通信原理中数字基带传输实验方法比较分析【字数：8526】
摘 要随着社会生产力的快速发展，人们对传递信息的要求也不断地提高，使得通信在人类文明的发展中起着至关重要的作用。通信系统又分为模拟通信系统和数字通信系统，数字通信系统中，将数字信号通过基带信道传输的传输系统叫做数字基带传输系统。本文深入分析了数字基带传输几种不同实验方法，包括硬件实验箱实验方法，软件实验采用MATLAB仿真实验和LABVIEW虚拟仪器仿真实验等，对上述的几种实验结果进行记录，并且比较分析，得出结论，陈述各个方案的优缺点。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2基带传输的理论简述 1
1.3基带传输系统的基本组成 2
1.4本文研究内容 3
第二章 LABVIEW基带传输实验仿真 4
2.1 LABVIEW简介 4
2.2 实验简介 4
2.2.1实验目的 4
2.2.2实验仪器 4
2.2.3实验内容 5
2.2.4实验步骤 5
2.3实验结果 7
2.4实验分析 9
第三章 MATLAB基带传输实验仿真 10
3.1MATLAB简介 10
3.2MATLAB在基带传输中的仿真 10
3.3实验简介 10
3.3.1实验目的 10
3.3.2 M文件的构建 11
3.4实验结果 13
3.5实验分析 15
第四章 硬件实验 16
4.1实验简介 16
4.1.1实验目的 16
4.1.2实验原理框图 16
4.1.3实验步骤 16
4.1.4实验原理 17
4.2实验分析 19
第五章 实验结果比较分析 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1研究背景及意义
通信，就是在人与人之间，或人与其他自然事物中间，通过某些媒介或某些行为来传递信息。伴随着社会生产力的飞速发展，人们对于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
信息传递的需求也在不断地提升，这使得通信在人类文明的发展中发挥着极其重要的作用。
通信技术是指利用技术手段，不断对各种通信方式进行优化升级，使得社会中的通信变得更为高速、便捷、有效的一项技术。各种支撑通信技术的基本概念和数学基础理论是通信原理课程的主要内容，这也是计算机工程、电子信息工程等专业的专业基础课。
通信原理是通信类专业的一门举足轻重的专业基础课程，同时又承担着从个体功能到整体系统、理论知识到实践应用的重要过渡作用。这门课程与实际应用的联系非常密切，但其理论性和抽象性也很强。数字通信系统和模拟通信系统是通信系统中的两大类，数字通信系统与模拟通信系统相比较而言的话优点更多，因此数字通信系统在生活中的应用也越来越广泛。数字基带传输系统特指在数字通信系统中，将数字信号通过基带信道传输的传输系统。基带传输技术随着通信技术的发展也在以惊人的速度发展，这对基带传输系统的研究来说具有十分重要的意义。
数字基带传输的基础理论不仅适用于基带传输，还适用于频带传输，所有窄的带通信号、线性带通系统以及线性带通系统对于带通信号的响应都可用其等效低通信号、等效低通系统对等效低通信号的响应来表示。基带传输方式也在随着计算机通信的发展而发展，为了满足时代发展的需要，掌握数字信号基带传输就显得十分重要。
1.2基带传输的理论简述
不搬移基带信号频谱的传输方式被称为基带传输。没有对载波进行调制的待传信号称为基带信号，它所占的频带被称为基带。将基带信号的频谱搬移到较高的频带（用基带信号对载波进行调制）再传输，则被称为频带传输。
选择基带传输还是频带传输与信道的适用频带有着莫大的关系。比如，计算机或者脉码调制电话终端机输出的数字脉冲信号是基带信号，该信号可以利用电缆进行基带传输，不需要再对载波进行调制与解调。与频带传输相比，基带传输优势更加明显，具有设备简单，线路衰减小，有利于增加传输距离等优点。而对于不适合基带信号直接通过的信道（例如无线信道），则可以将脉冲信号经过数字调制后再进行传输。
基带传输在音频电缆和同轴电缆等传送数字电话信号方面用途比较广泛，与此同时，在数据传输方面的应用也日益增多。频带传输系统中，调制前和调制后对基带信号处理仍然需要利用基带传输原理，采用线性调制的频带传输系统可以变换为等效基带传输来分析。
1.3基带传输系统的基本组成
数字基带系统的基本结构主要由信道信号形成器（发送滤波器）、信道、接受滤波器、同步系统和抽样判决器等组成。如下图11所示。
图11 数字基带系统的基本结构
（1）信道信号形成器就是把原始基带信号变换成为适合在信道中传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的在于与信道匹配，从而便于传输,减小了码间串扰（ISI）,有利于同步提取和抽样判决。
在数字传输系统中输对象通常是二进制数字信息，一般情况下可表示为数字序列:
...,s2,s1,s0,s1,s2,...,sn,...，简记为{sn}。
sn是该序列的基本单元，称为码元。在二进制中，sn只能取0或1;在N进制中,sn取0到N1等N个值。
一般用不同幅度脉冲来表示码元的不同值。如二进制用幅度为A的矩形脉冲表示1,用幅度为A的矩形脉冲表示为0，这种信号叫做数字基带信号。数字传输系统中传输的信号通常是二元数字信号。
（2）信道是指允许基带信号通过的媒质，通常为有限信道。信道中会收到噪声干扰，在通信系统的分析中，通常把噪声假设是均值为零的高斯白噪声。
设计数字传输系统要考虑的基本思路是选择一组有限个离散的波形来表示数字信息。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HDB3、PCM码组，AM序列等等都属于基带数字信号。这些信号往往包含丰富的低频分量，有些情况下可以不经过载波调制和解调的过程而直接传输，被称为基带传输。
（3）接收滤波器主要作用是滤除带外噪声，对信道特性进行均衡，使得输出的基带波形有利于抽样判决器的判决。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2基带传输的理论简述 1
1.3基带传输系统的基本组成 2
1.4本文研究内容 3
第二章 LABVIEW基带传输实验仿真 4
2.1 LABVIEW简介 4
2.2 实验简介 4
2.2.1实验目的 4
2.2.2实验仪器 4
2.2.3实验内容 5
2.2.4实验步骤 5
2.3实验结果 7
2.4实验分析 9
第三章 MATLAB基带传输实验仿真 10
3.1MATLAB简介 10
3.2MATLAB在基带传输中的仿真 10
3.3实验简介 10
3.3.1实验目的 10
3.3.2 M文件的构建 11
3.4实验结果 13
3.5实验分析 15
第四章 硬件实验 16
4.1实验简介 16
4.1.1实验目的 16
4.1.2实验原理框图 16
4.1.3实验步骤 16
4.1.4实验原理 17
4.2实验分析 19
第五章 实验结果比较分析 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1研究背景及意义
通信，就是在人与人之间，或人与其他自然事物中间，通过某些媒介或某些行为来传递信息。伴随着社会生产力的飞速发展，人们对于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
信息传递的需求也在不断地提升，这使得通信在人类文明的发展中发挥着极其重要的作用。
通信技术是指利用技术手段，不断对各种通信方式进行优化升级，使得社会中的通信变得更为高速、便捷、有效的一项技术。各种支撑通信技术的基本概念和数学基础理论是通信原理课程的主要内容，这也是计算机工程、电子信息工程等专业的专业基础课。
通信原理是通信类专业的一门举足轻重的专业基础课程，同时又承担着从个体功能到整体系统、理论知识到实践应用的重要过渡作用。这门课程与实际应用的联系非常密切，但其理论性和抽象性也很强。数字通信系统和模拟通信系统是通信系统中的两大类，数字通信系统与模拟通信系统相比较而言的话优点更多，因此数字通信系统在生活中的应用也越来越广泛。数字基带传输系统特指在数字通信系统中，将数字信号通过基带信道传输的传输系统。基带传输技术随着通信技术的发展也在以惊人的速度发展，这对基带传输系统的研究来说具有十分重要的意义。
数字基带传输的基础理论不仅适用于基带传输，还适用于频带传输，所有窄的带通信号、线性带通系统以及线性带通系统对于带通信号的响应都可用其等效低通信号、等效低通系统对等效低通信号的响应来表示。基带传输方式也在随着计算机通信的发展而发展，为了满足时代发展的需要，掌握数字信号基带传输就显得十分重要。
1.2基带传输的理论简述
不搬移基带信号频谱的传输方式被称为基带传输。没有对载波进行调制的待传信号称为基带信号，它所占的频带被称为基带。将基带信号的频谱搬移到较高的频带（用基带信号对载波进行调制）再传输，则被称为频带传输。
选择基带传输还是频带传输与信道的适用频带有着莫大的关系。比如，计算机或者脉码调制电话终端机输出的数字脉冲信号是基带信号，该信号可以利用电缆进行基带传输，不需要再对载波进行调制与解调。与频带传输相比，基带传输优势更加明显，具有设备简单，线路衰减小，有利于增加传输距离等优点。而对于不适合基带信号直接通过的信道（例如无线信道），则可以将脉冲信号经过数字调制后再进行传输。
基带传输在音频电缆和同轴电缆等传送数字电话信号方面用途比较广泛，与此同时，在数据传输方面的应用也日益增多。频带传输系统中，调制前和调制后对基带信号处理仍然需要利用基带传输原理，采用线性调制的频带传输系统可以变换为等效基带传输来分析。
1.3基带传输系统的基本组成
数字基带系统的基本结构主要由信道信号形成器（发送滤波器）、信道、接受滤波器、同步系统和抽样判决器等组成。如下图11所示。
图11 数字基带系统的基本结构
（1）信道信号形成器就是把原始基带信号变换成为适合在信道中传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的在于与信道匹配，从而便于传输,减小了码间串扰（ISI）,有利于同步提取和抽样判决。
在数字传输系统中输对象通常是二进制数字信息，一般情况下可表示为数字序列:
...,s2,s1,s0,s1,s2,...,sn,...，简记为{sn}。
sn是该序列的基本单元，称为码元。在二进制中，sn只能取0或1;在N进制中,sn取0到N1等N个值。
一般用不同幅度脉冲来表示码元的不同值。如二进制用幅度为A的矩形脉冲表示1,用幅度为A的矩形脉冲表示为0，这种信号叫做数字基带信号。数字传输系统中传输的信号通常是二元数字信号。
（2）信道是指允许基带信号通过的媒质，通常为有限信道。信道中会收到噪声干扰，在通信系统的分析中，通常把噪声假设是均值为零的高斯白噪声。
设计数字传输系统要考虑的基本思路是选择一组有限个离散的波形来表示数字信息。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HDB3、PCM码组，AM序列等等都属于基带数字信号。这些信号往往包含丰富的低频分量，有些情况下可以不经过载波调制和解调的过程而直接传输，被称为基带传输。
（3）接收滤波器主要作用是滤除带外噪声，对信道特性进行均衡，使得输出的基带波形有利于抽样判决器的判决。
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