码。 密勒码 密勒码又称延迟调制码，是双相码的一种变形。 编码规则：“ 1”码用码元中心点出现跃变来表示，即用“ 10”或“ 01”表示。 “ 0”码有两种情况：单个“ 0 ”时，在码元持续时间内不出现电平跃变，且与相邻码元的边界处也不跃变，连“ 0”时，在两个“ 0”码的边界处出现电平跃变，即“ 00”与“ 11”交替。 CMI 码 CMI 码是传号反转码的简称，与双相码类似，它也是一种双极性二电平码。 编码规则：“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”两 位码表示；“ 0”码固定的用“ 01”表示。 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 . 500 . 51NRZ 序列2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 . 500 . 51C M I序列 图 22 CMI 编码序列图 12 第 3 章 实验原理 数字通信系统模型 数字基带传输系统模型 发送滤波器 信道传输 接收滤波器 {an} {an} n（ t） 定时信号 图 24数字基带传输系统模型 假设 na 为发送滤波器的输入符号序列，在二进制的情况下，符号 na 的取值为 0， 1 或 1， +1。 为分析方便，我们把这个序列对应的基带信号表示成   n sn nTtatd )()(  这个信号是由时间间隔为 sT 的单位冲激函数 )(t 构成的序列，其每一个 )(t 的强度则由 na 决定。 当 )(td 激励发送滤波器时，发送滤波器产生大输出信号为 图 23 数字通信系统模型 信源 信 源 编码器 信道 编码器 数字 调制器 数字 解调器 信道 译码器 信 源 译码器 信宿 信道 噪声 数字信源 数字信宿 编码信道 GT(ω) C(ω) 噪声源 GR(ω) 抽样判决 位定时抽取 13   n sTnT nTtgatgtdts )()()()( 式中：“ *”是卷积符号； )(tgT 是单个 )(t 作用下形成的发送基本波形，即发送滤波器的冲激响应。 设发送滤波器的传输特性为 )(TG ，则 )(tgT 由下式确定   deGtg tjTT  )(21)( 若再设信道的传输特性为 )(C ，接收滤波器的传输特性为 )(RG ，则图 12所示的基带传输系统的总传输特性为 )()()()(  RT GCGH  其单位冲激响应为   deHth tj )(21)( )(th 是在单个 )(t 作用下， )(H 形成的输出波形。 因此在冲激脉冲序列 )(td作用下，接收滤波器输出信号 )(tr 可表示为   )()()()()()( tnnTthatnthtdtr RsnR 式中， )(tnR 是加性噪声 )(tn 经过接收滤波器后输出的噪声。 然后，抽样判决器对 )(tr 进行抽样判决，以确定所传输的数字信息序列 na。 例如，我们为了确定第 k 个码元 ka 的取值，首先应该在 0tkTt S  时刻上对 )(tr进行抽样，以确定 )(tr 在该样点上的值。 由上式可得 )(])[()()( 0000 tkTntTnkhathatkTr sRkn snks   式中： )(0thak 是第 k个接收码元波形的抽样值，它是确定 ka 的依据； kn sn tTnkha ])[( 0是除第 k 个码元以外的其它码元波形在第 k 个抽样时刻上的总和，它对当前码 元 ka 的判决起着干扰的作用，所以称之为码间串扰值，由于 na 14 是以概率出现的，故码间串扰值通常是一个随机变量； )( 0tkTn sR  是输出噪声在抽样瞬间的值，它是一种随机干扰，也会影响第 k个码元的正确判决。 15 第 4 章 MATLAB 软件简介 软件介绍 MATLAB 是由美国 mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。 它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如 C、 Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB 和 Mathematica、 Maple 并称为三大数学软件。 它在数学类科技应用软件中在 数值计算 方面首屈一指。 MATLAB 可以进行 矩阵 运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、 图像处理 、 信号检测 、金融建模设计与分 析等领域。 MATLAB 的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 来解算问题要比用 C， FORTRAN 等语言完成相同的事情简捷得多，并且 MATLAB 也吸收了像 Maple 等软件的优点 ,使MATLAB 成为一个强大的数学软件。 在新的版本中也加入了对 C， FORTRAN，C++ ， JAVA 的支持。 可以直接调用 ,用户也可以将自己编写的实用程序导入到 MATLAB 函数库中方便自己以后调用，此外许多的 MATLAB 爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。 MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作： ● 数值分析 ● 数值和符号计算 ● 工程与科学绘图 ● 控制系统的设计与仿真 ● 数字图像处理 技术 16 ● 数字信号处理 技术 ● 通讯系统设计与仿真 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。