实验1基带信号地常用码型变换实验

信息工程学院实验报告

课程名称：通信原理

实验项目名称：实验1 基带信号的常用码型变换实验实验时间：2016.11.1

班级：：学号：

一、实验目的

1．熟悉RZ 、BNRZ 、BRZ 、CMI 、曼彻斯特、密勒码型变换原理及工作过程； 2．观察数字基带信号的码型变换测量点波形；

二、实验仪器

1．AMI/HDB3编译码模块，位号：F 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G 3．20M 双踪示波器1台 4．信号连接线3根

三、实验步骤

1．插入有关实验模块

在关闭系统电源的情况下，按照下表放置实验模块：对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。 2．加电

打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。 3．实验容设置

将“4SW02”（G ）拨码开关设置为“1XXXX ”，则选择了模块的线路编码功能，具体编码方式参考下表的码型选择表：

表格4SW02开关码型选择表：

1XXX X 1X00

1X00

1X01

1X100

1X10

1X11

码型RZ

BNR

BRZ CMI 曼彻斯特密勒PST

注：第2位，X=0时基带数据为4SW01拨码器设置数据，X=1时基带数据为15位m序列，设置的基带数据可以在4P01铆孔测试。

4．编码观测

5．关机拆线

实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。

四、实验观测及分析：

1．RZ（单极性归零码）

（1）将4SW02设置为“10000”，选择RZ（单极性归零码）模式；

（2）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。

（3）将4SW02设置为“11000”，选择RZ（单极性归零码）模式；

（4）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。

波形分析：由实验结果可知，单极性归零码的波形中，电脉冲的宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长度的总要回到零电平，所以称为归零码，单极性归零码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。

2．BNRZ（双极性不归零码）

（1）将4SW02设置为“10001”，选择BNRZ（双极性不归零码）模式；

（2）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。（变换后有一个码元的延时）

（3）将4SW02设置为“11001”，选择BNRZ（双极性不归零码）模式；

（4）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。（变换后有一个码元的延时）

波形分析：由实验结果可知，在双极性不归零码的波形中，二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正、负电平表示，由于它是幅度相等的极性相反的双极性波形，故当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。

3．BRZ（双极性归零码）

（1）将4SW02设置为“10010”，选择BRZ（双极性归零码）模式；

（2）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。（变换后有一个码元的延时）

（3）将4SW02设置为“11010”，选择BRZ（双极性归零码）模式；

（2）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。（变换后有一个码元的延时）

波形分析：由实验结果可知，在双极性归零码的波形中，它兼有双极性和不归零性波形的特点，二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正、负电平表示，且每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。

4．CMI码

（1）将4SW02设置为“10011”，选择CMI码模式；

（2）记录由4SW01设置的8bit基带数据，根据教材理论写出对应的CMI编码；

（3）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据，并与理论编码进行对比验证。（变换后有一个码元的延时）

波形验证：CMI码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示；“0”码固定的用“01”两位码表示。当4SW01（8bit 码型变换前的基带数据）为11010010，根据CMI编码编码规则，码型变换后的数据为：11 00 01 11 01 01 00 01，其波形与实验结果波形一致。

5．曼彻斯特码

（1）将4SW02设置为“10100”，选择曼彻斯特码模式；

（2）记录由4SW01设置的8bit基带数据，根据教材理论写出对应的CMI编码；

（3）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据，并与理论编码进行对比验证。（变换后有一个码元的延时）

波形验证：曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。当4SW01（8bit基带数据）的值为11010010，根据曼彻斯特码编码规则，码型变换后的数据为：10 10 01 10 01 01 10 01，其波形与实验结果波形一致。

6．密勒码

（1）将4SW02设置为“10101”，选择密勒码模式；

（2）记录由4SW01设置的8bit基带数据，根据教材理论写出对应的CMI编码；

（3）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据，并与理论编码进行对比验证。（变换后有一个码元的延时）

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,

码型变换实验

实验十五码型变换实验一、实验目的 1、了解几种常用的数字基带信号。 2、掌握常用数字基带传输码型的编码规则。 3、掌握常用CPLD实现码型变换的方法。二、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码、AMI码的正负极性波形。 4、观察RZ码、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。三、实验器材 1、信号源模块一块 2、⑥号模块一块 3、⑦号模块一块 4、20M双踪示波器一台 5、连接线若干四、实验原理（一）基本原理在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。例如，在市区内利用电传机直接进行电报通信，或者利用中继方式在长距离上直接传输PCM 信号等。这种不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统，我们称它为基带传输系统，它的基本结构如图15-1所示。

干扰图15-1 基带传输系统的基本结构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。若一个变换器把数字基带信号变换成适合于基带信号传输的基带信号，则称此变换器为数字基带调制器；相反，把信道基带信号变换成原始数字基带信号的变换器，称之为基带解调器。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： 2、RZ码 RZ码的全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。例如：

基带传输技术

上次课回顾非导向性媒体→ 无线电波→ 不同波段无线电波的作用及传播方式无线传播模型： → 自由空间传播模型→ 信号衰减与距离的平方成正比 → 双线地面反射模型→ 信号衰减与距离的四次发成正比，并与天线的高度有关多径效应→ 频率选择性衰弱多普勒效应+ 多径效应→ 多普勒扩展→ 时间选择性衰落阴影衰落分集接收 7

2.4 基带传输技术 2.4.1 基带传输的常用码型在采用无线基带传输时，信号无需载波调制而直接被发射出去。送入信道的数字基带信号的码型应该符合以下一些要求： ?传输码型应不含直流分量； ?可以从基带信号中提取位同步信号； ?基带编码最好能够具有内在检错能力； ?码型变换过程应具有透明性，即与信源的统计特性无关； ?应尽量减少基带信号频谱中的高频分量，以节省传输频带，提高信道的频谱利用率，并减少串扰。 8

2.4 基带传输技术 2.4.1 基带传输的常用码型 AMI（Alternative Mark Inversion）码原信息码的“0”编为传输码的“0”；原信息码的“1”，在编为传输码时，交替的用“+1”和“-1”表示。例：消息代码：1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1” AMI码：+1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1” 评价： ?AMI码所确定的基带信号无直流分量 ?但当信息代码中出现长零串时，信道中会出现长时间的0电位，而影响定时信号的提取。 9

2.4 基带传输技术 2.4.1 基带传输的常用码型 HDB3（High Density Bipolar of order 3 code）码 ?先检查消息代码的连“0”个数，当连“0”个数少于4个时，仍按 AMI码规则进行编码； ?消息代码的连“0”个数达到或超过4个时，则将每个4连“0”小段的第4个“0”变换成非“0”符号（+1或-1），这个符号称为破坏符号，用V符号表示，记作“+V”或“-V”。 ?V码的极性应与其前一个非“0”符号极性相同，同时满足V码的极性必须交替出现。否则，将4连“0”小段的第1个“0”变换成 “+B”或“-B”，称为恢复码或平衡码。B符号的极性应与其前一个非“0”符号极性相反。

通信原理报告数字基带信号HDB3码型编码转换实现

通信原理课程设计报告题目：数字基带信号HDB3码型编码转换实现专业班级：姓名：学号：指导教师：

设计任务要求: 仿真实现数字基带通信系统信源输入24位二进制序列产生HDB3码，通过高斯白噪声信道，接收端滤波、解码的时域图及频谱图。以矩形波为例，要求实现输入24位二进制序列产生AMI码，HDB3码，接收端滤波、解码上述码型。

摘要 HDB3码全称三阶高密度双极性码(英语:High Density Bipolar of Order 3，简称:HDB3码)是一种适用于基带传输的编码方式，它是为了克服AMI码的缺点而出现的，具有能量分散，抗破坏性强等特点。HDB3码实行转换一般分为三个步骤，先将消息码转换AMI码然后加“V”,接着加“B”，这几部我们可以使用C语言进行编程实现。为了实现HDB3码的编码与转换，同时加深对通信系统工作原理的了解，我们采用了MATLAB软件进行编码仿真，同时学习掌握MATLAB软件的基础使用。关键词：AMI码；HDB3码；编码；解码；MATLAB；仿真

目录 1. 设计原理 (4) 1.1 HDB3码的介绍 (4) 1.2 HDB3码的编码转换规则 (5) 1.3 HDB3码的解码转换规则 (5) 1.4 HDB3码的软件程序设计 (6) 2. MATLAB软件仿真结果及其分析 (10) 2.1 MATLAB软件的介绍 (10) 2.2 仿真结果图示 (12) 2.3 仿真结果分析 (15) 3. 设计总结及心得体会 (22) 4. 参考文献 (22) 5. 致谢 (23)

正文 1.设计原理 1.1 HDB3码的介绍 HDB3码即三阶高密度双极性码(英语:High Density Bipolar of Order 3，简称:HDB3码)是一种适用于基带传输的编码方式，“三阶”通俗讲就是最多3个连0码元，“高密度双极性”就是没有直流分量，不会连续出现+1或-1，它是为了克服AMI码的缺点而出现的，具有能量分散，抗破坏性强等特点。三阶高密度双极性码用于所有层次的欧洲E-carrier系统，HDB3码将4个连续的"0"位元取代成"000V"或"B00V"。这个做法可以确保连续的相隔单数的一般B记号。 1.2 HDB3的编码转换规则 HDB3码的编码规则主要分为3步： 1 .先将消息代码变换成AMI码，若AMI码中连0的个数小于4,此时的AMI 码就是HDB3码; 2 .若AMI码中连0的个数大于等于4,则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一个非0符号(+1或-1)同极性的符号,用表示(+V,-V);

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――

实验四码型变换实验

实验四码型变换实验一、实验目的 1．了解几种常见的数字基带信号。 2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。 3．掌握用FPGA实现码型变换的方法。二、实验内容 1．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。 2．观察全0码或全1码时各码型波形。 3．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。 4．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3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，下载并观察输出波形。三、实验器材 1．信号源模块 2．码型变换模块 3．20M双踪示波器一台 4．频率计（可选）一台 5．PC机（可选）一台 6．连接线若干四、实验原理 1．编码规则 ①NRZ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： 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E ②RZ码 RZ码的全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。例如： 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E

BNRZ码的全称是双极性不归零码，在这种二元码中用正电平和负电平分别表示“1”和“0”。与单极性不归零码相同的是整个码元期间电平保持不变，因而在这种码型中不存在零电平。例如： 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E -E ④BRZ码 BRZ码的全称是双极性归零码，与BNRZ码不同的是，发送“1”和“0”时，在整个码元期间高电平或低电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。例如： 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E -E ⑤AMI码 AMI码的全称是传号交替反转码，其编码规则如下：信息码中的“0”仍变换为传输码的“0”；信息码中的“1”交替变换为传输码的“+1、－1、＋1、－1、…”。例如：代码： 100 1 1000 1 1 1… AMI码： +100 -1 +1000 -1 +1 -1… AMI码的主要特点是无直流成分，接收端收到的码元极性与发送端完全相反也能正确判断。译码时只需把AMI码经过全波整流就可以变为单极性码。由于其具有上述优点，因此得到了广泛应用。但该码有一个重要缺点，即当用它来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。 ⑥HDB3码 HDB3码的全称是三阶高密度双极性码，其编码规则如下：将4个连“0”信息码用取代节“000V”或“B00V”代替，当两个相邻“V”码中间有奇数个信息“1”码时取代节为“000V”码；有偶数个信息“1”码（包括0个）时取代节为“B00V”，其它的信息“0”码仍为“0”码，这样，信息码的“1”码变为带有符号的“1”码即“+1”或“－1”。例如：代码： 1000 0 1000 0 1 1 000 0 1 1 HDB3码： -1000 -V +1000 +V -1 +1 -B00 -V +1 -1 HDB3码中“1”、“B”的符号符合交替反转原则，而“V”的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻“V”码的符号又是交替反转的。HDB3码的特点是明显的，它除了保持AMI码的优点外，还增加了使连0串减少到至多3个的优点，而不管信息源的统计特性如何。这对于定时信号的恢复是十分有利的。HDB3码是ITU-T推荐使用的码之一。本实验电路只能对码长为24位的周期性NRZ码序列进行编码。

基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用Miller码CMI码双极性归零码双极性不归零码

基于G U I的数字基带传输码型仿真—采用 M i l l e r码C M I码双极性归零码双极性不归零码文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

《通信原理》 CDIO项目设计总结报告项目名称：基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用 Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归零码班级：班学号：姓名：年月日

1.项目目的与要求项目目的 1.对数字基带传输系统主要原理和技术进行研究，包括基带传输的常用码型Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归零码。 2.建立数字基带传输系统数学模型。 3.利用Matlab编写基于GUI的数字基带传输码型程序。 4.对系统进行仿真、分析。 5.观察并记录信息码波形和传输码的波形，并进行分析。项目要求 1.建立数字基带传输系统数学模型。 2.利用Matlab编写基于GUI的数字基带传输码型程序。 3.对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果。 4.将仿真结果与理论结果进行比较、分析。 2.项目设计项目分析数字基带传输系统基带传输系统的基本组成如下图所示，它主要由信道信号形成器、信道、接受滤波器和抽样判决器。

其中各部分的作用如下：脉冲形成器：基带传输系统的输入是由终端设备或编码器产生的脉冲序列，脉冲形成器的作用就是形成适合信道传输的基带信号，主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的是与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和抽样判决。信道：它是允许基带信号通过的煤质。信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，另外信道还会进入噪声。接受滤波器：它的主要作用是滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。抽样判决器：它是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）对接受滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 miller码密勒码又称为延迟调制码，是双相码的一种变形。编码规则如下：“1”码用码元间隔中心点出现越变来表示，即用10或01表示。“0”码有两种情况：对原始符号“0”则分成单个“0”还是连续“0”予以不同处理，单个“0”时，在码元边界处电平不跃变，在码元中间点电平也不跃变；对于连续“0”，则使连续两个“0”的边界处发生电平跃变，即“00”与“11”交替。

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)

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

实验二码型变换实验

实验二码型变换实验【实验目的】使学生了解双极性不归零码、单极性归零码、双极性归零码以及曼彻斯特码的编码原理；能够通过MATLAB产生相应的编码；比较四种编码之间的区别。【实验器材】装有MATLAB软件的计算机一台【实验原理】 1. 使用MATLAB 函数wave_gen 来产生代表二进制序列的波形,函数wave_gen 的格式是： wave_gen(二进制码元,‘码型’,Rb) 此处二进制码元指的是打算编码的序列；码型可以通过help wave_gen命令进行查看； Rb 是二进制码元速率,单位为比特/秒（bps）。 2．命令help wave_gen可以查看码型的种类。 'unipolar_nrz' 'unipolar_rz' 'polar_nrz' 'polar_rz' 'bipolar_nrz' 'bipolar_rz' 'manchester' 'triangle' 'nyquist' 'duobinary' 'mod_duobinary' 其中'unipolar_nrz'为单极性不归零码；'unipolar_rz'为单极性归零码；'polar_nrz'和 'polar_rz'分别为双极性不归零码和双极性归零码；'manchester'为曼彻斯特编码； 3．waveplot(x)为波形产生函数，显示编码后的波形；【实验内容与步骤】 1、路径设置成指向comm2文件夹； 2、产生如下的二进制序列： >> b = [1 0 1 0 1 1]; 使用Rb=1000bps 的单极性不归零码产生代表b的波形且显示波形x，填写图2-1： >> x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000); >> waveplot(x) （2）用如下码型重复步骤（1）（提示：可以键入“help wave_gen”来获取帮助），并做出相应的记录： a 双极性不归零码 b 单极性归零码 c 双极性归零码 d 曼彻斯特码(manchester) 【实验现象记录】 1)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000);waveplot(x); 产生的单极性不归零码的波形，并记录； 2)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_rz’,1000); waveplot(x); 产生的单极性归零码的波形，并记录； 3)输入命令：x = wave_gen(b,‘polar_n rz’,1000);waveplot(x); 产生的双极性不归零码的波形，并记录； 4)输入命令：x = wave_gen(b,‘polar_rz’,1000);waveplot(x); 产生的双极性归零码的波形，并记录； 5)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000);waveplot(x); 产生的曼彻斯特编码的波形，并记录。【现象分析】通过实验，对比单极性归零信号、单极性不归零信号、双极性归零信号、双极性不归零信号

通信原理实验报告二基带传输常用码的编码解码方法

实验二基带传输常用码的编码解码方法一、实验目的了解基带传输常用码的编码解码方法。二、实验内容设定一个信息码串，产生常见的编码如单极性非归零、双极性非归零、单极性归零、双极性归零、AMI、HDB3码的时域波形；不考虑噪声影响，以采样电平为依据恢复出原始信息串。三、实验原理 1、单极性非归零。它用正电平和零电平分别对应二进制码“1”和“0”，波形特点是电脉冲之间无间隔，极性单一。 2.双极性非归零。用正负电平的脉冲分别代表二进制代码“1”和“0”。其正负电平的幅度相等、极性相反。 3.单极性归零。是单极性非归零波形的形式。 4.双极性归零。是双极性非归零波形的形式，兼有双极性和归零波形的特点。 5.AMI。全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码的“1”交替的变换为“+1”和“-1”，而“0”保持不变。 6.HDB3。全称是三阶高密度双极性码。编码规则是： 1）检查消息码中“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1、-1交替； 2）当连“0”个数超过3时，将每四个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；

3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为+1或-1； 4)B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；5）V码后面的传号码极性也要交替。译码：从收到的符号序列中可以很容易的找到破坏点V，就可以断定V符号及前面的三个符号必须是连“0”符号，从而恢复四个连“0”码，再将所有-1变成+1后便得到原消息代码。四、实验内容 (一)单极性非归零、双极性非归零、单极性归零、双极性归零时域波形。实验代码： M=10000; %产生码元数 L=10; %每码元复制32次 dt=0.1; %采样间隔 T=L*dt; %码元时间 TotalT=M*T; %总时间 t=0:dt:TotalT; %时间 F=1/dt; %仿真频宽 df=1/T otalT; %频率间隔 f=-F/2:df:F/2-df; %频率 N=M*L; %总长度 ShowM=16; %显示码元数 ShowN=ShowM*L; ShowT=(ShowN-1)*dt; Showt=0:dt:ShowT; %时间 dutyradio=0.5; %占空比 randwave=round(rand(1,M)); %产生二进制随机码,M为码元个数 randwave(1:16)=[1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0]; onessample=ones(1,L); %定义复制的次数L,L为每码元的采样点数rerandwave=randwave(onessample,:); %复制的第1行复制L次 unipolarwave=reshape(rerandwave,1,L*M); %重排成1*L*M数组 %单极性不归零码 subplot(4,1,1);plot(Showt,unipolarwave(1:ShowN));axis([0 20 -1.2 1.2]);

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

实验三码型变换实验

实验三码型变换实验一、实验目的 1．了解几种常见的数字基带信号。 2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。 3．掌握用FPGA实现码型变换的方法。二、实验内容 1．观察NRZ、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。2．观察全0码或全1码时各码型波形。 3．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。 4．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3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，下载并观察输出波形。三、实验器材 1．信号源模块 2．码型变换模块 3．20M双踪示波器一台 4．频率计（可选）一台 5．PC机（可选）一台 6．连接线若干四、实验原理 1．编码规则 ①NRZ码(见教材) ②RZ码(见教材) ③BNRZ码－双极性不归零码 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E -E ④BRZ码－双极性归零码 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E -E ⑤AMI码(见教材) ⑥HDB3码(见教材) ⑦BPH码

BPH码的全称是数字双相码（Digital Diphase），又叫分相码(Biphase，Split-phase)或曼彻斯特码（Manchester），其编码规则之一是： 0 01（零相位的一个周期的方波）； 110（π相位的一个周期的方波）。例如：代码： 1 1 0 0 1 0 1 双相码： 10 10 01 01 10 01 10 这种码既能提取足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程简单。但带宽要宽些。⑧CMI码 CMI码的全称是传号反转码，其编码规则如下：信息码中的“1”码交替用“11”和“00”表示，“0”码用“01”表示。例如：代码： 1 1 0 1 0 0 1 0 CMI码： 11 00 01 11 01 01 00 01 这种码型有较多的电平跃变，因此，含有丰富的定时信息。该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型。在光纤传输系统中有时也用CMI码作线路传输码型。 2．电路原理将信号源产生的NRZ码和位同步信号BS送入U900（EPM7128SLC84-15）进行变换，可以直接得到各种单极性码和各种双极性码的正、负极性编码信号。解码时同样也需要送入FPGA进行解码，得到NRZ码。 ①NRZ码从信号源“NRZ”点输出的数字码型即为NRZ码，请参考信号源工作原理。 ②BRZ、BNRZ码将NRZ码和位同步信号BS分别送入双四路模拟开关U902（4052）的控制端作为控制信号，在同一时刻，NRZ码和BS信号电平高低的不同组合（00、01、10、11）将控制U902分别接通不同的通道，输出BRZ码和BNRZ码。X通道的4个输入端X0、X1、X2、X3分别接－5V、GND、＋5V、GND，在控制信号控制下输出BRZ码；Y通道的4个输入端Y0、Y1、Y2、Y3分别接－5V、－5V、＋5V、＋5V，在控制信号控制下输出BNRZ 码。解码时通过电压比较器U907（LM339）将双极性的BRZ和BNRZ码转换为两路单极性码，即双—单（极性）变换，再送入U900进行解码，恢复出原始的NRZ码。 ③RZ、BPH码同BRZ、BNRZ，因是单极性码，其编解码过程全在U900中完成，在这里不再赘述。 ④AMI码由于AMI码是双极性的码型，所以它的变换过程分成了两个部分。首先，在U900中，将NRZ码经过一个时钟为BS的JK触发器后，再与NRZ信号相与后得到控制信号AMIB，该信号与NRZ码作为控制信号送入单八路模拟开关U905（4051）的控制端，U905的输出即为AMI码。解码过程与BNRZ码一样，也需先经过双—单变换，再送入U900进行解码。 ⑤HDB3码 HDB3码的编、解码框图分别如图3-1、3-2所示，其编、解码过程与AMI码相同，这里不再赘述。

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：

通信原理报告数字基带信号HDB3码型编码转换实现

通信原理课程设计报告题目：数字基带信号HDB3码型编码转换实现专业班级：姓名：学号：

指导教师：设计任务要求: 仿真实现数字基带通信系统信源输入24位二进制序列产生HDB3码，通过高斯白噪声信道，接收端滤波、解码的时域图及频谱图。以矩形波为例，要现输入24位二进制序列产生AMI码，HDB3码，接收端滤波、解码上述码型。

摘要 HDB3码全称三阶高密度双极性码(英语:High Density Bipolar of Order 3，简称:HDB3码)是一种适用于基带传输的编

码方式，它是为了克服AMI码的缺点而出现的，具有能量分散，抗破坏性强等特点。HDB3码实行转换一般分为三个步骤，先将消息码转换AMI码然后加“V”,接着加“B”，这几部我们可以使用C语言进行编程实现。为了实现HDB3码的编码与转换，同时加深对通信系统工作原理的了解，我们采用了MATLAB软件进行编码仿真，同时学习掌握MATLAB软件的基础使用。关键词：AMI码；HDB3码；编码；解码；MATLAB；仿真目录 1. 设计原理 (4) 1.1 HDB3码的介绍 (4)

1.2 HDB3码的编码转换规则 (5) 1.3 HDB3码的解码转换规则 (5) 1.4 HDB3码的软件程序设计 (6) 2. MATLAB软件仿真结果及其分析 (10) 2.1 MATLAB软件的介绍 (10) 2.2 仿真结果图示 (12) 2.3 仿真结果分析 (15) 3. 设计总结及心得体会 (22) 4. 参考文献 (22) 5. 致 (23)

码型变换实验

码型变换实验一、实验目的 1、了解几种常用的数字基带信号。 2、掌握常用基带传输码型的编码规则。 3、掌握常用CPLD实现码型变换的方法。二、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HDB3 码波形。 3、观察RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。三、实验器材 1、信号源模块（一块） 2、6号模块（一块） 3、7号模块（一块） 4、20M双踪示波器（一台） 5、连接线四、实验原理（一）基本原理在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。基带传输系统是指不使用载波装置而直接传送基带限号的系统。其基本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。要先将基带脉冲输入信道信号形成器，经过一系列的处理再输出基带脉冲。这里信道信号形成器用来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煤质（如可以通过从直流至高频的有线线路）；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。若一个变换器把数字基带信号变换成适合于基带信号传输的基带信号，则称此变换器为数字基带调制器；想反，把信道基带信号变换成原始数字基带信号的变换器，称之为基带解调器。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。对传输用的基带信号的只要要求有两点：（１）对个种代码的要求，期望将原始信息符合编织成适合于传输用的码型；对所选码型的点波形要求，期望电波形适合于在信道中传输。（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分别表示二进制信息“１”和“０”，在整个码元期间保持不变。２、ＲＺ码ＲＺ码的全称是单极性归零码，与ＮＲＺ码不同的是，发送“１”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。３、ＡＭＩ码ＡＭＩ码的全称是传号交替反转码。代码的０礽变换为传输码的０，而把代码中的１交替地变换为传输码的＋１，－１，＋１，－１．．．．．．。由于ＡＭＩ的传号交替反转，故由于它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而０电位保持不变的规律。这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，而

基带信号常用码型转换

通信原理大作业用matlab仿真 1.幅频失真 S(t)=sint+1/3sin3t, S’(t)=sint+sin3t; 相频失真 S(t)=sint+1/3sin3t, S’(t)=sin(t+2pi)+1/3sin(3t+3pi). 程序： x=0:pi/20:3*pi; y1=sin(x)+(sin(3*x))/3; y2=sin(x)+sin(3*x); y3=sin(x+2*pi)+(sin(3*x+3*pi))/3; figure(1) plot(x,y1); hold on plot(x,y2,'r-'); legend('S(t)=sint+1/3sin3t','S(t)=sint+sin3t') figure(2) plot(x,y1); hold on plot(x,y3,'r-'); legend('S(t)=sint+1/3sin3t','S(t)=sin(t+2*pi)+1/3sin(3t+3*pi)')

幅频失真相频失真

2. 将输入的一串0,1编码 1）转换成AMI 码 2）转换成HDB3码 3）转换成双相码 4）转换成Miller 码 5）转换成CMI 码总流程开始输入数组依次显示五种码形结束转换成AMI 码转换成CMI 码转换成 HDB3 码转换成双相码转换成Miller 码

转化成五种码具体流程思路：数组xn 中0保持不变；并统计1个数，当为偶数1保持不变；当为奇数1变换为-1 1) 转换成AMI 码 no no no 得到数组xn Xn （i ）是否=1 num=num+1 num 是否为偶数得到数组xn 长度k i=1; num=0 yn(i)=xn(i) yn(i)=xn(i) yn(i)= -xn(i) i 是否=k 得到数组yn i=i+1

实验1基带信号地常用码型变换实验

数字基带传输系统仿真实验

码型变换实验

基带传输技术

通信原理报告 数字基带信号HDB3码型编码转换实现

通信原理实验--数字基带传输仿真实验

实验四 码型变换实验

基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用Miller码CMI码双极性归零码双极性不归零码

通信原理 数字基带传输实验报告

通信原理第四章(数字基带传输系统)习题及其答案

实验二码型变换实验

通信原理实验报告二基带传输常用码的编码解码方法

基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真-课程设计报告书

实验三 码型变换实验

通信原理------数字基带传输实验报告

通信原理报告数字基带信号HDB3码型编码转换实现

码型变换实验

基带信号常用码型转换

通信原理报告数字基带信号HDB3码型编码转换实现

实验四码型变换实验

通信原理数字基带传输实验报告

实验三码型变换实验