1、信号。设计数字传输系统要考虑的 基本想法是选择一组有限个离散的波形来表示数字信息。这些离散波形可以是载波 进行调制后的波形,也可以是不经过调制的不同电平信号。来自数据终端的原始数据 信号，或者是来自模拟信号经数字化处理后的 PCM 码组，M 序列等等都是基带数 字信号。 这些信号往往包含丰富的低频分量。有些场合可以不经过载波调制和解调 过程而直接传输，称为基带传输。 系统基带波形被脉冲变换器变换成适应信道传输的码型后，就送入信道，一方 面受到信道特性的影响，使信号产生畸变；另一方面信号被信道中的加性噪声所叠 加，造成信号的随即畸变。因此，在接收端必须有一个接收滤波器，使噪声尽可能 受到抑制，为
2、了提高系统的可靠性，在安排一个有限整形器和抽样判决器组成的识 别电路，进一步排除噪声干扰和提取有用信号。对于抽样判决，必须有同步信号提 取电路。在基带传输中，主要采用位同步。同步信号的提取方式采用自同步方式 （直接法） 。同步系统性能的好坏将直接影响通信质量的好坏，甚至会影响通信能否 正常进行。 1.2.3 数字基带传输系统 基带传输包含着数字通信技术的许多问题，频带传输是基带信号调制后再传输 的，因此频带传输也存在基带问题。基带传输的许多问题，频带传输同样须考虑。 如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为 基带传输系统。理论上还可证明，任何一个采用线性调制的频
3、带传输系统，总是可 以由一个等效的基带传输系统来代替。 数字基带系统的基本结构如图 1.1 所示。 邵阳学院课程设计（论文） 3 信道信号 形成器 信道接收 滤波器 抽样 判决器 同步 提取 数字 基带信号 )(tn )(wGT)(wC)(wGR 图 1.1 数字基带传输系统 信道信号形成器：基带传输系统的输入是由终端设备或编码器产生的脉冲序列， 它不一定适合直接在信道中传输。信道信号形成器的作用就是把原始基带信号变换 成适合于信道传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的， 其目的是与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和抽样判决。 信道：允许基带信号通过的媒质。
4、信道的传输特性通常不满足无失真传输条件， 恒参信道如（明线、同轴电缆、对称电缆、光纤通道、无线电视距中继、卫星中继 信道）对信号传输的影响主要是线形畸变；随参信道如（短波电离层反射、对流层 散射信道等）对信号传输的影响主要有频率弥散现象（多径传播） 、频率的选择性衰 落。信道的线性噪声和加性噪声的影响。在通信系统的分析中，常常把噪声 n(t)等 效，集中在信道中引入。 接收滤波器：主要作用是滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形 有利于抽样判决。 抽样判决器：它是在传输特性不理想及噪声背景下，在由位定时脉冲控制的特 殊点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。 自同步
5、法的同步提取电路：有两部分组成，包括非线型变换处理电路和窄带滤 波器或锁相环。非线型变换处理电路的作用是使接收信号或解调后的数字基带信号 经过非线型变换处理电路后含有位同步分量或位同步信息。窄带滤波器或锁相环的 作用是滤除噪声和其他频谱分量，提取纯净的位同步信号。 1.2.4 数字基带传输的要求及常用码型 在实际基带传输系统中，并非所有的原始基带数字信号都能在信道中传输。例 如，有的信号含有丰富的直流和低频成分，不便提取同步信号；有的信号易于形成 邵阳学院课程设计（论文） 4 码间串扰等。因此，基带传输系统首先面临的问题是选择什么样的信号形式，即传 输码型的选择和基带脉冲波形的选择。 为了在传
6、输信道中获得优良的传输特性，一般要将信码信号变化为适合于信道 传输特性的传输码，即进行适当的码型变换。 对传输码型的要求如下： （1） 传输信号的频谱中不应有直流分量，低频分量和高频分量也要小。 （2） 码型中应包含定时信息，有利于定时信息的提取，尽量减小定时抖动。 （3） 码型变换设备要简单可靠。 （4） 码型具有一定检错能力，若传输码型有一定的规律性，则可根据这一规 律性检测传输质量，以便做到自动检测。 （5） 编码对信息类型不应有任何限制，即对信源具有透明性。 常用的码型有 AMI 码、HDB3 码、分相码、反转码 AMI 等。 邵阳学院课程设计（论文） 5 第 2 章 MATLAB 仿
7、真软件介绍 2.1 MATLAB 简介 美国 MATHWORK 公司于 1967 年推出了“Matrix Laboratory”（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
8、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， 此外许多的 MATLAB 爱好者都编写了一些经典的程序， 用户可以直接进行下载就可以用，非常的方便。 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 6.5/7.0 包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工 具包(Toolbox)。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包 。功能工具包用 来扩充 MATLAB 的符号计算 ，可视化建模仿真 ，文字处理及实时控制等功能 。 学科工具
9、包是专业性比较强的工具包 ，控制工具包 ，信号处理工具包 ，通信工 具包等都属于此类 。 开放性使 MATLAB 广受用户欢迎 。除内部函数外 ，所有 MATLAB 主包文 件和各种工具包都是可读可修改的文件 ，用户通过对源程序的修改或加入自己 编写程序构造新的专用工具包 。 Matlab 的优势和特点： （1）友好的工作平台和编程环境 MATLAB 由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB 的函数和 文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB 桌面和命令窗口、 历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文 件的浏览器。随着 MATLAB 的商
10、业化以及软件本身的不断升级， MATLAB 的 用户界面也越来越精致，更加接近Windows 的标准界面，人机交互性更强，操 作更简单。而且新版本的 MATLAB 提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的 邵阳学院课程设计（论文） 6 方便了用户的使用。简单的编程环境提 供了比较完备的调试系统，程序不必经 过编译就可以直接运行，而且能够及时 地报告出现的错误及进行出错原因分析。 （2）简单易用的程序语言 Matlab 一个高级的距阵 /阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输 入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同 步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序
11、(M 文件)后再一起运行。新版 本的 MATLAB 语言是基于最为流行的 C语言基础上的，因此语法特征与 C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格 式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓 展性极强，这也是 MATLAB 能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原 因。 （3）强大的科学计算机数据处理能力 MATLAB 是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600 多个工程中要用到 的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算 法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在 通常情况下，可
12、以用它来代替底层编程语言，如C 和 C+ 。在计算要求相同 的情况下，使用 MATLAB 的编程工作量会大大减少。 MATLAB 的这些函数集 包括从最简单最基本的函数到诸如距阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。 函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微 分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问 题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组 操作以及建模动态仿真等。 （4）出色的图形处理功能 MATLAB 自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和距阵用 图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印
13、。高层次的作图包括二维和三维 的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本 的 MATLAB 对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使他不仅在一般数据 可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加 完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以 及四维数据的表现等）， MATLAB 同样表现了出色的处理能力。同时对一些特 邵阳学院课程设计（论文） 7 殊的可视化要求，例如图形对话等， MATLAB 也有相应的功能函数，保证 了 用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB 还着重在图形用户界面 （GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。 （5）应用广泛的模块集合工具箱 MATLAB 对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来 说
