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

若设信道的传输特性为C)(w),接收滤波器的传输特性为 ,则基带传输系统的总传输特性为

其中单位冲激响应

H(t)是在单个δ(t)作用下,H(w)形成的输出波形.接收滤波器输出信号r(t)可表示为是加信噪声n(t)经过滤波器后输出的噪声。 a为滚降系数。

图2 滤波法提取定时信号原理图

根据以上系统分析, 用SIMU LINK 搭建仿真模型. 首先把系统分解成信号发生器、发送/ 接收滤波器、传输信道、Manchester 编/ 解码器、位定时提取电路和采样判决电路这几个子系统. 然后对子系统分别进行构造和测试: 这些子系统是由SIMULINK 模块库提供的基本模块以及通信工具箱、数字信号处理工具箱提供的专用模块搭建并且经过封装形成的。

(1)发送滤波器

它的功能是产生适用于信道传输的基带信号波形。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。

(3)接收滤波器

它用来接收信号，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。

(4)抽样判决器

是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻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)Manchester 编码器/ 解码器

)

(

)

(

)

(

)

(ω

ω

ω

ω

R

T

G

C

G

H=

)

(

)

(h

)

(t

n

nT

t

a

t

r

R

s

n

n

+

-

=∑∞

-∞

=

ω

ω

π

d

e

H

t jwt

⎰∞∞-

=)

(

2

1

)(h

)

(ω

R

G

)

(t

n

R