基于matlab的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真設(shè)計(畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-12-18 15:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 3 的是最直觀、最簡潔的程序開發(fā)環(huán)境。 MATLAB 的主要特點如下幾點： 1. 語言簡潔緊湊，使用方便靈活，庫函數(shù)及其豐富 2. 此高級語言可用于技術(shù)計算，既具有結(jié)構(gòu)化的控制語句，又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦? 3. MATLAB 的圖形功 能強大，數(shù)據(jù)的可視化非常簡單，具有較強的編輯圖形界面的能力 4. 具有功能強大的工具箱，交互式工具可以按迭代的方式探查、設(shè)計及求解問題 5. 各種工具可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面 6．各種函數(shù)可將基于 MATLAB 的算法與外部應(yīng)用程序和語言集成 [5] 3 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的簡介 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的研究意義 目前，數(shù)字基帶傳輸在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用雖沒有帶通傳輸應(yīng)用廣泛，但是基帶傳輸系統(tǒng)仍然有相當多的應(yīng)用范圍，對它的研究仍是十分有意義的。這是因為，第一，在利用對稱電纜構(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，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，任何一個采用線性調(diào)制的帶通傳輸系統(tǒng)，可以等效為一個基帶傳輸系統(tǒng)來研究。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) 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)字基帶信號的系統(tǒng)。 基帶脈沖 基帶脈沖 輸入 輸出 信道信號形成器 信道 接收 濾波器 抽樣 判決器 同步 提取 綿陽師范學院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 圖 31 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖 圖 31 是一個典型的數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)方框圖?？梢?，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)是由發(fā)送濾波器（信道信號形成器）、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（信道信號形成器）：它的功能是產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘柌ㄐ?。因為其輸入一般是?jīng)過碼型編碼器產(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)送濾波器通過碼型變換和波形變換實現(xiàn)其變換，使得信號與信道匹配，便于傳輸。 信道：是允許基帶信號通過的媒介。信道的傳輸特性一般不滿足無失真?zhèn)鬏敆l件，因此會引起失真。另外信道還會引入噪聲。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。盡可能濾除信道噪聲和其他干擾，對信道特性均衡，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)定時刻（由定位脈沖控制）對接收濾波器的輸出波形進行抽樣判決，以恢復(fù)或再生基帶信號。 定位脈沖和同步提取：它的作用是抽樣的位定時脈沖依靠同步提取電路從接收信號中提取，位定時的準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)工作過程及各部分作用如下。 M 進制 數(shù)字信息 輸出 ○ + 定時信號 圖 32 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖 發(fā)送濾波器進一步將輸入的矩形脈沖序列變換成適合信道傳輸?shù)牟ㄐ?。這是因為矩形波含有豐富的高頻成分，若直接送入信道傳輸，容易產(chǎn)生發(fā) 送 濾波器 帶限信 道 接 收 濾波器 抽樣 判決 抽樣 判決 綿陽師范學院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 失真。 基帶傳輸系統(tǒng)的信道通常采用電纜、架空明線等。信道既傳送信號，同時又因存在噪聲 和頻率特性不理想而對數(shù)字信號造成損害，使得接收端得到的波形 與發(fā)送的波形 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信號傳輸?shù)挠绊懚O(shè)置的。其主要作用是濾除帶外噪聲并對已接收的波形均衡，以便抽樣判決器正確判決。 抽樣判決器首先對接收濾波器輸出的信號 在規(guī)定的時刻（由定時脈沖控制）進行抽樣，獲 得抽樣信號 ，然后對抽樣值進行判決，以確定各碼元 是 “ 1”碼還是“ 0” 碼。 基帶系統(tǒng)設(shè)計中的碼間干擾和噪聲干擾以及解決方案 由圖 1 所示，其中發(fā)送濾波器的傳遞函數(shù)為 ，沖擊響應(yīng)為 ；接收濾波器的傳遞函數(shù)為 ，沖擊響應(yīng)為 。從 到 的傳輸過程中，各個脈沖信號經(jīng)過信道與接收濾波器 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 串擾又有噪聲的影響。 經(jīng)過接收濾波器后的輸出信號為 令 , 并 令 數(shù) 字 基 帶 傳 輸 系 統(tǒng) 總 的 沖 擊 響 應(yīng) 為 總的頻響函數(shù)為 于是 記抽樣定時為 ,得到抽樣值， 。 是相對固定的時延，不妨將其忽略。于是 綿陽師范學院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 式中，令 。 式中的第一項對應(yīng)所期望接收的 符號，；第二項是其他符號對當前符 號 的干擾，稱為碼間串擾或碼間干擾（ ISI）；第三項為噪聲影響。 由于隨機性的碼間串擾
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