通信原理课程设计--MATLAB 软件仿真课设

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1、 摘要 MATLAB 软件仿真课设对学生理解通信原理的基本概念有很大的帮助, 它能将数字信号、高低电平、码型、波形之间的关系联系起来，能配合硬件的实 验通过示波器观察到波形图便于理解基本概念；其次在具体编程的过程中，让学 生 从数学的角度来分析数学公式与波形图之间的关系，将理论和实践联系到一 起；再次，它可以从一种波形方式的编码转换到另一种数学编程方式，拓展 了知识面，开阔了视野。是希望学 生学会用软件仿真的方法来分析通信系统中 的问 题，对层次较高、接收能力较强的学生起到拓展 视野提高钻研能力的作 用；另一方面，希望利用已仿真好的软件来验证理论知识。 关键字：数字基带信号；码型；仿真；MAT

2、LAB 前言 随着通信系统的规模和复杂度不断增加， 传统的设计方法已经不能适应发展 的需要，通信系统的模拟仿真技术越来越受到重视。传统的通信仿真技术主要分 为手工分析与电路试验2种，可以 得到与真实环境十分接近的结果， 但耗时长,方 法比较繁杂，而通信系统的计算机模拟仿真技术是介于上述2种方法的一种系统 设计方法， 它可以让用户在很短的时间内建立整个通信系统模型，并对其进 行模拟仿真。通信原理计算机仿真实验，是对数字基带传输系统的仿真。 仿真工 具是MATLAB程序设计语 言。MATLAB是一种先进的高技术程序设计语 言，主要用于数值计算及可视化图形处理。特点 是将数值分析、矩阵计算、图 形、

3、 图像处理和仿 真等诸多强大功能集成在一个极易使用的交互式环境中,伪科 学研究、 工程设计以及必须进行有效数值计算的众多学科提供了一种高效率的编 程 工具。 运用MATLAB， 可以对数字基带传输系统 进行较为全面地研究。为了 使本科类学生学好通信课程，我们进行了试点，通过课程设计的方式针对通信原 理的很多内容进行了仿真。 第 1 章 数字基带传输系统 1.1 数字基带传输系统的介绍 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

4、低频开始，直到某一频率m f ，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。 数字基带传输系统的模型如图 1-1 所示，它主要包括码型变换器、发送滤波器、 信道、接收滤波器、均衡器和取样判决器等部分。 图1-1 数字基带传输系统模型 数字基带传输系统的输入信号是由终端设备或编码设备产生的二进 制脉冲序列，通常是单极性的矩形脉冲信号（NRZ 码）。为了使这种信号 适合于信道的传输，一般要经过码形变换器，把单极性的二进制脉冲变成 双极性脉冲（如AMI 码或3 HDB 码）。发送滤波器对码脉冲进行波形变换， 以减小信号在基带传输系统中传输时产生的码间串扰。信号在传输过程 中，由于信道