实验三数字基带传输系统建模和仿真
基于matlab的数字基带传输系统仿真实验设计
基于matlab的数字基带传输系统仿真实验设
计
数字基带传输系统仿真实验设计
一、实验目的
1.了解数字基带传输系统的基本结构和原理；
2.通过Matlab仿真来研究数字基带传输系统的性能特点；
3.实际操作，掌握Matlab对数字信号处理的基本方法。
二、实验内容
1.设计数字基带传输系统的仿真模型，包括信源、调制器、信道、解调器、接收端等模块；
2.模拟实现数字信号的采样、量化、编码等过程；
3.采用常用的调制方式，如BPSK、QPSK、16QAM等，进行调制处理，并观察不同调制方式下的信噪比和误码率的关系；
4.在传输过程中引入噪声，观察噪声对信号传输质量的影响；
5.实现误码率的计算和信噪比的测量；
6.结合实际情况，设计合适的信号处理算法，提高数字基带传输系统的性能。
三、实验步骤
1.根据实验要求，设计数字基带传输系统的仿真模型，包括信源、调制器、信道、解调器、接收端等模块；
2.实现数字信号的采样、量化、编码等处理过程；
3.采用常用的调制方式（如BPSK、QPSK、16QAM等），进行信号调制处理；
4.在传输过程中引入噪声，并观察噪声对信号传输质量的影响；
5.实现误码率的计算和信噪比的测量；
6.根据实验结果，设计合适的信号处理算法，提高数字基带传输系统的性能。
四、实验结果
1.实验结果应包括调制方式、误码率、信噪比等参数；
2.根据实验结果，评估数字基带传输系统的性能，提出改善方法。
五、实验总结
1.总结数字基带传输系统的基本结构和原理；
2.分析数字基带传输系统的性能特点，包括误码率、信噪比等；
3.掌握Matlab对数字信号处理的基本方法。
模拟通信、数字基带通信系统的建模仿真
院系班级姓名学号实验名称模拟通信、数字基带通信系统的建模仿真实验日期一、实验目的及原理1、学会使用System View、Simulink软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步观察了解各种数字基带信号的功率频谱密度和带宽，并对他们进行比较说明。
3、根据通信理论，以解调输出信噪比衡量的同步相干解调性能总是优于包络检波性能。
在输入高信噪比条件下，包络检波接近同步相干解调的性能，而随着输入信噪比逐渐降低，包络检波性能也逐渐变坏，当输入信噪比下降到某一值时，包络检波输出信噪比将急剧下降，这种现象称为包络检波的门限效应。
二、实验内容1、调幅的包络检波与相干解调性能仿真比较以中波调幅广播传输系统仿真模型为传输模型，在不同输入信噪比条件下仿真测量包络检波解调和同步相干解调对调幅波的解调输出信噪比，观察包络检波解调的门限效应。
（1）解调输出信噪比近似量子系统“SNR Detection”的内部结构1、输入噪声信号为0.5Hz时的实验结果2、输入噪声信号为1Hz时的实验结果结果：在输入高信噪比的情况下，相干解调方法下的输出解调信噪比大致比包络检波好。
2、数字基带传输基本码型分析及结果用System View构造一个数字基带信号产生电路，使其能够产生三种码型信号：单极性不归零码，单极性归零码（占空比为50%）和双极性归零码（占空比为50%）。
一、实验原理图（1）单极性不归零码波形（2）单极性归零码波形（占空比50%）（3）、双极性归零码波形（占空比50%）（4）、单极性归零码的功率谱（5）、单极性归零码的功率谱（占空比为50%）三、实验小结1、单极性不归零码的带宽为50Hz，零点频率一次为50 Hz、100 Hz、150 Hz、200 Hz……2、单极性归零码和双极性归零码的带宽为100HZ，零点频率依次100HZ,200HZ,300HZ……3、单极性归零码中有同步信号，即f=50 Hz处有冲激响应。
实验三数字基带传输系统建模和仿真
实验三 数字基带传输系统的建模与仿真一． 实验目的1. 了解数字基带传输系统的建模过程2. 了解数字基带传输系统的仿真过程二． 实验内容建立一个基带传输模型，发送数据为二进制双极性不归零码，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配，接收机能自行恢复系统同步信号。
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。
三． 实验原理数字基带传输系统框图如图5-1所示，它主要由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器和抽样判决器等部件组成为保证数字基带。
系统正常工作，通常还应有同步系统。
图中各部分原理及作用如下：脉冲形成器：输入的是由电传机、计算机等终端设备发送来的二进制数据序列或是经模/数转换后的二进制脉冲序列，用{}k d 表示，它们一般是脉冲宽度为T 的单极性码。
脉冲形成器的作用是将{}k d 变换成比较适合信道传输的码型，并提供同步定时信息，使信号适合信道传输，保证收发双方同步工作。
发送滤波器：发送滤波器的传输函数为()T G ω，其作用是将输入的矩形脉冲变换成适合信道传输的波形。
这是因为矩形波含有丰富的高频成分，若直接送入信道传输，容易产生失真。
信道：信道传输函数为()C ω。
基带传输的信道通常为有线信道，如市话电缆和架空明线等，信道的传输特性通常是变化的，信道中还会引入噪声。
在通信系统的分析中，常常把噪声等效，集中在信道引入。
这是由于信号经过信道传输，受到很大衰减，在信道的输图5-1 数字基带传输系统出端信噪比最低，噪声的影响最为严重，以它为代表最能反映噪声干扰影响的实际情况。
但如果认为只有信道才引入噪声，其他部件不引入噪声，是不正确的。
G ，它的主要作用是滤除带外噪声，对信道接收滤波器：接收滤波器的传输函数为()R特性进行均衡，使输出信噪比尽可能大并使输出的波形最有利于抽样判决。
抽样判决器：它的作用是在信道特性不理想及有噪声干扰的情况下，正确恢复出原来的基带信号。
实验数字基带传输系统仿真研究
试验三数字基带传输系统仿真研究一、试验目1.观察数字基带传输系统中各模块信号波形, 深入了解奈奎斯特第一定理;2.观察发送端和接收端眼图, 了解眼图在数字基带传输系统中作用;二、试验原理（一）、数字基带传输系统模型前面我们介绍数字基带信号常见码型形状常常画成矩形, 而矩形脉冲频谱在整个频域是无穷延伸。
因为实际信道频带是有限而且有噪声, 用矩形脉冲作传输码型会使接收到信号波形发生畸变, 所以这一节我们寻求能使差错率最小传输系统传输特征。
如图1所表示一个经典数字基带信号传输系统模型。
图1 数字基带信号传输系统模型图图1中, 基带码型编码电路输出是携带着基带传输经典码型信息δ脉冲或窄脉冲序列}{a, 我们仅仅关注取值: 0、1或±1; 发送滤波器又叫信道信号形成网n络, 它限制发送信号频带, 同时将}{a转换为适合信道传输基带波形; 信道能够n是电缆等狭义信道也能够是带调制器广义信道, 信道中窄带高斯噪声会给传输波形造成畸变; 接收滤波器作用是滤除混在接收信号中带外噪声和由信道引入噪声, 对失真波形进行尽可能赔偿（均衡）; 抽样判决器是一个识别电路, 它把接收滤波器输出信号波形)(t y放大、限幅、整形后再加以识别, 深入提升信噪比; 码型译码将抽样判决器送出信号还原成原始信码。
（二）、基带传输中码间串扰数字通信关键质量指标是传输速率和误码率, 二者之间亲密相关、相互影响。
当信道一定时, 传输速率越高, 误码率越大。
假如传输速率一定, 那么误码率就成为数字信号传输中最关键性能指标。
从数字基带信号传输物理过程看, 误码是由接收机抽样判决器错误判决所致, 而造成误判关键原因是码间串扰和信道噪声。
码间串扰定义: 因为系统传输特征不良或加性噪声影响, 使信号波形发生畸变, 造成收端判决上困难, 所以造成误码, 这种现象称为码间串扰。
发生码间串扰时, 脉冲会被展宽, 甚至重迭（串扰）到邻近时隙中去成为干扰。
数字基带传输系统实验报告
数字基带传输系统实验报告数字基带传输系统实验报告引言：数字基带传输系统是现代通信领域中的重要组成部分，它在各个领域中起到了至关重要的作用。
本实验旨在通过搭建一个基带传输系统的模型，来研究数字信号的传输特性和误码率等参数。
通过实验，我们可以更好地理解数字基带传输系统的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是搭建一个数字基带传输系统的模型，并通过实验研究以下几个方面：1. 了解数字基带传输系统的基本原理和结构；2. 研究数字信号的传输特性，如传输速率、带宽等；3. 分析误码率与信噪比之间的关系；4. 探究不同调制方式对传输性能的影响。
二、实验原理数字基带传输系统由发送端、信道和接收端组成。
发送端将模拟信号转换为数字信号，并通过信道传输到接收端，接收端将数字信号转换为模拟信号。
在传输过程中，信号会受到噪声的干扰，从而引起误码率的增加。
三、实验步骤1. 搭建数字基带传输系统的模型，包括发送端、信道和接收端；2. 设计不同的调制方式，如ASK、FSK和PSK，并设置不同的传输速率和带宽；3. 测试不同调制方式下的误码率，并记录实验数据；4. 分析误码率与信噪比之间的关系，探究不同调制方式对传输性能的影响。
四、实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列的数据，并进行了分析。
我们发现，随着信噪比的增加，误码率逐渐减小，传输性能逐渐提高。
同时，不同调制方式对传输性能也有一定的影响。
例如，ASK调制方式在低信噪比下误码率较高，而PSK调制方式在高信噪比下误码率较低。
五、实验总结通过本次实验，我们对数字基带传输系统有了更深入的了解。
我们了解了数字基带传输系统的基本原理和结构，研究了数字信号的传输特性和误码率与信噪比之间的关系。
同时，我们也探究了不同调制方式对传输性能的影响。
通过实验，我们对数字基带传输系统的应用和优化提供了一定的参考。
六、实验存在的问题与改进方向在本次实验中，我们发现了一些问题，如实验数据的采集和分析方法可以进一步改进，实验中的噪声模型也可以更加精确。
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―― lL,1dtatlT()(),,,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,1xtdtgtatlTgt()()*()()*(),,,,,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 brlTlL() 01,,,, 抽样点数值为 (画出星座图) b,{}a, 判决为 l2. 升余弦滚降滤波器(1),,,Tf,||,s,T2s,,TT1(1)(1),,，，，,,,,ss Hfff()1cos(||),||,，,,,,,,TTT2222，，,ss,,(1)，,f0,||,,T2s,1式中,称为滚降系数，取值为, 是常数。
数字基带信号传输系统仿真方案
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 基带系统传输模型及工作原理基带系统传输模型如图1所示。
1)系统总的传输特性为H(ω)=GT(ω)C(ω)GR(ω)，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干扰及噪声干扰将造成基带系统传输误码率的提升，影响基带系统工作性能。
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，使得系统输出信噪比最大。
3基带系统设计方案3．1 信源1)常见的基带信号波形有：单极性波形、双极性波形、单极性归零波形和双极性归零波形。
双极性波形可用正负电平的脉冲分别表示二进制码“1”和“0”，故当“1”和“O”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，且在接收端恢复信号的判决电平为零，抗干扰能力较强。
通信原理实验数字基带传输仿真实验
通信原理实验数字基带传输仿真实验本文记录的是一次通信原理实验，具体实验内容是数字基带传输仿真实验。
这个实验旨在让学生了解并掌握数字基带传输的基本原理、信号调制和调制解调的方法，并通过仿真实验加深对数字基带传输的理解。
实验步骤：第一步：实现数字基带信号的产生。
我们采用MATLAB编写代码来产生数字基带信号。
具体而言，我们可以选择产生脉冲振幅调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）等各种调制方式。
第二步：实现数字基带信号的传输。
我们可以通过MATLAB编写代码，将数字基带信号在传输媒介中进行仿真。
具体而言，我们可以选择传输介质为AWGN信道、多径信道等，通过加入信噪比、码元传输速率、波特率等参数来模拟不同的传输环境。
第三步：实现数字基带信号的调制。
我们采用调制器进行数字信号的调制。
常见的数字调制方式有AM调制、FM调制、PM调制等。
此处我们选择了二进制相移键控（BPSK）调制来进行数字基带信号的调制。
第四步：实现数字基带信号的解调。
我们采用解调器来实现数字基带信号的解调。
常见的数字解调方式有包络检测法、抑制互调法等。
此处我们选择了直接判决法来进行数字基带信号的解调。
第五步：实现数字基带信号的重构。
我们通过将数字基带信号解调后还原成原始信号进行数字信号的重构。
此处我们需要通过MATLAB代码将解调后的数字信号还原成原始信号，并绘制出波形图进行对比分析。
实验结果：通过对仿真实验的分析，我们得出了一些结论。
首先，不同的数字基带信号相对应不同的调制方式，比如我们可以选择PAM调制来实现计算机通讯中的以太网传输。
其次，数字基带信号的传输受到了多种因素的影响，包括信道的噪声、信噪比、码元传输速率、波特率等。
第三，数字基带信号的解调方式有很多种，我们需要根据传输环境的不同来选择最适宜的解调方式。
最后，数字基带信号的重构是一个非常重要的环节，它能够让我们了解数字基带信号在传输过程中所带来的信息损失和失真情况。
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，-1②0——连0小于等于3则用0电平表示，大于3则用特定码组替换B 0 0 V 或 0 0 0 V③任意两个V之间B的个数为奇数。
数字基带传输系统--通信原理实验报告
实验3 数字基带传输系统一、实验目的1、掌握数字基带传输系统的误码率计算；2、熟悉升余弦传输特性的时域响应特征，观察不同信噪比下的眼图。
二、实验内容1、误码率的计算：画出A/σ和误码率之间的性能曲线；2、眼图的生成①基带信号采用矩形脉冲波形（选做）②基带信号采用滚降频谱特性的波形（必做）3、仿真码间干扰对误码率的影响（选做）三、实验步骤及结果1、误码率的计算10个二进制信息数据，采用双极性码，映射为±A。
随机产生高斯噪声(要求A/σ为0～随机产生612dB)，叠加在发送信号上，直接按判决规则进行判决，然后与原始数据进行比较，统计出错的数据量，与发送数据量相除得到误码率。
画出A/σ和误码率之间的性能曲线，并与理论误码率曲线相比较。
(保存为图3-1)注意：信噪比单位为dB，计算噪声功率时需要换算。
Snr_A_sigma = 10.^(Snr_A_sigma_dB/20);1代码：clear all; clc;close all；A = 1;%定义信号幅度N = 10 ^ 6;%数据点数；a=A*sign(randn(1,N));Snr_A_sigma_dB = 0:12;Snr_A_sigma = 10 .^ (Snr_A_sigma_dB/20);sigma = A./Snr_A_sigma;ber = zeros(size(sigma));for n = 1 : length(sigma)rk = a + sigma(n) * randn(1, N);dec_a = sign(rk);ber(n) = length(find(dec_a~=a)) / N;endber_Theory = 1/2* erfc(sqrt(Snr_A_sigma.^2/2));semilogy(Snr_A_sigma_dB, ber, 'b-', Snr_A_sigma_dB, ber_Theory, 'k-*'); grid on;xlabel('A/\sigma'); ylabel('ber');legend('ber', 'ber\_Theory');title(' A/σ和误码率之间的性能曲线');2.绘制的图2、绘制眼图①设二进制数字基带信号{}1,1n a ∈-，波形()1,00,s t T g t ≤<⎧=⎨⎩其他，分别通过带宽为()15/4s B T =和()11/2s B T =两个低通滤波器，画出输出信号的眼图(保存为图3-2)，并画出两个滤波器的频率响应。
数字基带传输 实验报告
数字基带传输实验报告数字基带传输实验报告1. 引言数字基带传输是现代通信系统中的重要组成部分，它负责将数字信号转换为模拟信号，以便在传输过程中进行传输。
本实验旨在通过搭建数字基带传输系统的实验平台，探索数字信号的传输特性和相关参数的测量方法。
2. 实验设备和方法实验所使用的设备包括信号发生器、示波器、传输线等。
首先，我们将信号发生器的输出连接到传输线的输入端，然后将传输线的输出端连接到示波器，以便观察信号的传输效果。
在实验过程中，我们会改变信号发生器的输出频率和幅度，以研究其对传输信号的影响。
3. 实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们发现信号发生器的输出频率对传输信号的带宽有着直接的影响。
当信号发生器的输出频率增加时，传输信号的带宽也随之增加。
这是因为高频信号具有更多的频率成分，需要更大的带宽来进行传输。
此外，我们还观察到信号发生器的输出幅度对传输信号的幅度衰减有着重要的影响。
当信号发生器的输出幅度增加时，传输信号的幅度衰减也随之增加。
这是因为高幅度信号在传输过程中容易受到噪声和衰减的影响。
4. 数字信号的传输特性数字信号的传输特性是指信号在传输过程中的失真情况。
在实验中，我们观察到信号的失真主要表现为幅度衰减和相位偏移。
幅度衰减是指信号在传输过程中幅度减小的现象，而相位偏移是指信号在传输过程中相位发生变化的现象。
这些失真现象会导致信号的质量下降，从而影响通信系统的性能。
5. 数字信号的传输参数测量在实验中，我们还对数字信号的传输参数进行了测量。
其中，最重要的参数是信号的带宽和信号的衰减。
带宽的测量可以通过观察传输信号在示波器上的频谱来进行，而衰减的测量可以通过比较信号发生器的输出幅度和传输信号的接收幅度来进行。
通过测量这些参数，我们可以评估数字基带传输系统的性能，并进行相应的优化。
6. 结论通过本实验，我们深入了解了数字基带传输的原理和特性。
我们发现信号的频率和幅度对传输信号的带宽和幅度衰减有着直接的影响。
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—“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—“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。
通信原理_数字基带传输系统仿真实验
一、基本原理： （1）数字基带信号传输系统的组成：
基带脉冲 信道信号
输入Biblioteka 形成器信道接收 滤波器
抽 样 基带脉冲 判决器 输出
噪声 （2）余弦特性滚降的传输函数：
同步 提取
TS ,
H () T2S
[1 sin
TS
2
( TS
)],
相应的冲激响应
h(t)为：0,
0 (1 )
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。
二、仿真代码和图形： （1）绘制α= 0，0.75，1 时的升余弦滚降系统的时域和频谱图；
（2）随机产生周期 Ts=1s 的单位幅度单极性 RZ 和双极性 NRZ 信号，绘制信号的时域波形和 功率谱；
①单极性 RZ:
②双极性 NRZ 信号:
（3）（2）中产生的双极性 NRZ 信号通过 α=1 的系统后，绘制输出信号在示波器上显示的 眼图；
（4）绘制（3）输出的信号加入高斯白噪声信号后的输出眼图；
输入 n0=0.2，仿真图形如下：
（5） 若考虑最佳接收，接收端采用匹配滤波器，绘出基带信号，及相应匹配滤波器的冲激 响应波形，信号通过加性高斯白噪声信道 SNR 任选，绘制信号波形及匹配滤波器输出波形。
直流分量，不受信道特性变化的影响，抗噪声性能好。 （5）眼图：
指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。在 传输二进制信号波形时,由于示波器的余晖作用，使扫描所得的每一个码元波形重叠在一起， 示波器显示的图形很像人的眼睛，故名“眼图”。 眼图模型如下所示：
抽样失真
过零点失真
判决门限电平
对定时误差的灵敏度
数字基带传输系统的设计与仿真 09250419
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年秋季学期通信系统综合训练题目：数字基带传输系统的仿真实现专业班级：09级通信（4）班姓名：苟新伟学号：09250419指导教师：陈海燕成绩：摘要这次通信系统综合训练是以Matlab/Sumulink为工具，实现基带传输系统的仿真与实现。
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。
关键词：Matlab/Sumulink；基带传输系统；曼彻斯特码前言现代通信的发展趋势为数字化，随着现代通信技术的不断开发，数字调制技术已日趋成熟，在各个领域都得到了广泛的应用和认同。
因此本文对数字基带传输系统进行了仿真。
现代社会发展要求通信系统功能越来越强，性能越来越高，构成越来越复杂；这就要借助于功能强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。
现代计算机科学技术快速发展，已经研发出了新一代的可视化的仿真软件。
这些功能强大的仿真软件，使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷，由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。
本文使用的是功能强大的MATLAB软件。
MATLAB是一种使用简便的、特别适用于科学研究和工程计算的高级语言，与其他计算机语言相比，它的特点是简洁和智能化，具有极高的编程和调试效率。
通过使用MATLAB工具箱函数对数字调制进行仿真，更能直观彻底的掌握数字通信，数字调制的原理。
有助于我们的学习和研究，加深对知识的理解和运用。
MATLAB的便利性还体现在它的仿真结果还可以存放到MATLAB 的工作空间里做事后处理。
数字基带传输系统的建模
通过本次实习，我掌握了如何利用 System View 软件来进行实验仿真以及 分析。
图 5 未加入噪声时输出信号的频谱图
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图 6 经过升余弦滤波器整型后的信号与原信号的叠加波形
图 7 输入与输出信号的波形叠加
性能分析：以上实验是没有经过噪声的，其中，图 5 是未加入噪声时输出波形的 频谱图，图 6 是经过升余弦滚降滤波器整型后的信号波形与原信号波形的叠加。 图 7 是输入信号波形与输出信号波形的叠加，可观察到在未加入加性高斯白噪声 时输出信号的波形与其原始输入信号波形基本一致。
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一、实习目的 1.掌握数字基带传输系统的基本结构图； 2.熟悉数字基带系统各部件的作用； 3.掌握数字基带传输系统的仿真以及性能分析； 4.学习 System View 的使用； 5.了解数字基带传输系统在实际生活中的广泛应用； 6.培养发现问题、分析问题、解决问题的能力； 7.提高独立学习的能力。 二、实习仪器 计算机、System View 仿真软件 三 、实习原理
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。 1. 基带传输系统方框图如下：
基带传输系统模型 各方框的功能如下： （1） 发送滤波器（又称信道信号形成器）：基带传输系统的输入是由终端设备 或编码器产生的脉冲系列，通常含有直流和低频成分，因而不适合在信道中传输。 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（如把方波变成高斯波或升余弦波）来 实现的，其目的是与信道特性匹配，便于传输，利于同步提取。 （2） 信道：这里的信道为有线信道。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，同时，系统还存在噪声。因此，在通信系统的分析中， 常常把噪声集中等效在信道上。 （3） 接受滤波器：其主要作用是滤除带外噪声，均衡信道特性，使输出的基带 波形有利于正确接收。
实训三 数字信号基带传输的仿真设计
实训三数字信号基带传输的仿真设计一、实验内容1、基带信号采用不归零矩形脉冲或升余弦滚降波形，基带信号的功率谱密度分析。
2、误码率的计算：Ａ／σ和误码率之间的性能曲线3、眼图的生成4、匹配滤波器二、程序与仿真图1.%二进制不归零矩形脉冲clc;close all;clear all;N_sample=100;N_num=1000;t=0/N_sample:1/N_sample:N_num-1/N_sample;st=0;for i=1:20d=(randint(1,N_num)*2-1);st_bb=rectpulse(d,N_sample); %将矩阵连接window=boxcar(length(st_bb)); %矩形加窗函数[pxx,f]=periodogram(st_bb,window,2^16,N_sample);%计算功率谱密度函数，st_bb为待求函数，window是所使用的窗口，长度必须和待求函数一致% 2*16是采样点数N_sample，采样频率st=st+pxx;endst=st/20;figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,st_bb); title('基带信号波形');axis([0 15 -1.5 1.5]);grid on;subplot(2,1,2);plot([-1*flipud(f);f],0.5*[flipud(st);st]); title('基带信号功率谱'); %dlipud实现矩阵上下翻转axis([-8 8 0 2]);grid on; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%二进制滚降系数为1st_rc=rcosflt(d,1,80,'fir',1,1);figure(2);subplot(2,1,1);plot(0:1/50:35-1/50,st_rc(1:35*50));axis([0 15 -2 2]);grid on;title('基带信号波形(滚降系数为1)');st1=0;for i=1:5d=(randint(1,N_num)*2-1);st_re=rcosflt(d,1,40,'fir',1,1);window=boxcar(length(st_rc));[px1,f]=periodogram(st_rc,window,2^16,N_sample);st1=st1+px1;endst1=st1/5;subplot(212);plot([-1*flipud(f);f],0.5*[flipud(st);st]);title('基带信号功率谱(滚降系数为1)');axis([-5 5 0 1.5]);grid on; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%n=10^6;snr_db=0:12;ber=zeros(1,length(snr_db)); %生成0矩阵for i=1:length(snr_db)d=(randint(1,n)*2-1);dwn=awgn(d,snr_db(i)); %加性高斯白噪声d_r=sign(dwn); %置位-1或1ber(i)=length(find(d~=d_r))/n;%%%%endpe=0.5*erfc(sqrt(10.^(snr_db/10)/2));figure(3);semilogy(snr_db,ber,'k*');hold on;grid on;semilogy(snr_db,pe,'r-');xlabel('A/&');ylabel('ber'); legend('ber','ber_Theory');2.clcclear all;close all;figure;ht=rcosflt(1,1,200,'fir/sqrt',1,3);subplot(2,2,1)plot(ht);axis([0 1200 -0.03 0.10 ] );grid on; ht=rcosflt(1,1,200,'fir/sqrt',0.75,3); subplot(2,2,2)plot(ht);axis([0 1200 -0.03 0.10 ] );grid on; ht=rcosflt(1,1,200,'fir/sqrt',0.5,3); subplot(2,2,3)plot(ht);axis([0 1200 -0.03 0.10 ] );grid on; ht=rcosflt(1,1,200,'fir/sqrt',0.25,3); subplot(2,2,4)plot(ht);axis([0 1200 -0.03 0.10 ] );grid on;3.clear all;N=1000;x=sign(randn(1,N)); Ts = 1;alpha = 1;y = rcosflt(x,1/Ts,100,'fir',alpha,5); figure(3);plot(y);title('多个滚降信号时域波形'); axis([0,3000,-1.5,1.5]);grid on;4.clear all;N=1000;x=sign(randn(1,N));Ts = 1;alpha = 1;y = rcosflt(x,1/Ts,100,'fir',alpha,2); eyediagram(y,300,4);title('无噪声时眼图');grid on; %%%%%%%%%%%%clear all;N=1000;x=sign(randn(1,N));Ts = 1;snr = 30;alpha = 1;y = rcosflt(x,1/Ts,100,'fir',alpha,2); y1 = awgn(y,snr);eyediagram(y1,300);title('SNR=30dB时的眼图');grid on;%%%%%%%%%clear all;N=1000;x=sign(randn(1,N));Ts = 1;snr = 20;alpha = 1;y = rcosflt(x,1/Ts,100,'fir',alpha,2);y1 = awgn(y,snr);eyediagram(y1,300);title('SNR=20dB时的眼图');grid on;%%%%%%%%%clear all;N=1000;x=sign(randn(1,N));Ts = 1;snr = 10;alpha = 1;y = rcosflt(x,1/Ts,100,'fir',alpha,2); y1 = awgn(y,snr);eyediagram(y1,300,4);title('SNR=10dB时的眼图');grid on; %%%%%%%%%%%clear all;N=1000;x=sign(randn(1,N));Ts = 1;snr = 0;alpha = 1;y = rcosflt(x,1/Ts,100,'fir',alpha,2); y1 = awgn(y,snr);eyediagram(y1,300,4);title('SNR=0dB时的眼图');grid on;5.clc clear all;N=64;h=ones(1,N);d=sign(randn(1,20)); y=rectpulse(d,N);ht=conv(h,y);ht=ht./max(ht);figure;plot(ht,'r'); ylim([-1.5 1.5]); hold on;plot(y,'b');grid on;。
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实验三 数字基带传输系统的建模与仿真
一． 实验目的
1. 了解数字基带传输系统的建模过程
2. 了解数字基带传输系统的仿真过程
二． 实验内容
建立一个基带传输模型，发送数据为二进制双极性不归零码，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配，接收机能自行恢复系统同步信号。
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。
三． 实验原理
数字基带传输系统框图如图5-1所示，它主要由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器和抽样判决器等部件组成为保证数字基带。
系统正常工作，通常还应有同步系统。
图中各部分原理及作用如下：
脉冲形成器：输入的是由电传机、计算机等终端设备发送来的二进制数据序列或是经模/数转换后的二进制脉冲序列，用{}k d 表示，它们一般是脉冲宽度为T 的单极性码。
脉冲形成器的作用是将{}k d 变换成比较适合信道传输的码型，并提供同步定时信息，使信号适合信道传输，保证收发双方同步工作。
发送滤波器：发送滤波器的传输函数为()T G ω，其作用是将输入的矩形脉冲变换成适合信道传输的波形。
这是因为矩形波含有丰富的高频成分，若直接送入信道传输，容易产生失真。
信道：信道传输函数为()C ω。
基带传输的信道通常为有线信道，如市话电缆和架空明线等，信道的传输特性通常是变化的，信道中还会引入噪声。
在通信系统的分析中，常常把噪声等效，集中在信道引入。
这是由于信号经过信道传输，受到很大衰减，在信道的输
图5-1 数字基带传输系统
出端信噪比最低，噪声的影响最为严重，以它为代表最能反映噪声干扰影响的实际情况。
但如果认为只有信道才引入噪声，其他部件不引入噪声，是不正确的。
G ，它的主要作用是滤除带外噪声，对信道
接收滤波器：接收滤波器的传输函数为()
R
特性进行均衡，使输出信噪比尽可能大并使输出的波形最有利于抽样判决。
抽样判决器：它的作用是在信道特性不理想及有噪声干扰的情况下，正确恢复出原来的基带信号。
为保证正确恢复信号，同步系统是必不可少的。
四．实验要求
1.按要求设计仿真参数；
2.按计算所得参数建立SIMULINK系统模型；
3.设置各模块参数及仿真参数后仿真系统；
4.分析仿真结果。
5.撰写实验报告。
五．实验过程及结果
3.1基带传输系统的仿真
【实例3.1】试建立一个基带传输模型，发送数据为二进制双极性不归零码，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，接收机能自行恢复系统同步信号。
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。
假设接收定时恢复是理想的。
设计系统仿真采样率为1e4Hz，滤波器采样速率等于系统仿真采样率。
数字信号速率为1000bps，故在进入发送滤波器之前需要10倍升速率，接收解码后再以10倍降速率来恢复信号传输比特率。
仿真模型如图3-1所示，其中系统分为二进制信源、发送滤波器、高斯信道、接收匹配滤波器、接收采样、判决恢复以及信号测量等7部分，子模块如图3-2所示。
二进制信源输出双极性不归零码，并向接收端提供原始数据以便对比和统计误码率。
发送滤波器和接收滤波器是相互匹配的，均为平方根升余弦滤波器，高斯信道采用简单的随机数发生器和加法器实现。
由于接收定时被假定是理想的，可用脉冲发生器实现1000Hz 的矩形脉冲作为恢复定时脉冲，以乘法器实现在最佳采样时刻对接收滤波器输出的采样。
然后对采样结果进行门限判决，最佳门限设置为零，判决输出结果在一个传输码元时隙内保持不变，最后以10倍降速率采样得出采样率为1000Hz的恢复数据。
图3-1 高斯信道下的基带传输系统测试模型
图3-2 定时提取子系统的内部结构
由于发送滤波器和接收滤波器的滤波延迟均设计为10个传输码元时隙，所以在传输中共延迟20个时隙，加上接收机采样和判决恢复部分的0个时隙的延时，接收恢复数据比发送信源数据共延迟了20个码元。
因此，在对比收发数据时需要将发送数据延迟20个采样单位（时隙）。
各部分测试仿真结果如图3-3所示。
信号测量部分对接收滤波器输出波形的眼图。
收发数据波形以及误码率进行了测量，仿真结果如图3-4所示，其中信道中噪声方差为0.00，测试误码率结果为0.00.
a)发送部分测试仿真结果 b）接收部分测试仿真结果 c) 定时子系统测试仿真结果
图3-3 各部分测试仿真结果
图3-4 高斯信道下的基带传输系统测试仿真结果
六．实验总结
本次实验熟悉了数字基带传输系统的建模和仿真过程，通过对实例3-1的实际操作更熟悉了数字基带传输系统的原理，对传输的过程有了很清楚的认识。
这次实验过程中遇到了误差很大的情况，通过认真调节延时后终于解决，得到了延时基本没有的结果，实验过程中仍然充满挑战，需要认真和仔细。