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1、 山西师范大学本科毕业论文 学院：物理与信息工程学院 专业：电子信息工程 班级：1105班 学号：1152030221 姓名：罗永涛 指导教师：李竹 论文题目：二进制基带信号功率谱密度研究 年 月 日 目录1. 引言. 12.两种基本的基带信号波形. 2 2.1单极性波形. 2 2.2双极性波形. 23. 二进制基带信号的频谱分析. 2 3.1稳态波V(t)的功率谱密度. 3 3.2 交变波U(t)的功率谱密度. 3 3.3随机基带序列S(t)的功率谱密度. 3 3.4结论分析. 44. 数字基带信号功率谱密度仿真与分析. 5 4. 1随机二进制序列的产生. 5 4. 2二进制数字序列的信道编
2、码. 5 4. 3 仿真与分析. 65. 功率谱密度的估计.66. 参考文献.77. 致谢.8 二进制基带信号功率谱密度的研究摘要：从传输的角度研究基带信号的频谱结构是十分必要的。通过频谱分析，可以确定信号需要占据的频带宽度，也可获得信号谱中的直流分量、谱滚降衰减速度等信息。研究二进制基带信号的功率谱是十分有意义的。一方面可以根据其连续谱来确定序列的带宽；另一方面根据其离散谱是否存在可以明确从脉冲序列中直接提取定时分量，以及采用怎样的方法可以从基带脉冲序列中获得所需离散分量。通过对二进制功率谱密度的研究，对如何提高频带利用率以及如何消除码间干扰有很重要的意义。关键词：二进制 基带信号 功率谱密
3、度 仿真 Research of Second-state Digital Baseband Signals Power Spectral DensityAbstract : Research from the Angle of transmission spectrum structure of the baseband signal is very necessary. Through frequency spectrum analysis, we can determine the need to occupy the band width of the signal, and dc c
4、omponent in the signal spectrum can be obtained, such as spectrum roll-offs attenuation speed information. Study of binary baseband signal power spectrum is very meaningful. On the one hand can determine the sequence according to the continuous spectrum bandwidth; On the other hand, according to the
5、 discrete spectrum whether there is a clear time directly extracted from pulse sequence component, and adopt the method of how to can be obtained from the baseband pulse sequence required for discrete component. Based on the research of the binary power spectral density, on how to raise the utilizat
6、ion ratio of frequency band and how to eliminate the intersymbol interference has very important significance. Keywords: Binary Baseband Signal Power Spectrum Simulation 1. 引言 原理上，数字信息可以直接用数字代码序列表示和传输，但在实际传输中，视系统的要求和信道情况，一般需要不同形式的编码，并且选用一组取值有限的离散波形来表示。这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号，也可以是调制后的信号。未经调制的信号称为数字基带信号，
7、数字基带信号是数字信息的电波形表示，它可以用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。从传输的角度研究基带信号的频谱结构是十分必要的，这样可以根据信号谱的特点来选择相匹配的信道，即根据信道传输特性来选择适合的信号形式或码型。首先从理论上分析二进制功率谱密度，进而给出一般数学表达式，采用Matlab平台仿真并分析二进制功率谱密度的特点，从而得出有益于基带信号的分析与应用的结论。2. 两种基本的基带信号波形2.1单极性波形 这是一种最简单的基带信号波形，它用正电平和零电平分别对应二进制码“1”和“0”，即在一个码元时间内用脉冲的有无来表示“1”和“0”。该波形特点是电脉冲之间无间隔，极性单一。2.2双
8、极性波形 它用正、负电平的脉冲分别表示二进制代码“1”和“0”，因其正负电平幅度相等，极性相反，则当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也很强。3. 二进制基带信号的频谱分析设一个二进制的随机脉冲序列，其中g1(t)和g2(t)分别表示消息码“1”和“0”，Ts为码元宽度。现假设序列中任一码元时间Ts内g1(t)和g2(t)出现的概率分别为P和1-P，且认为它们的出现是统计独立的，则该序列为S(t)=Sn(t) (1) 其中，Sn(t)=g1(t-nTs)，以概率P出现； (2) Sn(t)=g2(t-nTs)，以概率1-P出现。把s(t)分解成稳态波v(t)和交变波u(t)，所谓稳态波，即随机序列s(t)的统计平均分量，它取决于每个码元内出现g1(t)和g2(t)的概率加权平均，则 V(t)= (3)变态波U(t)是S(t)与V(t)之差，即U(t)=S(t)-V(t)，其中Un(t)=Sn(t)-Vn(t)， (4)则U(t)= Un（t) (5)其中，Un(t)可以根据(2)(3)式表示为Un(t)=g1(t-nTs)-Pg1(t-nTs)-(1-P)g2(t-nTs)=(1-P)g1(t-nTs)-g2(
