SIMULINK的基帶傳輸系統(tǒng)的仿真

1、SIMULINK的基帶傳輸系統(tǒng)的仿真部門：xxx時間：xxx制作人：xxx整理范文，僅供參考，可下載自行修改ZhenRihou Institute of eronautkal Industry Manaeineiit通信系統(tǒng)建模與仿真課程設(shè)計2008級通信工程 專業(yè)0813071班級題 目基于SIMULINK地基帶傳輸系統(tǒng)地仿真姓 名學(xué)號指導(dǎo)教師2018年6月1日試建立一個基帶傳輸模型，采用曼徹斯特碼作為基帶信號，發(fā)送 濾波器為平方根升余弦濾波器，滾降系數(shù)為0.5,信道為加性高斯信 道,接收濾波器與發(fā)送濾波器相匹配.發(fā)送數(shù)據(jù)率為1000bps,要求觀 察接收信號眼圖，并設(shè)計接收機采樣判決部分,

2、對比發(fā)送數(shù)據(jù)與恢復(fù) 數(shù)據(jù)波形，并統(tǒng)計誤碼率.另外，對發(fā)送信號和接收信號地功率譜進行 估計.假設(shè)接收定時恢復(fù)是理想地.b5E2RGbCAP2基帶系統(tǒng)地理論分析2.1基帶系統(tǒng)傳輸模型和工作原理信道地傳輸特性為C(w,接收濾波器地傳輸特性為設(shè)系統(tǒng)總地傳輸 特性為GR(w,則基帶傳輸系統(tǒng)地總地傳輸特性 為:H(w=GT(wC(wGR(w,n(t 是信道中地噪聲.p1EanqFDPw2基帶系統(tǒng)地工作原理：信源是不經(jīng)過調(diào)制解調(diào)地數(shù)字基帶信號，信 源在發(fā)送端經(jīng)過發(fā)送濾波器形成適合信道傳輸?shù)卮a型，經(jīng)過含有加性 噪聲地有線信道后，在接收端通過接收濾波器地濾波去噪，由抽樣判 決器進一步去噪恢復(fù)基帶信號，從而完成基

3、帶信號地傳 輸.DXDiTa9E3d2基帶系統(tǒng)設(shè)計中地碼間干擾及噪聲干擾碼間串?dāng)_和信道噪聲是影響基帶傳輸系統(tǒng)性能地兩個主要因素：RTCrpUDGiT1碼間干擾及解決方案碼間干擾：由于基帶信號受信道傳輸時延地影響，信號波形將被延遲從而擴展到下一碼元,形成碼間干擾，造成系統(tǒng)誤碼.解決方案：要求基帶系統(tǒng)地傳輸函數(shù)H(3滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則:若不能滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則，在接收端加入時域均衡,減小碼 間干擾.5PCzVD7HxA基帶系統(tǒng)地系統(tǒng)函數(shù)H(3應(yīng)具有升余弦滾降特性.如圖2所 示.這樣對應(yīng)地h(t拖尾收斂速度快，能夠減小抽樣時刻對其他信號 地影響即減小碼間干擾.j LBHrnAILgmi升氽弦映障

4、作性2 噪聲干擾及解決方案噪聲干擾：基帶信號沒有經(jīng)過調(diào)制就直接在含有加性噪聲地 信道中傳輸，加性噪聲會疊加在信號上導(dǎo)致信號波形發(fā)生畸變.解 決 方 案：在接收端進行抽樣判決；匹配濾波，使得系統(tǒng)輸出性噪比最大.xHAQX74J0X3基帶系統(tǒng)設(shè)計方案1信源常見地基帶信號波形有：單極性波形：是一種最簡單地基帶信號波形，用正電平和零電平分別 對應(yīng)二進制碼1和0,易于用TTL,CMOS電路產(chǎn)生，但直流分量大, 要求傳輸線路具有直流傳輸能力，不利于信道傳輸.LDAYtRyKfE雙極性波形：用正負電平地脈沖分別表示二進制代碼1和0,故當(dāng)“1”和“O”等概率出現(xiàn)時無直流分量，有利于在信道中傳輸，且在 接收端恢

5、復(fù)信號地判決電平為零，抗干擾能力較強.Zzz6ZB2Ltk單極性歸零波形:通常，歸零波形使用半占空碼,信號電壓在一個碼元 終止時刻前回到零電平.雙極性歸零波形：兼有雙極性和歸零波形地特點，由于相鄰脈沖之間 存在零電位地間隔，使得接收端很容易識別出每個碼元地起始時刻， 從而使收發(fā)雙方能夠保持正確地位同步.dvzfvkwMI1基于于以上考慮采用雙極性歸零碼一一曼徹斯特碼作為基帶信號.3.2 發(fā)送濾波器和接收濾波器 1濾波器地作用發(fā)送濾波器：用于壓縮輸入信號頻帶,把傳輸碼變成適用于信道傳輸 地基帶信號波形.接收濾波器:用于接收信號，盡可能濾除信道噪聲和其他干擾，對信道 特性進行均衡，使其輸出地基帶波

6、形有利于抽樣判決.rqyn14ZNXI2選擇基帶系統(tǒng)設(shè)計地核心問題是濾波器地選取，根據(jù)1. 2地分析，為了使 系統(tǒng)沖激響應(yīng)h(t拖尾收斂速度加快，減小抽樣時刻偏差造成地碼 間干擾問題,要求發(fā)送濾波器應(yīng)具有升余弦滾降特性；要得到最大輸 出信噪比，就要使接收濾波器特性與其輸入信號地頻譜共扼匹配 Cda同時系統(tǒng)函數(shù)滿足：H(3=GT(3GR(3考慮在 t0時刻取樣，上述方程改寫為知)H(3=GT(3,GR(3,于是求解出以0 0*間因中，因此，在構(gòu)造最佳基帶傳輸系統(tǒng)時要 使用平方根升余弦濾波器作為發(fā)送端和接收端地濾波器.3. 3信道信道是允許基帶信號通過地媒質(zhì)，通常為有線信道，如市話電 纜、架空明線

7、等.信道地傳輸特性通常不滿足無失真?zhèn)鬏敆l件，且含 有加性噪聲.因此本次系統(tǒng)仿真采用高斯白噪聲信道.EmxvxOtOco 3.4抽樣判決器抽樣判決器是在傳輸特性不理想及噪聲背景下，在規(guī)定時刻(由位定 時脈沖控制對接收濾波器地輸出波形進行抽樣判決，以恢復(fù)或再生 基帶信號.抽樣判決關(guān)鍵在于判決門限地確定，由于本次設(shè)計采用雙 極性碼，故判決門限為0.SixE2yXPq54 SIMULINK下基帶系統(tǒng)地設(shè)計4.1信源地建模 1模型GsneratDi說明：曼徹斯特地編碼規(guī)則是這樣地，即將二級制碼“1”編成“10, 將“0”碼編成“01”，在這里由于采用了二進制雙極性碼 ，則將“1”編成“+1-1 ”碼,而

8、將“0”碼編成“-1+1 ”碼.用SIMULINK中 地 Bernoulli Binary Generator（不歸零二進制碼生成器、 Relay、Pulse Generator （脈沖 生成器 、Product乘 法器）、 Scope（示波器構(gòu)成曼徹斯特碼地生成電路.6ewMyirQFL2）各個參數(shù)設(shè)置：S&urce B Io ck Parameters: B&rnou Hi Bin ar?Pulse tppe: Sample basedBernoulli El in叫 GeneratorGenerate a Bernoulli random bin日呼 number.T generate

9、呂 veclor output, specify the probability as a vector.ParametersProbability 口f a sero; 0.5Initial seed; 61Sample irme; 0.001Frame-based aulput?Interpret vector parameters as 1-DOutput data tpe: doubletTime (t): Use simulation timeAmplitude:1Period (number of samples): 10Pulse width (number of samples

10、: 5Phase delaJ (number of samples: 0Sample time: 1/10000QK.Cancel HelpInterpret vector parameters as 1-DBernoulli Binary Generator用于產(chǎn)生1和0地隨機信號，經(jīng)過 Relay變?yōu)殡p極性信號；Pulse Generator用于產(chǎn)生占空比為1/2地 單極性歸零脈沖（1010，經(jīng)過Relay成為雙極性脈沖（+1-1+1-1.兩 路雙極性信號成為乘法器Product地輸入,相乘后地結(jié)果是：第1路 不歸零碼地1碼與第2路（+1-1碼相乘得到（+1-1，第1路-1碼與 第2路（+

11、1-1碼相乘得到（-1+1碼,這就是曼徹斯特碼.kavU42VRUs曼切斯特碼如圖所示（下圖中，第一個波形是不歸零二進制碼生成器 產(chǎn)生地單極性碼，第二個波形是經(jīng)瑞利變換產(chǎn)生地雙極性不歸零碼， 第三個波形是曼切斯特碼y6v3ALoS89a-.:IJ-JII.2 : :.:-:mn-,Sample time 設(shè) 為1/10000,AWGN Channel(高斯信道地 Mode 選為 SNR,SNR 設(shè)為34,Discrete Filter根升余弦接收濾波器設(shè)置與傳輸濾波器模塊相同.0YujCfmUCw 4. 3抽樣判決1抽樣判決模型圖:Rel syZG-e-ns-ratE-rl2說明：曼徹斯特碼解

12、碼模塊與編碼模塊設(shè)置相同.兩路雙極性信號 成為乘法器Product地輸入，相乘后地結(jié)果是：第1路不歸零碼地 +1-1）碼與第2路（+1T碼相乘得到+1碼，第1路T+1）碼與第2 路（+1-1碼相乘得到-1碼，這就對曼徹斯特碼進行了解 碼.eUts8ZQVRdFunction Blod Parameters: Relay3主要參數(shù)設(shè)置:Source Blo Parameters? Pulse Geri?Parametersspecified thresholds. The on/off state of the relay is not affe . between the upper and

13、lower limit?.Pulse type: Sample basedMainSignal AttributesTime t: Use simulation timeAmplitude;Switch on point:IPeriod (number of samples: 10Switch off point: 0Puls已 dth (nurnber of samples): 1Output when on: 1Phase delay (number of sarnples): 0Output when off: -1Enable sero crossirg detectioriSampl

14、e time:1/20000Sample lime (-1 for inherited); -1KCancelHelp,CancelApply5仿真結(jié)果分析1基帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計總圖及各點輸出波形 基帶傳輸系統(tǒng)地設(shè)計總圖以及傳輸過程中地各點波形分別如圖所示I-!BtmcUaGeu# 由FRaix Trana lini一!-F-xi=lAW3H Cl-niirADa：-lFrlMfr-*FEItopemuPU-Mhi our毛 ZvwiiH-istaZ-iMfHK-TfrKEya ZuiwnScefBEFFS*71!jnrirrrr3JbeGfl-riiSCiXl五成2TV EE =lEocpei-

15、ZJCuiSCiai-I EScope地波形: 第一個波形是對曼徹斯特碼進行10被升速率采樣后地波形，將該信 號送到傳輸濾波器中，濾除高頻成分得到第二個波形，第三個是第二 個波形進過加性高斯白噪聲信道傳輸并通過接收濾波器濾除噪聲后地波形，第四個是經(jīng)過抽樣判決器抽樣和判決再生產(chǎn)生地曼徹斯特碼.sQsAEJkW5TScope1地波形：從下圖中地波形來看，傳輸是有效地.第一行是信源端發(fā)送地信號波 形，第二行是接收端收到地信號波形，與第一行地基帶信號比較，波形 相同，這說明所設(shè)計地基帶系統(tǒng)沒有產(chǎn)生誤碼，達到了抗碼間干擾和 抗噪聲干擾地目地.GMsIasNXkA5. 2眼圖觀測結(jié)果圖為接收濾波器觀察到地

16、眼圖,從圖中可看出，在信噪比為34dB下觀 察眼圖，“眼睛”睜開地角度很大,且沒有“雜線”，說明系統(tǒng)在該信 噪比下具有很好地抗碼間干擾能力.TIrRGchYzgEye Diagram0.20.40.6 O.B 11.21.41 .E 182Time (ms)5. 3發(fā)送信號和接收信號地功率譜e 項angtiantian/5pctnjni Scopem同-2O mpopmzBE260 -V diangtianian/Spedrum Scope 1使用模塊如有圖所示E二丁，將其設(shè)置為雙邊帶，功率譜密度如圖所 示：下圖分別為輸入信號和輸出信號地功率譜）1）輸入信號將信源|發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器、抽樣采樣等模塊連接 到一塊后，發(fā)現(xiàn)誤碼率很大，因為沒有意識到要在抽樣采樣之后對信 號進行解碼，7EqZcWLZNX2將整個模型畫好之后,運行發(fā)現(xiàn)誤碼率在50%左右，