数字基带传输系统的设计与仿真 09250419

通信原理课程设计说明书目录1、课程设计的目的及意义2、数字基带传输系统理论知识介绍3、设计步骤4、源程序及运行结果5、心得体会6、参考文献1、课程设计的目的及意义随着通信技术的飞速发展，通信系统的结构和功能变得越来越复杂，为了高效地完成各类研发工作，需要借助计算机辅助分析和设计工具。

通过仿真，学生可以更好地理解理论课程中所涉及到的概念、原理与计算方法。

由于在理论课上必须将复杂性限制在较低的程度，以保证能够进行分析。

在仿真过程中，允许我们方便地改变系统参数，而且通过仿真结果进行交互式和可视化的显示，可以迅速评估这些改变的影响，因此可以学习到更复杂和更实际的系统工作特性。

通过课程设计的实践学习，培养学生的设计能力和解决实际问题的能力。

这次课程设计以仿真形式进行，使学生能够掌握一种基本的仿真软件对通信系统进行仿真。

数字基带传输系统是《通信原理》课程中非常重要的一部分基础性内容为了使学生加深列通信系统的理解，其中的一些概念、原理往往需要用实验来澄清，但是该实验的实验板在市场上没有销售，而且该实验几乎无法用硬件实现；一些替代性的实验，其实验结果由于受多种因素影响，也往往不能满足要求．因此，开发一套数字基带传轱系统仿真实验软件是很有必要的。

在仿真软件设计中采用了 Mathworks 公司的 MATLAB 作为仿真工具，其仿真平台SIMUINK 具有可视化建模和动态仿真的功能。

用 SIMULINK 构造仿真系统，方法简单直观，开发的仿真系统使用时间流动态仿真，可以准确描述真实系统的每一细节，并且在仿真进行的同时具有较强的交互功能，易于使用。

另外该软件还具有较好的可扩展性和可维护性。

本次课程设计采用仿真工具 SIMUIINK，设计数字基带传输系统仿真实验软件的系统定义、模型构造的过程．通过对仿真结果分析和误码性能测试表明，该仿真系统完全符合实验要求。

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

基于matlab的数字基带传输系统仿真实验设
计
数字基带传输系统仿真实验设计
一、实验目的
1.了解数字基带传输系统的基本结构和原理；
2.通过Matlab仿真来研究数字基带传输系统的性能特点；
3.实际操作，掌握Matlab对数字信号处理的基本方法。

二、实验内容
1.设计数字基带传输系统的仿真模型，包括信源、调制器、信道、解调器、接收端等模块；
2.模拟实现数字信号的采样、量化、编码等过程；
3.采用常用的调制方式，如BPSK、QPSK、16QAM等，进行调制处理，并观察不同调制方式下的信噪比和误码率的关系；
4.在传输过程中引入噪声，观察噪声对信号传输质量的影响；
5.实现误码率的计算和信噪比的测量；
6.结合实际情况，设计合适的信号处理算法，提高数字基带传输系统的性能。

三、实验步骤
1.根据实验要求，设计数字基带传输系统的仿真模型，包括信源、调制器、信道、解调器、接收端等模块；
2.实现数字信号的采样、量化、编码等处理过程；
3.采用常用的调制方式（如BPSK、QPSK、16QAM等），进行信号调制处理；
4.在传输过程中引入噪声，并观察噪声对信号传输质量的影响；
5.实现误码率的计算和信噪比的测量；
6.根据实验结果，设计合适的信号处理算法，提高数字基带传输系统的性能。

四、实验结果
1.实验结果应包括调制方式、误码率、信噪比等参数；
2.根据实验结果，评估数字基带传输系统的性能，提出改善方法。

五、实验总结
1.总结数字基带传输系统的基本结构和原理；
2.分析数字基带传输系统的性能特点，包括误码率、信噪比等；
3.掌握Matlab对数字信号处理的基本方法。

为满足基带传输系统的特性要求，必须选择合适的传输码型。基带传输系统中常用的线路传输型码主要有：传号交替反转码---AMI码、三阶高密度双极性码--- 3HDB码、分相码---Manchester码、传号反转码---CMI码以及4B3T码等。下面我们详细地介绍这些码型。
1、传号交替反转码---AMI码
4双极性归零波形这种波形是用正电平和负电平分别表示二进制码元的“1”码和“0”码，但每个电脉冲在小于码元宽度的时间内都要回到零电平，这种波形兼有双极性波形和归零波形的特点
5差分波形（相对码波形）信息码元与脉冲电平之间的对应关系是固定不变的（绝对的），故称这些波形为绝对码波形，信息码也称为绝对码
6多电平脉冲波形（多进制波形）上述各种波形都是二进制波形，实际上还存在多电平脉冲波形，也称为多进制波形。
（3）曼彻斯特Manchester码
曼彻斯特码又称数字双相码或分相码，曼彻斯特码用一个周期的方波来代表码元“1”，而用它的反相波形来代表码元“0”。这种码在每个码元的中心部位都发生电平跳变，因此有利于定时同步信号的提取，而且定时分量的大小不受信源统计特性的影响。曼彻斯特码中，由于正负脉冲各占一半，因此无直流分量，但这种码占用的频带增加了一倍。曼彻斯特码适合在较短距离的同轴电缆信道上传输。
数字基带信号传输码系统组成：
①信道形成器：其功能产生适合于信道传输的基带信号波形。
②信道：是允许基带信号通过的媒介，通常为有线信道，如双绞线、同轴电缆等，其传输特性一般不满足无失真传输条件。
③接受滤波器：用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。
（AMI Alternate Mark Inversion）码又称为平衡对称码。这种码的编码规则是：

1任务书试建立一个基带传输模型，采用曼彻斯特码作为基带信号，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.5，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配。

发送数据率为1000bps，要求观察接收信号眼图，并设计接收机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，并统计误码率。

另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。

假设接收定时恢复是理想的。

2基带系统的理论分析2．1 基带系统传输模型及工作原理基带系统传输模型如图1所示。

1)系统总的传输特性为H(ω)=GT(ω)C(ω)GR(ω)，n(t)是信道中的噪声。

2)基带系统的工作原理：信源是不经过调制解调的数字基带信号，信源在发送端经过发送滤波器形成适合信道传输的码型，经过含有加性噪声的有线信道后，在接收端通过接收滤波器的滤波去噪，由抽样判决器进一步去噪恢复基带信号，从而完成基带信号的传输。

2．2 基带系统设计中的码间干扰及噪声干扰码间干扰及噪声干扰将造成基带系统传输误码率的提升，影响基带系统工作性能。

1)码间干扰及解决方案码间干扰：由于基带信号受信道传输时延的影响，信号波形将被延迟从而扩展到下一码元，形成码间干扰，造成系统误码。

解决方案：①要求基带系统的传输函数H(ω)满足奈奎斯特第一准则：若不能满足奈奎斯特第一准则，在接收端加入时域均衡，减小码间干扰。

②基带系统的系统函数H(ω)应具有升余弦滚降特性。

如图2所示。

这样对应的h(t)拖尾收敛速度快，能够减小抽样时刻对其他信号的影响即减小码间干扰。

2)噪声干扰及解决方案噪声干扰：基带信号没有经过调制就直接在含有加性噪声的信道中传输，加性噪声会叠加在信号上导致信号波形发生畸变。

解决方案：①在接收端进行抽样判决；②匹配滤波，使得系统输出信噪比最大。

3基带系统设计方案3．1 信源1)常见的基带信号波形有：单极性波形、双极性波形、单极性归零波形和双极性归零波形。

双极性波形可用正负电平的脉冲分别表示二进制码“1”和“0”，故当“1”和“O”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，且在接收端恢复信号的判决电平为零，抗干扰能力较强。

通信原理实验数字基带传输仿真实验本文记录的是一次通信原理实验，具体实验内容是数字基带传输仿真实验。

这个实验旨在让学生了解并掌握数字基带传输的基本原理、信号调制和调制解调的方法，并通过仿真实验加深对数字基带传输的理解。

实验步骤：第一步：实现数字基带信号的产生。

我们采用MATLAB编写代码来产生数字基带信号。

具体而言，我们可以选择产生脉冲振幅调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）等各种调制方式。

第二步：实现数字基带信号的传输。

我们可以通过MATLAB编写代码，将数字基带信号在传输媒介中进行仿真。

具体而言，我们可以选择传输介质为AWGN信道、多径信道等，通过加入信噪比、码元传输速率、波特率等参数来模拟不同的传输环境。

第三步：实现数字基带信号的调制。

我们采用调制器进行数字信号的调制。

常见的数字调制方式有AM调制、FM调制、PM调制等。

此处我们选择了二进制相移键控（BPSK）调制来进行数字基带信号的调制。

第四步：实现数字基带信号的解调。

我们采用解调器来实现数字基带信号的解调。

常见的数字解调方式有包络检测法、抑制互调法等。

此处我们选择了直接判决法来进行数字基带信号的解调。

第五步：实现数字基带信号的重构。

我们通过将数字基带信号解调后还原成原始信号进行数字信号的重构。

此处我们需要通过MATLAB代码将解调后的数字信号还原成原始信号，并绘制出波形图进行对比分析。

实验结果：通过对仿真实验的分析，我们得出了一些结论。

首先，不同的数字基带信号相对应不同的调制方式，比如我们可以选择PAM调制来实现计算机通讯中的以太网传输。

其次，数字基带信号的传输受到了多种因素的影响，包括信道的噪声、信噪比、码元传输速率、波特率等。

第三，数字基带信号的解调方式有很多种，我们需要根据传输环境的不同来选择最适宜的解调方式。

最后，数字基带信号的重构是一个非常重要的环节，它能够让我们了解数字基带信号在传输过程中所带来的信息损失和失真情况。

实验三 数字基带传输系统的建模与仿真一． 实验目的1. 了解数字基带传输系统的建模过程2. 了解数字基带传输系统的仿真过程二． 实验内容建立一个基带传输模型，发送数据为二进制双极性不归零码，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配，接收机能自行恢复系统同步信号。

要求观察接收信号眼图，并设计接收机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，并统计误码率。

三． 实验原理数字基带传输系统框图如图5-1所示，它主要由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器和抽样判决器等部件组成为保证数字基带。

系统正常工作，通常还应有同步系统。

图中各部分原理及作用如下：脉冲形成器：输入的是由电传机、计算机等终端设备发送来的二进制数据序列或是经模/数转换后的二进制脉冲序列，用{}k d 表示，它们一般是脉冲宽度为T 的单极性码。

脉冲形成器的作用是将{}k d 变换成比较适合信道传输的码型，并提供同步定时信息，使信号适合信道传输，保证收发双方同步工作。

发送滤波器：发送滤波器的传输函数为()T G ω，其作用是将输入的矩形脉冲变换成适合信道传输的波形。

这是因为矩形波含有丰富的高频成分，若直接送入信道传输，容易产生失真。

信道：信道传输函数为()C ω。

基带传输的信道通常为有线信道，如市话电缆和架空明线等，信道的传输特性通常是变化的，信道中还会引入噪声。

在通信系统的分析中，常常把噪声等效，集中在信道引入。

这是由于信号经过信道传输，受到很大衰减，在信道的输图5-1 数字基带传输系统出端信噪比最低，噪声的影响最为严重，以它为代表最能反映噪声干扰影响的实际情况。

但如果认为只有信道才引入噪声，其他部件不引入噪声，是不正确的。

G ，它的主要作用是滤除带外噪声，对信道接收滤波器：接收滤波器的传输函数为()R特性进行均衡，使输出信噪比尽可能大并使输出的波形最有利于抽样判决。

抽样判决器：它的作用是在信道特性不理想及有噪声干扰的情况下，正确恢复出原来的基带信号。

大 连 大 学
论文题目：数字基带传输系统设计 学 院：信息工程学院
专 业 班 级 ： 电 信 092 班 指导老师：张瑾 学生姓名：叶园园 王建峰 陈鑫 吴涛 李文科
完成日期： 2012 年 10 月 5 日
研究报告
1、项目题目
数字基带传输系统设计
2、项目概述
数字通信的基带传输方式是数字通信最基本的传输方式， 随着数字通信技术 的发展， 这种方式也有迅速发展的趋势。由于理论上已经证明任何一个采用线性 调制的频带传输系统， 总可以由一个等效的基带传输系统替代，所以对基带传输 系统的研究也将迁移到频带传输系统的研究中，因而具有普遍意义。 本项目选用 Altera 公司的 EP2C5T144C8N 芯片作为处理器， 来实现的数字基 带传输系统。 使其具有数字基带信号发生、 多种编码输出、 信道传输 （模拟加噪） 及解码恢复等功能。其中基带传输码型的编码与解码以及信道噪声的模拟，用 VHDL 硬件描述语言编程实现。单/双极性变换、噪声叠加与信道传输幅频特性的 模拟， 将分别采用中规模数字集成电路和模拟电路实现。系统将具有工作可靠性 高、可在线修改设计等优点。library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity hdb3_coding is port( data_in :in std_logic; clock :in std_logic; data_out :out std_logic_vector(1 downto 0)); end hdb3_coding; architecture rtl of hdb3_coding is signal reg :std_logic_vector(3 downto 0); signal parity :std_logic; --记录破坏点间 1 码个数的奇偶性 signal judge_v :std_logic; --判断是否有破坏符 signal grant_cnt:std_logic; --允许开始计算破坏点间的 1 码个数 signal last_sign:std_logic; --上一输出的符号 signal v_cnt :std_logic_vector(2 downto 0);--v 点位置跟踪计数器 begin process(clock) -- 移位寄存器 ，插 V begin if rising_edge(clock) then if data_in='0' and reg(3 downto 1)="000" then reg<=('1' & reg(3 downto 1)); judge_v<='1'; grant_cnt<='1'; else reg<=data_in & reg(3 downto 1); judge_v<='0'; grant_cnt<='0'; end if; end if; end process; process(clock) --计数 begin if rising_edge(clock) then if grant_cnt='1' and data_in='0' then parity<='0'; elsif grant_cnt='1' and data_in='1' then parity<='1'; elsif data_in='1' then parity<=not parity; end if; end if; end process; process(clock) --V 点跟踪 begin if rising_edge(clock) then

频特性和群时延特性，同时在数字基带传输系统中，也不
可避免需要采用一些模拟电路（例如放大器、模拟滤波器、
Ａ／Ｄ转换器、Ｄ／Ａ转换器），这些模拟器件的非线性也将
会改变了数字基带传输系统的幅频特性和群时延特性。
在数字通信系统中，信道群时延失真和幅度波动将引
起符号间干扰，使系统差错概率恶化。奈奎斯特第一准则 本质上可以理解为：如果信号经传输后整个波形发生变化， 但只要其特定点的抽样值保持不变，那么用再次抽样的方 法·仍然可以准确无误地恢复原始信码。通常我们根据奈 奎斯特第一准则，幅度波动的修正相对简单一些，利用ＦＩＲ 滤波器来修正ＣＩＣ滤波器的幅频特性，ＣＩＣ滤波器群时延 波动的修正可采用群时延均衡器来实现，使之整个数字基 带传输系统的幅频特性和群时延特性接近理想低通特性。
中，根据过渡区的宽度有一系列升余弦滤波器，每种滤波
器在Ｒ／２处幅值减半，但是，过渡区从频率（１一ａ）Ｒ／２开 始，在（１＋ａ）Ｒ／２结束，如图２所示，参数ａ相当于富余频
部分称为“滚降系数”，也称为滚降因子，取值范围从
０到１。滚降系数为ａ升余弦滤波器的传递函数如下［２］：
Ｇ（，ｆ口）＝
ｆ１，
Ｉ口Ｊ≤专（１一。
１数字基带传输系统滤波器特性介绍
数字基带传输系统通常由码元影射、发送成形滤波
器、信道、接收匹配滤波器、抽样判决器和码元再生器组
成，具体框图如图１数字基带传输系统框图所示［１］。
理想基带传输系统的传输特性具有理想低通特性，其
传输函数为：
Ｈｃ御，＝｛誉常数ｈ：三：萋：Ｚ
ｃ·，
＾（￡）＝封二肌）ｅ—ｄｃｏ＝如一幽 （２）
Ｆ（ｆ）Ｉ＝（篙器）５ 出这些极点将被ｃＩＣ滤波器的零点抵消。 同时可以算出多级ＣＩＣ插补滤波器的幅频响应如下：

数字基带传输系统仿真实验
一、基本原理： （1）数字基带信号传输系统的组成：
基带脉冲 信道信号
输入Biblioteka 形成器信道接收 滤波器
抽 样 基带脉冲 判决器 输出
噪声 （2）余弦特性滚降的传输函数：
同步 提取
TS ,
H () T2S
[1 sin
TS
2
( TS
)],
相应的冲激响应
h(t)为：0,
0 (1 )
统的总特性是确定的，故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。
二、仿真代码和图形： （1）绘制α= 0，0.75，1 时的升余弦滚降系统的时域和频谱图；
（2）随机产生周期 Ts=1s 的单位幅度单极性 RZ 和双极性 NRZ 信号，绘制信号的时域波形和 功率谱；
①单极性 RZ:
②双极性 NRZ 信号:
（3）（2）中产生的双极性 NRZ 信号通过 α=1 的系统后，绘制输出信号在示波器上显示的 眼图；
（4）绘制（3）输出的信号加入高斯白噪声信号后的输出眼图；
输入 n0=0.2，仿真图形如下：
（5） 若考虑最佳接收，接收端采用匹配滤波器，绘出基带信号，及相应匹配滤波器的冲激 响应波形，信号通过加性高斯白噪声信道 SNR 任选，绘制信号波形及匹配滤波器输出波形。
直流分量，不受信道特性变化的影响，抗噪声性能好。 （5）眼图：
指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。在 传输二进制信号波形时,由于示波器的余晖作用，使扫描所得的每一个码元波形重叠在一起， 示波器显示的图形很像人的眼睛，故名“眼图”。 眼图模型如下所示：
抽样失真
过零点失真
判决门限电平
对定时误差的灵敏度

通信系统课程设计报告数字基带传输系统的仿真实现摘要数字信号的基带传输是通信系统中的一个重要环节，对基带传输研究的意义在于现代通信系统中广义上的任一线性调制的频带传输系统均可等效为基带传输系统，即数字基带传输中本就包含了频带传输的一些基本问题。

同时，就数字基带传输自身而言，随着数字通信技术的发展也被越来越多的应用。

在基带传输理论学习过程中涉及到的信道编码、传输信道特性、接收滤波、抽样判决等环节存在较为抽象不易理解的问题，如果不经过实践环节，这些抽象的计算和变换难以较快的掌握。

MATLAB是一款功能强大的工程技术数值运算跨平台语言，利用它的通信工具箱和可视化仿真模型库Simulink可有效实现通信系统的仿真。

Simulink可对动态系统进行建模、仿真并对仿真结果进行分析，其可视化建模的特点尤其适合于通信系统仿真等工作。

关键词：Simulink；眼图；数字基带传输系统前言随着通信系统的规模和复杂度不断增加，统的设计方法已经不能适应发展传的需要，通信系统的模拟仿真技术越来越受到重视。

传统的通信仿真技术主要分为手工分析与电路试验2种，但耗时长方法比较繁杂，而通信系统的计算机模拟仿真技术是介于上述2种方法的一种系统设计方法，它可以让用户在很短的时间内建立整个通信系统模型，并对其进行模拟仿真]2[。

数字信号的传输方式按其在传输中对应的信号的不同可分为数字基带传输系统和数字频带传输系统。

不使用调制和解调而直接传输数字基带信号的系统称为数字基带传输系统。

虽然在实际使用的数字通信系统中基带传输不如频带传输那样广泛，但是，对于基带传输系统的研究仍然是十分有意义的。

1) 在频带传输制式里同样存在基带传输的问题(如码间干扰等)，因为信道的含义是相对的，若把调制解调器包括在信道中(如广义信道)，则频带传输就变成了基带传输。

可以说基带传输是频带传输的基础。

2) 随着数字通信技术的发展，基带传输这种方式也有迅速发展的趋势。

目前,它不仅用于低速数据传输,而且还用于高速数据传输。

影响系统性能的因素，一是信道加性噪声；二是传输总特性（包括发、收滤 波器和信道的特性）不理想而引起的波形延迟、展宽、拖尾等畸变使码元之间相 互串扰，也就是码间串扰。在实际应用当中，我们不能避免噪声也不能避免码间 串扰，只能通过有效地抑制噪声和减少码间串扰来使收信端能正确恢复信息。
通过本次实习，我掌握了如何利用 System View 软件来进行实验仿真以及 分析。
图 5 未加入噪声时输出信号的频谱图
5
图 6 经过升余弦滤波器整型后的信号与原信号的叠加波形
图 7 输入与输出信号的波形叠加
性能分析：以上实验是没有经过噪声的，其中，图 5 是未加入噪声时输出波形的 频谱图，图 6 是经过升余弦滚降滤波器整型后的信号波形与原信号波形的叠加。 图 7 是输入信号波形与输出信号波形的叠加，可观察到在未加入加性高斯白噪声 时输出信号的波形与其原始输入信号波形基本一致。
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2
一、实习目的 1.掌握数字基带传输系统的基本结构图； 2.熟悉数字基带系统各部件的作用； 3.掌握数字基带传输系统的仿真以及性能分析； 4.学习 System View 的使用； 5.了解数字基带传输系统在实际生活中的广泛应用； 6.培养发现问题、分析问题、解决问题的能力； 7.提高独立学习的能力。 二、实习仪器 计算机、System View 仿真软件 三 、实习原理
在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而直接传输基带信 号，这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。 1. 基带传输系统方框图如下：
基带传输系统模型 各方框的功能如下： （1） 发送滤波器（又称信道信号形成器）：基带传输系统的输入是由终端设备 或编码器产生的脉冲系列，通常含有直流和低频成分，因而不适合在信道中传输。 信道信号形成器的作用就是把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号， 这种变换主要是通过码型变换和波形变换（如把方波变成高斯波或升余弦波）来 实现的，其目的是与信道特性匹配，便于传输，利于同步提取。 （2） 信道：这里的信道为有线信道。信道的传输特性通常不满足无失真传输条 件，甚至是随机变化的，同时，系统还存在噪声。因此，在通信系统的分析中， 常常把噪声集中等效在信道上。 （3） 接受滤波器：其主要作用是滤除带外噪声，均衡信道特性，使输出的基带 波形有利于正确接收。

数字基带传输系统课程设计(终稿)一、设计目的本课程设计旨在让学生深入理解数字基带传输系统的基本原理、组成结构和传输特性。

通过理论分析和实验操作，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，为后续学习和工作打下基础。

二、设计任务与要求1.设计任务设计一个简单的数字基带传输系统，包括信号生成、调制、传输和接收等环节。

具体要求如下：(1) 信号生成：采用随机二进制序列作为输入信号，信号速率不低于100kbps。

(2) 调制：采用基带调制技术，将二进制序列转换为适合在信道中传输的信号。

(3) 传输：通过有线或无线信道传输调制信号，确保信号在信道中稳定传输。

(4) 接收：在接收端对接收到的信号进行解调，恢复原始二进制序列。

2.设计要求(1) 理论分析：分析数字基带传输系统的基本原理、组成结构和传输特性，为系统设计提供理论支持。

(2) 方案设计：根据设计任务和要求，制定可行的设计方案。

(3) 硬件选择与搭建：根据设计方案，选择合适的硬件设备和电路元件，搭建数字基带传输系统硬件平台。

(4) 软件编程：编写控制程序和信号处理算法，实现数字基带传输系统的各项功能。

(5) 系统测试与优化：对所设计的系统进行测试和优化，确保系统性能达到设计要求。

三、设计步骤与内容1.理论分析(1) 学习数字基带传输系统的基本原理、组成结构和传输特性。

(2) 分析基带调制技术（如QPSK、QAM等）的原理、实现方法和性能特点。

(3) 研究信道噪声对数字基带传输系统性能的影响及应对措施。

2.方案设计(1) 确定系统总体架构：根据设计任务和要求，制定系统的总体架构方案，包括信号生成、调制、传输和接收等环节。

(2) 选择调制方式：根据实际情况选择适合的基带调制方式，如QPSK或QAM等。

(3) 确定信道类型：根据实际应用场景选择信道类型，如有线电缆、光纤或无线信道等。

(4) 制定硬件和软件设计方案：根据总体架构方案，设计硬件电路和软件程序，实现系统的各项功能。

学生姓名：王杰指导教师：谢芳娟起讫日期：2017年11月26日—2018年5月26日目录NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OF .............................. 错误!未定义书签。

SCIENCE AND TECHNOLOGY ................................................... 错误!未定义书签。

THESIS OF BACHELOR ....................................................... 错误!未定义书签。

数字基带传输系统设计与仿真 (6)摘要 (6)Abstract (7)第一章绪论 (8)1.1 数字基带传输系统简介 (8)1.2 数字基带传输系统结构 (10)第二章数字基带信号 (13)2.1 基本的基带信号波形 (13)2.2 基带传输的常用码型 (15)第三章码间串扰 (20)3.1 码间串扰的产生 (20)3.2 码间串扰的解决方法 (20)3.3 滚降因子 (21)3.4 无码间串扰 (21)3.4.1 无码间串扰时域条件 (21)3.4.2 无码间串扰传输特性 (22)3.5 理想低通 (22)第四章实验仿真 (24)4.1 仿真设计 (24)4.2 余弦滚降系统基于MATLAB的仿真 (24)4.3接收滤波器的实现 (25)总结 (27)参考文献（References） (28)致谢 (30)附录 (32)数字基带传输系统设计与仿真专业：电子信息工程学号：7020914062 学生姓名：王杰指导教师：谢芳娟摘要：模拟信号有很多的优点，但数字信号相较与模拟信号而言，它具有更多的好的特性，同时它也有一些缺点，比如对设备的要求比较高，对带宽的需求也比较大。

在最近的几年里，大规模集成电路制作技术的发展速度大大加快，数字信号系统的技术与设备要求的困难程度，都有很大幅度的降低。

数字基带传输系统仿真实验一、系统框图一个数字通信系统的模型可由下图表示:信源信道数字信源编码器调制器编码器数字信源噪声信道信道数字信源信宿译码器解调器译码器数字信宿编码信道数字通信系统模型从消息传输角度看，该系统包括两个重要的变换，即消息与数字基带信号之间的变换;数字基带信号与信道传输信号之间的变换。

在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。

称为基带传输系统。

与之对应，把包括了载波调制和解调过程的传输系统称为频带传输系统。

无论是基带传输还是频带传输，基带信号处理是必须的组成部分。

因此掌握数字基带传输的基本理论十分重要，它在数字通信系统中具有普遍意义。

二、编程原理1. 带限信道的基带系统模型(连续域分析)X(t) y(t){}a, 输入符号序列―― lL,1dtatlT()(),,,T, 发送信号―― ――比特周期，二进制,lbbl,0码元周期,jft2,, 发送滤波器―― G(),或Gf()或gtGfedf()(), TT,TT,,, 发送滤波器输出――L,1xtdtgtatlTgt()()*()()*(),,,,,TlbTl,0 L,1=()agtlT,,lTsl,0, 信道输出信号或接收滤波器输入信号(信道特性为1) ytxtnt()()(),，,jft2,G(),Gf()gtGfedf()(),, 接收滤波器―― 或或 RR,RR,,, 接收滤波器的输出信号rtytgtdtgtgtntgt()()*()()*()*()()*(),,，RTRR,1L ()(),,，agtlTnt,lbR,0l,jft2,gtGfCfGfedf()()()(), 其中 ,TR,,(画出眼图)lTlL,,, 01, 如果位同步理想，则抽样时刻为 brlTlL() 01,,,, 抽样点数值为 (画出星座图) b,{}a, 判决为 l2. 升余弦滚降滤波器(1),,,Tf,||,s,T2s,,TT1(1)(1),,，，，,,,,ss Hfff()1cos(||),||,，,,,,,,TTT2222，，,ss,,(1)，,f0,||,,T2s,1式中,称为滚降系数，取值为, 是常数。

实验二数字基带传播技术仿真实验实验规定：1、学生按照实验指引报告独立完毕有关实验旳内容；2、上机实验后撰写实验报告，记录下自己旳实验过程，记录实验心得。

3、以电子形式在规定日期提交实验报告。

实验指引1、单极性不归零码单极性不归零码是一种最简朴最常用旳基带信号形式。

这种信号脉冲旳零电平和正电平分别相应着二进制代码0和1，即，在一种码元时间内用脉冲旳有或者无来相应表达0或者1码。

其特点是极性简朴，有直流分量，脉冲之间无间隔。

生成单极性不归零码旳MATLAB实现程序如下：function y=snrz(x)%本函数实现将输入旳一段二进制代码编为相应旳单极性不归零码输出%输入x为二进制码，输出y为编号旳码t0=200;t=0:1/t0:length(x);%给出相应旳时间序列for i=1:length(x)%计算码元旳值if x(i)==1%如果输入信息为1for j=1:t0%该码元相应旳点值取1y((i-1)*t0+j)=1;endelsefor j=1:t0%如果输入信息为0，码元相应旳点值取0y((i-1)*t0+j)=0;endendendy=[y,x(i)];plot(t,y);%采用title命令来实现标记出各码元相应旳二元信息title('10110010');grid on;axis([0,i,-0.1,1.1]);在命令窗口中输入x旳二进制代码和函数名，就可以得到所相应旳单极性不归零码输出，如输入如下指令，将浮现图1所示成果。

x=[10110010];snrz(x)图1单极性不归零码2、双极性不归零码在双极性不归零码中，脉冲旳正负相应着二进制代码旳1和0，由于它是幅。