基于Systemview的基帶傳輸系統(tǒng)仿真分析

基于System view的基帶傳輸系統(tǒng) 共18頁 第18頁基于System view的基帶傳輸系統(tǒng)學生姓名：* 指導老師：*摘 要：本課程設(shè)計主要是為了進一步理解數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理，并能通過System View軟件來實現(xiàn)對數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真，且通過對各個元件的參數(shù)進行不同的設(shè)置，來觀察系統(tǒng)中各個模塊的輸出波形（尤其是眼圖的觀察）。在課程設(shè)計中，我們將用到System View仿真平臺，并構(gòu)建基帶信號傳輸模塊，觀察各個模塊的輸出波形。 關(guān)鍵詞：System View仿真平臺；數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)；參數(shù)設(shè)置；眼圖；誤碼率。1 引言1.1課程設(shè)計目的通過本課程的學習我們不僅能加深理解和鞏固理論課上所學的有關(guān)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本方法，而且能鍛煉我們分析問題和解決問題的能力；同時對我們進行良好的獨立工作習慣和科學素質(zhì)的培養(yǎng)，為今后參加科學工作打下良好的基礎(chǔ)。1.2 課程設(shè)計內(nèi)容利用System View仿真平臺,設(shè)計一個數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。信道中加入高斯白噪聲（均值為0，均方差可調(diào)），分析理解系統(tǒng)各個模塊的功能，并通過觀察眼圖，判斷系統(tǒng)信道中的噪聲情況。1.3 System View仿真平臺簡介 System View是用于系統(tǒng)仿真分析的軟件工具，它為用戶提供了一個完整的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計、仿真與分析的可視化軟件環(huán)境，能進行模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)、線性和非線性系統(tǒng)的分析設(shè)計，可對線性系統(tǒng)進行拉氏變換和Z變換分析?；緦儆谝粋€系統(tǒng)級工具平臺，可進行包括數(shù)字信號處理（DSP）系統(tǒng)、模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的仿真分析，并配置了大量圖符塊（Token）庫，用戶很容易構(gòu)造出所需要的仿真系統(tǒng)，只要調(diào)出有關(guān)圖符塊并設(shè)置好參數(shù)，完成圖符塊間的連線后運行仿真操作，最終以時域波形、眼圖、功率譜、星座圖和各類曲線形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。System View的庫資源十分豐富，主要包括：含若干圖符庫的主庫（Main Library）、通信庫（Communications Library）、信號處理庫（DSP Library）、邏輯庫（Logic Library）、射頻/模擬庫（RF Analog Library）和用戶代碼庫（User Code Library）。 2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)工作原理2.1數(shù)字基帶信號和基帶傳輸系統(tǒng)介紹(1).數(shù)字基帶信號，即基頻、取值離散的信號，含有大量的低頻分量以及直流分量。如來自計算機、電傳機等數(shù)據(jù)終端信號,或者是模擬信號經(jīng)數(shù)字化處理后的PCM信號。(2).數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)：不使用載波調(diào)制解調(diào)裝置，而直接傳送數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)。2.2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成及原理（1）一般情況下，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)如圖所示：圖1-1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（2）本次課程設(shè)計所采用的簡單基帶傳輸系統(tǒng)組成框圖如1-2所示PN碼發(fā)生器低 通高 斯噪聲源加性高斯低通型信道圖1-2 簡單基帶傳輸系統(tǒng)組成框圖形 成濾波器接 收判 決如圖圖1-2所示：【1】.PN碼發(fā)生器：以PN碼發(fā)生器模擬一個數(shù)據(jù)信源輸入基帶信號?！?】.形成濾波器：即信道信號形成器,產(chǎn)生適合于信道中傳輸?shù)幕鶐盘柌ㄐ??！?】.信道：屬于加性高斯低通型信道，是基帶信號的傳輸媒介，噪聲的均值為0。內(nèi)含加法器，理想低通濾波器，高斯噪聲源。【4】.接收判決：包括接收濾波器和抽樣判決器。接收濾波器：接收有用信號,濾出帶外噪聲,對信道特性均衡,使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。抽樣判決器：在傳輸特性不理想及噪聲北京下，在規(guī)定時刻對接收濾波器的輸出波形進行抽樣判決，以恢復和再生基帶信號。2.2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的工作原理定量分析圖1-3 基帶系統(tǒng)模型圖1-4基帶系統(tǒng)的各點波形示意圖參考上述圖1-3和圖1-4，假設(shè)為發(fā)送濾波器的輸入符號序列，在二進制的情況下，符號的取值為0，1或+1，-1。此序列對應的基帶信號可表示為 (2.2-1)此信號是有時間間隔為Ts的單位沖激函數(shù)構(gòu)成的序列，每個的強度由決定。當d（t）激勵發(fā)送濾波器（即信道信號形成器）時，發(fā)送濾波器產(chǎn)生的輸出信號為 (2.2-2) 設(shè)發(fā)送濾波器的傳輸特性為,則 (2.2-3) 若再設(shè)信道的傳輸特性為，接收濾波器的傳輸特性為，則圖1-3所示的基帶傳輸系統(tǒng)的總傳輸特性為 (2.2-4)其單位沖擊響應為 (2.2-5)接受濾波器輸出信號為 (2.2-6)式中，是加性噪聲經(jīng)過接收濾波器后輸出的噪聲。然后，抽樣判決器對r(t)進行抽樣判決，以確定所傳輸?shù)臄?shù)字信息序列。 3 模塊設(shè)計與仿真圖分析3.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)電路圖（1）數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)system view仿真電路圖如圖1-5所示圖1-5數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)電路圖（2）系統(tǒng)所用模塊的參數(shù)設(shè)置如下所示圖1-6 Token 0參數(shù)設(shè)置圖1-7 Token 2參數(shù)設(shè)置圖1-8 Token 5參數(shù)設(shè)置圖1-9 Token 7參數(shù)設(shè)置圖1-10 Token 11參數(shù)設(shè)置圖1-11 Token 15參數(shù)設(shè)置圖1-12 定時設(shè)置（3）設(shè)置匯總表如下所示：（4）系統(tǒng)運行后顯示為：圖1-13 Sink 3結(jié)果顯示圖圖1-14 Sink 4結(jié)果顯示圖圖1-15 Sink 10結(jié)果顯示圖圖1-16 Sink 12結(jié)果顯示圖圖1-17 Sink 14結(jié)果顯示圖圖1-18 Sink 3模塊 輸入信號功率譜密度顯示圖圖1-19 Sink 12模塊 輸出信號功率譜密度顯示圖圖1-20 sink 10模塊 眼圖顯示圖當把所加的高斯噪聲均方差調(diào)為0.5時，眼圖如圖1-20所示：圖1-21 sink10模塊眼圖顯示圖結(jié)果說明：（1） 信道中加入的干擾噪聲越大，眼圖越不清晰，越紊亂。與噪聲均方差為0.1的干擾噪聲相比，可看出，噪聲越大，線條越粗，越模糊，“眼睛”睜開的越小。（2）抽樣判決后的輸出碼元波形與原始基帶信號相比有延時。原因是由抽樣判決器引起的。當抽樣速率越大時，誤差越小。4 結(jié)束語此次課程設(shè)計是我第一次做課程設(shè)計，剛開始沒用過System view這個通信仿真軟件，也沒做過課程設(shè)計，心中有種莫名的恐懼，但是入手后，尤其是克服了一個有一個困難時，我的探索欲望持續(xù)高漲。做這次課程設(shè)計的過程中，需要參數(shù)的設(shè)置，而參數(shù)的設(shè)置既需要科學的計算，又需要有足夠的耐心。比如，方差的設(shè)置是否恰當直接關(guān)系到眼圖是否清晰和“睜得大”。以及有時候誤差設(shè)置得太大時，會引起誤碼等。不過到最后我都一一給克服了。這次課程設(shè)計的實踐，極大地拓寬了我的知識面。在實踐過程中，我把學過的通信原理、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等各學科的理論運用到其中來，把理論與實踐相結(jié)合，加深了我對這些理論的了解，使我能更好地運用它。另外我也認識和熟悉了System view這個通信仿真軟件，System view功能的強大也令我大開眼界，同時這次課程設(shè)計也大大激發(fā)了我的學習興趣。經(jīng)過了幾天的努力，我終于把這次設(shè)計完成了。這期間*老師和*老師熱心的指導給了我很大的幫助，還有許多同學的解答也使我大大受用，很感謝單老師和蔡老師以及幫助我的那些同學們。在這次課程設(shè)計中，我學到了很多課堂上學不到的知識，加深了我對自己專業(yè)的了解