基于MATLAB的模拟信号的数字传输研究与仿真本科毕业设计论文(2)

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齐鲁工业大学 2015届本科毕业设计（论文）

功能的逐渐强大，普遍性日益增强，计算机与计算机之间的信息共享成为了其功能发展扩大的必需。我国在1972年投入使用的阿巴网，就是60年代多次研究的成果的体现。

如上所述，现代通信系统中的信息传输已经基本实现了数字化传输且发展势头迅猛。比如说在常见的广播系统中，现在大多数广播系统还是以模拟系统为主，但是数字化的潮流不可避免，因为数字化的质量是模拟方式不能相比的。数字声频广播和数字电视现已经出现在千家万户中，是随处可见的必需品。当今社会，数字化是潮流，已经基本取代了模拟系统，模拟系统已走到末路，必将淹没在时代的潮流中。另外，设备的数字化发展迅速。无论是无线电技术还是调制解调等模拟运算数字化，都是设备超小型化和功能的多样化具备了实现的技术和理论基础，数字化进程日新月异，正处在不断发展的大好时期。最近几年，计算机技术、网络应用技术、信号处理技术以及通信技术发展迅猛，通信系统仿真技术也得到了非常快速的发展，在应用方面的影响力也不断增加。

在众多功能强大的通信系统仿真工具中，MATLAB以其强大的可视化功能、开放式的可扩展环境、简单的操作性、轻松的编程语言以及面向不同领域的多达三十种工具箱的支持成为其中的佼佼者。MATLAB应用于多种领域，是计算机辅助分析、设计以及应用开发和算法研究的基本开发平台和工具。而且，MATLAB 具有其他许多语言难以企及的优势：编写语句轻松容易、编程高效、学习容易和轻松掌握等。MATLAB不仅能够提高工程人员的工作效率，还能改善工程人员的设计手段。通信技术是当代信息技术中一个不可或缺的组成部分，而MATLAB则是通信系统仿真的重要工具，已经成为各种科学算法的默认软件。纵观通信技术的发展历史，大体可以分为以下三阶段：

第一阶段是人与人之间依靠语言和文字通信的阶段。

第二阶段是电通信阶段。

第三阶段是电子信息通信阶段。现代通信技术的主要内容和发展方向，是以光导纤维通信为主体，无线电通信、卫星通信为辅助的宽带化、综合化、个人化以及智能化的通信网络技术。从国外通信技术的发展历史来看，大概从70年代开始，通信就已经进入了现代通信的新时代，目前各项通信技术的发展正处在跨越、迅猛发展的紧要时期。具体来说，数字通信系统的发展是一个必然的大趋势。MATLAB在数字通信系统中的应用变得日益广泛，处在一个十分重要的位置。

第二章通信原理理论基础

在模拟信号数字化传输中主要应用了大量的通信原理基础知识及理论。本章主要介绍通信系统的概念及组成，包括通信系统的一般模型及模拟通信模型和数字通信模型等。

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2.1通信系统的组成及模型

1.通信系统的一般模型

通信系统的作用就是将信息从信源传送到一个或多个目的地。实现信息传递所需的一切技术设备（包括信道）总和称为通信系统[1]。

通信系统的一般模型如图2-1：

图2-1 通信系统的一般模型

图2-1所示各部分作用如下：

（1）信息源：信息的发出地，作用是把信息转换成原始信号，分为模拟信源和数字信源。

（2）发送设备：将信源产生的信号变换成适合在信道中传输的信号。

（3）信道：顾名思义，是传输信号的物理媒质。

（4）噪声源：干扰正常信号传输的各处噪声的集合。

（5）接收设备：从接收信号中正确恢复出原始信号。

（6）受信者：传送消息的终点。

2.模拟信号和数字信号

消息的传递是以电信号的形式来实现的，按信号参量的取值方式不同可把信号分为两类:模拟信号和数字信号。

凡信号参量的取值连续，就称为模拟信号。如语音信号和图像信号等。模拟信号也可以称为连续信号，这个连续不一定在时间上连续，是指某一参量可以连续变化，或者在某一取值范围内能取无穷多个值。

凡信号参量只能取有限个值，就称为数字信号。如电报信号和计算机输入输出信号等。数字信号也可以称为离散信号，离散不一定在时间上离散，是指信号的某一参量是离散变化的。

3.模拟通信系统模型

模拟通信系统是通过模拟信号来传递信息的通信系统。模拟通信系统模型如图2-2所示：

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其中信息源发出的是频谱从零频附近开始的原始电信号，这种信号频谱分量的频率很低，所以不适合直接传输，所以需要利用调制器和解调器进行变换和反变换。经过调制器调制后的信号称为已调信号。

已调信号具有以下三个基本特征：

（1)携带信息

(2)适合在信道中直接传输

(3)信号频谱一般具有带通形式，因此已调信号又称为带通信号或者是频带信号

4.数字通信系统模型

数字通信系统是使用数字信号来传递信息的通信系统，主要包括：信源编码和信源译码、信道编码和信道译码、数字调制和数字解调、同步以及加密等。数字通信系统模型图2-3所示：

其中图2-3所示各部分作用如下：

（1）信源编码与译码：一是提高信息传输的有效性，通过数据压缩技术减少信息冗余度；二是完成模/数（A/D ）转换，来实现模拟信号的数字化传输

（2）信道编码与译码：加强通信系统的抗干扰能力，使通信更加可靠

（3

）加密与解密：顾名思义，加密是为了保证所传输信息的安全性，解密是图2-3 数字通信系统模型 图2-2 模拟通信系统模型

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恢复原来的信息以供使用

（4）数字调制与解调：数字调制就是把原始信号转换成适合在信道中传输的信号，解调就是采用相干解调或者非相干解调的方法把其还原为数字基带信号（5）同步：是保证数字通信精准、有效、规范工作的前提条件

5.数字通信具有以下几个特点：

（1）抗干扰能力比较强，而且噪声不积累

（2）差错可以控制

（3）比较容易与各种数字终端接口

（4）容易集成化，使通信设备更加微型化

（5）加密处理更容易，而且有高强度的保密性

2.2系统开发工具MATLAB简介

本章将着重介绍MATLAB在通信系统中的应用，通过介绍MATLAB语言、工作环境以及MATLAB通信工具箱函数，加深对MATLAB通信工具的认识，并且熟练掌握其应用。

1.仿真软件MATLAB简介

MATLAB是由MathWorks公司在1984年推出的面向科学与工程的一种计算软件，MATLAB可以将不同领域的计算用函数的方式提供给用户使用。MATLAB涉及十几个领域的计算和图形显示。MATLAB方便使用、高效的编程效率、高效的运算、丰富的内容使其在国内广泛应用于教学及科研工作中[2]。

2.MATLAB语言概述

MATLAB语言使用方便、集成度高、运算高效、输入便捷、内容丰富，可以与由用户轻松自由的扩展。MATLAB语言与其他语言相比具有以下显著特点：（1）MATLAB语言是一种解释性语言：只需要输入算式就可以立即得出结果，不需要额外的编译，每一条语句进行解释后立即执行。如果有错误，也会立即做出反应。这些优点都大大的减轻了工程人员编程以及调试的工作量。

（2）“多功能性”的变量：每一个变量都代表着一个矩阵，每个元素都可以看作是复数，不需要定义矩阵的行数和列数

（3）“多功能性”的运算符号：所有的运算，包括加、减、乘、除以及函数运算都对矩阵和复数有效

（4）语言规则和笔 …… 此处隐藏：2833字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……