實驗一--簡單基帶傳輸系統(tǒng)分析

1、實驗一 簡單基帶傳輸系統(tǒng)分析【實驗目的】1. 結(jié)合實踐，加強對數(shù)字基帶通信系統(tǒng)原理和分析方法的掌握； 2. 掌握系統(tǒng)時域波形分析、功率譜分析和眼圖分析的方法；3. 進一步熟悉systemview軟件的使用，掌握主要操作步驟?！緦嶒瀮?nèi)容】構(gòu)造一個簡單示意性基帶傳輸系統(tǒng)。以雙極性PN碼發(fā)生器模擬一個數(shù)據(jù)信源，碼速率為100bit/s，低通型信道中的噪聲為加性高斯噪聲（標準差0.3v）。要求： 1觀測接收輸入和低通濾波器輸出的時域波形； 2觀測接收濾波器輸出的眼圖； 3觀測接收輸入和濾波輸出的功率譜；4比較原基帶信號波形和判決恢復的基帶信號波形。 【實驗原理】簡單的基帶傳輸系統(tǒng)原理框圖如下圖所示，該

2、系統(tǒng)并不是無碼間干擾設計的，為使基帶信號能量更為集中，形成濾波器采用高斯濾波器。PN碼發(fā)生器低 通高 斯噪聲源加性高斯低通型信道 簡單基帶傳輸系統(tǒng)組成框圖形 成濾波器接 收判 決【實驗結(jié)果和分析】1. 信源的PN碼輸出波形2. 經(jīng)高斯脈沖形成濾波器后的碼序列波形3. 濾波器輸入端信號波形4. 抽樣判決器輸出端恢復的基帶信號波形 5. 對輸入端PN碼波形和輸出端恢復的波形的區(qū)別的分析.對比兩幅圖可以看到,PN碼經(jīng)過實驗仿真圖所示的基帶傳輸系統(tǒng)之后，經(jīng)過抽樣判決可以很好的恢復出源信號，從實驗所得圖中幾乎找不到出現(xiàn)誤碼率的碼元。但是恢復波形相對于原波形產(chǎn)生了一定的延時，對此個人理解為系統(tǒng)自身由于非線

3、性器件以及隨參信道存在的多徑效應都會產(chǎn)生延時。嚴重的時候會產(chǎn)生碼間串擾。 6. PN碼和經(jīng)高斯脈沖形成濾波器后的碼的功率譜圖及其分析。（下圖為PN碼的功率譜圖）從PN碼的功率譜圖可以看到它包含連續(xù)譜, 功率分布比較寬,可以知道帶寬比較寬,通過高斯濾波器后,功率分布集中在低頻部分, 基帶信號能量更為集中,限制了帶寬,利于在高斯低通型信道中傳輸.7. 信道輸入端信號和信號輸出端信號的眼圖及其分析。 （上圖為輸入信號的眼圖）從上圖可以發(fā)現(xiàn)輸入信號的眼圖既清晰又大，顯然不存在碼間串擾，也可以看出PN碼是雙極性的。而信號輸出端信號的眼圖對比上圖來看，張開的沒那么大也沒那么清晰，這是由于傳輸過程中疊加高斯

4、噪聲而引起的。從眼圖中還可以知道系統(tǒng)的噪聲容限為眼睛上下距離的一半。所以眼圖可以用來大致估計噪聲的強弱。【實驗仿真電路圖及各主要部件參數(shù)】一、 實驗仿真電路圖如下 二、主要部件及其參數(shù)設置 系統(tǒng)中各圖符塊的設置如下表所示： 編號圖符塊屬性（Attribute）類型（Type）參數(shù)設置（Parameters）0SourcePN SeqAmp=1v,Offset=0v,Rate=100Hz,Levels=2,Phase=0 deg1OperatorLinear SysCouminication filter library, Gaussian, Bandwidth=1002Adder-3Sourc

5、eGauss NoiseStd Dev=0.3v,Mean=0v.4OperatorLinear SysAnalog,Butterworth Lowpass IIR,5 Poles, low cutoff=200Hz.5OperatorSamplerInterpolating,Rate=100Hz,Aperture=0 sec,Aperture Jitter=0 sec,6OperatorHoldLast Value ,Gain=27OperatorCompareComparison=>=,True Output=1V,False Output=0v,A input=t6 Output0

6、,B input=t8 Output08SourceSinusoidAmp=0v,Freq=0Hz,Phase=0 deg9SinkAnalysisInput from t0 Output Port010SinkAnalysisInput from t1 Output Port011SinkAnalysisInput from t4 Output Port012SinkAnalysisInput from t7 Output Port0 【實驗問題及心得】一、 對實驗中所提問題的理解問題1.對實驗軟件的熟悉。經(jīng)過實驗前的預習以及通過這次實驗的實時操作，已能熟練的使用SystemView的基本操

7、作。對各個模塊的參數(shù)選擇和調(diào)用也已基本熟練。問題2.對實驗中兩幅眼圖差異成因進行分析。眼圖是因為示波器在掃描過程中，由于余輝作用，掃描所得的每一個碼元波形疊加在一起而形成的圖形。眼圖可以定性的反映碼間串擾的大小和噪聲的大小，眼圖還可以用來指示接收濾波器的調(diào)整，以減小碼間串擾，改善系統(tǒng)性能。輸入信號的眼圖既清晰又大，顯然不存在碼間串擾，而信號輸出端信號的眼圖，張開的沒那么大也沒那么清晰，這是由于傳輸過程中疊加高斯噪聲而引起的。從眼圖中還可以知道系統(tǒng)的噪聲容限為眼睛上下距離的一半。所以眼圖可以用來大致估計噪聲的強弱。問題3.如何減小或消除恢復信號存在的延時。個人理解系統(tǒng)存在的固有延時很難消除，減小延時可以通過減小碼元速率來減小發(fā)送信號的帶寬，減小碼間串擾。也可以使抽樣判決電路的起始時間延后一點，直到得到的恢復波形不產(chǎn)生延時。二、實驗心得  通過本次實驗很好的學習了SystemView軟件的使用。進一步理解和掌握了系統(tǒng)時域波形分析、功率譜分析和眼圖分析的方法。 由于本次實驗相對比較簡單，而且實驗之前對軟件已經(jīng)有了一定的了解，實驗整個過程比較順利，得到的仿真結(jié)果也與理論結(jié)果相符。只是在回答老師所提的第三個問題時遇到了困難