通信原理概论实验数字基带传输系统数字基带信号的码型一

通信原理概论实验数字基带传输系统数字基带信号的码型一
通信原理概论实验数字基带传输系统数字基带信号的码型一

通信原理概论实验》实验报告

班级:学号:

姓名:日期:2013年5月7日

实验名称:

数字基带传输系统—数字基带信号的码型(一)

实验目的:

(1)使用MATLAB 产生各种简单的数字基带信号码型通过实验进

一步熟悉和掌握各种码型的编码规则。 ) ( 2

实验要求:

请按照本实验说明的实验内容部分的信息独立完成本实验,并提交实验报告,实验报告请参照实验报告模板的格式。

实验内容:

1、编制以下函数,实现将输入的一段二进制代码编为相应的单极性不归零码输出。参考程序如下:

%snrz.m

function y=snrz(x)

%输入x 为二进制码,输出y 为编好的码t0=200; %每个码元200 个点

t=0:1/t0:length(x); %时间序列

for i=1:length(x) %计算机码元的值

if x(i)==1

for j=1:t0

%如果输入信息为1,码元对应的点值取1 y((i-1)*t0+j)=1;

end;

else

for j=1:t0

0 %如果输入信息为0 y((i-

,码元对应的点值取

1)*tO+j)=O; end end

end

N=le ngth(y); temp=y(N); y=[y,temp]; plot(t,y);

axis([0,i,-0.1,1.1]); title('单极性不归零码');

说明:

该函数编制好后,在MATLAB的命令窗口输入:

x=[1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0]; %这个二进制序列可以任意修改

sn rz(x) %执行函数,输出显示对应的码型结果如图所示:

2. 编制另一个函数,用于产生双极性不归零码。双极性不归零码的实现同单极性基本一样,只需将snrz.m中判断得到0信息后的语句“ y((i-1)*t0+j)=0; ”改为

“ y((i-1)*tO+j)=-1; ”。此外,双极性波形显示的时候,需要将“axis([0,i,-

0.1,1.1]); axis([0,i,-1.1,1.1]);改为

fi.il* t JLL M* X --W1- D s14 lb

UliU 已* A / 史奠■二

3. 编制以下函数,用于产生单极性归零码。参考程序如下: %srz.m

fun cti on y=srz(x)

%输入x为二进制码,输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=0:1/t0:le ngth(x); %时间序列

for i=1:le ngth(x) %计算机码元的值

if x(i)==1

for j=1:t0/2

y((2*i -2)*t0/2+j)=1; %定义前半段时间值为1

y((2*i-1)*t0/2+j)=0; %定义后半段时间值为0

end;

else

for j=1:t0

%如果输入信息为0,码元对应的点值取0

y((i-1)*t0+j)=0;

end

end

end

N=le ngth(y);

temp=y(N); y=[y,temp];

plot(t,y);

axis([0,i,-0.1,1.1]); title('单极性归零码');

结果如图所示:

4. 请修改srz.m,编制另一个函数,用于产生双极性归零码。

编制另一个函数,用于产生双极性不归零码。双极性不归零码的实现同单极性基本一样,只需将srz.m中判断得到0信息后的语句“ y((i-1)*t0+j)=0; ”改为

“ y((2*i-2)*t0/2+j)=-1”。并添加y((2*i -1)*t0/2+j)=0;于下一段。此外,双极性波

形显示的时候,需要将“ axis([0,i,-0.1,1.1]); ” 改为“ axis([0,i,-1.1,1.1]);

5?请参照前面的程序,编制一个函数,用于产生传号差分码。(提示:下一个码元需要参考前一个码元,可假设第一个码元之前是零电平)

%schua nhao.m 传号差分码

fun cti on y=schua nhao(x)

%输入x为二进制码,输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=0:1/t0:le ngth(x); %时间序列

设定第一个码元之前是零电平% p0=0;

for i=1:le ngth(x) %计算机码元的值

if x(i)==1

if p0==0;

for j=1:t0 %如果输入信息为1,码元对应的点值取1

y((i-1)*t0+j)=1;

end;

p0=1;

else

for j=1:t0 y((i-1)*t0+j)=0;

end;

p0=0;

end;

else

if p0==0;

for j=1:t0 %如果输入信息为1,码元对应的点值取1

y((i-1)*t0+j)=0;

end;

p0=0;

else

for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=1;

end;

p0=1;

end;

end

end N=length(y);

temp=y(N);

y=[y,temp];

plot(t,y);

axis([0,i,-0.1,1.1]);

title(' 传好差分码');

6?请参照前面的程序,编制一个函数,用于产生空号差分码。(提示:下一个码元需要参考前一个码元,可假设第一个码元之前是零电平)

%schua nhao.m 空号差分法

fun cti on y=schua nhao(x)

%输入x为二进制码,输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=O:1/tO:le ngth(x); %时间序列

p0=0; %设定第一个码元之前是零电平

for i=1:le ngth(x) %计算机码元的值

if x(i)==0

if p0==0;

1

,码元对应的点值取1如果输入信息为% for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=1;

end;

p0=1;

else

for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=0;

end;

数字基带信号

数字基带信号 通信系统2007-09-24 16:40:29 阅读1500 评论3 字号:大中小订阅 一,数字基带信号 1.数字基带信号 所谓数字基带信号,就是消息代码的电波形。数字基带信号的类型很多,本节以由矩形脉冲构成的基带信号为例,主要研究这些基带信号的时域波形、频谱波形以及功率谱密度波形。 单极性不归零信号: 设消息代码由二进制符号0、1组成,则单极性不归零信号的时域波形如图5-2-1所示,其中基带信号的0电位对应于二进制符号0;正电位对应于二进制符号1。单极性不归零信号在一个码元时间内,不是有电压(或电流),就是无电压(或电流),电脉冲之间没有间隔,不易区分识别,归零码可以改善这种情况。单极性不归零信号的频域波形和功率谱密度波形分别如图所示。 (1) 时域波形 单极性不归零信号的时域波形 (2) 频谱波形 单极性不归零信号的频谱图 (3) 功率谱密度波形

单极性不归零信号的功率谱密度 单极性归零信号: 设消息代码由二进制符号0、1组成,则单极性归零信号的时域波形如图5-2-4所示,发"1"码时对应于正电位,但持续时间短于一个码元的时间宽度,即发出一个窄脉冲,当发"0"码时,仍然完全不发送电流,所以称这种信号为单极性归零信号。单极性归零信号的频域波形和功率谱密度波形分别如图5-2-5、图5-2-6 所示。 (1) 时域波形 单极性归零信号的时域波形 (2) 频谱波形 单极性归零信号的频谱图 (3) 功率谱密度波形

单极性归零信号的功率谱密度 双极性不归零信号: 设消息代码由二进制符号0、1组成,则双极性不归零信号的时域波形如图5-2-7所示,其中基带信号的负电位对应于二进制符号0;正电位对应于二进制符号1。双极性不归零信号的频域波形和功率谱密度 波形分别如图所示。 (1) 时域波形 双极性不归零信号的时域波形 (2) 频谱波形 双极性不归零信号的频谱图 (3) 功率谱密度波形

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――

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,

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

实验九 数字基带通信系统实验

姓名:班级学号:47 实验九数字基带通信系统实验 一、实验目的 1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程 2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响 3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用 二、实验内容 1.用数字信源、数字终端、位同步及帧同步连成一个理想信道时分复用数字基带通 信系统,使系统正常工作。 2.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。 3.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。 4.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。 三、基本原理 本实验使用数字信源模块(EL-TS-M6)和数字终端、位同步及帧同步模块(EL-TS-M7)。 1. 数字终端模块工作原理: 原理框图如图7-1所示。它输入单极性非归零信号、位同步信号和帧同步信号,把两路数据信号从时分复用信号中分离出来,输出两路串行数据信号和两个8位的并行数据信号。两个并行信号驱动16个发光二极管,左边8个发光二极管显示第一路数据,右边8个发光二极管显示第二路数据,二极管亮状态表示“1”,熄灭状态表示“0”。两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3。 在数字终端模块中,有以下测试点及输入输出点: ? FS-IN 帧同步信号输入点 ? S-IN 时分复用基带信号输入点 ? BS-IN 位同步信号输入点 ? SD 抽样判决后的时分复用信号测试点 ? BD 延迟后的位同步信号测试点 ? FD 整形后的帧同步信号测试点 ? D1 分接后的第一路数字信号测试点 ? B1 第一路位同步信号测试点 ? F1 第一路帧同步信号测试点

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,

通信原理课程设计 基于MATLAB的数字基带传输系统的研究和分析讲解

塔里木大学信息工程学院通信原理课程设计 2016届课程设计 《基于MATLAB的数字基带传输系统的研究与分 析》 课程设计说明书 学生姓名 学号 所属学院信息工程学院 专业通信工程 班级通信16-1 指导教师蒋霎

塔里木大学教务处制 摘要 本论文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。本文首先介绍了本课题的理论依据,包括数字通信,数字基带传输系统的组成及数字基带信号的传输过程。接着介绍了数字基带传输系统的特性包括数字PAM信号功率普密度及常用线路码型,并通过比较最终选择双极性不归零码。然后介绍了MATLAB仿真软件。之后介绍了数字基带信号的最佳接收的条件以及如何通过示波器观察基带信号的波形。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。 关键字:数字基带传输系统MATLAB 计算机仿真;

目录 1.前言 0 2.正文 0 2.1数字基带传输系统 0 2.2 数字基带信号 (1) 2.2.1基本的基带信号波形 (1) 2.2.2基带传输的常用码型 (2) 2.3实验原理 (5) 2.3.1数字通信系统模型 (5) 2.3.2数字基带传输系统模型 (5) 3.1MATLAB软件简介 (6) 3.1.1软件介绍 (6) 3.1.2 Matlab语言的特点 (7) 4.1实验内容 (7) 4.1.1理想低通特性 (8) 4.1.2余弦滚降特性 (8) 4.1.3 Matlab设计流程图 (9) 4.1.4余弦滚降系基于matlab的程序及仿真结果 (9) 致谢 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)

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

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)

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;

数字基带系统实验一总结报告

实验一基带传输系统实验 目录: 一、实验目的 (2) 二、实验原理 (2) 三、实验内容 (3) (一)因果数字升余弦滚降滤波器设计 (3) 1) 窗函数法设计非匹配形式的基带系统的发送滤波器 (3) 2) 频率抽样法设计匹配形式的基带系统的发送滤波器 (5) 3) 非匹配形式下窗函数设计法和匹配模式下频率抽样法设计的滤波器第一零点带 宽和第一旁瓣衰减 (7) (二)根据离散域基带系统模型,设计无码间干扰的二进制数字基带传输系统 (7) (三)非匹配模式和匹配模式的无码间干扰的数字基带传输系统测试 (10) 1) 非匹配滤波器无加性噪声系统 (10) 2) 非匹配滤波器和匹配滤波器加加性噪声系统 (12) 四、实验心得 (15) 指导老师:马丕明 班级:通信一班 姓名:石恬静201100120172 蒋金201100120222

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 数字通信系统的模型如下图所示: 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。 带限信道的数字基带传输系统的传输模型为: 发送滤波器 传输信道 接收滤波器 输入符号序列 {a }l ,其取值为1或-1;每隔一个比特周期Tb 发送一个脉冲信号得到 发送信号()d t ;在匹配形式下,发送滤器和接收滤波器都是平方根升余弦滚降滤波器,在

数字基带传输常用码型的MATLAB表示

数字基带传输常用码型的MATLA表示 在某些具有低通特性的有线信道中,特别是传输距离较近的情况下,数字基带信号不经调制可以直接传输,这种系统称为数字基带系统。而具有调制解调过程的数字系统称为数字带通传输系统。在第七章中,将列举数字带通传输系统仿真的例子,在本章中,我们重点讨论数字基带常用码型的产生,即数字基带信号的产生。教材中,我们以单极性不归零码和单极性不归零码的实现作为参考。 单极性不归零码MATLA程序如下: function y=snrz(x) % 本函数实现输入二进制码,输出编号的单极性非归零码 % 输入x 为二进制码,输出y 为单极性非归零码 num=200; % 单极性非归零码每一个码元包含的点 t=0:1/num:length(x); for i=1:length(x); if x(i)==1; for j=1:num; y((i-1)*num+j)=1; % 对应的点赋值为1 end else for j=1:num; y((i-1)*num+j)=0; % 对应的点赋值为0 end end end y=[y,x(i)]; % 为了绘制图形,注意要将y 序列加最后一位 plot(t,y); grid on; axis([0 i -0.2 1.2]); title(' 单极性非归零码1 0 0 1 0 1'); % 绘图 在MATLA命令行窗口中键入x的值,并调用函数snrz(x),就可以得到对应的单极性不归零码。如输入以下指令,将出现图 1 所示的结果。

单极性不归零码MATLA 程序如下: fun ctio n y=srz(x) %本函数实现输入二进制码,输出编号的单极性归零码 %输入x 为二进制码,输出y 为单极性归零码 plot(t,y); grid on; axis([0 i -0.2 1.2]); title(' 单极性非归零码 1 0 0 1 0 1'); num=200; %单极性非归零码每 t=0:1/num:le ngth(x); for i=1:le ngth(x); if x(i)==1; for j=1: nu m/2; y((i*2-2)* num/2+j)=1; % y((i*2-1)*num/2+j)=0; % end else for j=1: num; y((i-1)*num+j)=0; % end end end y=[y,x(i)]; % 个码元包含的点 对1而言,前半部分时间值为1 对1而言,后半部分时间值为0 对应的点赋值为0 为了绘制图形,注意要将 y 序列加最后一位 单极性非归零码1 0 0 1 0 1 图1单极性不归零码

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

基带传输常用码型及基带信号频谱实验

基带传输常用码型及基带信号频谱实验 一、实验目的 1、熟悉通信基带信号功率谱基本原理 2、熟悉SYSTEMVIEW软件的信号谱分析应用 3、掌握使用SYSTEMVIEW软件生成最常用基带信号与数字双相传输码的基本方法 二、实验原理: 1、数字基带信号的频谱特性 数字基带信号是随机的脉冲序列,只能用功率谱来描述它的频谱特性。研究好数字基带信号的功率谱,就可以了解信号带宽,有无直流分量,有无定时分量。这样才能选择匹配的信道,确定是否可提取定时信号。 经过合理假设下的严格数学推导,可以得到以下主要结论: (1)随机脉冲序列功率谱包括连续谱和离散谱; (2)单极性信号中有无离散谱取决于矩形脉冲的占空比,归零信号中有定时分量。不归零信号中无定时分量。0、1等概的双极性信号没有离散谱,即同时没有直流分量和定时分量。 (3)随机序列的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数G1(f)或G2(f),通常以谱的第一个零点作为矩形脉冲的近似带宽,它等于脉宽τ的倒数。 2、传输系统发射与信道部分的基本结构如图2—1所示。如果系统直接传送基带信号,称之为基带传输系统。 图2—1 在基带传输系统中,系统的输入是数字基带信号,它不一定适合直接在信道中传输。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。称此信号形成器为数字基带调制器;与此对应的,在接收端将信道基带信号变换成原始数字基带信号,称之为基带解调器。 3、数字基带调制器中的波形变换与码型变换 在数字基带调制器中,波形变换后传输电波形常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲波形等。最常用的是矩形脉冲波形,正如我们在前面通原

实验二(数字基带传输技术仿真实验)

实验二数字基带传输技术仿真实验 实验要求: 1、学生按照实验指导报告独立完成相关实验的内容; 2、上机实验后撰写实验报告,记录下自己的实验过程,记录实验心得。 3、以电子形式在规定日期提交实验报告。 实验指导 1、单极性不归零码 单极性不归零码是一种最简单最常用的基带信号形式。这种信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1,即,在一个码元时间内用脉冲的有或者无来对应表示0或者1码。其特点是极性简单,有直流分量,脉冲之间无间隔。 生成单极性不归零码的MATLAB实现程序如下: function y=snrz(x) %本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的单极性不归零码输出 %输入x为二进制码,输出y为编号的码 t0=200; t=0:1/t0:length(x); %给出相应的时间序列 for i=1:length(x) %计算码元的值 if x(i)==1 %如果输入信息为1 for j=1:t0 %该码元对应的点值取1 y((i-1)*t0+j)=1; end else for j=1:t0 %如果输入信息为0,码元对应的点值取0 y((i-1)*t0+j)=0; end end end y=[y,x(i)]; plot(t,y);

%采用title 命令来实现标记出各码元对应的二元信息 title('1 0 1 1 0 0 1 0'); grid on; axis([0,i,-0.1,1.1]); 在命令窗口中输入x的二进制代码和函数名,就可以得到所对应的单极性不归零码输出,如输入以下指令,将出现图1所示结果。 x=[1 0 1 1 0 0 1 0]; 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,脉冲的正负对应着二进制代码的1和0,由于它是幅度相等极性相反的双极性波形,故当0、1符号等可能出现时无直流分量。这样,恢复信号的判决电平为0,因而不受信道特性变化的影响,抗干扰能力较强,故双极性码较单极性码更有利于在信道中传输。 双极性不归零码的MATLAB实现程序如下: function y=dnrz(x) t0=200; t=0:1/t0:length(x); for i=1:length(x) if x(i)==1

实验七:时分复用数字基带通信系统

实验七:时分复用数字基带通信系统 一、实验目的 1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。 2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。 3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。 二、实验内容 1.用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统,使系统正常工作。 2.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。 3.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。 4.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。 三、基本原理 本实验要使用数字终端模块。 1. 数字终端模块工作原理: 原理框图如图7-1所示,电原理图如图7-2所示(见附录)。它输入单极性非归零信号、位同步信号和帧同步信号,把两路数据信号从时分复用信号中分离出来,输出两路串行数据信号和两个8位的并行数据信号。两个并行信号驱动16个发光二极管,左边8个发光二极管显示第一路数据,右边8个发光二极管显示第二路数据,二极管亮状态表示“1”,熄灭状态表示“0”。两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3。 在数字终端模块中,有以下测试点及输入输出点: ? S-IN 时分复用基带信号输入点 ? SD 抽样判后的时分复用信号测试点 ? BD 延迟后的位同步信号测试点 ? FD 整形后的帧同步信号测试点 ? D1 分接后的第一路数字信号测试点 ? B1 第一路位同步信号测试点

? F1 第一路帧同步信号测试点 ? D2 分接后的第二路数字信号测试点 ? B2 第二路位同步信号测试点 ? F2 第二路帧同步信号测试点 延迟1延迟2 整形延迟3FS-IN BS-IN S-IN FD FD -7 FD -15 FD -8 FD -16 BD 显示 串/并变换 串/并变换 F2÷3 并/串变换并/串变换 D 2 B1 F1 D 1 SD-D BD 显示 B2 图7-1 数字终端原理方框图 图7-1中各单元与电路板上元器件对的应关系如下: ? 延迟1 U63:单稳态多谐振荡器4528 ? 延迟2 U62:A :D 触发器4013 ? 整形 U64:A :单稳态多谐振荡器4528;U62:B :D 触发器4013 ? 延迟3 U67、U68、U69:移位寄存器40174 ? ÷3 U72:内藏译码器的二进制寄存器4017 ? 串/并变换 U65、U70:八级移位寄存器4094 ? 并/串变换 U66、U71:八级移位寄存器4014(或4021) ? 显示 三极管9013;发光二极管 延迟1、延迟2、延迟3、整形及÷3等5个单元可使串/并变换器和并/串变换器的输入信号SD 、位同步信号及帧同步信号满足正确的相位关系,如图7-3所示。 移位寄存器40174把FD 延迟7、8、15、16个码元周期,得到FD-7、FD-15、FD-8(即F1)和FD-16(即F2)等4个帧同步信号。在FD-7及B D 的作用下,

数字基带传输常用码型的MATLAB表示

数字基带传输常用码型的MATLAB表示 在某些具有低通特性的有线信道中,特别是传输距离较近的情况下,数字基带信号不经调制可以直接传输,这种系统称为数字基带系统。而具有调制解调过程的数字系统称为数字带通传输系统。在第七章中,将列举数字带通传输系统仿真的例子,在本章中,我们重点讨论数字基带常用码型的产生,即数字基带信号的产生。教材中,我们以单极性不归零码和单极性不归零码的实现作为参考。 单极性不归零码MA TLAB程序如下: function y=snrz(x) % 本函数实现输入二进制码,输出编号的单极性非归零码 % 输入x为二进制码,输出y为单极性非归零码 num=200; % 单极性非归零码每一个码元包含的点 t=0:1/num:length(x); for i=1:length(x); if x(i)==1; for j=1:num; y((i-1)*num+j)=1; % 对应的点赋值为1 end else for j=1:num; y((i-1)*num+j)=0; % 对应的点赋值为0 end end end y=[y,x(i)]; % 为了绘制图形,注意要将y序列加最后一位 plot(t,y); grid on; axis([0 i -0.2 1.2]); title('单极性非归零码1 0 0 1 0 1'); % 绘图 在MATLAB命令行窗口中键入x的值,并调用函数snrz(x),就可以得到对应的单极性不归零码。如输入以下指令,将出现图1所示的结果。

单极性非归零码 1 0 0 1 0 1 0123456 图1 单极性不归零码 单极性不归零码MA TLAB程序如下: function y=srz(x) % 本函数实现输入二进制码,输出编号的单极性归零码 % 输入x为二进制码,输出y为单极性归零码 num=200; % 单极性非归零码每一个码元包含的点 t=0:1/num:length(x); for i=1:length(x); if x(i)==1; for j=1:num/2; y((i*2-2)*num/2+j)=1; % 对1而言,前半部分时间值为1 y((i*2-1)*num/2+j)=0; % 对1而言,后半部分时间值为0 end else for j=1:num; y((i-1)*num+j)=0; % 对应的点赋值为0 end end end y=[y,x(i)]; % 为了绘制图形,注意要将y序列加最后一位 plot(t,y); grid on; axis([0 i -0.2 1.2]); title('单极性非归零码1 0 0 1 0 1'); 同上,在MATLAB命令行窗口中键入x的值,并调用函数srz(x),就可以得到对应的单极性归零码。如输入以下指令,将出现图2所示

数字基带传输实验预习报告

数字基带传输实验预习报告 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、实验原理: 1、带限信道的基带传输系统: 发送滤波器 传输信道 接受滤波器 {a n } x(t) y(t) r(t) {a n } 定时信号 2、升余弦滚降滤波器 其频率响应为: () T G ω () C ω 噪声源 R G ω() 抽样判决 位定时提 取

C T , 1|f|2c T α -≤ ()d H f = 1-[1cos (||)]22c T T f T παα+-,c 11||22c f T T αα -+≤ 0, 1+|f| 2C T α 在实验中,时间抽样间隔和抽样频率都归一化为1,得到升余弦滤波器的频率响应常数c T =4。 无码间干扰传输的最小符号间隔为c T 秒,或无码间干扰传输的最大符号速率为1/c T 。相应 的时域单位冲激响应信号h ()d t ,满足()d c h nT = 1,n=0 。在理想信道中, 0,n ≠0 h ()d t 信号波形在抽样时刻上无码间干扰。 3、最佳基带传输系统: 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,并且,接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。 实验时,具体采用两种方式,一是采用匹配滤波器,发送滤波器和接受滤波器对称的系统,发送滤波器和接受滤波器都是升余弦平方根特性;二是不采用匹配滤波器方式,升余弦滚降基带特性完全由发送滤波器实现,接受滤波器为直通。 4、用模拟升余弦滚降滤波器设计数字升余弦滚降滤波器 这种方式主要采用窗函数法和频率抽样法。 (1)窗函数法是从模拟升余弦滚降滤波器的单位冲激响应h ()d t ,先进行时间抽样,然后进行截短、加窗,最后向右移位,得到实际的因果的数字升余弦滚降滤波器的单位冲击响应。 (2)频率抽样法是从模拟升余弦滚降滤波器的频率响应 d () H f ,频率抽样后,进行离散时间 傅里叶反变换后,最后向右移位,得到实际的因果的数字升余弦滚降滤波器的单位冲激响应。

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

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