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》

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

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目录目录

1.1项目目的

2.2.1 数字基带系统的实现

1.项目目的与要求

1.1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。

1.2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

2.1项目分析

2.1.1 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。

2.1.2 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。

2.1.3 CMI码

CMI（Coded Mark Inversion）码是传号反转码的简称，与双相码类似，

它也是一种双极性二电平码。其编码规则是“1”码交替用“11”和“00”两位码表示；“0”码固定地用“01”表示。

CMI码易于实现，含有丰富的定时信息。此外，由于10为禁用码组，不会出现三个以上的连码，这个规律可以用来宏观检错。该码已被ITU-T 推荐为PCM四次群的接口码型，有时也用在速率低于8.44Mb/s的光缆传输系统中。

2.1.4 双极性归零码

双极性归零码是二进制码0 和1 分别对应于正和负电平的波形的编码，在每个码之间都有间隙产生．这种码既具有双极性特性，又具有归零的特性．双极性归零码的特点是：接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1 比特的信息已接收完毕，然后准备下一比特信息的接收，因此发送端不必按一定的周期发送信息．可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用，后沿起了终止信号的作用．因此可以经常保持正确的比特同步．即收发之间元需特别的定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫做自同步方式．由于这一特性，双极性归零码的应用十分广泛

2.1.5 双极性不归零码

在双极性不归零波形中。脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0，如图5—3（b）所示，由于它是幅度相等极性相反波形，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，抗干扰能力也较强。故双极性波形有利于在信道中

传输。

2.2 设计实现过程

在设计实现数字基带传输传输码型仿真—采用Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归零码的过程中，我充分利用了课堂上所学到的编码的知识，在熟悉掌握matlab的前提下，通过查阅相关资料和网络搜索，我充分了解了利用matlab的GUI仿真所需的函数，通过不断地试验和完善，将数字基带传输信号和它的四种编码的码型显示在了GUI界面上，对这四种编码的特性有了一个清晰的认知。以下是我的具体的设计实现过程：2.2.1 数字基带系统的实现

在设计数字基带系统的过程中，我使用了rand函数，随机产生以N为时间间隔的N=20个数字基带信号（N为时间间隔，在这里，为了使图形效果更佳，我设定为1000），x=ceil(rand(1,N)-0.8);

x_t=zeros(1,N*fs);

for i=1:N*fs

x_t(i)=x(ceil(i/fs));

使用这四段代码实现基带信号的产生。再通过plot函数将该序列显示在GUI界面上。

2.2.2 miller码的实现

在利用matlab的语言编写miller码的过程中，我使用了一个function 模块专门用来处理基带信号，使之变为miller码，再通过函数的调用，调用该模块产生miller码，该模块的核心代码如下所示：

if x(i)==1 %若原码为1，则交替为10或01

Miller(2*i-1)=f;

Miller(2*i)=not(f);

f=not(f);

d=1;

else %若原码为0

if d==1 %前一个码为1

Miller(2*i-1)=f;

Miller(2*i)=f;

d=0;

else %前一个码为0

f=not(f);

Miller(2*i-1)=f;

Miller(2*i)=f;

d=0;

end

end

2.2.3 CMI码的实现

CMI码的设计，与miller码的设计基本一致，只是CMI码的编码规则是是“1”码交替用“11”和“00”两位码表示；“0”码固定地用“01”表示。核心代码变为了：

if x(i)==0 %若原码为0，则为01，

CMI(2*i-1)=0;

CMI(2*i)=1;

else %若原码为1.则交替为11和00

CMI(2*i-1)=f;

CMI(2*i)=f;

f=not(f);

end

2.2.4 双极性归零码的实现

双极性归零码的特殊性质在于其在每一个码型显示之后都会跳变为0，利用E和-E分别表示1和0，因此我在这里设计了一个判断函数，通过判断产生的数字基带信号是否为大于0.5来判断0、1信号，并给y（i）赋1或-1值，而且为了实现跳变为0的功能，另加了一个判断，使得输出函数