答案 第六章 基带传输系统
第六章基带传输系统
1、AMI码的缺点是什么？
解：不能限制长连O和长连1，不利于时钟提取。
,CMI码.
2、设数字信号序号为1000010100001111，将其编成AMI，HDB
3
解: AMI:+10000-10+10-10000+1-1+1-1
HDB3: V+|B-000V-B+0B-B+`00V+B-B+B-B+
CMI: 000010101011101000101010111001100
3、带限传输对数字信号有什么影响？码间干扰是怎样形成的？
解：理论上数字信息的频带为无穷大，这样无限带宽的信号通过实际的信道传输时，由于实际信道带宽有限，信号波形必然会产生失真，从而产生码间干扰. 4、怎样用示波器观察眼图，眼图恶化说明什么含义？
解：示波器采用外同步，扫描同期必然为TB（码元同期）或TB的整数倍，这样，就在荧光屏上出现一个或几个接收到的均衡波形,由于示波器的余辉作用,使多个波形迭在一起，这样在荧光屏上显示类似人眼的图形。眼图恶化说明信噪比降低，误码率增加.
5、定时抖动同哪些有关定时抖动对PCM通信有什么影响？
解：定时抖动的原因：
①谐振回路失谐的影响
②时钟提取电路限幅门限失调或输入信号电平变化。
③信通噪声和串话干扰
④信号码型随机组合
抖动的影响：误码率增加
6、某CMI码为11000101110100，将其还原为二进制NRZ码
解：按CMJ码编码规则，还原后的NRZ码为1100101
0→01
1→00和11交替
7、为什么数字通信系统要求误码率低于10-6?
解：当Pe=10-6时，误码信噪比（S/Ne）dB=41.6dB，但若信道误码率高于10-6，如Pe=10-5,则(S/Ne)=31.6dB（Pe增加一个数量级，误码信噪比下降10dB），低于A律压缩特性的最大量化信噪化38dB，所以为保证总的信噪比不因误码噪声而显著下降，信道误码率Pe应低于10-6。
8、再生中继系统的特点是什么？
解：噪声不积累但误码会积累。
9、为什么要求均衡波形的波峰附近变化要平坦？
解：均衡波形幅度大且波峰附近变化平坦，即使由于各种原因引起定时抖动（再
生判决脉冲发生偏移），也不会产生误判，即“1”码仍可还原为“1”码。反之则有可能会将“1”码误差为“0”码。
10、为什么电缆传输码型常用HDB3码？
解：1、无直流分量，低频成分也少
2、高频成分也少
3、便于误码检测
4、码型频谱中虽无时钟频率成分，但经全波整流后即为RZ码，就会有时钟频率成分，故提取时钟较容易。
5、克服了长连0(最大连0数为3个),便于时钟提取
11、已知信息代码为1010000011000011，试确定相应的传号差分码、CMI码、数
码，并分别画出它们的波形。
字双相码、AMI码以及HDB
3
解：
12、有4个连1和4个连0交替出现的序列，画出单极性非归零码、AMI码、HDB
3码所对应的波形图。
码的编码规律比较思路单极性非归零码、AMI码的编码规律比较简单。对HDB
3
码，并进而画出波形图。由于序列中4个熟悉后即可直接由信息代码求出HDB
3
连1和4个连0是交替出现的，故相邻的4个连0码组之间1码的个数肯定是偶码中的每个取代节都应是B00V。
数个，因此HDB
3
解：单极性非归零码、AMI码、HDB3码及其波形图如下图所示。
13、设随机二进制序列中的1码出现的概率为0.5，对应一个振幅等于1、宽度等于码元间隔T s 的矩形脉冲，0码对应0电平。
(1) 求其功率谱密度及功率，并画出功率谱曲线，求谱零点带宽； (2) 若1码对应一个占空比等于0.5的矩形脉冲，0码仍为0电平，重新回答(1)中的问题；
(3) 能否从上述两个信号中用滤波法直接提取码元同步所需的频率f s =1/T s 的分量?若能，给出该分量的功率；
(4) 分析离散谱f s 的功率与1码概率P 的关系。 思路 第一个信号为单极性非归零码，第二个信号为占空比等于0.5的单极性归零码，它们的基本波形为D Ts (t)和D 0.5Ts (t)。这两个信号都是相同波形随机序列，可用式(5-3)求其功率谱。若功率谱中含有f s =1/T s 的离散谱，则可用滤波法直接提取频率为f s =1/T s 的位定时信号，否则不能。 P s (f)=f s P(1-P)(a 1-a 2)2G 2
(f)+f 2
s ∑
∞
-∞
=n |Pa 1+(1-P)a 2|2G 2(mf s )δ(f-mf s ) (5-3)
傅氏变换对
D τ(t)←→τSa )2
(
ωτ=τ2/2/sin ωτωτ
是本课程中常用公式，此题中τ=T s 或τ=0.5T s 。 解: (1) P=0.5,a 1=1,a 2=0
G(f)=T s Sa(πfT s )=T s Sa(πf/f s ) 代入式(5-3)得 P s (f)=f s ×0.5×0.5×T 2
s Sa 2
(πf/f s )+f 2
s
∑
∞
-∞
=m 0.52×T 2s Sa 2(m πf s /f s )δ(f-mf s )
=0.25T s Sa 2
(πf/f s )+0.25 ∑
∞
-∞
=m Sa 2(m π)δ(f-mf s )
由于 sin(m π)=0 所以
Sa(m π)=0
故 P s (f)=0.25T s Sa 2(πf/f s ) 功率谱密度曲线如下图所示。
由图可知，谱零点带宽为B s =f s 。 信号功率为 S=?
∞
-∞P s (f)df=0.25 ?
∞
-∞T s Sa 2(πf/f s )df
=0.25f s ?
∞
-∞T 2
s Sa 2
(πf/f s )df
根据帕塞瓦尔定理
?∞
-∞
T 2s Sa 2
(πf/f s )df= ?
∞
-∞|G(f)|2
df=?
∞
-∞D 2T s (t)dt=T 2
s
得 S=0.25f s ·T s 2 =0.25T s (2) P=0.5
G(f)=0.5T s Sa(0.5πfT s )=0.5T s Sa(0.5πf/f s ) P s (f)=0.0625T s Sa 2
(0.5πf/f s )+0.06252Sa m ∑
∞
-∞
=(0.5m π)δ(f-mf s )
功率谱密度曲线如下图所示。
由图可知，谱零点带宽为B s =2f s 。 信号功率为 S=0.0625 ?∞
-∞T s Sa 2
(0.5πf/f s )df+0.0625 ?
∞
-∞∑
∞
-∞
=m Sa 2(0.5m π)δ(f-mf s )df
=0.0625f s ?
∞
-∞T 2
s Sa 2
(0.5πf/f s )df+0.0625
∑
∞
-∞
=m Sa 2(0.5m π)
=0.0625T s+0.0625
∑
∞
-∞
=m Sa 2(0.5m π)
(3) 在(1)中无频率等于f s 的离散谱，在(2)中有频率等于f s 的离散谱，故可以从(2)中用滤波法提取码元同步信号(即位同步信号)。 频率为f s 离散谱的功率为
S=2×0.0625Sa 2(0.5π)=(0.125sin 2(0.5π)/(0.5π)2 W=0.05 W
(4) 在第2个信号中有离散谱f s ，若P 为任意值，则此信号的离散谱为 0.25
∑
∞
-∞
=m P 2Sa 2(0.5m π)δ(f-mf s )
频率为f s 的离散谱功率为
S=(0.5P 2sin 2(0.5π)/(0.5π)2) W=0.2P 2 W
小结 以矩形脉冲为基本波形的二进制相同波形随机序列的谱零点带宽等于脉冲宽度的倒数，占空比为1时，谱零点带宽在数值上等于码速率；单极性归零码中含有频率等于码速率的离散谱，离散谱的功率随1码的概率增大而增大(设1码传送脉冲)。上述结论也可以推广到各码元独立的M 进制相同波形随机序列。
14、设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲，如右图所示。图中T s 为码元间隔，数字信息“1”“0”分别用g(t)的有无表示，且“1”和“0”出现的概率相等。
(1) 求该数字基带信号的功率谱密度；
(2) 能否用滤波法从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率f s =1/T s 的分量?若能，试计算该分量的功率。
思路 将底部宽度为τ、高度为1的三角形时域函数表示为Δτ(t)，傅氏变换对为
Δτ(t)←→2
2]4
/4/sin [
2)]4([2ωτωττωττ=Sa 据此式可求得本题中g(t)所对应的G(f)，再由式(5-3)即可求解。 P s (f)=f s P(1-P)(a 1-a 2)2G 2
(f)+f 2
s ∑
∞
-∞
=n |Pa 1+(1-P)a 2|2G 2(mf s )δ(f-mf s ) (5-3)
解： (1)
P=0.5,a 1=1,a 2=0
G(f)=
)2
(22s
s fT Sa AT π P s (f)=f s P(1-P)(a 1-a 2)2G 2
(f)+f 2
s
∑
∞
-∞
=m |Pa 1+(1-P)a 2|2G 2(mf s )δ(f-mf s )
=4s
f ·)2(4422s s fT Sa T A π+)2
(44
4222s
s m s fT Sa T A f π∑
∞
-∞
=δ(f-mf s ) )()2
(16)2(164242s m s s mf f m Sa A fT Sa T A -+=∑∞-∞=δπ
π (2) 频率f s =1/T s 离散谱分量为
0)(2)()2(842
42≠-=-s s f f A f f Sa A δπ
δπ
所以可以用滤波法从该数字基带信号中提取码元同步所需要的频率f s =1/T s 的分量，该分量的功率为 S=2A 2/π4=0.02A 2
15、某基带系统的频率特性是截止频率为1 MHz 、幅度为1的理想低通滤波器。 (1) 试根据系统无码间串扰的时域条件求此基带系统无码间串扰的码速率。 (2) 设此系统传输信息速率为3 Mbps ，能否无码间串扰?
思路 此题需求系统的冲激响应。系统的频率特性是一个幅度为1、宽度为ω0=4π×106 rad/s 的门函数(双边频率特性)D ω0(ω)，根据傅氏变换的对称性可得 D ω0(ω)←→
)2
(200t
Sa ωπω=2×106Sa(2π×106t) 无码间串扰的时域条件为
??
?≠==0
,00
,)(k k C kT h s 式中，T s 为码元间隔。所以，根据冲激响应波形就可确定此系统无码间串扰的码速率。
设进制数为任意值，根据信息速率与码速率之间的关系求3 Mbps 所对应的码速率，从而判断传输3 Mbps 信号有无码间串扰。 解: (1) h(t)=2×106Sa(2π×106t)
波形如下图所示。由图可知，当T s =0.5 μs/k(k 为正整数)时无码间串扰，即此系统无码间串扰的码速率为
(2) 设传输独立等概的M 进制信号，则 R B =
M
2log 3
(MBd)
令
M 2log 3
=k
2
得 M=k
28=8n (n=1,2,…)
即当采用8n
进制信号时，码速率R B =
n
1
(MBd)，可以满足无码间串扰条件。
16、设某基带传输系统具有右图所示的三角形传输函数： (1) 当R B =ω0/π时，用奈奎斯特准则验证该系统能否实现无码间串扰传输?
(2) 求该系统接收滤波器输出基本脉冲的时间表达式，并用此来说明(1)中的结论。
思路 因R B =ω0/π，即R B =2f 0，无码间串扰频域条件如下式
∑
∞
-∞
=n H(ω+n ωs )=?????
≤
其他
,02||,s C ωω (5-5)
或
∑
∞
-∞
=n H(ω+n ωs )=C,ω为任意值 (5-6)
对于此题给定的条件，有
02ωω=s
根据傅氏变换的对称性，可得 ΔΩ(ω)←→2
2]4
/4/sin [4)]4([4t t t Sa ΩΩΩ=ΩΩππ 由此式可求得本题所给系统的接收滤波器输出基本脉冲时间表达式，再根据码速率决定抽样时刻，从而决定有无码间串扰。 解： (1) 方法一
将H(ω)在频率轴上以2ω0为间隔切开，由于H(ω)的频率范围为(-ω0,ω0)，故切开、平移、迭加后仍为H(ω)，在|ω|<ω0范围内H(ω)不为常数，故系统有码间串扰。 方法二
将H(ω)向左右平移2ω0的整数倍，如下图所示。可见平移后各图不重合，相加后不为常数，故码速率为ω0/π时有码间串扰。
(2)
h(t)=π
ω20Sa 2)2(0t ω
此即为接收滤波器输出基本脉冲时间表达式。 因
T s =
1ωπ
=
B R
所以 h(kT s )=
)2
(220ππωk Sa 可见 k=0,±1,±3,…时，h(kT s )≠0，故有码间串扰。
17、若要求基带传输系统误比特率为10-6，求采用下列基带信号时所需要信噪比 (1) 单极性非归零码； (2) 双极性非归零码；
(3) 采用格雷码的8电平双极性非归零码； (4) 7电平部分响应信号。
解： (1) P eb =Q 6102-=???
?
?
?N
S
查Q(x)函数表得 N
S
2=45 所以
45=N
S
（2）
P eb =Q 6102-=????
??N
S 查Q(x)函数表得
45=N
S
(3) P b =P eb /log 28=P e /3
62
103)(633447)(13)1(2-?=??
?
???=?????
?--=N S Q N S M Q M M P e π 由此得
61071.1)(633-?=??
????N S Q 查Q(x)函数表得)(633N S
=4.75 所以
454=N
S
(4) 当部分响应为7电平信号时，此系统传输的为4进制信号 P eb =P e /log 24=P e /2
62
2
2102)(1534815)(134)1(2-?=??
?
???=????
??--=N S Q N S L Q L L P e ππ 由此得61007.1)(1534-?=??
?
?
??N S Q π
查Q(x)函数表得)(1534N
S
π
=4.75 所以
183=N
S
18、什么叫奈奎斯特准则？
奈奎斯特准则:(理想低通特性) 数字脉冲的传输速率fb 是等效理想低通信道截止率fc 的两倍，即以fb=2fc 的速率传输信号时，可实现无码间干扰传输。 当数字信号序列通过某一信道传输时，无码间干扰的极限速率是fb=2fc,信道最大传输利用率为2b/（s·Hz）
19、简述PCM30/32路基群速率2Mb/s 复接到STM-1的复接步骤
解：标称速率为2Mb/s 的信号先进入C-12，作适配处理后的C-12输出速率为2.224Mb/s ，现加上VC-12POH 便构成了VC-12,速率为2.24Mb/s.TU-12PTR 用来指明VC-12相对于TU-12的相位，经速率调整后和相位对准后的TU-12，速率为2.304Mb/s 。再经均匀的字节间插组成TUG-2（3×2.304Mb/s ）,7个TUG-2经同样的单字节间插组成TUG-3（加上塞入字节后速率达49.536Mb/s ）。然后由3个TUG-3经单字节间插并加上高阶POH 和塞入字节后，构成VC-4净负荷，速率为150.336Mb/s,再加上0.576Mb/s 的AU-4 PTR 就组成AU-4，速率为150.912Mb/s ，单个AU-4直接进入AUG ，一个AUG 加上容量为 4.608Mb/s 的段开销即为STM-1的标称速率为155.52Mb/s 。
20、什么叫PCM 零次群？PCM 一至四次群的接口码型分别是什么？
解：64Kb/s 速率的复接数字信号为PCM 零次群；PCM 一、二、三次群接口码型为HDB3；四次群接口码为CMI
21、由STM-1帧结构计算出①STM 的速率 ② SOH 的速率 ③AU-PTR 的速率 解：1、270×9×8/125×10-6=155.52Mb/s 2、 72×64Kb/s=4.608Mb/s 3、9×64Kb/s=576kb/s
数字基带传输系统仿真实验
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―― l L,1
dtatlT()(),,,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,1 xtdtgtatlTgt()()*()()*(),,,,,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 b rlTlL() 01,,,, 抽样点数值为 (画出星座图) b ,{}a, 判决为 l 2. 升余弦滚降滤波器 (1),,,Tf,||,s,T2s, ,TT1(1)(1),,，，，,,,,ss Hfff()1cos(||),||,，,,,,,,TTT2222，，,ss,
答案 第六章 基带传输系统资料
第六章基带传输系统 1、AMI码的缺点是什么？ 解：不能限制长连O和长连1，不利于时钟提取。 ,CMI码. 2、设数字信号序号为1000010100001111，将其编成AMI，HDB 3 解: AMI:+10000-10+10-10000+1-1+1-1 HDB3: V+|B-000V-B+0B-B+`00V+B-B+B-B+ CMI: 000010101011101000101010111001100 3、带限传输对数字信号有什么影响？码间干扰是怎样形成的？ 解：理论上数字信息的频带为无穷大，这样无限带宽的信号通过实际的信道传输时，由于实际信道带宽有限，信号波形必然会产生失真，从而产生码间干扰. 4、怎样用示波器观察眼图，眼图恶化说明什么含义？ 解：示波器采用外同步，扫描同期必然为TB（码元同期）或TB的整数倍，这样，就在荧光屏上出现一个或几个接收到的均衡波形,由于示波器的余辉作用,使多个波形迭在一起，这样在荧光屏上显示类似人眼的图形。眼图恶化说明信噪比降低，误码率增加. 5、定时抖动同哪些有关定时抖动对PCM通信有什么影响？ 解：定时抖动的原因： ①谐振回路失谐的影响 ②时钟提取电路限幅门限失调或输入信号电平变化。 ③信通噪声和串话干扰 ④信号码型随机组合 抖动的影响：误码率增加 6、某CMI码为11000101110100，将其还原为二进制NRZ码 解：按CMJ码编码规则，还原后的NRZ码为1100101 0→01 1→00和11交替 7、为什么数字通信系统要求误码率低于10-6? 解：当Pe=10-6时，误码信噪比（S/Ne）dB=41.6dB，但若信道误码率高于10-6，如Pe=10-5,则(S/Ne)=31.6dB（Pe增加一个数量级，误码信噪比下降10dB），低于A律压缩特性的最大量化信噪化38dB，所以为保证总的信噪比不因误码噪声而显著下降，信道误码率Pe应低于10-6。 8、再生中继系统的特点是什么？ 解：噪声不积累但误码会积累。 9、为什么要求均衡波形的波峰附近变化要平坦？ 解：均衡波形幅度大且波峰附近变化平坦，即使由于各种原因引起定时抖动（再
通信原理实验--数字基带传输仿真实验
数字基带传输实验 实验报告
一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习Matlab 的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、系统框图及编程原理 1.带限信道的基带系统模型（连续域分析） ?输入符号序列―― ?发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期 ?发送滤波器―― 或或 ?发送滤波器输出――
?信道输出信号或接收滤波器输入信号 （信道特性为1） ?接收滤波器―― 或或 ?接收滤波器的输出信号 其中 （画出眼图） ?如果位同步理想，则抽样时刻为 ?抽样点数值为（画出星座图） ?判决为 2.升余弦滚降滤波器 式中称为滚降系数，取值为, 是常数。时，带宽为Hz；时，带宽为Hz。此频率特性在内可以叠加成一条直线，故系统无码间干扰传输的最小符号间隔为s，或无码间干扰传输的最大符号速率为Baud。
相应的时域波形为 此信号满足 在理想信道中，，上述信号波形在抽样时刻上无码间干扰。 如果传输码元速率满足，则通过此基带系统后无码间干扰。 3.最佳基带系统 将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加性高斯白噪声的性能。 要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。由于最佳基带系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。 设信道特性理想，则有
（延时为0） 有 可选择滤波器长度使其具有线性相位。 如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。 由模拟滤波器设计数字滤波器的时域冲激响应 升余弦滤波器（或平方根升余弦滤波器）的带宽为，故其时域抽样速率至少为，取，其中为时域抽样间隔，归一化为1。 抽样后，系统的频率特性是以为周期的，折叠频率为。故在一个周期内 以间隔抽样，N为抽样个数。频率抽样为，。 相应的离散系统的冲激响应为 将上述信号移位，可得因果系统的冲激响应。 5．基带传输系统（离散域分析） ?输入符号序列―― ?发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期 ?发送滤波器――
通信原理第四章(数字基带传输系统)习题及其答案
第四章（数字基带传输系统）习题及其答案 【题4－1】设二进制符号序列为110010001110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码型，双极性码波形，单极性归零码波形，双极性归零码波形，二进制差分码波形。 【答案4－1】 【题4－2】设随机二机制序列中的0和1分别由()g t 和()g t -组成，其出现概率分别为p 和(1)p -： 1）求其功率谱密度及功率； 2）若()g t 为图（a ）所示的波形，s T 为码元宽度，问该序列存在离散分量 1 s f T =否？ 3）若()g t 改为图（b ）所示的波形，问该序列存在离散分量 1 s f T =否？
【答案4－2】 1）随机二进制序列的双边功率谱密度为 2 2 1212()(1)()()[()(1)()]() s s s s s s m P f P P G f G f f PG mf P G mf f mf ωδ∞ -∞=--++--∑ 由于 12()()()g t g t g t =-= 可得： 2 2 22 ()4(1)()(12) ()() s s s s s m P f P P G f f P G mf f mf ωδ∞ =-∞ =-+--∑ 式中：()G f 是()g t 的频谱函数。在功率谱密度()s P ω中，第一部分是其连续谱成分，第二部分是其离散谱成分。 随机二进制序列的功率为 2 2 2 2 2 2 22 1()2 [4(1)()(12)()()] 4(1)()(12)() () 4(1)()(12) () s s s s s m s s s s m s s s m S P d f P P G f f P G mf f mf df f P P G f df f P G mf f mf df f P P G f df f P G mf ωω π δδ∞ ∞ ∞ ∞∞ =-∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ =-∞ ∞ ∞ ∞ =-∞ = =-+--=-+ --=-+-? ∑ ?∑ ?? ∑ ? －－－－－ 2）当基带脉冲波形()g t 为 1 (){2 0 else s T t g t t ≤= ()g t 的付式变换()G f 为
通信原理 数字基带传输实验报告
基带传输系统实验报告 一、 实验目的 1、 提高独立学习的能力； 2、 培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、 学习matlab 的使用； 4、 掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、 熟悉基带传输系统的基本结构； 6、 掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、 通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、 实验原理 在数字通信中，有些场合可以不经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。 基带传输系统方框图如下： 基带脉冲输入 噪声 基带传输系统模型如下： 信道信号 形成器 信道 接收 滤波器 抽样 判决器 同步 提取 基带脉冲
各方框的功能如下： （1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉 冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输 码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 （2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另 外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。 （3）接收滤波器：接受信号，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。 （4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 （5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。 三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31，时域抽样频率错误!未找到引用源。o为4 /Ts，滚降系数分别取为0.1、0.5、1， （1）如果采用非匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。 （2）如果采用匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。 （1）非匹配滤波器 窗函数法： 子函数程序： function[Hf,hn,Hw,w]=umfw(N,Ts,a)
基于.SIMULINK的基带传输系统的仿真设计
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基带系统传输模型和工作原理 1)信道的传输特性为C(w),接收滤波器的传输特性为设系统总的传输特性为GR(w),则基带传输系统的总的传输特性为:H(w)=GT(w)C(w)GR(w)，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 码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素: 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，使得系统输出性噪比最大。
基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真-课程设计报告书
通信工程专业《通信仿真综合实践》研究报告 基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真设计 学生：*** 学生学号：20***** 指导教师：** 所在学院：信息技术学院 专业班级：通信工程 中国 2016 年 5月
信息技术学院 课程设计任务书 信息技术院通信工程专业 20** 级，学号 201***** **** 一、课程设计课题： 基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真设计 二、课程设计工作日自 2016 年 5 月 12 日至 2016 年 5 月 24 日 三、课程设计进行地点：图书馆 四、程设计任务要求： 1.课题来源: 指导教师指定题目 2.目的意义:. 1）综合应用《掌握和精通MATLAB》、《通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念 2）培养学生系统设计与系统开发的思想 3）培养学生独立动手完成课程设计项目的能力 3.基本要求: 1) 数字基带信号直接送往信道： 2）传输信道中的噪声可以看作加性高斯白噪声 3）可用滤波法提取定是信号 4）对传输系统要有清楚的理论分析 5）把整个系统中的各个子系统自行构造，并对其性能进行测试 6）最终给出信号的仿真结果（信号输出图形） 课程设计评审表
基于MATLAB 的数字基带传输系统的仿真 概述 ：本课程设计主要研究了数字信号的基带传输的基本概念及数字信号基带传输的传输过程和如何用MATLAB 软件仿真设计数字基带传输系统。首先介绍了本课题的理论依据及相关的基础知识，包括数字基带信号的概念，数字基带传输系统的组成及各子系统的作用，及数字基带信号的传输过程。最后按照仿真过程基本步骤用MATLAB 的仿真工具实现了数字基带传输系统的仿真过程，对系统进行了分析。 第一部分 原理介绍 一、数字基带传输系统 1）数字基带传输系统的介绍 未经调制的数字信号所占的频谱是从零频或很低频率开始,称为数字基带信号。在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下,基带信号可以不经载波调制而直接传输。这种不经载波调制直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统。 数字基带系统的基本结构可以由图1 的模型表示.其中包括发送滤波器、传输信道、接收滤波器、抽样判决等效为传输函数为H (w) 基带形成网络,对于无码间干扰的基带传输系统来说, H (w) 应满足奈奎斯特第一准则, 在实验中一般取H (w) 为升余弦滚降特性.在最佳系统下, 取C(w) = 1,GT (w) 和GR(w) 均为升余弦平方根特性.传输信道中的噪声可看作加性高斯白噪声, 用产生高斯随机信号的噪声源表示. 位定时提取电路,在定时精度要求不高的场合, 可以用滤波法提取定时信号,滤波法提取位定时的原理可用图2表示。 图1 基带传输系统模型 设发送滤波器的传输特性 , 则 ω ωπ d e H t g jwt R ? ∞ ∞ -= )(21 )()(ωT G
数字基带传输系统作业题及答案
数字基带传输系统作业题 填空题 1数字基带系统产生误码的原因是抽样时刻的和的影响。 2．数字基带系统中常采用均衡器和系统来改善系统的性能。 3．为了衡量基带传输系统码间干扰的程度，最直观的方法是______________。 4.双极性数字基带信号，等概时码速率fs的离散分量，不等概 时fs的离散分量。 5.有限长横向滤波器的作用是码间串扰。 6.码间串扰是在对某码元识别时，其它码元在该的值。 判断题： 1.利用显示均衡波形的眼图可以改善传输性能。 2.对于频带限制在（0，4fm）Hz的时间连续信号m(t)，要想无失真的从抽样信号中恢复出m(t)，抽样频率至少要为4fmHz。 简答题 1．第一类部分响应系统输入数字码an为11001，试写出预编码后的所有可能bn码以及相关编码后的分别是什么？ 2.无码间干扰时，基带传输系统的误码率取决于哪些参数？怎样才能降低系统的误码率？3．（15分）已知信息代码为100000110000011; （1）试确定相应的AMI码及HDB3码; （2）并分别画出他们的单极性不归零波形图； （3）设数字基带传输系统的频带宽度为9KHZ，若采用α=0.5的滚降系统特性，请确定无码间串扰的最高传码率及频带利用率。 4. ( 12分)若传送的数据为11000001100110000101，则相应的HDB3码为何？ 如果数据等概且独立地取1或0，相应的HDB3码通过某数字基带系统传 送，其系统响应h(t)= cos((t/4Ts) 0( t (3Ts Ts为码宽， 0 其它t 简要说明该系统是否存在码间串扰？ 5.二进制数字基带信号1011000101，通过第I类部分响应系统进行传输。 1.试画出第I类部分响应系统原理方框图; 2.由上述基带码通过第I类部分响应系统的变换过程验证信号传输的正确性。 6. 数字基带传输系统的传输特性H（ω）如下图， 当传输速率分别为fb=2w、fb=3w时，画图分析在抽样点上是否有码间串扰？ 1.码间串扰；加性噪声； 2.时域；部分响应； 3.眼图； 4..不存在.存在 5..减小 6.抽样时刻 （╳）（╳） 1．an： 1 0 1 0 1 预编码后bn码：0 1 1 0 0 1 相关编码后码： 1 2 1 0 1 2.无码间干扰时基带传输系统的误码率依赖于信号峰值A与噪声均方根值之比，而与采用什么样的信号形式无关，但这里的信号形式必须是能够消除码间干扰的。 若比值越大，则误码率就越小。
通信原理------数字基带传输实验报告
基带传输系统实验报告 一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习matlab的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、实验原理 在数字通信中，有些场合可以不经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。 基带传输系统方框图如下： 基带传输系统模型如下：
各方框的功能如下： （1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉 冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输 码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 （2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另 外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。 （3）接收滤波器：接受信号，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。 （4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 （5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。 三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31，时域抽样频率Fo为 4 /Ts，滚降系数分别取为、、1，
通信原理实验一 数字基带传输
通信原理实验一 数字基带传输 一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习Matlab 的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、实验原理 1.匹配滤波器和非匹配滤波器： 升余弦滚降滤波器频域特性：
将频域转化为时域 2. 最佳基带系统 将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加性高斯白噪声的性能。 要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。由于最佳基带系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。 设信道特性理想，则有 （延时为0） 有 可选择滤波器长度使其具有线性相位。 如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。 3.基带传输系统（离散域分析） ?输入符号序列―― ?发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期 ?发送滤波器―― 或 ?发送滤波器输出――
?信道输出信号或接收滤波器输入信号 （信道特性为1） ?接收滤波器―― 或 ?接收滤波器的输出信号 （画出眼图） ?如果位同步理想，则抽样时刻为 ?抽样点数值为（画出星座图） ?判决为 其中若为最佳基带传输系统，则发送滤波器和接收滤波器都为根升余弦滤波器，当采用非匹配滤波器时，发送滤波器由升余弦滤波器基带特性实现，接收滤波器为直通。 三、实验内容 1.通过匹配滤波和非匹配滤波方式，得到不同的滚降系数下发送滤波器的时域波形和频率特性。 实验程序： （1）非匹配情况下： 升余弦滚降滤波器的模块函数（频域到时域的转换） function [Hf,ht]=f_unmatch(alpha,Ts,N,F0) k=[-(N-1)/2:(N-1)/2]; f=F0/N*k; for i=1:N; if (abs(f(i))<=(1-alpha)/(2*Ts)) Hf(i)=Ts; elseif(abs(f(i))<=(1+alpha)/(2*Ts)) Hf(i)=Ts/2*(1+cos(pi*Ts/alpha*(abs(f(i))-(1-alpha)/(2*Ts)))); else Hf(i)=0; end; end; 主函数 alpha=input('alpha=');%输入不同的滚降系数值 N=31;%序列长度 Ts=4; F0=1;%抽样频率
数字基带传输系统仿真与设计方案
一、课程题目 数字基带传输系统：欲传送的01比特流+码型变换（HDB3码）+基带成型网络（采用升余弦滚降系统）+信道+码型反变换+01比特流。 二、设计要求 1.完成一个题目。 2.对通信系统有整体的较深入的理解。 3.提出仿真方案。 4.完成仿真软件的编制。 5.仿真软件的演示。 6.提交详细的设计报告。 三、设计目的 1.综合应用《Matlab编程与系统仿真》、《信号与系统》、《现代通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念。 2.培养学生系统设计与系统开发的思想。 3.培养学生利用软件进行通信仿真的能力。 4.培养学生独立动手完成课题设计项目的能力。 5.培养学生查找相关资料的能力。 四、实验条件 计算机、Matlab软件、相关资料。 五﹑系统设计方案 数字基带传输系统： （1）概念：未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或者很低频率开始，称为数字基带信号,不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统。 （2）数字基带传输的研究的意义： 第一：在利用对称电缆构成的近程数据通信系统中广泛采用这种传输方式。 第二：数字基带传输方式迅速发展，用于低速或高速数据传输。 第三：基带传输系统的许多问题也是带通传输系统必须考虑的问题。 第四：任一个线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统。 （3）对传输码型的要求： ①不含直流分量且低频分量尽量少。 ②应含有丰富的定时信息，以便于从接受码流中提取定时信号。 ③功率谱的主瓣宽度窄，以节省传输频带。 ④不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化。 ⑤具有内在的检错能力，即码型应具有一定的规律性，以便宏观监测。 ⑥编译码简单，已降低通信延时和成本。 （4）基带传输常用码型： AMI码（传号交替反转码）、HDB3码（三阶高密度双极性码）、双相码、差分双相码、密勒码、CMI码（传号反转码）、块编码等。 （5）其中本次设计采用的HDB3码。 a.HDB3码编码规则： ①1——交替变换为+1，-1
通信原理实验报告-数字信号的基带传输
通信原理实验报告 实验名称：数字信号的基带传输 班级：08211317 学号：08211660 姓名：张媛（27）
一．实验目的 （1）理解无码间干扰数字基带信号的传输； （2）掌握升余弦滚降滤波器的特性； （3）通过时域、频域波形分析系统性能。 二、仿真环境 SystemView 仿真软件 三、实验原理 （1 ）数字基带传输系统的基本结构 它主要由信道信号形成器、信道、接收滤滤器和抽样判决器组成。为了保证系统可靠有序地工作，还应有同步系统。 1.信道信号形成器 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来实现的。 2.信道 是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，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。另外信道还会进入噪声。 3.接收滤波器 滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 4.抽样判决器 在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。而用来抽样的位定时脉冲则依靠同步提取电路从接收信号中提取。 (2) 奈奎斯特第一准则 奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变， 即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号， 因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。 奈奎斯特准则要求在波形成形输入到接收端的滤波器输出的整个 传送过程传递函数满足： 令k′=j -k ， 并考虑到k′也为整数，可用k 表示： ???=+-0)(1])[(0或其它常数t T k j h b k j k j ≠=?? ?=+0 1)(0t kT h b 00≠=k k
《通信原理》第六章数字基带传输常用规律和技巧共12页word资料
1第一部分AMI码与HDB3码 对传输用的基带信号的主要要求: 对代码的要求：原始消息代码必须编成适合于传输用的码型； 对所选码型的电波形要求：电波形应适合于基带系统的传输。1. AMI码（传号交替反转码） 编码规则：传号(“1”)极性交替，空号(“0”)不变。 例： 信码{an}： 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 AMI: +1 0 -1 0 0 +1 0 0 0 0 0 -1 0 +1 特点： （1）无直流分量和仅有小的低频分量； （2）二电平→三电平－－1B/1T码(一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码)； （3）易于检错； （4）编、译码简单； （5）当出现长的连0串时，不利于定时信息的提取。 2. HDB3码 编码规则： （1）当连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替； （2）当连“0”个数超过3时，4个连“0”为一组，当该组四连“0”与其前一组四连“0”之间有奇数个传号码，用000V取代该组四连“0”。V
极性与其前非零码极性一致，V本身满足极性交替； （3）当该组四连“0”与其前一组四连“0”之间有偶数个（包括0个）传号码，用B00V取代该组四连“0”。B极性与其前一非零码极性相反，V极性与B极性一致，V本身满足极性交替； 例如： 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 HDB3 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1 -1 +1 0 0 0 +v 0 +1 译码： 凡遇到-1 0 0 0 -1 +1 0 0 0 +1 +1 0 0 +1 -1 0 0 -1 译成：＊0 0 0 0 例： HDB3：0 +1 0 0 0 +1 -1+1 -1 0 0 -1 0 +1 0 -1 代码：0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 特点: 1）无直流分量、低频分量小； 2）连0串不会超过3个，对定时信号的恢复十分有利； 3）编码复杂，译码简单。 第二部分无码间串扰传输 1 无码间串扰的时域条件
数字基带传输技术实验报告
实验报告 课程名称通信原理 实验名称实验一：数字基带传输技术 班级 学号 姓名 指导教师 实验完成时间： 2014年 10 月 28 日
一、熟悉实验平台
二、数字基带传输系统实验 1. 实验目的 1.了解几种常用的数字基带信号。 2.掌握常用的数字基带出书码型的编码规则。 3.掌握CPLD实现码型变换的方法。 2.实验内容 1.观察NRZ码,RZ码，AMI码，HDB3码，CMI码，BPH码的波形。 2.观察全0码或全1码时各码型的波形。 3.观察HDB3，AMI码的正负极性波形。 4.观察AMI码，HDB3码，CMI码，BPH码经过码型反变换后的输出波形。 5.自行设计码型变换电路，下载并观察波形。 3.实验仪器 各功能模块（实验箱） 20M双踪示波器一台 频率计（可选）一台 连接线若干 2.实验原理 二进制码元的数字基带传输系统
参考使用模块：信号源模块、码型变换模块、信道模拟模块、终端模块。 该通信系统的框图如图1所示。 图1 二进制码元的数字基带传输系统 该结构由信道信号形成器、信道、接收滤波器以及抽样判决器组成。这里信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号，信道可以是允许基带信号通过的媒质（例如能够通过从直流至高频的有线线路等）；接收滤波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。 基带信号是代码的一种电表示形式。在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。例如，含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。单极性基带波形就是一个典型例子。再例如，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取定时信号，而收定时信号又依赖于代码的码型，如果代码出现长时间的连“0”符号，则基带信号可能会长时间出现0电位，而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：（ 1）对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；（2）对所选码型的电波形要求，期望电波形适宜于在信道中传输。 （二）编码规则 1、NRZ 码 NRZ 码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电 平（这里为零电平）分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元 期间电平保持不变。例如：
通信原理数字基带传输系统习题及其答案
第四章（数字基带传输系统）习题及其答案 【题4－1】设二进制符号序列为，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码型，双极性码波形，单极性归零码波形，双极性归零码波形，二进制差分码波形。 【答案4－1】 【题4－2】设随机二机制序列中的0和1分别由()g t 和()g t -组成，其出现概率分别为p 和(1)p -： 1）求其功率谱密度及功率； 2）若()g t 为图（a ）所示的波形，s T 为码元宽度，问该序列存在离散分量 1 s f T =否 3）若()g t 改为图（b ）所示的波形，问该序列存在离散分量1 s f T =否 【答案4－2】 1）随机二进制序列的双边功率谱密度为 由于 可得： 式中：()G f 是()g t 的频谱函数。在功率谱密度()s P ω中，第一部分是其连续谱成分，第二部分是其离散谱成分。 随机二进制序列的功率为 2）当基带脉冲波形()g t 为 ()g t 的付式变换()G f 为 因此 式中： 1 s s f T = 。 所以，该二进制序列不存在离散分量。 3）当基带脉冲波形()g t 为
()g t 的付式变换()G f 为 因此 式中： 1s s f T = 。 所以，该二进制序列存在离散分量。 【题4－3】设二进制数字基带信号的基本脉冲序列为三角形脉冲，如下图所示。图中s T 为码元宽度，数字信息1和0分别用()g t 的有无表示，且1和0出现的概率相等： 1）求数字基带信号的功率谱密度； 2）能否重该数字基带信号中提取同步所需的频率1 s s f T =的分量若能，计 算该分量的功率。 【答案4－3】 1）由图得 ()g t 的频谱函数()G ω为 由题设可知 所以 代入二进制数字基带信号的双边功率谱密度函数表达式，可得 2）二进制数字基带信号的离散谱分量()v P ω为 当1m =±时，s f f =±，代入上式可得 因为该二进制数字基带信号中存在1s s f T =的离散分量，所以能从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率1s s f T =的分量。 该频率分量的功率为 【题4－5】已知信息代码为，求相应的AMI 码、HDB3码、PST 码及双相码。 【答案4－5】 AMI 码： +10000 0000 –1＋1 HDB3码； +1000+V-B00-V0+1-1
实验三 数字基带传输系统
实验三数字基带传输系统 一、设计目的 1．利用MATLAB画出数字基带信号的波形图。 2．利用MATLAB画眼图。 3．利用MATLAB分析无码间干扰基带系统的抗噪性能。 4．掌握无码间干扰系统的频谱特性。 二、设计原理 1．数字基带信号 数字基带信号就是消息代码的电波形，它是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。数字基带信号的波形和码型很多，最常用的由矩形脉冲组成的基带信号有：单极性归零及不归零波形，双极性归零及不归零波形，差分波形和多电平波形等。 2．无码间干扰系统 满足无码间干扰时、频域条件的基带系统有3类，分别是理想LPF系统、滚降系统和部分响应系统。前两个系统的理论基础是奈奎斯特第一准则，第三个系统的理论基础是奈奎斯特第二准则。理想LPF系统可达到理论最大频带利用率，但是难以实现，且对位定时精度要求高。滚降系统可实现，且对位定时精度要求降低，但频带利用率降低。部分响应系统兼具了前两个系统的优点，即频带利用率高和低位定时精度，但其可靠性降低。 3．基带信号的眼图 眼图是指利用实验的方法估计和改善基带系统性能时，在示波器上所观察到的像人的眼睛一样的图形。 ①MATLAB函数 在MATLAB中，eyediagram函数用来绘制眼图，其调用格式如下： eyediagram(x,n,period,offset,plotstring) 其中x是信号；n是每个轨迹包括的采样点数；period是指水平轴的坐标范围，即[-period/2,period/2]；offset是偏置因子，信号的第（offset+1）个采样点之后每n个值为一周期，且该周期为period的整数倍，offset必须是非负整数，其范围是[0,n-1]；plotstring 是绘制眼图时采用的符号、线形和颜色，其格式与plot函数相同，如不设置，采用系统缺省值。 ②Simulink模块 在Simulink模块库中，显示眼图的模块为“Discrete-Time Eye Diagram Scope”，图形及参数设置界面如图3.3所示。
数字基带传输系统
第六章数字基带传输系统 本章教学基本要求： 掌握：1. 几种常用传输码型的编码方案 2. 无码间干扰时域、频域条件 3. 会判断、会画基带信号波形图 理解：数字基带信号频谱特性 了解：眼图与时域均衡 本章核心内容： 一、数字基带传输系统基本结构 二、数字基带信号及其频谱特性 三、基带传输的常用码型 四、基带脉冲传输与无码间干扰条件 五、无码间干扰基带系统性能分析指标及眼图 重点：常用三元码及编码规则；奈奎斯特第一准则第一类部分响应系统；二元码的误比特率；眼图各部分的含义及理解；均衡的基本原理及分类 难点：HDB3的编码规则；无码间干扰的传输条件；部分响应系统的预编码；二元码的误比特率的求解； 学时安排：6学时 引言：一个数字通信系统的模型可由图6-1-1表示。 6-1-1 数字通信系统模型 从消息传输角度看，该系统包括了两个重要的变换: 1 消息与数字基带信号之间的变换； 2 数字基带信号与信道信号之间的变换。 通常，前一个变换由发收终端设备来完成，它把无论是离散的还是连续的消息转换成数字的基带信号；而后一变换则由调制和解调器完成。然而，在数字通信中并非所有通信系统都要经过以上两个变换过程，在某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，可以不经过调制和解调过程而让数字基带信号直接进行传输，我们称之为数字信号的基带传输。与此相应，另外一些信道，比如在无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输，我们把这种传输称为数字信号的频带传输。 §6.1 数字基带信号的码型 一、数字基带信号 消息代码的电波形 二、数字基带信号码型设计原则 传输码型的选择，主要考虑以下几点： (1) 码型中低频、高频分量尽量少； (2) 码型中应包含定时信息，以便定时提取； (3) 码型变换设备要简单可靠； (4) 码型具有一定检错能力，若传输码型有一定的规律性，则就可根据这一规律性来检测传输质量，以便做到自动监测 (5) 编码方案对发送消息类型不应有任何限制，适合于所有的二进制信号。这种与信源的统计特性无
(完整word版)数字基带传输系统实验
实验三数字基带传输系统实验 一.实验目的： 1?了解数字基带传输系统的组成和实时工作过程； 2.加深理解时域均衡系统的工作原理，基本特点及均衡器的主要作用； 3.学会按给定的均衡准则调整，观测均衡器的方法。 二.实验内容： 1.在数字基带信号为单脉冲波形一“测试信号”时，按“迫零调整准则”，手动调 整均衡器的各抽头系数，获得最佳均衡效果； 2.在数字基带信号为伪随机序列一“信码”时，按“眼图最大准则”，手动调整均衡 器的各抽头系数，获得最佳均衡效果； 3.改变信道特性后，重复1，2两内容。 三.实验仪器： 1.COS5020型双踪示波器一台； 2.双路稳压电源一部； 3.数字基带传输实验系统一套。 四.实验组成框图和电路原理图： 图1 数字基带传输系统的组成框图 数字基带传输系统的组成框图如图1所示，它是一个较完整的数字基带传输系 统。信号源产生19.2 KHz的基带信号时钟，经过乘4之后，提供均衡器所需的两个互补驱动时钟76.8 KHz。显然本实验系统的基带速率为19.2 Kbit/s。测试信号和信码发生器按19.2KHZ的时钟节拍，分别产生测试单脉冲波形及63位M序列，两种码分别作为均衡
的对象，通过开关K予以选择。可变信道滤波器是在实验室条件下用来模拟传输信道特性的，改变电位器即可改变滤波器的传输函数特性，进而模拟信道特性的变化。 均衡器是借助横向滤波器实现时域均衡的，它由延迟单元，可变系数电路和相加器三部分组成，如图2所示。 图2横向滤波器 图2中，横向排列的延迟单元是由电荷转移器件完成的。本实验所采用的是国产斗链器件BBD ( Bucret Brrgades Device)，它有32个延迟抽头输出端，因 为我们抽样频率为76.8KHZ是基带信号19.2 Kbit/s的4倍，故取6，10，14, 18, 22，26, 30等七个抽头输出端。理论上讲，抽头数目越多就越能消除码间串扰的影响，但势必会增加调整的难度。且若变系数电路的准确度得不到保证，增加抽头数所获得的效益也不会显示出来。 实现Ci调整的电路，称为变系数电路。它是由运放TL064所组成的放大器, 改变其反馈电阻，即可使其增益变化，为随时修改系统的时间响应提供了条件。这里七级变系数电路的形式和参数完全相同。 实现加权系数相加的电路，称为相加器，它也是用TL064进行有源相加的。具体实现时，把七级变系数电路的输出分两段相加，然后再将两段的结果相加在一 起。 相加器输出端所接的接收滤波器，目的是让19.2 Kbit/s的数字基带信号通过并加以放大，同时滤除了76.8KHZ的驱动时钟频率分量。 取样判决器将接收滤波器的输出经抽样判决，恢复出数字基带信号，便于同学们把输入信码和再生输出信码进行比较，确定误码情况。
基带传输系统实验报告
基于System view 的基带传输系统学生姓名：林芳指导老师：蔡春娥 摘要：本课程设计主要是为了进一步理解数字基带传输系统的构成及其工作原理，并能通过System View软件来实现对数字基带传输系统的仿真，且通过对各个元件的参数进行不同的设置，来观察系统中各个模块的输出波形。在课程设计中，我们将用到System View仿真平台，并构建基带传输模块，观察各个模块的输出波形 关键词：System View仿真平台；数字基带传输系统；参数设置；眼图；误码率 一．引言 1.1课程设计目的 通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关数字基带传输系统的的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础 1.2课程设计内容 利用System View仿真平台，设计一个数字基带传输系统。信道中加入高斯白噪声（均值为0，均方差可调），分析理解系统各个模块的功能，并通过观察眼图，判断系统信道中的噪声情况 1.3System View仿真平台简介 System view是用于系统仿真分析的软件工具，它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化软件环境，能进行模拟、数字、数模混合系统、线性和非线性系统的分析设计，可对线性系统进行拉氏变换和Z变化分析 基于属于一个系统级工具平台，可进行包括数字信号处理系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析，并配置了大量图符块库，用户很容易构造出所需要的仿真系统，只要调出有关图符块并设置好参数，完成图符块间的连线后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。System view 的库资源十分丰富，主要包括：含若干图符库德主库、通信库、信号处理库、逻辑库、射频/模拟库和用户代码库。
数字信号基带传输系统实现及眼图的观察
实验三数字信号基带传输系统实现及眼图的观察 一、实验目的 1、熟悉使用System View软件，了解各功能模块的操作和使用方法。 2、通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。 3、观察数字基带传输系统接受端的眼图，掌握眼图的主要性能指标。 二、实验内容 用System View建立一个数字基带传输系统仿真电路，信道中加入高斯白噪声（均值为0，均方差可调），分析理解系统各个模块的功能，并通过观察眼图，判断系统信道中的噪声情况。 三、实验要求 1、观察系统中各个模块的输出波形，并分析说明系统构成原理。 2、观察低通滤波器的输出波形的眼图，调节信道中噪声的大小，观察眼图变化。 3、比较抽样判决后的输出码元与原始码元有何不同，说明原因。 4、调节噪声大小，分析系统中是否产生误码，说明原因。 四、电路构成 模块说明： Sink0：产生原始码元波形 Sink1：发送端基带信号形成器波形 Sink19：加入高斯白噪声后的波形 Sink20：经过低通滤波器后的输出波形 Sink21：经过抽样判决后的输出码元 参数设置： Token4：Source――Noise/PN――Pn Seg（幅度1V，频率100HZ，电平数2，偏移0V，产生双极性不归零码，随机产生） Token18：在专业库中选择Comm——Processors——P shape（Select pulse Shape ＝Rectangular，Time offset＝0，Width＝0.01s，产生矩形脉冲基带信号）
Token9：Source――Noise/PN――Gauss Noise（均值为0，均方差为0.01的高斯白噪声） Token11：Operator――Filters/systems――Liner Sys Filters（Analog，Butterworth，No. of Poles=3，Low Cutoff＝100HZ，产生一个低通的Butterworth滤波器，用于对信道输出信号进行滤波） Token12：Operator――Sample/Hold――Sample（Sample rate=100HZ，用于对滤波后的波形进行抽样，抽样速率等于码元速率） Token13：Operator――Sample/Hold――Hold（Hold Value=Last Sample，Gain＝1，对抽样后的值延时一段时间，得到恢复后的数字基带信号） Token14：Operator——Logic——Compare（Select comparison：a>=b True Output=1V，False Output＝-1V，对抽样值进行判决比较，得到输出码元波形）Token15：产生正弦信号，作为比较器的另一个比较输入（振幅＝0V，频率＝0Hz）眼图参数设置：Sink Calculator――style――slice――start＝0.01，Length＝0.03，在窗口中选择需要观察眼图的波形，点击OK，观察其眼图 系统定时设置：Start Time：0 ，Stop Time：0.5，Sample Rate：10000HZ 五、实验结果 1、原始基带信号 图1 原始基带信号 2、加入噪声后的基带信号（高斯白噪声，方差＝0.01） 图2 加入噪声后的基带信号