基于Labview的通信系统的设计 下载本文

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些设备。图中的噪声源,是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。 在接收端,接收设备的功能与发送设备相反,即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。

信宿(也称受信者或收终端)是将复原的原始电信号转换成相应的消息,如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。

图 给出的是通信系统的一般模型,按照信道中所传信号的形式不同,可进一步具体化为模拟通信系统和数字通信系统。

3.1.1 模拟通信系统

模拟通信系统的组成可由一般通信系统模型略加改变而成,如图 所示。这里,一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所代替。

对于模拟通信系统,它主要包含两种重要变换。一是把连续消息变换成电信号(发端信息源完成)和把电信号恢复成最初的连续消息(收端信宿完成)。由信源输出的电信号(基带信号)由于它具有频率较低的频谱分量,一般不能直接作为传输信号而送到信道中去。因此,模拟通信系统里常有第二种变换,即将基带信号转换成其适合信道传输的信号,这一变换由调制器完成;在收端同样需经相反的变换,它由解调器完成。经过调制后的信号通常称为已调信号。已调信号有三个基本特性:一是携带有消息,二是适合在信道中传输,三是频谱具有带通形式,且中心频率远离零频。因而已调信号又常称为频带信号。

必须指出,从消息的发送到消息的恢复,事实上并非仅有以上两种变换,通常在一个通信系统里可能还有滤波、放大、天线辐射与接收、控制等过程。对信号传输而言,由于上面两种变换对信号形式的变化起着决定性作用,它们是通信过程中的重要方面。而其它过程对信号变化来说,没有发生质的作用,只不过是对信号进行了放大和改善信号特性等,因此,这些过程我们认为都是理想的,而不去讨论它。

3.1.2 数字通信系统

数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。 1. 数字频带传输通信系统

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数字通信的基本特征是,它的消息或信号 具有 “离散”或“数字”的 特性,从而使数字通信具有许多特殊的问题。例如前边提到的第二种变换,在模拟通信中强调变换的线性特性,即强调已调参量与代表消息的基带信号之间的比例特性;而在数字通信中,则强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对应关系。

另外,数字通信中还存在以下突出问题:第一,数字信号传输时,信道噪声或干扰所造成的差错,原则上是可以控制的。这是通过所谓的差错控制编码来实现的。于是,就需要在发送端增加一个编码器,而在接收端相应需要一个解码器。第二,当需要实现保密通信时,可对数字基带信号进行 人为 “扰乱”( 加密),此时在收端就必须进行解密。第三,由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号,因而接收端必须有一个与发端相同的节拍,否则,就会因收发步调不一致而造成混乱。另外,为了表述消息内容,基带信号都是按消息特征进行编组的,于是,在收发之间一组组的编码的规律也必须一致,否则接收时消息的真正内容将无法恢复。在数字通信中,称节拍一致 为 “位同步”或“码元同步”,而称编组一致为“群同步”或“帧同步”,故数字通信中还必须有“同步”这个 重要问题。

综上所述,点对点的数字通信系统模型一般可用图所示

需要说明的是,图中调制器 / 解调器、加密器 / 解密器、编码器 / 译码器等环节,在具体通信系统中是否全部采用,这要取决于具体设计条件和要求。但在一个系统中,如果发端有调制 / 加密 / 编码,则收端必须有解调 / 解密 / 译码。通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。 2. 数字基带传输通信系统

与频带传输系统相对应,我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统如图所示。

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图中基带信号形成器可能包括编码器、加密器以及波形变换等,接收滤波器亦可能包括译码器、解密器等。

3. 模拟信号数字化传输通信系统

上面论述的数字通信系统中,信源输出的信号均为数字基带信号,实际上,在日常生活中大部分信号(如语音信号)为连续变化的模拟信号。那么要实现模拟信号在数字系统中的传输,则必须在发端将模拟信号数字化,即进行 A/D 转换;在接收端需进行相反的转换,即 D/A 转换。实现模拟信号数字化传输的系统如图所示。

3.2通信系统的设计

3.2.1模拟通信的设计

模拟通信主要包括AM,SSB

3.2.1.1 AM 系统调制原理:幅度调制(AM) 是指用调制信号去控制载波的幅度,使其随调制信号呈线性变化的过程。通常载波取正弦波:C(t)=A cos(eoct),调制信号用m(t) 表示,所以可得AM调制信号的时域表示式为SAM(t)=[A0+m(t)]cos(%t) (1) AM调制信号的频域表示式为:SAM((o)=7tA0[6((o+~Oo)+6(∞一COo)]+1/2*[M(∞+(‰)+M(co—COo) 其中,M(∞)为调制信号m(t)的傅里叶变换。

3.2.1.2单边带调制SSB:单边带调制就是只传送双边带信号中的一个边带(上边带或下边带)。所以,产生单边带信号最直接的方法就是从双边带信号中滤出一个边带信号即可。这种方法称为滤波法,是最简单,最常用的方法。

3.2.1.3 SSB单边带前面板如下:

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3.2.1.4 SSB程序框图如下:

3.2.2数字基带的设计

3.2.2.1 数字基带包括:PST,CMI,双项码

3.2.2.2 数字基带的含义:数字基带信号, 是信源发出的、未经调制或频谱变换、

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