1、課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名： 汪志鵬 專業(yè)班級： 電信1503 指導(dǎo)教師： 闕大順 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與建模初始條件：（1）MAX+plus、Quartus II、ISE等軟件；（2）課程設(shè)計輔導(dǎo)書：通信原理課程設(shè)計指導(dǎo)（3）先修課程：數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、電子設(shè)計EDA、通信原理要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）（1）課程設(shè)計時間：第19周；（2）課程設(shè)計題目：數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與建模；（3）本課程設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)要求：按照要求對題目進行邏輯分析，了解數(shù)字基帶通信系統(tǒng)，畫出絕相變換器與相絕變換器的仿真模

2、型，并記錄實驗結(jié)果波形，對實驗結(jié)果進行分析；（4）課程設(shè)計說明書按學(xué)校“課程設(shè)計工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書寫格式”撰寫，并標(biāo)明參考文獻至少5篇；（5）寫出本次課程設(shè)計的心得體會（至少500字）。時間安排：第19周參考文獻：江國強.EDA技術(shù)與應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2010 John G. Proakis.Digital Communications. 北京：電子工業(yè)出版社，2011指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日摘要數(shù)字基帶通信系統(tǒng)是對數(shù)字基帶信號不經(jīng)過載波調(diào)制而直接進行傳輸?shù)南到y(tǒng),由于數(shù)字基帶原始信號可能在接收端可能出現(xiàn)誤碼,所以需要把絕對碼在發(fā)送端轉(zhuǎn)換成

3、相對碼,然后在信道中傳輸,最后再把相對碼轉(zhuǎn)換為原始信號輸出。關(guān)鍵詞：數(shù)字基帶通信系統(tǒng)，絕對碼，相對碼目錄1 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)11.1 數(shù)字基帶信號11.2 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)11.3 數(shù)字基帶系統(tǒng)的意義12 絕相變換器與相絕變換器22.1 絕相變換器與相絕變換器介紹22.2 絕相變換器的電路設(shè)計與FPGA建模22.3 相絕變換器的電路設(shè)計與FPGA建模33 變換器的仿真結(jié)果及分析53.1 絕相變換器的仿真程序和結(jié)果53.2 相絕變換器的仿真程序和結(jié)果63.3 仿真結(jié)果分析74 心得與體會8參考文獻9本科生課程設(shè)計成績評定表10武漢理工大學(xué) 數(shù)字通信系統(tǒng)課程設(shè)計1 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)1.1 數(shù)字基帶

4、信號與模擬通信相比，數(shù)字通信具有許多優(yōu)良的特性，它的缺點是設(shè)備復(fù)雜并且需要較大的傳輸帶寬。數(shù)字處理的靈活性使得數(shù)字傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)字信息既可以是來自計算機、電傳機等數(shù)據(jù)終端的各種數(shù)字信號，也可以是來自模擬信號經(jīng)數(shù)字化處理后的脈沖編碼信號。這些頻譜從零頻或很低頻率開始的數(shù)字信號，稱為數(shù)字基帶信號。數(shù)字基帶信號是表示數(shù)字信息的電波形，它可以用不同的電平或脈沖來表示。以矩形脈沖表示，存在單極性波形、雙極性波形、單極性歸零波形、雙極性歸零波形、差分波形和多電平波形信號。1.2 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)在某些具有低通特性的有線信道中，特別是在傳輸距離不太遠的情況下，基帶信號可以不經(jīng)過載波調(diào)制而直接進行傳輸，這

5、類系統(tǒng)稱為數(shù)字基帶通信系統(tǒng)。數(shù)字基帶系統(tǒng)框圖如圖1所示。抽樣 判決器接收 濾波器信道信道信號形成器輸入 輸出同步提取噪聲 圖11.3 數(shù)字基帶系統(tǒng)的意義 第一，在利用對稱電纜構(gòu)成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛采用數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)；第二，隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字基帶通信系統(tǒng)不僅用于低俗數(shù)據(jù)傳輸，而且還用于高速數(shù)據(jù)傳輸；第三，任何一個采用線性調(diào)制的帶通傳輸系統(tǒng)，可以等效為一個基帶傳輸系統(tǒng)來研究。2 絕相變換器與相絕變換器2.1 絕相變換器與相絕變換器介紹 絕相變換與相絕變換電路普遍應(yīng)用于基帶系統(tǒng)的部分響應(yīng)系統(tǒng)與差分移相鍵控(DPSK)中。 絕相變換是指將二進制非歸零的數(shù)據(jù)碼元 ak 變換為反應(yīng)其相鄰

6、碼元電位變化的新的碼元 bk。其變換規(guī)則為bk=akbk-1 (2.1)而相絕變換是絕相變換的反變換，其變換規(guī)則為ak=bkbk-1(2.2)2.2 絕相變換器的電路設(shè)計與FPGA建模2.2.1 絕相變換器的電路設(shè)計根據(jù)上述變換原理，可以使用D觸發(fā)器來充當(dāng)延時器，由于異或門為組合邏輯器件，可能存在輸出冒險現(xiàn)象，所以可以其后加一個D觸發(fā)器來克服冒險現(xiàn)象。電路如圖2所示。圖22.2.2 絕相變換器的FPGA建模根據(jù)上述原理，絕相變換器的VHDL程序是：library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;entity juexiang is Port ( datain

7、: in STD_LOGIC; clk : in STD_LOGIC; dataout : out STD_LOGIC);end juexiang;architecture Behavioral of juexiang issignal a : std_logic;signal b : std_logic;beginprocess(clk)beginif (clkevent and clk = 1) then b = a;dataout = a;elseb = 0;end if;a = b xor datain;end process;end Behavioral;2.3 相絕變換器的電路設(shè)計

8、與FPGA建模2.3.1 相絕變換器的電路設(shè)計根據(jù)原理，相絕變換器的電路如圖3所示。圖32.3.2 相絕變換器的FPGA建模 根據(jù)原理，相絕變換器的VHDL程序是： library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;entity xiangjue is Port ( datain : in STD_LOGIC; clk : in STD_LOGIC; dataout : out STD_LOGIC);end xiangjue;architecture Behavioral of xiangjue issignal a : std_logic;signal b :

9、 std_logic;beginprocess(clk)beginif(clkevent and clk = 1) thena = datain;dataout = b;elsea = 0;end if;b datain,clk =clk,dataout =dataout);process beginclk = 0;wait for 20 ns;clk = 1;wait for 20 ns;end process;process begindatain = 0;wait for 40 ns;datain = 1;wait for 40 ns;datain datain,clk =clk,dat

10、aout =dataout);process beginclk = 0;wait for 20 ns;clk = 1;wait for 20 ns;end process;process begindatain = 0;wait for 40 ns;datain = 1;wait for 40 ns;datain = 0;wait for 40 ns;end process;end Behavioral;對應(yīng)的仿真結(jié)果如圖5所示。圖53.3 仿真結(jié)果分析 根據(jù)圖4，可以看出，絕相變換器的功能可以滿足bk=akbk-1(2.1)從而實現(xiàn)絕對碼到相對碼的轉(zhuǎn)換。根據(jù)圖5，可以看出，相絕變換器的功能可

11、以滿足 ak=bkbk-1(2.2)從而實現(xiàn)相對碼到絕對碼的轉(zhuǎn)換。4 心得與體會通過這次數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與建模課程設(shè)計，我對數(shù)字基帶通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶信號有了更深的認識和理解。經(jīng)過對數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與建模，我對如何使用vivado軟件對工程建模和分析有了基本的掌握，知道了如何根據(jù)要求設(shè)計數(shù)字通信系統(tǒng)。通過對絕相變換器、相絕變換器的仿真，我掌握了如何使用VHDL語言來編寫時序電路以及如何通過編譯器生成電路?？偠灾?，這次數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與建模課程設(shè)計對我在實踐中運用通信系統(tǒng)知識有了很大的提升。也讓我了解到自身在知識深度和廣度上的不足，讓我更有動力去學(xué)習(xí)新的知識。參考文獻1 王虹 通信系統(tǒng)原理.M.北京：國防工業(yè)出版社，20142 樊昌信 通信原理.M.北京：國防工業(yè)出版社，20123 潘松 EDA技術(shù)使用教程.M.北京：科學(xué)出版社，20134 江國強.EDA技術(shù)與應(yīng)用.M.北京：電子工業(yè)出版社，2010 5 John G. Proakis.Digital Communications.M.北京：電子工業(yè)出版社，201110本科生課程設(shè)計成績評定表姓 名汪志鵬性 別男專業(yè)、班級電信1503課程設(shè)計題目：數(shù)字基帶通信系統(tǒng)