基于simulink的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真

1、基于simulink的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真【摘 要】本課題主要是通過構(gòu)建數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的各組成模塊，包括信號(hào)發(fā)送，信號(hào)接受，譜分析和誤碼分析部分，從而對(duì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)有深刻的認(rèn)識(shí)。主要研究方法是利用Simulink軟件進(jìn)行數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真，將各組成模塊連接與封裝，從而仿真出整個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)，最后通過調(diào)節(jié)噪聲方差值的不同，運(yùn)行并分析結(jié)果。研究的目的在于，熟悉基帶傳輸系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)，從而對(duì)基帶傳輸系統(tǒng)有更深刻的了解。仿真的結(jié)果表明，在噪聲較小的情況下誤碼率較小，較大的情況下則較大，而且各個(gè)模塊基本可以完成其相對(duì)應(yīng)的功能。本課題使用的MATLAB軟件是當(dāng)今最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一，它在許多科

2、學(xué)領(lǐng)域中成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基本工具和首選平臺(tái)?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)；升余弦濾波器；數(shù)字基帶信號(hào)；SIMULINK1 引言通過對(duì)計(jì)算機(jī)仿真的了解，對(duì)計(jì)算機(jī)仿真在工程領(lǐng)域的運(yùn)用，可以體會(huì)到它的優(yōu)點(diǎn)仿真軟件matlab在控制領(lǐng)域以及通信，數(shù)字信號(hào)處理等等領(lǐng)域都有它強(qiáng)大的生命力。其功能的完善奠定了它在各個(gè)領(lǐng)域的仿真的地位。通過對(duì)simulink的使用會(huì)對(duì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的各個(gè)部分具有更加直觀而深刻的理解，對(duì)通信系統(tǒng)的仿真，以及各個(gè)波形的仿真，可以很直觀的理解各個(gè)模塊的功能以及注意的問題。需要仿真的包括基帶信號(hào)，發(fā)送濾波器、接受濾波器、信道、定時(shí)系統(tǒng)、抽樣判決系統(tǒng)、誤碼

3、率分析模塊眼圖模塊?，F(xiàn)在通信系統(tǒng)是非常復(fù)雜和龐大的大規(guī)模系統(tǒng)，在各種噪聲和干擾的存在下，一般很難通過解析的方法求得系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)描述。在這種情況下系統(tǒng)仿真就成為了一個(gè)極為有效的工具2。此外，在對(duì)現(xiàn)代通信系統(tǒng)協(xié)議、新算法和新體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，直接進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試幾乎是不可能的，因?yàn)檫@些新系統(tǒng)、新算法、和新的體系結(jié)構(gòu)根本就還沒有實(shí)現(xiàn)，在這種情況下只能通過仿真來檢驗(yàn)所考察的對(duì)象，從而驗(yàn)證這些新的結(jié)論，以及方法 。在將來的科研以及教學(xué)當(dāng)中matlab/simulink將會(huì)發(fā)揮很大的作用，一些科研所都在使用此軟件，所以作為學(xué)生，或是研究者很有必要掌握這個(gè)重要的軟件，從而對(duì)自己的工作或是學(xué)習(xí)帶來方便。2 基

4、帶傳輸系統(tǒng)介紹2.1 基本傳輸系統(tǒng)信號(hào)波形，傳輸碼型，以及頻譜特性的是研究的重點(diǎn)，核心是研究如何設(shè)計(jì)基帶傳輸總特性，以消除碼間串?dāng)_，以及如何有效地減小信道加性噪聲的影響，從而提高系統(tǒng)抗噪聲性能。最后通過眼圖，誤碼率儀，等觀測(cè)系統(tǒng)性能。整個(gè)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成主要有：信源，發(fā)送設(shè)備，信道，接收設(shè)備，同步定時(shí)設(shè)備，判決抽樣設(shè)備，誤碼率儀，眼圖，功率譜儀等構(gòu)成。其構(gòu)成框圖如下：圖3-5數(shù)字基帶信號(hào)傳輸系統(tǒng)的組成1、信道信號(hào)形成器（發(fā)送濾波器）：壓縮輸入信號(hào)頻帶，把傳輸碼變換成適宜于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)波形。2、信道：信道的傳輸特性一般不滿足無失真?zhèn)鬏敆l件，因此會(huì)引起傳輸波形的失真。另外信道還會(huì)引入噪聲n(t

5、) ，并假設(shè)它是均值為零的高斯白噪聲。3、接收濾波器： 它用來接收信號(hào)，濾除信道噪聲和其他干擾，對(duì)信道特性進(jìn)行均衡，使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。4、抽樣判決器： 對(duì)接收濾波器的輸出波形進(jìn)行抽樣判決，以恢復(fù)或再生基帶信號(hào)。5、同步提?。河猛教崛‰娐窂慕邮招盘?hào)中提取定時(shí)脈沖。2.2 傳輸系統(tǒng)各點(diǎn)波形基帶系統(tǒng)的各點(diǎn)波形示意圖：a 輸入波形 b 碼型變換后的波形 c 要傳輸?shù)牟ㄐ蝑 在信道中疊加白噪聲的傳輸波形 e 接收濾波器輸出波形f 位定時(shí)脈沖 g 恢復(fù)的信息（有誤碼）2.3 總結(jié)理論上，數(shù)字信息可以直接用數(shù)字代碼序列表示和傳輸，但實(shí)際當(dāng)中按照通信系統(tǒng)和信道的情況，一般需要進(jìn)行不同形式的編碼

6、，而且還要選用一組取值有限的離散波形來表示。這些取值離散的波形可以是未經(jīng)調(diào)制的電信號(hào)，也可以是調(diào)制后的信號(hào)。未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開始的。這樣的信號(hào)稱之為數(shù)字基帶信號(hào)，這樣的信號(hào)可以在具有低通特性的有限傳輸信道中，尤其是在傳輸距離較近的情況下，基帶信號(hào)可以不通過載波調(diào)制而直接傳輸，這樣的傳輸系統(tǒng)稱之為數(shù)自己帶傳輸系統(tǒng)。3 仿真過程介紹3.1 信號(hào)碼型變換部分 AMI：極性與歸零變換：3.2傳輸系統(tǒng)部分傳輸系統(tǒng)的仿真包含了很多模塊，例如發(fā)送模塊、信道模塊。接收模塊等等。整個(gè)系統(tǒng)仿真圖如下：位同步模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)：抽樣判決模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)：譜分析：接收端信號(hào)功率譜：眼圖分析：誤碼率分

7、析：3.3仿真運(yùn)行分析在上面給出的仿真條件下，觀察仿真運(yùn)行情況。系統(tǒng)仿真結(jié)果由誤碼率圖、眼圖、以及波形圖所示，在頻帶范圍-500MHz500MHz內(nèi)，產(chǎn)生方差為0.005時(shí)，經(jīng)信道傳輸?shù)男盘?hào)頻譜如所示，產(chǎn)生的誤碼率為0.002。4 小結(jié)首先對(duì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的各部分的組成進(jìn)行了介紹，然后給出了仿真模型，分析了系統(tǒng)運(yùn)行情況。讀者通過學(xué)習(xí)，可以了解和熟悉數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)，掌握MATLAB/Simulink仿真設(shè)計(jì)的方法和相關(guān)原理。References (參考文獻(xiàn))1 邵玉斌. Matlab/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實(shí)例分析. 北京: 2 清華大學(xué)出版社.343 （美）拉帕波特. 無

8、線通信原理與應(yīng)用（第二版）（英文版）. 電子工業(yè)出版社.90Simulation design of Digital baseband transmission systemAbstract: The main subject is to build digital baseband transmission system of the constituent modules, including signal transmission, signal reception, spectral analysis and error analysis section, and thus the d

9、igital baseband transmission systems have a deep understanding. Main research method is the use of Simulink software for digital baseband transmission system simulation for each of the component modules and packages, thus simulating the entire base-band transmission system, and finally by adjusting

10、the different noise variance, run and analyze the results. Purpose of the study is familiar with all aspects of base-band transmission system, and thus the base-band transmission system to gain a deeper understanding. Simulation results show that the noise is relatively small error rate smaller, the larger the case of the larger, and each module can be basically completed its corresponding function. The subject of the use of MATLAB software is the most outstanding applications of technology, which in many scientific fields as computer-aided design and analysis, algorith