SIMULINK的基带传输系统的仿真

1、SIMULINK的基带传输系统的仿真部门：xxx时间：xxx制作人：xxx整理范文，仅供参考，可下载自行修改ZhenRihou Institute of eronautkal Industry Manaeineiit通信系统建模与仿真课程设计2008级通信工程 专业0813071班级题 目基于SIMULINK地基带传输系统地仿真姓 名学号指导教师2018年6月1日试建立一个基带传输模型，采用曼彻斯特码作为基带信号，发送 滤波器为平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.5,信道为加性高斯信 道,接收滤波器与发送滤波器相匹配.发送数据率为1000bps,要求观 察接收信号眼图，并设计接收机采样判决部分,

2、对比发送数据与恢复 数据波形，并统计误码率.另外，对发送信号和接收信号地功率谱进行 估计.假设接收定时恢复是理想地.b5E2RGbCAP2基带系统地理论分析2.1基带系统传输模型和工作原理信道地传输特性为C(w,接收滤波器地传输特性为设系统总地传输 特性为GR(w,则基带传输系统地总地传输特性 为:H(w=GT(wC(wGR(w,n(t 是信道中地噪声.p1EanqFDPw2基带系统地工作原理：信源是不经过调制解调地数字基带信号，信 源在发送端经过发送滤波器形成适合信道传输地码型，经过含有加性 噪声地有线信道后，在接收端通过接收滤波器地滤波去噪，由抽样判 决器进一步去噪恢复基带信号，从而完成基

3、带信号地传 输.DXDiTa9E3d2基带系统设计中地码间干扰及噪声干扰码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能地两个主要因素：RTCrpUDGiT1码间干扰及解决方案码间干扰：由于基带信号受信道传输时延地影响，信号波形将被延迟从而扩展到下一码元,形成码间干扰，造成系统误码.解决方案：要求基带系统地传输函数H(3满足奈奎斯特第一准则:若不能满足奈奎斯特第一准则，在接收端加入时域均衡,减小码 间干扰.5PCzVD7HxA基带系统地系统函数H(3应具有升余弦滚降特性.如图2所 示.这样对应地h(t拖尾收敛速度快，能够减小抽样时刻对其他信号 地影响即减小码间干扰.j LBHrnAILgmi升氽弦映障

4、作性2 噪声干扰及解决方案噪声干扰：基带信号没有经过调制就直接在含有加性噪声地 信道中传输，加性噪声会叠加在信号上导致信号波形发生畸变.解 决 方 案：在接收端进行抽样判决；匹配滤波，使得系统输出性噪比最大.xHAQX74J0X3基带系统设计方案1信源常见地基带信号波形有：单极性波形：是一种最简单地基带信号波形，用正电平和零电平分别 对应二进制码1和0,易于用TTL,CMOS电路产生，但直流分量大, 要求传输线路具有直流传输能力，不利于信道传输.LDAYtRyKfE双极性波形：用正负电平地脉冲分别表示二进制代码1和0,故当“1”和“O”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，且在 接收端恢

5、复信号地判决电平为零，抗干扰能力较强.Zzz6ZB2Ltk单极性归零波形:通常，归零波形使用半占空码,信号电压在一个码元 终止时刻前回到零电平.双极性归零波形：兼有双极性和归零波形地特点，由于相邻脉冲之间 存在零电位地间隔，使得接收端很容易识别出每个码元地起始时刻， 从而使收发双方能够保持正确地位同步.dvzfvkwMI1基于于以上考虑采用双极性归零码一一曼彻斯特码作为基带信号.3.2 发送滤波器和接收滤波器 1滤波器地作用发送滤波器：用于压缩输入信号频带,把传输码变成适用于信道传输 地基带信号波形.接收滤波器:用于接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道 特性进行均衡，使其输出地基带波

6、形有利于抽样判决.rqyn14ZNXI2选择基带系统设计地核心问题是滤波器地选取，根据1. 2地分析，为了使 系统冲激响应h(t拖尾收敛速度加快，减小抽样时刻偏差造成地码 间干扰问题,要求发送滤波器应具有升余弦滚降特性；要得到最大输 出信噪比，就要使接收滤波器特性与其输入信号地频谱共扼匹配 Cda同时系统函数满足：H(3=GT(3GR(3考虑在 t0时刻取样，上述方程改写为知)H(3=GT(3,GR(3,于是求解出以0 0*间因中，因此，在构造最佳基带传输系统时要 使用平方根升余弦滤波器作为发送端和接收端地滤波器.3. 3信道信道是允许基带信号通过地媒质，通常为有线信道，如市话电 缆、架空明线

7、等.信道地传输特性通常不满足无失真传输条件，且含 有加性噪声.因此本次系统仿真采用高斯白噪声信道.EmxvxOtOco 3.4抽样判决器抽样判决器是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻(由位定 时脉冲控制对接收滤波器地输出波形进行抽样判决，以恢复或再生 基带信号.抽样判决关键在于判决门限地确定，由于本次设计采用双 极性码，故判决门限为0.SixE2yXPq54 SIMULINK下基带系统地设计4.1信源地建模 1模型GsneratDi说明：曼彻斯特地编码规则是这样地，即将二级制码“1”编成“10, 将“0”码编成“01”，在这里由于采用了二进制双极性码 ，则将“1”编成“+1-1 ”码,而

8、将“0”码编成“-1+1 ”码.用SIMULINK中 地 Bernoulli Binary Generator（不归零二进制码生成器、 Relay、Pulse Generator （脉冲 生成器 、Product乘 法器）、 Scope（示波器构成曼彻斯特码地生成电路.6ewMyirQFL2）各个参数设置：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、吕 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用于产生1和0地随机信号，经过 Relay变为双极性信号；Pulse Generator用于产生占空比为1/2地 单极性归零脉冲（1010，经过Relay成为双极性脉冲（+1-1+1-1.两 路双极性信号成为乘法器Product地输入,相乘后地结果是：第1路 不归零码地1码与第2路（+1-1码相乘得到（+1-1，第1路-1码与 第2路（+

11、1-1码相乘得到（-1+1码,这就是曼彻斯特码.kavU42VRUs曼切斯特码如图所示（下图中，第一个波形是不归零二进制码生成器 产生地单极性码，第二个波形是经瑞利变换产生地双极性不归零码， 第三个波形是曼切斯特码y6v3ALoS89a-.:IJ-JII.2 : :.:-:mn-,Sample time 设 为1/10000,AWGN Channel(高斯信道地 Mode 选为 SNR,SNR 设为34,Discrete Filter根升余弦接收滤波器设置与传输滤波器模块相同.0YujCfmUCw 4. 3抽样判决1抽样判决模型图:Rel syZG-e-ns-ratE-rl2说明：曼彻斯特码解

12、码模块与编码模块设置相同.两路双极性信号 成为乘法器Product地输入，相乘后地结果是：第1路不归零码地 +1-1）码与第2路（+1T码相乘得到+1码，第1路T+1）码与第2 路（+1-1码相乘得到-1码，这就对曼彻斯特码进行了解 码.eUts8ZQVRdFunction Blod Parameters: Relay3主要参数设置: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仿真结果分析1基带传输系统设计总图及各点输出波形 基带传输系统地设计总图以及传输过程中地各点波形分别如图所示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: 第一个波形是对曼彻斯特码进行10被升速率采样后地波形，将该信 号送到传输滤波器中，滤除高频成分得到第二个波形，第三个是第二 个波形进过加性高斯白噪声信道传输并通过接收滤波器滤除噪声后地波形，第四个是经过抽样判决器抽样和判决再生产生地曼彻斯特码.sQsAEJkW5TScope1地波形：从下图中地波形来看，传输是有效地.第一行是信源端发送地信号波 形，第二行是接收端收到地信号波形，与第一行地基带信号比较，波形 相同，这说明所设计地基带系统没有产生误码，达到了抗码间干扰和 抗噪声干扰地目地.GMsIasNXkA5. 2眼图观测结果图为接收滤波器观察到地

16、眼图,从图中可看出，在信噪比为34dB下观 察眼图，“眼睛”睁开地角度很大,且没有“杂线”，说明系统在该信 噪比下具有很好地抗码间干扰能力.TIrRGchYzgEye Diagram0.20.40.6 O.B 11.21.41 .E 182Time (ms)5. 3发送信号和接收信号地功率谱e 项angtiantian/5pctnjni Scopem同-2O mpopmzBE260 -V diangtianian/Spedrum Scope 1使用模块如有图所示E二丁，将其设置为双边带，功率谱密度如图所 示：下图分别为输入信号和输出信号地功率谱）1）输入信号将信源|发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样采样等模块连接 到一块后，发现误码率很大，因为没有意识到要在抽样采样之后对信 号进行解码，7EqZcWLZNX2将整个模型画好之后,运行发现误码率在50%左右，