1、 本科毕业论文（设计） 题 目 : 模拟及数字基带系统的仿真与设计 院 系： 电子与通信工程学院 专 业： 通信工程 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 讲师 填写日期： 2014 年 4 月 20 日 贵阳学院本科毕业论文（设计） I 摘 要 目前，现代计算机科技发展越来越快，与此同时，新一代的可视化的仿真软件也应运而生。这些仿真软件在通信领域发挥了举足轻重的作用。不仅让通信系统设计和开发过程变得更为直观，而且也变得更方便。这就大大地促进了通信系统开发技术的速度。仿真软件具有广泛的适应性和很好的灵活性，为整个社会研究通信系统性能做出来突出贡献。 本次设计的主要探讨方向是通信系统中的关
2、键技术，即模拟调制系统的调制技术 和数字基带传输系统的调制技术。模拟调制主要研究模拟调制系统的分类、模拟调制系统的组成、模拟信号的传输方式。数字基带传输系统主要研究常用的传输码型、眼图、码间串扰、噪声干扰、数字基带传输系统的组成。本次设计重点放在模拟调制及数字基带传输的 Matlab 仿真分析，通过仿真分析，进一步理解并巩固理论知识。这样更便于模拟调制系统和数字基带传输系统在实际生活中的应用。 理论知识来源于实践并运用于实践。本次设计充分利用 Matlab 仿真软件的强大功能，结合理论知识建立了通信系统的仿真模型。 关键词 ：模拟调制系统；基带传输 系统； Matlab；仿真技术 贵阳学院本科
3、毕业论文（设计） II Abstract At present, the development of modern computer technology is more and more fast, at the same time, a new generation of visual simulation software also arises at the historic moment. The simulation software has played a decisive role in the field of communications. Not only the c
4、ommunication system design and development process become more intuitive, but also become more convenient. This will greatly promote the speed of the communication system development technology. Simulation software has extensive adaptability and good flexibility, for the society as a whole research
5、on communication system performance made outstanding contributions. Mainly discusses the direction of this design is the key technology in communication system, namely the analogue modulation system modulation technique and modulation technique of digital baseband transmission system. Analog modulat
6、ion mainly studies the classification of the analogue modulation system, the composition of analog modulation system, the analog signal transmission way. Digital baseband transmission system is the main research of commonly used transmission type, eye diagram, intersymbol interference and noise inte
7、rference, the composition of digital baseband transmission system. The design emphasis is placed on the Matlab simulation modulation and digital baseband transmission simulation analysis, through the simulation analysis, further understanding and consolidate the theoretical knowledge. It is easier t
8、o simulate modulation system and digital baseband transmission system applied in the practical life. The theoretical knowledge comes from practice and applied to practice. This design make full use of the powerful features of the Matlab simulation software, combined with theoretical knowledge commun
9、ication system simulation model is established. Keywords： analog modulation system; base band transmission system; Matlab; simulation technology 贵阳学院本科毕业论文（设计） III 目 录 前 言 . 1 第 1 章 模拟调制系统的设计 . 2 1.1 幅度调制简介 . 2 1.1.1 模拟调制的分类与特点 . 2 1.1.2 AM 调制原理 . 2 第 2 章 数字基带传输系统的设计 . 8 1.1 数字基带传输系统简介 . 8 1.2 数字基带信
10、号传输系统的组成原理 . 8 1.3 基带传输的常用码型 . 9 1.3.1 几种常用的传输码型 . 9 1.4 码间串扰简介 . 10 1.4.1 消除码间串扰的基本思想 . 10 1.5 眼图 . 11 1.5.1 眼图简介 . 11 1.6 数字基带传输系统仿真设计与分析 . 11 1.6.1 基带系统仿真设计与分析 . 11 致 谢 . 17 参考文献 . 18 贵阳学院本科毕业论文（设计） 1 前 言 随着社会的快速发展，通信系统在社会上表现出越来越重要的作用。目前，我们生活中使用的手机，电话， Internet， ATM 机等通信设备都离不开通信系统。随着通信系统与我们生活越来越密
11、切，使用越来越广泛，对社会对通信系统的性能也越高。另外，随着人们对通信设备更新换代速度越来越快。不得不缩短通信系统的 开发周期以及提高系统性能。针对这两方面的要求，必需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。自从现代以来，计算机科技走上了快速发展道路，实现了可视化的仿真软件。 通信系统仿真，在目前的通信系统工程设计当中。已成为了不可替代的一部分。它表现出很强的灵活性和适应性。为我们更好地研究通信系统性能带来了很大的帮助。本论文主要针对模拟调制系统中的幅度调制技术和数字基带传输系统调制技术进行设计和基于 Simulink 进行仿真。通过系统仿真验证理论中的结论。本论文设计的目的之一是进
12、一步加强理论知识，熟悉 Matlab 软件。 贵阳学院本科毕业论文（设计） 2 第 1 章 模拟调制系统的设计 1.1 幅度调制简介 调制是通信系统中必不可少的一部分。所说的调制，那就是把信号转换成适合在信道中传输的一种形式过程。广义的调制分为载波调制和基带调制。 这章课程设计的主要探讨内容是模拟调制系统中的幅度调制技术，所谓幅度调制，就是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。 1.1.1 模拟调制的分类与特点 最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。常见的调幅（ AM）、双边带 (DSB)、单边带 (SSB)和残留边带（ VSB）等调制就
13、是幅度调制的几典型事例。 每种调制方式各有特点： 1） AM 系统结构简单，价格低廉。 2） DSB 信号的调制效率为 100%。 3） SSB 信号发射功率低，占用频带宽度窄。 4）角度调制抗噪声性能强。 1.1.2 AM 调制原理 1.AM 信号的调制及解调原理。 1） AM 信号的表达式、频谱及带宽。 在图 1-1 中，不妨设滤波器为全通网络，调制信号 叠加直流 后，再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带调幅， AM 调制器模型如图 1-1 所示。 图 1-1 AM 调制模型 调幅信号在时域和频域中的表达式分别如下所示 贵阳学院本科毕业论文（设计） 3 上面两式中， 表示外加的直流分量
14、； 既可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为 0，即 。 调幅 信号的波形（包括正弦信号、直流分量等）和频谱分别如下图 1-2（ a）、（ b）所示。我们不妨设调制信号 的上限频率为 。可见，调制信号 的带宽为 。 图 1-2 AM 信号的波形和频谱 由图 1-2（ a）可见，调幅信号波形的包络与输入基带信号 波形基本上是一致的，只是幅度出现了偏差，所以为了恢复出原始调制信号，不妨采用非相干解调。但是为了保证非相干解调 时不发生失真，必须满足 ，否则将出现过调幅现象，从而导致失真。 2） AM 信号的解调 相干解调和包络检波 A.相干解调 由 AM 信号的频谱可知，假如将已调信号
15、的频谱搬回到原点位置，就可得到原始的调制信号频谱，最后可以恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可利用调制时的相乘运算来实现。相干解调的原理结构图如图 1-3 所示。 图 1-3 相干解调原理结构图 将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得 贵阳学院本科毕业论文（设计） 4 从上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将第 1 项与第 2 项分离，无失真的恢复出原始的调制信号 B. 包络检波 包络检波器通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。它属于非相干解调，因此不需要相干载波，广播接收机中多采用此法。一个二极管峰值包络检波器如图所示 ，它由二极管 VD 和 RC 低通滤波器组成。 VD AM
16、信号 R C )(tmAo 图 1-4 包络检波 设输入信号是 AM 信号 SAM(t)=A0+m(t) twccos 在大信号检 波时（一般大于 0.5V），二极管处于受控的开关状态。选择 RC 满足如下关系 1 cH fRCf 1（ *） 式中： fH 是调制信号的最高频率； fC 是载波的频率。 在满足式（ *）的条件下，检波器的输出为 )()( 0 tmAtsd 隔去直流后即可得到原信号 )(tm 。 2. 数学模型 贵阳学院本科毕业论文（设计） 5 图 1-5 AM 调制数学模型 3.基于 Simulink 的仿真结构图如图 1-6 所示 调制信号参数设置：振幅 1,频率 10HZ,
17、 载波：频率 100HZ,振幅 1 图 1-6 AM 调制系统仿真结构图 AM xy x y + + 噪声 带通滤波器 AM xy x y 低通滤波器 ()vt()vct()vct贵阳学院本科毕业论文（设计） 6 4.AM 调制系统的组成 1） 调制信号的产生如图 1-7 所示 从图中可以看到， sine wave 产生原始正弦信号， sine wave1 产生载波信号，经信号形成器 product 调制产生已调信号。 图 1-7 AM 信号的产生结构图 2） AM 信号解调，如图 1-8 所示 。 如图 1-8 所示， Analog filter design 为带通系统，从频域上说， AM 信号分布在带通系统范围内，经带通系统获得成镜像的上下频 谱。 Sine wave2 形成与图1-7 中 sine wave1 同频同相的同步载波，经 product 已调信号得到解调，从而再次经过低通滤波器获得原始信号。
