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1、目 录一、课题内容1二、设计目的1三、设计要求1四、实验条件2五、系统设计2六、详细设计与编码61. 设计方案 62. 编程工具的选择 123. 编码与测试 124. 运行结果及分析 20七、设计心七、设计心得得.23 八、参考文献.251信道一、课题内容一、课题内容基带传输：基带传输：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）+ + 码型反变换 + 01 比特流。二、设计目的二、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
2、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。三、设计要求三、设计要求1.每人独立完成一个题目2. 对通信系统有整体的较深入的理解， 深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图3. 提出仿真方案；24. 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四、实验条件四、实验条件计算机、Matlab软件、相关资料五、系统设计五、系统设计数字基带传输系统数字基带传输系统（1）概念概念：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，称为数字基带信号数字基带信号；不经载波调制而直接传输数字基带信号的
3、系统，称为数字基带传输系统数字基带传输系统；（2）数字基带传输的研究的意义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，不仅应用于低速数据传输，而且还用于告诉数据传输；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：任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统来研究。（3）基带传输码型基带传输码型：3在实际的基带传输系统中，对传输码型的要求：不含直流分量。且低频分量尽量少；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；功率谱的主瓣宽度窄，以节省传输频带；不受信息源统计特性的
4、影响，即能适应于信息源的变化；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；编译码简单，已降低通信延时和成本。基地传输常用码型：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。A. 其中本次设计采用的 HDB3 码，a.HDB3 码编码规则：1交替变换为+1，-10连0小于等于3,则用0电平表示连0大于3,则用特定码组替换B 0 0 V或 0 0 0 V任意两个V之间B的个数为奇数b.示例：1 10 01 11 10 00 00 00 00 00 00 01 11 11 10 00 00 00 00
5、 00 0 B B+ +B B- -0 0B B+ +0 00 00 0V V+ +0 00 00 0B B- -B B+ +B B- -0 00 0V V- -0 00 0B B+ +b.HDB3 码的特点：4有检错能力解决了连“0”时位定时信息提取困难无直流分量B码和V码各自保持极性交替变化，以确保无直流分量可能存在误码扩散的问题（欧洲系列）PCM一、二、三次群接口码型（4）数字基带信号传输码系统组成数字基带信号传输码系统组成：基带脉 冲输入信道信号 形成器 Gr(w)信道 C(w) )接收滤波 器 GR(w)抽样 判决同步 提取基带脉 冲输出噪声基带成型网络信道形成器：其功能产生适合于信
6、道传输的基带信号波形信道：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，其传输特性一般不满足无失真传输条件；接受滤波器：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；抽样判决器：则在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻对接受器的输出波形进行抽样判决，以恢复基带信号；5同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接受信号中提取，位定时的准确与否将直接影响判决效果基带传输总特性：H(w)= Gr(w)C(w)GR(w)若假设信道传输函数 C(w)=1，于是基带系统的传输特性变为H(w)= Gr(w)GR(w)（5）无码间串扰
7、的传输特性的设计无码间串扰的传输特性的设计：理想低通特性)(Re)()(ss sctTHTtSath 信号带宽最小的波形 sT2sT0sTsT20H()2s 2sh(t)理想低通信号的主要缺点a.工程上难以实现；b.尾部衰减慢（冲激响应 h(t)波形收敛速度较慢，拖尾以 1/t 速率衰减，当存在定时误差时会带来比较大的干扰）)( sTtSa6升余弦滚降特性)1 (|, 0)1 (|)1 (|),(2sin12)1 (|,)(ssssssssTTTTTTTTH222/41)/cos()()(sssTtTt Ttsath 升余弦滚降信号的波形与频谱：h(t)sTsT0 2s2s00传输带宽：频带利
8、用率：全升余弦系统；六、详细设计与编码六、详细设计与编码1. 设计方案 (可以画出编程的流程图，阐述设计思路等)实验流程实验流程: :H()srB21)/(12HzBaudBrs s17信源码型编码 （HDB3）信道信号 形成器信道接受 滤波器升余弦滚降系统抽样判决码型 译码signalfiltersignalsamplesignalhdb3_signalssignal设计思路：设计思路：（1）信源：生成欲传送的 01 比特流，将个数 N 作为函数的输入；使用函数rand（1，N），使得大于某个特定值的数值为 1，反之，小于则为 0。：因本实验采用 HDB3 码作为基带传输码型，所以使用 0.
9、75 作为0 和 1 的分界线，这样可以生成低密度的 01 比特流，使得在程序运行的时候，只通过连续的少量 bit 就可以 HDB3 的编码与译码的正确性。（2）码型编码：将生成的01比特流作为码型转换函数的输入，函数输出为码型转换后的HDB3基带传输码型；函数function hdb3NRZ_signal=hdb3NRZ(signal) ：函数输入信号signal为信源产生的01比特流，输出信号hdb3NRZ_signal为产生的不归零的HDB3码。初始设定Last_V=-1、Last_B=-1，count为连0计数器，遇4连零则置为V,i=1，流程图如下1：函数function hdb3_
10、signal=hdb3(signal,n)：8函数输入信号signal为函数hdb3NRZ产生的不归零的HDB3码，函数输出hdb3_signal为进行双极性的，归零的HDB3码，每bit进行N=16点抽样，首先设定一维数组a0=zeros（1，N/2），作用是用来填充每个bit抽样之后的归零部分。流程图如下2：9ilength(signal)signal(i)=1？count = 4?i=i+1NYYhdb3NRZ_signal(i)= - Last_B Last_B= hdb3NRZ_signal(i) count=0Ncount=count+1hdb3NRZ_signal(i)= - L
11、ast_V Last_V= hdb3NRZ_signal(i) count=0Last_V* Last_B = -1 ?YYNNhdb3NRZ_signal(i-3)= hdb3NRZ_signal(i)last_B=hdb3NRZ_signal(i-3)Yhdb3NRZ_signal(i)= 0码型编码function hdb3NRZ_signal=hdb3NRZ(signal)10a1=a1,signal(i) jj=jj+1i某个特定值，则信号恢复时函数为 1，若信号抽样值0.75;%生成低密度的个数为N的01比特流（3）码型编码码型编码HDB3码码function hdb3NRZ_si
12、gnal=hdb3NRZ(signal)%hdb3NRZ_signal=hdb3NRZ(signal)%函数输入signal为单极性不归零的01码%函数输出函数输出hdb3RZ_signal不归零的不归零的HDB3码码last_V=-1;last_B=-1;hdb3NRZ_signal=zeros(size(signal); %初始化输出序列count=0; %连0计数器for i=1:length(signal)if signal(i)=1 %遇1则极性反转hdb3NRZ_signal(i)=-last_B; %与之前的一个1的极性相反last_B=hdb3NRZ_signal(i);cou
13、nt=0;elsecount=count+1;if count=4count=0;hdb3half_signal(i)=-last_V; %遇4连零则置为V15last_V=hdb3NRZ_signal(i);if hdb3NRZ_signal(i)*last_B=-1 %V与前一个非零符号极性相同hdb3NRZ_signal(i-3)=hdb3NRZ_signal(i); %否则置为Bendlast_B=hdb3NRZ_signal(i);endendendfunction hdb3_signal=hdb3(signal,n)%hdb3_signal=hdb3RZ(signal,n)%函数输
14、出函数输出hdb3_signal为码型转换后的传输码型为码型转换后的传输码型HDB3码码%函数输入signal为欲传输的01比特流%函数输入n为每bit的抽样点数a=hdb3NRZ(signal);a0=zeros（1，n/2）；hdb3_signal=;for j=1:length(signal);a1=;for jj=1:n/2a1=a1,a(j);endhdb3_signal=hdb3_signal,a1,a0;end（4）基带成型网络）基带成型网络升余弦滚降系统升余弦滚降系统function filtersignal=filter_Nyquist(signal)16%函数输入signa
15、l为传输码型的HDB3码%函数输出filtersignal是经过升余弦响应系统后的信号load myNyquist; %Rolloff=0.5,fs=256,Band=8den=1;filtersignal=filter(mynum,den,signal); （5）抽样判决）抽样判决恢复为恢复为HDB3码码function samplesignal=sampling(signal,n)%sampling为抽样判决函数%函数输出samplesignal为抽样判决后恢复的信息%函数输入signal为滤波器的输出波形%函数输入n为每个bit的抽样点数samplesignal=;for i=n/2:n:length(signal)if signal(i)0.5for j=1:nsamplesignal=samplesignal,1;endels
