实验八 基于Matlab数字信号传输系统实验.pdf

实验八 基于 Matlab 的数字信号传输系统实验 实验八 基于 Matlab 的数字信号传输系统实验 1. 实验目的 1 掌握数字基带传输通信系统的组成； 2 掌握数字基带信号的波形和功率谱特点； 3 掌握眼图的相关知识； 4 利用 Matlab 仿真画出几种数字基带信号的波形及功率谱函数。 2. 实验原理 2.1 数字通信系统 数字通信系统可进一步细分为数字基带传输通信系统、数字频带传输通信系统、模拟信 号数字化传输通信系统。本实验主要研究数字基带传输系统。 2.2 数字基带传输通信系统 原理上说，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 要求和信道的情况，一般需要进行不同形式的编码，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。未经调制的数 字信号所占据的频谱是从零频率或很低频率开始，称为数字基带信号。在某些具有低通特性 的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进 行传输。例如，在计算机局域网中直接传输基带脉冲。这种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，其系统框图如图 8.1 所示： 图 8.1 数字基带传输系统框图 图 8.1 是一个典型的数字基带信号传输系统方框图，其中各方框的功能和信号传输的物 理过程简述如下： （1）信道信号形成器。它的功能是产生适合于信道传输的基带信号波形。 （2 ）信道。是允许基带信号通过的媒质，通常称为有线信道。信号通过信道时，会受 信道特性的影响产生失真，还会引入噪声。 （3 ）接收滤波器。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。 （4 ）抽样判决器。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） 对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 84 南京航空航天大学通信原理实验指导书 2.3 数字基带信号 数字基带信号是信源发出的、未经调制或频谱变换、直接在有效频带与信号频谱相对应 的信道上传输的数字信号，是消息代码的电波形，是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息 代码。数字基带信号的种类很多，如单/双极性码、单/双极性归零码、差分码、AMI 码、HDB3 码、PST 码以及双相码等等。 在实际系统中，对传输用的基带信号的要求主要有两点：(1) 对各种代码的要求，期望 将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；(2) 对所选码型的电波形要求，期望电波形适 宜于在信道中传输。前一问题称为传输码型的选择；后一问题称为基带脉冲的选择。 以矩形脉冲为例，介绍几种基本的基带信号波形。 (1) 单极性不归零码 它用正电平和零电平的脉冲分别对应二进制码“1”和“0” 。 图 8.2 单极性不归零码波形 (2) 双极性不归零码 它用正、负电平的脉冲分别表示二进制码“1”和“0” 。 图 8.3 双极性不归零码波形 (3) 单极性归零码 所谓归零（Return-to-zero ，RZ ）波形是指它的有电脉冲宽度τ小于码元宽度 T，即信号 τ/ 电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。通常，归零波形使用半占空码，即占空比（ T ）为50% 。 图 8.4 单极性归零码波形 （4 ）双极性归零码 85 实验八 基于 Matlab 的数字信号传输系统实验 它是双极性码的归零形式，兼具有双极性和归零码的特点。