基于matlab的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-22 14:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 界面6．各種函數(shù)可將基于MATLAB的算法與外部應(yīng)用程序和語(yǔ)言集成 [5]3數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的簡(jiǎn)介目前，數(shù)字基帶傳輸在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用雖沒(méi)有帶通傳輸應(yīng)用廣泛，但是基帶傳輸系統(tǒng)仍然有相當(dāng)多的應(yīng)用范圍，對(duì)它的研究仍是十分有意義的。這是因?yàn)?，第一，在利用?duì)稱電纜構(gòu)成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛采用了這種傳輸方式；第二，隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，基帶傳輸方式也有迅速發(fā)展的趨勢(shì)，目前，它不僅用于低速數(shù)據(jù)傳輸，而且還用于高速數(shù)據(jù)傳輸；第三，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本理論不僅適用于數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，而且還適用于帶通傳輸；第四，理論上也可以證明，任何一個(gè)采用線性調(diào)制的帶通傳輸系統(tǒng)，可以等效為一個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)來(lái)研究。因而，掌握數(shù)字基帶傳輸?shù)幕纠碚撌种匾?，它在?shù)字通信系統(tǒng)中具有普遍意義。[1]數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)：不使用調(diào)制和解調(diào)裝置而直接傳輸數(shù)字基帶信號(hào)的系統(tǒng)。信道信號(hào)形成器信道接收濾波器抽樣判決器基帶脈沖 基帶脈沖 輸入 輸出同步提取 圖31 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖圖31是一個(gè)典型的數(shù)字基帶信號(hào)傳輸系統(tǒng)方框圖?？梢?jiàn)，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)是由發(fā)送濾波器（信道信號(hào)形成器）、信道、接收濾波器和抽樣判決器組成的。為了保證系統(tǒng)可靠有序地工作，還應(yīng)有同步系統(tǒng)。其中，發(fā)送濾波器（信道信號(hào)形成器）：它的功能是產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)波形。因?yàn)槠漭斎胍话闶墙?jīng)過(guò)碼型編碼器產(chǎn)生的傳輸碼，相應(yīng)的基本波形通常是矩形脈沖，其頻譜很寬，不利于傳輸。發(fā)送濾波器通過(guò)碼型變換和波形變換實(shí)現(xiàn)其變換，使得信號(hào)與信道匹配，便于傳輸。信道：是允許基帶信號(hào)通過(guò)的媒介。信道的傳輸特性一般不滿足無(wú)失真?zhèn)鬏敆l件，因此會(huì)引起失真。另外信道還會(huì)引入噪聲。在通信系統(tǒng)的分析中，常常把噪聲等效，集中在信道中引入。接受濾波器：它的功能是接受信號(hào)。盡可能濾除信道噪聲和其他干擾，對(duì)信道特性均衡，使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。抽樣判決器：在傳輸特性不理想及噪聲背景下，在規(guī)定時(shí)刻（由定位脈沖控制）對(duì)接收濾波器的輸出波形進(jìn)行抽樣判決，以恢復(fù)或再生基帶信號(hào)。定位脈沖和同步提?。核淖饔檬浅闃拥奈欢〞r(shí)脈沖依靠同步提取電路從接收信號(hào)中提取，位定時(shí)的準(zhǔn)確與否直接影響判決效果。 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型 基帶系統(tǒng)傳輸模型和工作原理數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本組成框圖如圖32所示，它通常由脈沖形成器、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器、抽樣判決器與碼元再生器組成。系統(tǒng)工作過(guò)程及各部分作用如下。 抽樣判決抽樣判決接 收濾波器GRf帶限信 道Cf發(fā) 送濾波器GTf M進(jìn)制 數(shù)字信息 輸出 k=∞∞anδtTs yt rn an gTt gRt nt 定時(shí)信號(hào) 圖32 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖發(fā)送濾波器進(jìn)一步將輸入的矩形脈沖序列變換成適合信道傳輸?shù)牟ㄐ蝕Tt。這是因?yàn)榫匦尾ê胸S富的高頻成分，若直接送入信道傳輸，容易產(chǎn)生失真?；鶐鬏斚到y(tǒng)的信道通常采用電纜、架空明線等。信道既傳送信號(hào)，同時(shí)又因存在噪聲nt和頻率特性不理想而對(duì)數(shù)字信號(hào)造成損害，使得接收端得到的波形gRt與發(fā)送的波形gTt具有較大差異。接收濾波器是收端為了減小信道特性不理想和噪聲對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懚O(shè)置的。其主要作用是濾除帶外噪聲并對(duì)已接收的波形均衡，以便抽樣判決器正確判決。抽樣判決器首先對(duì)接收濾波器輸出的信號(hào)yt在規(guī)定的時(shí)刻（由定時(shí)脈沖cp控制）進(jìn)行抽樣，獲得抽樣信號(hào)rn，然后對(duì)抽樣值進(jìn)行判決，以確定各碼元 是 “1”碼還是“0” 碼。由圖 1所示，其中發(fā)送濾波器的傳遞函數(shù)為GTf，沖擊響應(yīng)為gTt；接收濾波器的傳遞函數(shù)為GRf，沖擊響應(yīng)為gRt。從an到an的傳輸過(guò)程中，各個(gè)脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)信道與接收濾波器 后可能發(fā)生不期望的變形，從而影響接收，這中間既有碼間串?dāng)_又有噪聲的影響。經(jīng)過(guò)接收濾波器后的輸出信號(hào)為 yt=k=∞∞akδtkTs*gTt*ct+nt*gRt令ynt=nt*gRt,并令數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)總的沖擊響應(yīng)為 ht=gTt*ct*gRt總的頻響函數(shù)為 Hf=GTfCfGRf 于是yt=k=∞∞akδtkTs*ht+ynt=k=∞∞akhtkTs+ynt
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