基于MATLABSimulink的基帶傳輸系統(tǒng)的仿真 (1)

1、通信工程通信原理課程設(shè)計(jì)基于matlab/simulink的基帶傳輸系統(tǒng)仿真學(xué)生姓名：張莎，學(xué)號(hào)：1113024109學(xué)校(系):陜西科技學(xué)院物理與電信工程學(xué)院專業(yè)課通信工程專業(yè)課1104講師侯寶生合作者王沂東盧邵龍完成地點(diǎn)：陜西科技學(xué)院物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室2014年3月12日通信原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院(系)物理與電氣工程學(xué)院通信專業(yè)1104班學(xué)生姓名張莎1.基于matlab/simulink的基帶傳輸系統(tǒng)通信原理課程仿真設(shè)計(jì)課題第二，傳播原理課程的設(shè)計(jì)從2014年2月24日開始，到2014年3月14日結(jié)束第三，通信原理課程設(shè)計(jì)在物理與電學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)室：進(jìn)行第四，傳播原理課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求

2、：1.建立基帶傳輸系統(tǒng)模型，選擇合適的基帶信號(hào)，發(fā)射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)射濾波器匹配。需要觀察接收信號(hào)的眼圖，設(shè)計(jì)接收機(jī)的采樣決策部分，比較發(fā)送數(shù)據(jù)和恢復(fù)數(shù)據(jù)的波形，并計(jì)算誤碼率。另外，估計(jì)發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的功率譜，并且假設(shè)接收定時(shí)恢復(fù)是理想的。2.設(shè)計(jì)主題的詳細(xì)建模和仿真過(guò)程分析和說(shuō)明。仿真結(jié)果可以以時(shí)域波形、頻譜圖、星座圖、誤碼率和信噪比曲線的形式給出。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)附有仿真結(jié)果圖和仿真程序代碼(matlab)或仿真模型圖(simulink/systemview)。如果提交了仿真模型圖，則應(yīng)提交相應(yīng)模塊的參數(shù)設(shè)置。3.每個(gè)人都

3、應(yīng)提交電子和紙質(zhì)說(shuō)明以及源代碼或模擬文件。參考：1鄧華。matlab通信仿真及其應(yīng)用實(shí)例的詳細(xì)說(shuō)明m。人民郵電出版社. 20032鄭。simulink電子通信仿真及應(yīng)用m。國(guó)防工業(yè)出版社，20023趙宏圖。通信原理仿真教程m。人民郵電出版社，20104劉學(xué)勇。詳細(xì)描述了matlab/simulink通信系統(tǒng)的建模與仿真m。電子工業(yè)出版社，2011大新宇。通信原理實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)m。北京郵電大學(xué)出版社，2005邵玉斌。通信系統(tǒng)建模與仿真案例分析m。清華大學(xué)出版社，2008指侯寶生的通信工程部(教研室)。論文(設(shè)計(jì))任務(wù)驗(yàn)收，開始日期，2014年2月24日，學(xué)生簽名基于matlab/simulink

4、的基帶傳輸系統(tǒng)仿真張莎(陜西工業(yè)大學(xué)物理與電信工程學(xué)院通信1104班，陜西漢中723003)講師：侯寶生摘要未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)所占據(jù)的頻譜是從零頻或者很低頻率開始，稱為數(shù)字基帶信號(hào)，不經(jīng)載波調(diào)制而直接傳輸數(shù)字基帶信號(hào)的系統(tǒng)，稱為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。常用轉(zhuǎn)碼型有阿眉語(yǔ)碼（傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼)、hdb3碼（三階高密度雙極性碼)，雙相碼、差分雙相碼、密勒碼、cmi碼（傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼)，塊編碼等。在仿真軟件設(shè)計(jì)中采用了數(shù)學(xué)或知識(shí)公司的馬特實(shí)驗(yàn)室作為仿真工具，其仿真平臺(tái)simu林克具有可視化建模和動(dòng)態(tài)仿真的功能。用simulink構(gòu)造仿真系統(tǒng)，方法簡(jiǎn)單直觀，開發(fā)的仿真系統(tǒng)使用時(shí)間流動(dòng)態(tài)仿真，可以準(zhǔn)確描述真實(shí)系統(tǒng)的

5、每一細(xì)節(jié)，并且在仿真進(jìn)行的同時(shí)具有較強(qiáng)的交互功能，易于使用。另外該軟件還具有較好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。本文給出了采用仿真工具simu林克，設(shè)計(jì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)軟件的系統(tǒng)定義、模型構(gòu)造的過(guò)程。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果分析和誤碼性能測(cè)試表明，該仿真系統(tǒng)完全符合實(shí)驗(yàn)要求。下文主要就仿真分析與設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞數(shù)字基帶傳輸，matlab/simulink基于matlab/simulink仿真的基帶傳輸系統(tǒng)張莎物理與工程學(xué)院通信工程專業(yè)四班11年級(jí)陜西工業(yè)大學(xué)電信工程，漢中723003)圖圖：侯寶生【摘要】以調(diào)制為主的數(shù)字信號(hào)頻譜從零頻率或低頻開始，稱為數(shù)字基帶信號(hào)，直接傳輸數(shù)字基帶信號(hào)而不需要載波調(diào)

6、制系統(tǒng)，稱為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。常用于阿眉語(yǔ)碼（標(biāo)記交替反轉(zhuǎn)碼)、hdb3碼（三階高密度雙極性碼)，雙極性碼、差分雙極性碼、米勒碼和計(jì)算機(jī)管理教學(xué)碼（標(biāo)記反轉(zhuǎn)碼)及分組編碼等的轉(zhuǎn)寫。在仿真軟件設(shè)計(jì)中采用了數(shù)學(xué)作品公司的馬特實(shí)驗(yàn)室作為仿真工具，仿真平臺(tái)simu林克具有可視化建模和動(dòng)態(tài)仿真功能。借助于simulink仿真系統(tǒng)，該方法簡(jiǎn)單直觀，流程仿真、動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)的開發(fā)利用時(shí)間可以準(zhǔn)確描述真實(shí)系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，同時(shí)在仿真中交互性強(qiáng)，使用方便。該軟件還具有良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。本文介紹了利用仿真工具simu林克，設(shè)計(jì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真軟件的系統(tǒng)定義、模型構(gòu)建過(guò)程。通過(guò)分析仿真結(jié)果和誤差性能測(cè)試，

7、表明仿真系統(tǒng)完全符合實(shí)驗(yàn)要求。文章主要闡述了仿真分析和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞數(shù)字基帶傳輸目錄1.緒論11.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)21.2數(shù)字基帶信號(hào)41.2.1數(shù)字基帶信號(hào)的要求41.2.2數(shù)字基帶信號(hào)51.2.3常用的基帶傳輸碼型61.3實(shí)驗(yàn)原理91.3.1數(shù)字通信系統(tǒng)模型91.3.2數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型91.4實(shí)驗(yàn)各模塊參數(shù)設(shè)置92.結(jié)論142.1實(shí)驗(yàn)結(jié)論與認(rèn)知142.1.1眼圖及實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果142.1.2實(shí)驗(yàn)波形圖仿真結(jié)果圖152.2總結(jié)161.緒論隨著通信系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜性的不斷增加，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能滿足發(fā)展和傳輸?shù)男枰?，通信系統(tǒng)的仿真技術(shù)越來(lái)越受到重視。傳統(tǒng)的通信仿真技術(shù)主要分為人工分析和電路

8、測(cè)試，但耗時(shí)的方法比較復(fù)雜。通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是介于上述兩種方法之間的一種系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，它允許用戶在短時(shí)間內(nèi)建立整個(gè)通信系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿真。通信原理計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)是對(duì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真。仿真工具是matlab編程語(yǔ)言。matlab是一種先進(jìn)的高科技編程語(yǔ)言，主要用于數(shù)值計(jì)算和可視化圖形處理。它的特點(diǎn)是將許多強(qiáng)大的功能，如數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、圖形、圖像處理和模擬集成到一個(gè)易于使用的交互環(huán)境中。偽科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)和許多必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的學(xué)科提供了有效的編程工具。利用matlab，可以對(duì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)進(jìn)行全面的研究。為了讓本科生更好地學(xué)習(xí)傳播學(xué)課程，我們進(jìn)行了一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，通過(guò)課程設(shè)

9、計(jì)模擬了傳播學(xué)原理的許多內(nèi)容。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的輸入信號(hào)是由終端設(shè)備或編碼設(shè)備產(chǎn)生的二進(jìn)制脈沖序列，通常采用單極矩形脈沖信號(hào)(nrz碼)。為了使這種信號(hào)適合信道傳輸，通常需要通過(guò)代碼轉(zhuǎn)換器將單極二進(jìn)制脈沖改變?yōu)殡p極脈沖(例如ami或hdb3代碼)。當(dāng)信號(hào)在基帶傳輸系統(tǒng)中傳輸時(shí)，傳輸濾波器轉(zhuǎn)換代碼脈沖的波形以減少符號(hào)間串?dāng)_。符號(hào)間串?dāng)_和信道噪聲是影響基帶信號(hào)可靠傳輸?shù)闹饕蛩?，與基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸特性密切相關(guān)。為了盡可能減小符號(hào)間串?dāng)_和信道噪聲的影響，這是基帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的。在信號(hào)傳輸過(guò)程中，由于信道特性不理想和附加噪聲的影響，接收信號(hào)波形會(huì)發(fā)生畸變。為了減小失真對(duì)信號(hào)的影響，接收信號(hào)首先進(jìn)

10、入接收濾波器進(jìn)行濾波，然后由均衡器對(duì)失真信號(hào)進(jìn)行校正，最后由采樣判決器恢復(fù)數(shù)字基帶脈沖序列。1.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)介在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，傳輸?shù)膶?duì)象通常是二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，它可以是來(lái)自計(jì)算機(jī)、電傳打字機(jī)或其他數(shù)字設(shè)備的各種數(shù)字脈沖，也可以是來(lái)自數(shù)字電話終端的脈碼調(diào)制(pcm)信號(hào)。這些二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的頻帶通常從dc開始，低頻到一定的頻率，我們稱之為數(shù)字基帶信號(hào)。在一些有線信道中，特別是當(dāng)傳輸距離不太遠(yuǎn)時(shí)，數(shù)字基帶信號(hào)可以直接在信道中傳輸，而無(wú)需調(diào)制和解調(diào)。這種不使用調(diào)制解調(diào)設(shè)備直接傳輸基帶信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為基帶傳輸系統(tǒng)。在其他信道中，尤其是無(wú)線信道和光信道，數(shù)字基帶信號(hào)必須經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)程，并且信號(hào)頻譜只能通過(guò)移動(dòng)到高頻來(lái)在信道中傳輸。因此，數(shù)字基帶信號(hào)只能通過(guò)接收端的解調(diào)過(guò)程來(lái)恢復(fù)。我們稱這種包括調(diào)制和解調(diào)的傳輸系統(tǒng)為數(shù)字載波傳輸系統(tǒng)。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型如圖1-1所示，主要包括碼型轉(zhuǎn)換器、發(fā)射濾波器、信道、接收濾波器、均衡器和采樣判決器。圖1-1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的輸入信號(hào)是由終端設(shè)備或編碼設(shè)備產(chǎn)生的二進(jìn)制脈沖序列，通常是單極矩形脈沖信號(hào)(nrz碼)。為了使這種信號(hào)適合于信道傳輸，通常需要通過(guò)代碼轉(zhuǎn)換器將單極二進(jìn)制脈沖變?yōu)殡p極脈沖(如ami碼或3 hdb碼)。當(dāng)信號(hào)在基帶傳輸系