【文章內(nèi)容簡介】 解。另外，此仿真實(shí)驗(yàn)只需在計(jì)算機(jī)的虛擬實(shí)驗(yàn)室即可，不受實(shí)驗(yàn)場地、環(huán)境的限制。 2 軟件的主要功能 6 1）實(shí)現(xiàn)各種常用碼型的數(shù)字基 帶信號仿真； 2）能產(chǎn)生隨機(jī)的數(shù)字信號序列，具有普遍性； 3）能繪制直觀、清晰、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)字基帶 信號仿真圖形； 4）要對相應(yīng)的碼型的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的描述。 圖 12 仿真結(jié)構(gòu)圖 在通信中，數(shù)字基帶信號有多種碼型表示，它們在傳輸過程中有隨機(jī)性，為 用讓這種波形描述具有普遍性， m 序列偽隨機(jī)碼來作為碼型的仿真數(shù)字序列。利用 MATLAB 軟件仿真出每一種碼型，讓學(xué)生通過仿真軟件的使用，加深對碼和波形的理解。 3 數(shù)字基帶信號 對不同的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)不同的信道特性及系統(tǒng)指標(biāo)要求，選擇不同的數(shù) 字脈沖波形。原則上可選擇任意形狀的脈沖作為基帶信號波形，如矩形脈沖、三角波、高斯脈沖及升余弦脈沖等。但實(shí)際系統(tǒng)常用的數(shù)字波形是矩形脈沖，這是由于矩形脈沖易于產(chǎn)生和處理。下面我們就以矩形脈沖為例，介紹常用的幾種數(shù)字基帶信號波形。 （ 1）單極性波形（ NRZ） 這是一種最簡單的二進(jìn)制數(shù)字基帶信號波形。這種波形用正（或負(fù)）電平和零電平分別表示二進(jìn)制碼元的 “1”碼和 “0”碼，也就是用脈沖的有無來表示碼元的 “1”和 “0”，這種波形的特點(diǎn)是脈沖的極性單一，有直流分量，且脈沖之間無空隙，即脈沖的寬度等于碼元寬度。故這種脈沖 又稱為不歸零碼（ NRZ NonReturn to Zero） NRZ 波形一般用于近距離的電傳機(jī)之間的信號傳輸。 （ 2）雙極性波形 在雙極性波形中，用正電平和負(fù)電平分別表示二進(jìn)制碼元的 “1”碼和 “0”碼，這種波形的脈沖之間也無空隙。此外，從信源的統(tǒng)計(jì)規(guī)律來看， “1”碼和 “0”碼出現(xiàn)的概率相等，所以這種波形無直流分量。同時(shí)這種波形具有較強(qiáng)的抗干擾能力。故雙極性波形在基帶傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。 （ 3）單極性歸零波形（ RZ） 這種波形的特點(diǎn)是脈沖的寬度（ τ ）小于碼元的寬度（ T ），每個電脈沖在小于碼元寬度的時(shí)間 內(nèi)總要回到零電平，故這種波形又稱為歸零波（ RZReturn to Zero）。歸零波形由于碼元間隔明顯，因此有利于定時(shí)信息的提取。但單極性 RZ 波形中仍含有直 7 流分量，且由于脈沖變窄，碼元能量減小，因而在匹配接收時(shí)，輸出信噪比較不歸零波形的低。 （ 4）雙極性歸零波形 這種波形是用正電平和負(fù)電平分別表示二進(jìn)制碼元的 “1”碼和 “0”碼，但每個電脈沖在小于碼元寬度的時(shí)間內(nèi)都要回到零電平，這種波形兼有雙極性波形和歸零波形的特點(diǎn)。 （ 5）差分波形（相對碼波形） 信息碼元與脈沖電平之間的對應(yīng)關(guān)系是固定不變的（絕對的） ，故稱這些波形為絕對碼波形，信息碼也稱為絕對碼。所謂差分波形是一種把信息碼元 “1”和 “0”反映在相鄰信號碼元的相對電平變化上的波形，差分波形中，碼元 “1”和 “0”分別用電平的跳變和不變來表示，即用相鄰信號碼元的相對電平來表示碼元 “1”和 “0”，故差分波形也稱為相對碼波形。差分波形也可以看成是差分碼序列 bn 對應(yīng)的絕對碼波形，差分碼 bn 與絕對碼 an 之間的關(guān)系可用以下的編碼方程表示 bnbn1 ⊕ an （ ）式中， ⊕ 為模 2 和運(yùn)算符號。 由上式看出，當(dāng)絕對碼 an 每出現(xiàn)一個 “1”碼時(shí)，差分碼 bn 電平變化一次 ；當(dāng) an 出現(xiàn) “0”碼時(shí)，差分碼 bn 電平與前一碼元 bn1 相同?？梢?， bn 前后碼元取值的變化代表了原信碼 n a 中的 “1”和 “0”。由式（ ）可以導(dǎo)出譯碼方程為 an bn1⊕ bn （ ） 由上式可看出，譯碼時(shí)只要檢查前后碼元電平是否有變化就可以判決發(fā)送的是 “1”碼還是 “0”碼。 （ 6）多電平脈沖波形（多進(jìn)制波形） 上述各種波形都是二進(jìn)制波形，實(shí)際上還存在多電平脈沖波形，也稱為多進(jìn)制波形。這種波形的取值不是兩值而是多值的。例如，代表四種狀態(tài)的四電平脈沖波形，每種電平可用兩位二進(jìn)制碼元來表 示，如 00 代表 3E， 01 代表 E， 10 代表 E， 11 代表 3E，這種波形一般在高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中用來壓縮碼元速率，提高系統(tǒng)的頻帶利用率。但在相同信號功率的條件下，多進(jìn)制傳輸系統(tǒng)的抗干擾性能不如二進(jìn)制系統(tǒng) 4 實(shí)驗(yàn)原理 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型 8 用射頻電纜，光纜，多路微波或其組合來傳輸，分配和交換聲音，圖像及數(shù)據(jù)信號的電視系統(tǒng)。 系統(tǒng)可以采用單向傳輸或雙向傳輸方式。 為充分利用頻率資源電視信號的傳輸頻道宜按鄰頻傳輸方式配置。在鄰頻傳輸系統(tǒng)中傳輸 PALD 制電視廣播信號的射頻特性除圖像 與伴音載波的電平差伴音載頻與圖像載頻的間距應(yīng)付和本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求外其他各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)滿足 GB31741995 第 4 條規(guī)定的要求。在有線電視系統(tǒng)中傳送PALD 制電視廣播附加雙聲道數(shù)字聲按 GY/T1291997 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 干線系統(tǒng)可采用光纜多路微波及射頻電纜等傳輸媒介或其任意組合的鏈路有線電視網(wǎng)中光鏈路系統(tǒng)按GY/T1311997 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行多路微波分配系統(tǒng)按 GY/T1321998 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 。 ASK系統(tǒng)與 FSK系統(tǒng) ASK 是利用載波的幅度變化來傳遞數(shù)字信息，而其頻率和初始相位保 持不變。其信號表達(dá)式為： S (t)為單極性數(shù)字基帶信號 幅度鍵控可以通過乘法器和開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)。載波在數(shù)字信號 1 或 0 的控制下通或斷，在信號為 1 的狀態(tài)載波接通，此時(shí)傳輸信道上有載波出現(xiàn)；在信號為 0 的狀態(tài)下，載波被關(guān)斷，此時(shí)傳輸信道上無載波傳送。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無還原出數(shù)字信號的 1 和 0。調(diào)幅技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來簡單，但抗干擾性能較差。 FSK（ Frequencyshift keying） 頻移鍵控是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。它是利用基帶數(shù)字信號離散取值特點(diǎn)去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種 數(shù)字調(diào)制技術(shù)。 QPSK系統(tǒng)與數(shù)字電視系統(tǒng) QPSK 與二進(jìn)制 PSK 一樣，傳輸信號包含的信息都存在于相位中。 的別的載波相位取四個等間隔值之一，如л /4,3л /4,5л /4,和 7л /4。相應(yīng)的，可將發(fā)射信號定義為 其中， i＝ 1， 2， 2， 4； E 為發(fā)射信號的每個符號的能量， T 為符號持續(xù)時(shí)間，載波頻率 f 等于 nc/T， nc 為固定整數(shù)。每一個可能的相位值對應(yīng)于一個特定的二位組。例如，可用前述的一組相位值來表示格雷碼的一組二位組： 10， 00， 01， 11. 9 如果 a 為典型的 QPSK 發(fā)射機(jī)框圖。輸入的二進(jìn)制數(shù) 據(jù)序列首先被不歸零 NRZ）電平編碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為極性形式，即負(fù)號 1 和 0 分別用 bE 和－ bE 表示。接著，該二進(jìn)制波形被分接器分成兩個分別由輸入序列的奇數(shù)位偶數(shù)位組成的彼此獨(dú)立的二進(jìn)制波形，這制波形分別用 a1（ t），和 a2（ t）表示。容易注意到，在任何一信號時(shí)間間隔內(nèi) a1（ t），和 a2（ t）的度恰好分別等于 Si1 和 Si2，即由發(fā)送的二位組決定數(shù)字電視系統(tǒng) 。 1） 數(shù)字電視廣播系統(tǒng)原理以中國第一家數(shù)字電視廣播平臺 —— 寧有線數(shù)字電寧有線視廣播平臺為例：寧有線數(shù)字電視廣播平臺系統(tǒng)由如下部分組成，即數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)、編 碼器、復(fù)用器、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)廣播器、 QAM 調(diào)制器、準(zhǔn)視頻點(diǎn)播服務(wù)器、條件接收和用戶管理系統(tǒng)、節(jié)目管理系統(tǒng)、電話回傳系統(tǒng)、因特網(wǎng)連接、有線傳輸網(wǎng)絡(luò)、用戶機(jī)頂盒和 PC 接收卡等。 2） 用戶機(jī)頂盒和 PC 接收卡 用戶機(jī)頂盒 (STB)是數(shù)字有線電視信號的終端接收裝置，它將電纜傳來的調(diào)制在高頻上的信號經(jīng)過同步解調(diào)，還原為基帶信號，再經(jīng)過發(fā)送端編碼的反過程，還原成未壓縮前的多個頻道的數(shù)據(jù)信號送入電視機(jī)供用戶觀看 3） 計(jì)算機(jī)用戶通過 PC 接收卡來接收電視臺前端數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)流，將其存儲在計(jì)算機(jī)本地硬盤里，運(yùn)行相應(yīng)的應(yīng)用程序， 獲得各類高級數(shù)據(jù)服務(wù) 4） 電話回傳系統(tǒng) 許多 STB 有一個調(diào)制解調(diào)器通過電話網(wǎng)絡(luò)形成的返回頻道信息，計(jì)算機(jī)用戶也是通過調(diào)制解調(diào)器和電話網(wǎng)絡(luò)形成的返回信息。采用電話回傳系統(tǒng)不需對現(xiàn)有的 CATV 網(wǎng)進(jìn)行改造就能實(shí)現(xiàn)部分雙向交互式功能 5） 因特網(wǎng)連接 電視臺數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)廣播系統(tǒng)通過專線或其它方式同因特網(wǎng)連接，獲得大量因特網(wǎng)信息 10 資源，經(jīng)過分類整理再通過數(shù)字電視廣播系統(tǒng)傳輸給用戶，實(shí)現(xiàn)電視機(jī)用戶對因特網(wǎng)信息的瀏覽功能。 信道復(fù)用 定義：地點(diǎn)分散的多個用戶共同使用一個公共信道實(shí)現(xiàn)各用戶間通信的方 式。 主 要 方 式 有 ： 頻 分 多 址（ FDMA）、時(shí)分多址（ TDMA）、碼分多址（ CDMA