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《通信工程——數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、通信原理課程設(shè)計(jì)說明書目錄1、課程設(shè)計(jì)的目的及意義2、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)理論知識(shí)介紹3、設(shè)計(jì)步驟4、源程序及運(yùn)行結(jié)果5、心得體會(huì)6、參考文獻(xiàn)1、課程設(shè)計(jì)的目的及意義?隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展,通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能變得越來越復(fù)雜,為了高效地完成各類研發(fā)工作,需要借助計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)工具。通過仿真,學(xué)生可以更好地理解理論課程中所涉及到的概念、原理與計(jì)算方法。由于在理論課上必須將復(fù)雜性限制在較低的程度,以保證能夠進(jìn)行分析。在仿真過程中,允許我們方便地改變系統(tǒng)參數(shù),而且通過仿真結(jié)果進(jìn)行交互式和可視化的顯示,可以迅速評(píng)估這些改變的影響,因此可以學(xué)習(xí)到更復(fù)雜和
2、更實(shí)際的系統(tǒng)工作特性。通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和解決實(shí)際問題的能力。這次課程設(shè)計(jì)以仿真形式進(jìn)行,使學(xué)生能夠掌握一種基本的仿真軟件對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)是《通信原理》課程中非常重要的一部分基礎(chǔ)性內(nèi)容為了使學(xué)生加深列通信系統(tǒng)的理解,其中的一些概念、原理往往需要用實(shí)驗(yàn)來澄清,但是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)板在市場上沒有銷售,而且該實(shí)驗(yàn)幾乎無法用硬件實(shí)現(xiàn);一些替代性的實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于受多種因素影響,也往往不能滿足要求.因此,開發(fā)一套數(shù)字基帶傳轱系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)軟件是很有必要的。在仿真軟件設(shè)計(jì)中采用了Mathworks公司的MATLAB作為
3、仿真工具,其仿真平臺(tái)SIMUINK具有可視化建模和動(dòng)態(tài)仿真的功能。用SIMULINK構(gòu)造仿真系統(tǒng),方法簡單直觀,開發(fā)的仿真系統(tǒng)使用時(shí)間流動(dòng)態(tài)仿真,可以準(zhǔn)確描述真實(shí)系統(tǒng)的每一細(xì)節(jié),并且在仿真進(jìn)行的同時(shí)具有較強(qiáng)的交互功能,易于使用。另外該軟件還具有較好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。本次課程設(shè)計(jì)采用仿真工具SIMUIINK,設(shè)計(jì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)軟件的系統(tǒng)定義、模型構(gòu)造的過程.通過對(duì)仿真結(jié)果分析和誤碼性能測試表明,該仿真系統(tǒng)完全符合實(shí)驗(yàn)要求。MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室(MatrixLaboratory)的簡稱,是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件,
4、用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境,主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中,為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案,并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言(如C、Fortran)的編輯模式,代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。2、
5、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)理論知識(shí)介紹2.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的簡介數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的介紹在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中,其傳輸?shù)膶?duì)象通常是二進(jìn)制數(shù)字信號(hào),它可能是來自計(jì)算機(jī)、電傳打字機(jī)或其它數(shù)字設(shè)備的各種數(shù)字脈沖,也可能是來自數(shù)字電話終端的脈沖編碼調(diào)制(PCM)信號(hào)。這些二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的頻帶范圍通常從直流和低頻開始,直到某一頻率mf,我們稱這種信號(hào)為數(shù)字基帶信號(hào)。在某些有線信道中,特別是在傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下,數(shù)字基帶信號(hào)可以不經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)過程在信道中直接傳送,這種不使用調(diào)制和解調(diào)設(shè)備而直接傳輸基帶信號(hào)的通信系統(tǒng),我們稱它為基帶傳輸系統(tǒng)。而在另外一些信道,特別是無線信
6、道和光信道中,數(shù)字基帶信號(hào)則必須經(jīng)過調(diào)制過程,將信號(hào)頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸,相應(yīng)地,在接收端必須經(jīng)過解調(diào)過程,才能恢復(fù)數(shù)字基帶信號(hào)。我們把這種包括了調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為數(shù)字載波傳輸系統(tǒng)。一種不搬移基帶信號(hào)頻譜的傳輸方式。未對(duì)載波調(diào)制的待傳信號(hào)稱為基帶信號(hào),它所占的頻帶稱為基帶,基帶的高限頻率與低限頻率之比通常遠(yuǎn)大于1。由信號(hào)源產(chǎn)生或形成的數(shù)字信號(hào)都有一個(gè)共同特點(diǎn),就是它的頻譜都是從零頻或零頻附近開始一直擴(kuò)展到很寬,這種信號(hào)稱為數(shù)字基帶信號(hào)。在某些場合的通信中,基帶信號(hào)不需要調(diào)制就可以直接在某些信道中傳輸,這種直接傳輸基帶信號(hào)的系統(tǒng)
7、就稱為基帶傳輸系統(tǒng)。2.2、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸系統(tǒng)的組成框圖如圖所示。它主要由碼波形變換器、發(fā)送濾波器、基帶傳輸波形信道、接收濾波器和取樣判決器等5個(gè)功能電路組成?;鶐鬏斚到y(tǒng)的輸入信號(hào)是由終端設(shè)備編碼器產(chǎn)生的脈沖序列,為了使這種脈沖序列適合于信道的傳輸,一般要經(jīng)過碼型變換器,碼型變換器把二進(jìn)制脈沖序列變?yōu)殡p極性碼(AMI碼或HDB3碼),有時(shí)還要進(jìn)行波形變換,使信號(hào)在基帶傳輸系統(tǒng)內(nèi)減小碼間干擾。當(dāng)信號(hào)經(jīng)過信道時(shí),由于信道特性不理想及噪聲的干擾,使信號(hào)受到干擾而變形。在接收端為了減小噪聲的影響,首先使信號(hào)進(jìn)入接收濾波器,然后再經(jīng)過均衡器,校正
8、由于信道特性(包括接收濾波器在內(nèi))不理想而產(chǎn)生的波形失真或碼間串?dāng)_。最后在取樣定時(shí)脈沖到來時(shí),進(jìn)行判決以恢復(fù)基帶數(shù)字碼脈沖