數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 09250419

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1、*******************實(shí)踐教學(xué)*******************蘭州理工大學(xué)計算機(jī)與通信學(xué)院2012年秋季學(xué)期通信系統(tǒng)綜合訓(xùn)練題目：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)專業(yè)班級：09級通信（4）班姓名：茍新偉學(xué)號：09250419指導(dǎo)教師：陳海燕成績：22摘要這次通信系統(tǒng)綜合訓(xùn)練是以Matlab/Sumulink為工具，實(shí)現(xiàn)基帶傳輸系統(tǒng)的仿真與實(shí)現(xiàn)。采用曼徹斯特碼作為基帶信號，發(fā)送濾波器為平方根升余弦濾波器，滾降系數(shù)為0.5，信道為加性高斯信道，接收濾波器與發(fā)送濾波器相匹配。發(fā)送數(shù)據(jù)率為1000bps，要求觀察接收信號眼圖，并設(shè)計接收機(jī)采樣判決部分，對比發(fā)送數(shù)據(jù)與恢復(fù)數(shù)據(jù)波形，并

2、統(tǒng)計誤碼率。另外，對發(fā)送信號和接收信號的功率譜進(jìn)行估計。假設(shè)接收定時恢復(fù)是理想的。關(guān)鍵詞：Matlab/Sumulink；基帶傳輸系統(tǒng)；曼徹斯特碼22前言現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢為數(shù)字化，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷開發(fā)，數(shù)字調(diào)制技術(shù)已日趨成熟，在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)同。因此本文對數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了仿真?，F(xiàn)代社會發(fā)展要求通信系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)，性能越來越高，構(gòu)成越來越復(fù)雜；這就要借助于功能強(qiáng)大的計算機(jī)輔助分析設(shè)計技術(shù)和工具才能實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，已經(jīng)研發(fā)出了新一代的可視化的仿真軟件。這些功能強(qiáng)大的仿真軟件，使得通信系統(tǒng)仿真的設(shè)計和分析過程變得相對直觀和便捷，由此也使得通信系統(tǒng)

3、仿真技術(shù)得到了更快的發(fā)展。本文使用的是功能強(qiáng)大的MATLAB軟件。MATLAB是一種使用簡便的、特別適用于科學(xué)研究和工程計算的高級語言，與其他計算機(jī)語言相比，它的特點(diǎn)是簡潔和智能化，具有極高的編程和調(diào)試效率。通過使用MATLAB工具箱函數(shù)對數(shù)字調(diào)制進(jìn)行仿真，更能直觀徹底的掌握數(shù)字通信，數(shù)字調(diào)制的原理。有助于我們的學(xué)習(xí)和研究，加深對知識的理解和運(yùn)用。MATLAB的便利性還體現(xiàn)在它的仿真結(jié)果還可以存放到MATLAB的工作空間里做事后處理。方便我們修改參數(shù)對不同情況下的輸出結(jié)果進(jìn)行對比。由于MATLAB和SIMULINK是集成在一起的，因此用戶可以在這兩種環(huán)境下對自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改。

4、22目錄第1章．基帶傳輸系統(tǒng)原理31.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的介紹31.2數(shù)字基帶信號41.3數(shù)字通信系統(tǒng)模型61.3.1數(shù)字通信系統(tǒng)的模型71.3.2數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型8第2章．基帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計方案92.1信源的設(shè)計92.2發(fā)送濾波器和接收濾波器的設(shè)計92.3信道的設(shè)計102.4抽樣判決器的設(shè)計102.5碼間干擾及解決方案11第3章．基帶傳輸系統(tǒng)的總體設(shè)計113.1信源的建模及相關(guān)參數(shù)設(shè)置123.2發(fā)送濾波器、信道、接收匹配濾波器的建模及參數(shù)設(shè)置123.3抽樣與判決器的建模及參數(shù)設(shè)置133.4基帶傳輸系統(tǒng)的總模型13第4章．SIMULINK下的仿真結(jié)果分析144.1曼徹斯特編碼前與編碼后

5、波形154.2發(fā)送數(shù)據(jù)波形與接收數(shù)據(jù)波形154.3經(jīng)過濾波器、信道的各點(diǎn)時域波形154.4曼徹斯特碼元與解碼后的波形比較164.5接收眼圖波形與分析164.6發(fā)送信號與接收信號功率譜估計與分析174.7誤碼率統(tǒng)計與分析18總結(jié)19參考文獻(xiàn)20致謝2122第1章基帶傳輸系統(tǒng)原理1.1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ο笸ǔＪ嵌M(jìn)制數(shù)字信號，它可能是來自計算機(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。這些二進(jìn)制數(shù)字信號的頻帶范圍通常從直流和低頻開始，直到某一頻率mf，我們稱這種信號為數(shù)字基帶信號。在某些有線信道中，特別是在傳

6、輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，數(shù)字基帶信號可以不經(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，特別是無線信道和光信道中，數(shù)字基帶信號則必須經(jīng)過調(diào)制過程，將信號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。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)。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的模型如圖1-1所示，它主要包括碼型變換器、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器、均衡器和取樣判決器等部分[1]。圖1.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的輸入信號是由終端設(shè)備或編碼設(shè)備產(chǎn)生的二進(jìn)

7、制脈沖序列，通常是單極性的矩形脈沖信號（NRZ碼）。為了使這種信號適合于信道的傳輸，一般要經(jīng)過碼形變換器，把單極性的二進(jìn)制脈沖變成雙極性脈沖（如AMI碼或3HDB碼）。發(fā)送濾波器對碼脈沖進(jìn)行波形變換，以減小信號在基帶傳輸系統(tǒng)中傳輸時產(chǎn)生的碼間串?dāng)_。信號在傳輸過程中，由于信道特性不理想及加性噪聲的影響，會使接收到的信號波形產(chǎn)生失真，為了減小失真對信號的影響，接收信號首先進(jìn)入接收濾波器濾波，然后再經(jīng)均衡器對失真信號進(jìn)行校正，