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《通信系統(tǒng)建模與仿真——基于Simulink的基帶傳輸系統(tǒng)的仿真》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、ZlAZheriRzhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement通信系統(tǒng)建模與仿真課程設(shè)計(jì)題目基于Simulink的基帶傳輸系統(tǒng)的仿真2013年6月14日1任務(wù)書試建立一個(gè)基帶傳輸模型,發(fā)送數(shù)據(jù)為二進(jìn)制雙極性不歸零碼,發(fā)送濾波器為平方根升余弦濾波器,滾降系數(shù)為o?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1000bpso(1)設(shè)計(jì)接收機(jī)采樣判決部分,對(duì)比發(fā)送數(shù)據(jù)與恢復(fù)數(shù)據(jù)波形,并統(tǒng)計(jì)誤碼率。(2)要求觀察接收信號(hào)眼圖,說明眼圖意義與影響因素,改變影響眼圖的參數(shù),觀察是否有變化。2基帶系統(tǒng)
2、的理論分析(1(3)設(shè)計(jì)定時(shí)提取系統(tǒng),說明定時(shí)提取的原理,觀察定時(shí)提取脈沖的波形,說明其正確性。?基帶系統(tǒng)傳輸模型和工作原理;2?基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的碼間干擾和噪聲干擾以及解決方案,3?定時(shí)提取原理)1.基帶系統(tǒng)傳輸模型和工作原理數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的棊木組成框圖如圖1所示,它通常由脈沖形成器、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器、抽樣判決器與碼元再生器組成。系統(tǒng)工作過程及各部分作用如下。定時(shí)信號(hào)圖1:數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖發(fā)送濾波器進(jìn)一步將輸入的矩形脈沖序列變換成適合信道傳輸?shù)牟ㄐ?。這是因?yàn)榫匦尾ê胸S富的高頻成分,若直接送入信道傳輸,容易產(chǎn)生失真?;鶐鬏斚到y(tǒng)的信道
3、通常采用電纜、架空明線等。信道既傳送信號(hào),同時(shí)又因存在噪聲和頻率特性不理想而對(duì)數(shù)字信號(hào)造成損害,使得接收端得到的波形與發(fā)送的波形具有較犬差異。接收濾波器是收端為了減小信道特性不理想和噪聲對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懚O(shè)置的。其主要作用是濾除帶外噪聲并対已接收的波形均衡,以便抽樣判決器止確判決。抽樣判決器首先對(duì)接收濾波器輸出的信號(hào)在規(guī)定的時(shí)刻(市定時(shí)脈沖控制)進(jìn)行抽樣,獲得抽樣信號(hào),然后對(duì)抽樣值進(jìn)行判決,以確定各碼元是“1”碼述是“0”碼。2.基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的碼間干擾和噪聲干擾以及解決方案實(shí)際通信中傳輸信道的帶寬是有限的,帶限信道的沖擊響應(yīng)在時(shí)間上是無限的,因此-個(gè)時(shí)
4、隙內(nèi)代表數(shù)據(jù)的波形經(jīng)過帶限信道后將在鄰近的英他時(shí)隙上形成非零值,即波形的拖尾。拖尾和鄰近時(shí)隙的傳輸波形相互疊加,形成傳輸數(shù)據(jù)Z間的混疊,造成碼間串?dāng)_。rirT-隨機(jī)性的碼間串?dāng)_和噪聲的存在,使抽樣判決電路在判決時(shí)可能出錯(cuò)。顯然,只有當(dāng)碼間干擾和隨機(jī)干擾很小時(shí),才能保證上述判決的止確;當(dāng)干擾及噪聲嚴(yán)重時(shí),則判錯(cuò)的nJ能性就很大。1)碼間干擾及解決方案碼間干擾解決方案:①要求基帶系統(tǒng)的傳輸函數(shù)H(w)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(shí)域均衡,減小碼間干擾。②基帶系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)H(w)應(yīng)具有升余弦滾降特性。如圖2所示。這樣對(duì)應(yīng)的h
5、(t)拖尾收斂速度快,能夠減小抽樣時(shí)刻對(duì)其他信號(hào)的影響即減小碼間干擾。2)噪聲干擾及解決方案噪聲干擾:基帶信號(hào)沒有經(jīng)過調(diào)制就直接在含佇加性噪聲的信道屮傳輸,加性噪聲會(huì)疊加在信號(hào)上導(dǎo)致信號(hào)波形發(fā)生畸變。解決方案:①在接收端進(jìn)行抽樣判決;②匹配濾波,使得系統(tǒng)輸出性噪比瑕大。1.定時(shí)提取原理:雙極性二進(jìn)制信號(hào)本身不含定時(shí)信息,需要對(duì)其進(jìn)行非線性處理(取絕對(duì)值),提取時(shí)鐘的二倍頻分量,最后通過二分頻來恢復(fù)接收定時(shí)時(shí)鐘。用鎖相環(huán)來鎖定定時(shí)脈沖的二次諧波后以二分頻得出定時(shí)脈沖。用示波器觀察恢復(fù)定時(shí)與理想定時(shí)之間的相位差,然后通過調(diào)整IntegerDelay模塊的延時(shí)
6、量使恢復(fù)定時(shí)脈沖的上升沿對(duì)準(zhǔn)眼圖最佳采樣時(shí)刻。3基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(分別對(duì)各模塊的選擇說明原因)①信源的選擇:本次課程設(shè)計(jì)的發(fā)送數(shù)據(jù)為二進(jìn)制雙極性不歸零碼。在simulink的模塊丿牟中"BernoulliBinaryGenerator(伯努利二進(jìn)制信源)”模塊可產(chǎn)牛伯努利分布的隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)序列。再通過一個(gè)“Relay”模塊即可將其變?yōu)殡p極性不歸零碼。②發(fā)送濾波器和接收濾波器的選擇:基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心問題是濾波器的選取,根據(jù)對(duì)信源的分析,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(shí)刻偏差造成的碼間干擾問題,要求發(fā)送濾波器應(yīng)具有升余弦滾降特性,同時(shí)
7、為了得到最大輸出信噪比,在此選擇平方根升余弦濾波器作為發(fā)送(接收)濾波器,滾降系數(shù)為0.5,接收濾波器與發(fā)送濾波器相匹配。以得到最佳的通信性能(即誤碼率最?。坌诺赖倪x擇:信道是允許基帶信號(hào)通過的媒質(zhì),通常為有線信道,信道的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)仿真采用加性高斯信道。($)抽樣判決器的選擇: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(shí)刻(市位定時(shí)脈沖控制)對(duì)接收濾波器的輸出波形進(jìn)行抽樣判決,以恢復(fù)或再?;鶐盘?hào)。根據(jù)二進(jìn)制雙極性不歸零碼的特點(diǎn),在接收中的判決門限為0。采用“Relay”判決模塊進(jìn)行判決,用“P
8、roduct”相乘器模塊進(jìn)行采樣,aTriggeredSubsystem”保持模