数字基带传输系统课程设计(终稿).doc

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课程设计（论文）

题目数字信号基带传输系统设计

学院名称电气工程学院

指导教师

职称

班级

学号

学生姓名

2016年9月14日

目录

任务书 I

中文摘要 IV

英文摘要 V

1.绪论 1

2.MATLAB软件介绍 1

3.数字基带传输系统 2

3.1概述 2

3.2数字基带系统的简介 3

3.3数字基带传输的要求及常用码型 5

4.基带传输系统特性的研究 5

4.1基带传输的功率谱研究 5

4.2基带系统的基带传输特性 8

5.基带传输系统的设计及仿真 9

5.1AMI码功率谱计算 9

5.2HDB3码功率谱计算 10

5.3CMI码功率谱计算 12

5.4SIMULINK下数字基带系统的设计 13

5.5数字基带系统仿真结果与分析 16

6.收获与体会 19

7.参考文献 20

8.附录：

源程序清单 21

《通信原理》课程设计

任务书

学院：

电气工程学院

题目：

数字信号基带传输系统设计

起止时间：

2016年9月1日至2016年9月14日

学生姓名：

专业班级：

指导教师：

教研室主任：

院长：

2016年9月1日

1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

（1）技术要求：

设计数字基带传输系统，采用matlab语言编写各种码型产生代码，得到各种码型功率谱曲线，编程计算数字信号基带传输系统的误码率，编程实现基带信号传输的扰码和解扰。

（2）工作要求：

①查阅参考文献，利用通信原理基本理论，分析系统工作原理，设计系统方框图；

②掌握计算机辅助设计方法，利用Matlab/Systemview/Multisim等软件进行仿真设计，具备独立设计能力；

③熟悉通信系统的调试和测量方法；

④掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，提高分析问题和解决问题的能力。

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：

设计系统方框图，对系统方框图进行仿真，分析实验结果。

撰写设计说明书，书写格式规范，语言流畅简洁，文字不得少于3000字。

要求图表清晰，分析通彻，有理有据。

3．主要参考文献：

[1]樊昌信.通信原理（第6版）[M].北京：

电子工业出版社,2012,12.

[2]樊昌信,曹丽娜 .通信原理教程（第3版）[M].北京：

国防工业出版社,2006,9.

[3]刘学勇 .详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].北京：

电子工业出版社,2011,11.

[4]张水英 ,徐伟强 .通信原理及MATLAB/Simulink仿真[M].北京：

人民邮电出版社,2012,9.

[5]赵鸿图,茅艳 .通信原理MATLAB仿真教程[M].北京：

人民邮电出版社,2010,11.

[6]赵静 ,张瑾 .基于MATLAB的通信系统仿真[M].北京：

北京航空航天大学出版社,2010,1.

[7]赵谦 .通信系统中MATLAB基础与仿真应用[M].西安：

西安电子科技大学出版社,2010,3.

[8]徐明远 ,邵玉斌 .MATLAB仿真在现代通信中的应用[M].西安：

西安电子科技大学出版社,2011,4.

[9]邵玉斌 .Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].北京：

清华大学出版社,2008,6.

[10]邵佳 ,董辰辉 .MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例精讲[M].北京：

电子工业出版社,2009,6.

[11]黄智伟 .基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析（修订版）[M].北京：

电子工业出版社,2011,6.

[12]孙屹 ,戴妍峰   .SystemView通信仿真开发手册[M].北京：

国防工业出版社,2004,11.

[13]青松,程岱松,武建华 .数字通信系统的SystemView仿真与分析[M].北京：

北京航空航天大学出版社,2001,6.

4．课程设计工作进度计划：

序号

起迄日期

工作内容

1

2016.9.1～2016.9.3

系统方案设计

2

2016.9.4～2016.9.8

利用Matlab/Systemview/Multisim等软件进行仿真设计

3

2016.9.9～2016.9.12

通信系统的调试和测量，排除故障，分析实验结果

4

2016.9.13～2016.9.14

整理设计报告

指导教师

日期：

2016年8月31日

iii

南华大学电气工程学院课程设计

摘要：

数字通信系统主要有两种通信模式：

数字频带传输通信系统，数字基带传输通信系统。

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，称为数字信号基带传输系统。

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。

论文主要内容是设计数字基带传输系统，采用MATLAB软件仿真，编写各种码型产生代码，得到各种码型功率谱曲线，编程计算数字信号基带传输系统的误码率，编程实现基带信号传输的扰码和解扰。

关键词：

数字基带传输系统；基带传输码型；MATLAB软件仿真

Abstract:

Digitalcommunicationsystemmainlyhastwomodesofcommunication:

thedigitalbandtransmissioncommunicationsystems,digitalbasebandtransmissioncommunicationsystem.Spectrumdigitalsignalunmodulatedoccupiedfromzerofrequencyorlowfrequencystart,calleddigitalbasebandsignal;withoutacarriermodulationtransmissionsystemsanddirectdigitalbasebandsignal,calledadigitalbasebandsignaltransmissionsystem.Basebandtransmissioncommonpattern:

AMIcode（markbipolarencoding）,HDB3code（third-orderhigh-densitybipolarcode）,bipolarcode,differentialduplexcode,Millercode,CMIcode（MarkInversioncode）,blockcoding.ThemaincontentsaredesigneddigitalbasebandtransmissionsystemusingMATLABsoftwaresimulation,thepreparationofvariouspatternsgeneratedcodetogettheerrorrateofvariouspatternsofpowerspectrumcurve,programmedtocalculatebasebanddigitalsignaltransmissionsystem,programmingthebasebandsignaltransmissionscramblinganddescrambling.

Keywords:

Digitalbasebandtransmissionsystem;Basebandtransmissioncode;

MATLABsimulation

v

1绪论

数字通信技术的应用越来越广泛，例如数字移动通信、数字卫星通信、数字电视广播、数字光纤通信、数字微波通信、数字视频通信、多媒体通信等等。

数字通信系统主要的两种通信模式:

数字频带传输通信系统，数字基带传输通信系统。

在数字传输系统中，其传输的对象通常是二进制数字信号，它可能是来自计算机、电传打字机或其它数字设备的各种数字脉冲，也可能是来自数字电话终端的脉冲编码调制（PCM）信号。

这些二进制数字信号的频带范围通常从直流和低频开始，直到某一频率fm，我们称这种信号为数字基带信号。

在某些有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以不经过调制和解调过程在信道中直接传送，这种不使用调制和解调设备而直接传输基带信号的通信系统，我们称它为基带传输系统。

而在另外一些信道，特别是无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制过程，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输，相应地，在接收端必须经过解调过程才能恢复数字基带信号，我们把这种包括了调制和解调过程的传输系统称为数字载波传输系统。

一种不搬移基带信号频谱的传输方式，未对载波调制的待传信号称为基带信号，它所占的频带称为基带，基带的高限频率与低限频率之比通常远大于1。

由信号源产生或形成的数字信号都有一个共同特点，就是它的频谱都是从零频或零频附近开始一直扩展到很宽，这种信号称为数字基带信号。

实际中，基带传输不如频带传输应用广泛，但对基带传输的研究仍然有非常重要的

意义。

这是因为：

首先，数字基带系统在进程数据通信系统中应用广泛；其次，数字基

带系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题；然后，随着数字通信技术的发展，基带传输也有迅速发展的趋势，它不仅用于低速数据传输，而且还用于高速数据传输；最后，在理论上，任何一个线性调制的频带传输系统，总是可以有一个等效的基带载波调制系统所代替。

因此，很有必要对基带传输系统进行综合系统的分析。

2MATLAB软件介绍

美国MATHWORK公司于1967年推出了“MatrixLaboratory”（缩写为MATLAB）软件包，不断更新和扩充。

它是一种功能强、效率高便于进行科学和工程计算的交互式软件包。

其中包括：

一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多。

在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，c++，JAVA的支持。

可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，MATLAB的基础是矩阵计算，但是由于他的开放性，并且mathwork也吸收了像maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。

当前流行的MATLAB包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包（