【正文】 21參 考 文 獻(xiàn)……………………………………………………………………221．緒 論 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)生加深對通信系統(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)字基帶傳輸系統(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Mathw or ks 公司的MAT LAB 作為仿真工具, 其仿真平臺SIMU LINK 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 .本文給出了采用仿真工具SIMU LINK, 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.一種不搬移基帶信號頻譜的傳輸方式。未對載波調(diào)制的待傳信號稱為基帶信號，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?；鶐鬏斚到y(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，使信號在基帶傳輸系統(tǒng)內(nèi)減小碼間干擾。當(dāng)信號經(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，首先使信號進(jìn)入接收濾波器，然后再經(jīng)過均衡器，校正由于信道特性（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 擾。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。數(shù)字基帶傳輸對碼型有如下要求：　有利于提高系統(tǒng)的頻帶利用率　　基帶信號應(yīng)不含直流分量　　同時(shí)低頻分量要盡量少，因?yàn)橛捎谧儔浩鞯慕尤?，使信道具有低頻截止特性?！　】紤]到碼型頻譜中高頻分量的影響　　電纜中線對間由于電磁輻射而引起的串話隨頻率升高而加劇，會(huì)限制信號的傳輸距離或傳輸容量?！　』鶐盘枒?yīng)具有足夠大的定時(shí)信號供提取　　基帶信號的傳輸碼型應(yīng)具有誤碼檢測能力　　碼型變換設(shè)備簡單，容易實(shí)現(xiàn)常見的傳輸碼型有NRZ碼、RZ碼、AMI碼、HDB3碼及CMI碼，其中最適合基帶傳輸?shù)拇a型是HDB3碼。另外，AMI碼也是CCITT建議采用的基帶傳輸碼型，但其缺點(diǎn)是當(dāng)長連0過多時(shí)對定時(shí)信號提取不利。CMI碼一般作為四次群的接口碼型。奈奎斯特第一準(zhǔn)則　　如何才能保證信號在傳輸時(shí)不出現(xiàn)或少出現(xiàn)碼間干擾，這是關(guān)系到信號可靠傳輸?shù)囊粋€(gè)關(guān)鍵問題。奈奎斯特對此進(jìn)行了研究，提出了不出現(xiàn)碼間干擾的條件：當(dāng)碼元間隔T的數(shù)字信號在某一理想低通信道中傳輸時(shí)，若信號的傳輸速率位Rb=2fc（fc為理想低通截止頻率），各碼元的間隔T=1/2fc，則此時(shí)在碼元響應(yīng)的最大值處將不產(chǎn)生碼間干擾，且信道的頻帶利用率達(dá)到極限，為2(b/s)Hz。上述條件是傳輸數(shù)字信號的一個(gè)重要準(zhǔn)則，通常稱為奈奎斯特第一準(zhǔn)則。即傳輸數(shù)字信號所要求的信道帶寬應(yīng)是該信號傳輸速率的一半　　BW=fc=Rb/2=1/2T　　當(dāng)滿足這一條件時(shí)，其它碼元的拖尾振幅在對應(yīng)于某一碼元響應(yīng)的最大值處剛好為零。滾降低通幅頻特性　　實(shí)際傳輸中，不可能有絕對理想的基帶傳輸系統(tǒng)，這樣一來，不得不降低頻帶利用率，采用具有奇對稱滾降特性的低通濾波器作為傳輸網(wǎng)絡(luò)?！　「鶕?jù)推導(dǎo)得出結(jié)論：只要滾降低通的幅頻特性以點(diǎn)C(fc,1/2)呈奇對稱滾降，則可滿足無碼間干擾的條件（此時(shí)仍需滿足傳輸速率=2fc）?！　L降系數(shù)：　　a=[(fc+fa)fc]/fc　　用滾降低通作為傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)，實(shí)際占用的頻帶展寬了，則傳輸效率有所下降，當(dāng)a=100%時(shí)，傳輸效率即頻帶利用率只有1(b/s)Hz，比理想低通小了一半。眼圖　　眼圖能直觀地表明數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)碼間干擾和噪聲的影響，能評價(jià)一個(gè)基帶系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。再生中繼傳輸　　基帶數(shù)字信號在傳輸過程中，由于信道本身的特性及噪聲干擾使得數(shù)字信號波形產(chǎn)生失真。為了消除這種波形失真，每隔一定的距離加一再生中繼器，由此構(gòu)成再生中繼系統(tǒng)。再生中繼系統(tǒng)的特點(diǎn)是無噪聲積累，但有誤碼率的累積?！　≡偕欣^器由三大部分組成：均衡放大、時(shí)鐘提取和判決再生。再生中繼器　　再生中繼器主要由均衡放大電路、定時(shí)提取電路、判決及碼形成電路等3個(gè)部分組成。均衡放大電路的作用是對接收到的失真波形進(jìn)行放大和均衡。定時(shí)提取電路的作用是在收到的信碼流中提取定時(shí)時(shí)鐘,以得到與發(fā)端相同的主時(shí)鐘脈沖,做到收發(fā)同步。判決及碼形成電路則是對已被放大和均衡的信號波形進(jìn)行抽樣、判決,并根據(jù)判決結(jié)果形成新的、與發(fā)送端相同的脈沖。MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡稱，是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，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?！ATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(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?！　　ATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域?！　ATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。常用函數(shù)　　Matlab內(nèi)部常數(shù)[3]　　eps：浮點(diǎn)相對精度　　exp：自然對數(shù)的底數(shù)e　　i 或j：基本虛數(shù)單位　　inf 或Inf：無限大， 例如1/0　　nan或NaN：非數(shù)值（Not a number），例如0/0　　pi：圓周率p（= ...）　　realmax：系統(tǒng)所能表示的最大數(shù)值　　realmin：系統(tǒng)所能表示的最小數(shù)值　　nargin: 函數(shù)的輸入引數(shù)個(gè)數(shù)　　nargout: 函數(shù)的輸出引數(shù)個(gè)數(shù)　　lasterr：存放最新的錯(cuò)誤信息　　lastwarn