基带信号传输系统设计

【内容摘要】一个完整的通信传输系统是需要信源信道和信宿，传输过程为：信源→信道→信宿。其中，“信源”是信息的发布者，即信息的来源者，信道：是信息从一端传送到另一端的媒介；“信宿”是信息的接收者，即最终用户。基带传输系统也是一个通信系统，所以它也存在着信源信道和信宿，本次对基带传输系统设计就是对整套基带通信系统进行模块化设计和MATLAB仿真，对仿真进行分析进一步了解基带信号通信的工作原理。 【关键字】 基带信号；通信系统；MATLAB 绪论 1.1???? 课题研究背景 数字基带传输系统是属于数字化技术的应用，数字技术（Digital Technology）是一项与电子计算机相伴相生的科学技术，它是指借助一定的设备将各种信息，包括图、文、声、像等?转化为电子计算机能识别的二进制数字“0”和“1”后进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术。由于在运算、存储等环节中要借助计算机对信息进行编码、压缩、解码等，因此也称为数码技术、计算机数字技术等。数字技术也称数字控制技术。在数字化时代，人与人的交互是以Internet媒体为介质的。人的学习、生活、工作大量地利用互联网，家电会被组织成家庭网络由电脑来管理，人们可以在任何地点与任何时间用任何设备获得他所需的信息。数字化时代向我们提出很多的挑战。前两年很多报刊在讨论后PC时代，也就是数字化社会，为什么会到这一步呢，主要是随着计算机发展，应用越来越要求计算机更聪明、更方便、更好用，这就使得计算机慢慢地步人很多具体的设备里面，融入生活融入周围的环境?使比特流、信息流成为以物质为主的生活空间的一部分，计算机无所不在，交通工具，家电、牙刷、钥匙等生活用品和生活装置可能都会有芯片，并且所有的信息基本上部足以数字化形式存在的，所有的东西都会成为数字化的东西，实际上这样的变革在我们的身边已经发生，音乐都是模拟的我们知道MP3是数字的了，以前的视频都足模拟的，现住的VCD、DVD都是数字的了，以前我们一般都是看纸的图书，已绛有电子图书，以前的照片部是在胶片，很多的相机都是数字的以前的冰箱、洗衣机、微波炉等家电都是模拟的，罩面都是放电脑芯片。将来网络把这些家电都连到一起，就都是数字的了。我们什么时候进入数字化时代呢？有各式各样的定义我的定义是80以上的电器罩而用嵌入式的芯片。其上的软件是通过软件编译完成的10以上的家庭实现了家庭网络80以上的传播媒体中的音频、视频等采样数字化的技术，就可以算得是数字化时代开始了。我们生活在一个模拟的现实世界，思维、感知是模拟的和连续的，如何适应新的数字化生活，如何克服数字化以后带来的各种疾病，虽然这些问题会慢慢地解决，但更重要的是数字化生活给我们带来的很多机遇，给信息产业带来巨大的商机。在这个领域，还有诸如包括接人技术、芯片技术、嵌入武操作系统、中间件技术、应用软件、工具软件、信息资源建设以及服务等需要我们去开发。 在数字通信系统中，需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输，此时信源输出数字序列，经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号。数字序列中每个数字产生的时间间隔称为码元间隔，单位时间内产生的符号数称为符号速率，它反映了数字符号产生的快慢速度。由于数字符号是按码元间隔不断产生的，经过将数字符号一一映射为相应的信号波形后，就形成了数字调制信号。根据映射后信号的频谱特性，可以分成基带信号和频带信号。通常基带信号指信号的频谱为低通型，而频带信号的频谱为带通型的。由消息转换过来的原始信号所固有的频带称为基本频带，简称“基带”。 来自数据终端的原始数据信号，其频谱一般是从零开始的，往往包含丰富的低频成分，甚至直流分量，故称之为数字基带信号。用数字基带信号直接进行传输，即不搬移基带信号的频谱或只经过简单的码型变换就直接进行传输的方式称为数字基带传输。基带信号所包含的频率范围很宽，可以从直流到高频，所以对用于传输基带信号的信道是有限制的。在某些具有低通特性的有限信道，传输距离不太远的情况下，可以进行数字基带信号直接传输。 1.2课题研究现状及意义 随着数字技术的进步，高速。超大规模集成电路广泛使用，3G移动终端基带信号处理系统正朝着灵活、高度集成化、模块化、通用化的方向发展。基带信号处理器是数字技术与通信技术相结合的产物，它能灵活处理数字基带信号，调制无线信号以便实现同通信网络系统前端基站的无线通信。? 而对大多数信道，数字基带信号必须经过载波调制，把频谱搬移到较高的载频处才能在信道中传输，这种传输方式称为数字频带传输。现在的CDMA技术中也应用到基带信号处理系统，他应用的是扩频技术，对基带信号进行扩频处理，扩频技术是在发端输入的信息先经信息调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号已展宽信号的频谱。展宽后的信号再调制到射频发送出去。 在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩。再经信息解调、恢复成原始信息输出。在这种技术中就要运用到对基带信号的处理，虽然传输时要通过调制把信号搬移到中高频，但接收端解调以后还是要对基带信号进行处理，这种对基带信号的处理方法还是要运用到经典的基带信号处理系统。 在实际数字通信系统中，数字基带传输在应用上虽不如频带传输那么广泛，但仍有相当多的应用范围。此外重要的是数字基带传输系统的基本理论不仅适用于基带传输，而且还适用于频带传输，因为所有窄的带通信号、线性带通系统及等效低通系统对等效低通信号的响应来表示，因而频带传输系统可通过它的等效低通（或等效基带）传输系统的理论分析及计算机仿真来研究它的性能，因而掌握数字基带传输的基本理论十分重要，它在数字通信系统中具有普遍意义。 1.3论文研究内容及组织结构 本次论文主要研究的数字基带传输系统，对数字基带传输系统的原理和结构进行了深入的分析，从发送端到接收端对处理信号的每个阶段都进行解释，并用MATLAB进行整个基带信号传输系统仿真，得到仿真结果并进行分析，本文的组织结构如下： 第一章 绪论。主要介绍数字基带传输系统的研究背景及发展历史，阐述了研究数字传输基带系统的意义，给出了论文的研究内容和组织结构。 第二章 基带传输系统简介。对基带信号进行了简单介绍，并研究了基带信号的传输过程和原理，为以后的设计打下坚实的基础。 第三章 基带传输系统设计。对整个基带传输系统进行了设计，其中包括信源编码器、脉冲成形滤波器，信道的设计、匹配滤波器和解码器五部分的分析设计。 第四章 基带传输系统MATLAB仿真。进行MATLAB的代码编写和仿真，得出仿真图并对其进行分析。 第五章 结论。对论文设计进行了总结。