帶限基帶傳輸系統(tǒng)地仿真

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔大全文檔大全一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握Matlab的基本使用方法；提高獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力；2、掌握Simulink仿真模型的建立及各功能模塊的處理方法；3、熟悉基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)；4、掌握帶限數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真方法及性能分析；5、通過觀測(cè)眼圖來判斷信號(hào)的傳輸質(zhì)量；6、培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和分析問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件：PC機(jī)一臺(tái)軟件：MATLAB三、實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)際通信中傳輸信道的帶寬是有限的，這樣的信道稱為帶限信道。帶限信道的沖激響應(yīng)在時(shí)間上是無限的，因此一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的代表數(shù)據(jù)的波形經(jīng)過帶限信道后將在鄰近的其他時(shí)隙上形成非零值，稱為波形的拖尾。拖尾和鄰近其他時(shí)隙上的傳輸波形相互疊

2、加后，形成傳輸數(shù)據(jù)之間的混疊，造成符號(hào)間干擾，也稱為碼間干擾。接收機(jī)中，在每個(gè)傳輸時(shí)隙中的某時(shí)間點(diǎn)上，通過對(duì)時(shí)域混疊后的波形進(jìn)行采樣，然后對(duì)樣值進(jìn)行判決來恢復(fù)接收數(shù)據(jù)。在采樣時(shí)間位置上符號(hào)間的干擾應(yīng)最小化（該采樣時(shí)刻稱為最佳采樣時(shí)刻），并以適當(dāng)?shù)呐袥Q門限來恢復(fù)接收數(shù)據(jù)，使誤碼率最小（該門限稱為最佳判決門限）。在工程上，為了便于觀察接收波形中的碼間干擾情況，可在采樣判決設(shè)備的輸入端以恢復(fù)的采樣時(shí)鐘作為同步，用示波器觀察該端口的接收波形。利用示波管顯示的暫時(shí)記憶特性，在示波管上將顯示多個(gè)時(shí)隙內(nèi)接收信號(hào)的重疊波形圖案，稱為眼圖。對(duì)于傳輸符號(hào)為等概的雙極性碼，最佳判決門限為0，最佳采樣時(shí)刻為眼圖開口最

3、大處，因?yàn)樵摃r(shí)刻上的碼間干擾最小。當(dāng)無碼間干擾時(shí)，在最佳采樣時(shí)刻上眼圖波形將會(huì)聚為一點(diǎn)。顯然，只要帶限信道沖擊響應(yīng)的拖尾波形在時(shí)隙周期整數(shù)倍上的值為0，那么在采樣時(shí)刻就沒有碼間串?dāng)_，例如抽樣函數(shù)。然而，抽樣函數(shù)的頻譜時(shí)門函數(shù)，物理不可實(shí)現(xiàn)，即使近似實(shí)現(xiàn)也十分困難。還存在一類無碼干擾的時(shí)域函數(shù)，具有升余弦頻率特性，幅頻響應(yīng)是緩變的，在工程上容易實(shí)現(xiàn)，其沖激響應(yīng)為其中，Ts為碼元時(shí)隙寬度，a為滾降系數(shù)。a=0時(shí)，退化為矩形門函數(shù)；a=1時(shí)為全升余弦，其傅里葉變換即為相應(yīng)的系統(tǒng)函數(shù)。設(shè)發(fā)送濾波器為,物理信道的傳遞函數(shù)為,接收濾波器為則帶限信道總的傳遞函數(shù)為=。對(duì)于物理信道是AWGN信道的情況，足以證

4、明，當(dāng)發(fā)送濾波器與接收濾波器相互匹配時(shí)，即=,系統(tǒng)誤碼率最小。對(duì)于理想的物理信道（），收發(fā)濾波器相互匹配時(shí)有由此可得收發(fā)濾波器傳遞函數(shù)的實(shí)數(shù)解為無碼間干擾條件下，信道總的傳遞函數(shù)是滾升余弦的，匹配的收發(fā)濾波器稱為平方根滾升余弦濾波器，有四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及運(yùn)行結(jié)果任務(wù)一：升余弦波形及其頻譜研究用Matlab通信工具箱提供的rcosine函數(shù)作出一組滾升余弦濾波器的沖激響應(yīng)，滾降系數(shù)為0,0.5,0.75和1,并通過FFT求出其幅頻特性。碼元時(shí)隙為1ms，在一個(gè)碼元時(shí)隙內(nèi)采樣10次，濾波器延時(shí)為5個(gè)碼元時(shí)隙。程序如下：clc;Fd=1e3;Fs=Fd*10;delay=5;forr=0,0.5,0.7

5、5,1num=rcosine(Fd,Fs,fir/normal,r,delay);t=0:1/Fs:1/Fs*(length(num)-1);figure(1);plot(t,num);axis(00.01-0.21.1);holdon;Hw=abs(fft(num,1000);f=(1:Fs/1000:Fs)-1;figure(2);plot(f,Hw);axis(01500012);holdon;end運(yùn)行結(jié)果如下任務(wù)二：滾升余弦濾波器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)滾升余弦濾波器，滾降系數(shù)為0.75。輸入為4元雙極性數(shù)字序列符號(hào)速率為1000波特，設(shè)濾波器采樣率為10000次/s，即在一個(gè)符號(hào)間隔中有10個(gè)

6、采樣點(diǎn)。請(qǐng)建立simulink仿真模型觀察滾升余弦濾波器的輸出波形、眼圖以及功率譜。模型如下：參數(shù)設(shè)置：QiFunctionBlockParameters:UnipolartoBipolarConverierLTnlp-slHTt-nBip-c-1itC-o-nva-Ttat(ma.sk)(1ItiJc)ConvertauniDGlarEienalintneraneeLM-1whereMIstheMarynlizdbeijintoabipolarsignal.andalK&lpipply轉(zhuǎn)換雙極性(-3,-1,1,3)將基帶數(shù)據(jù)采樣率升高10倍實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔大全文檔大全召Function

7、BlockParameters;DiscreFilterDisDiete-FiIterThenune-TatOTcoe-fficientcanbeavector-otnatiizezpre-EEicmrh&denDainatoTDoefficientznustbeavector.TheoutputGridthequalsthngh己t脅ftoteinthenmsratTcce-ffiGintYushs-ullspecifytheDcefficientwinasceiLding:ordercfp-swe-Tsof1/z.KainSta1:昌AttributesXimeTats-Tfi匕ient:

8、OKCaneelHelp滾降系數(shù)為0.75，濾波器延遲時(shí)間為3個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)隙，即30個(gè)采樣間隔GpactTUZH百亡口口口Cc-ziputeanddispla.rtheperz-o-d-o-Eranc-feach,inputBiinalNc-n-fTEune-basedinDutstothe-blocksh-ouldusethe-buffe-TiTiEcuti-OTi.DisplayFxop&xtl&sFxop&xti&s4ZaneelHelpApply呂SinkBlockParameters:S-pectrumScope呂SinkBlockParameters：:Discrete-TimeEye

9、DiagramScope采樣點(diǎn)數(shù)為10；每次掃描顯示的符號(hào)個(gè)數(shù)為2；其余默認(rèn)仿真結(jié)果：匸回MWBJreHwu2/)Discrete-TrmeEyeDiagramScopeFileAesChannels*indowHelpEyeDiagram0.20Ja.6O.B1.BTime(ms)apn-一云Eas豊tz_實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔大全文檔大全文檔大全renwuZ/SpertrumScope|File|AxesChannelsWindowHelpooooo-1-2-34-60-60-70Frequency(kHz)11.2-8000.2Frame:49

10、Timeoffset:MScoper-*1S13Q渥R(shí)ft3白任務(wù)三：帶限基帶傳輸模型建立一個(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)0.5，信道為AWGN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(hào)眼圖，并設(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，統(tǒng)計(jì)誤碼率。模型如下：高斯信道下的基帶傳輸系統(tǒng)測(cè)試模型E1戸DlaaScop*D巧口怙F參數(shù)設(shè)置：伯努利二進(jìn)制信源模塊，發(fā)送數(shù)據(jù)為1000bpsOZ.Csns-lKa-lpAPP-T凰FunctionBlockParameters:UnipolartoBip

11、olarConvertsUnipclaTtc-Eipc-laTCOT.vortoTmaEk:；(link)ConvertauniTXjlsrsimslintheTanec-10.Ml.口TiermMisthe-MazyHLish亡h：intoebipolzTecna.1.轉(zhuǎn)換為雙極性礪FunctionBlockParameters:UpsampleUpEazale(link1LTpEEZiplebyfnEertirgL1zei-osbetween,inputeapples.Jpticnalszapla-o-ffsatznj=七h(yuǎn)asnintva.luain.TanjaOL1.PazazDEte

12、isUjjsazaplefactcrj1:Sampleoffset(CtoL-l):3InitialcQnditlone:進(jìn)入濾波器之前進(jìn)行10倍升速率囪FunctianBbckParameters:DiscreteFilterDiscreteFlitexThauzisratcrcoefficientsin.beiorzistTiHeznesEicn.ThedeziQziiiiatorccefficiertzdeslbe且vs-ctcr.TheCLLtputTidthe-ue.1etha-nuzst-aTcftgwzintha-nuzna-Tit-sTc-sa-fficient.shc-uld

13、.spc-cifythsatrtffioien七e;inaECiendinffozdsidepotctbofl/a.MsinStateAitribuifiEyLoeiatoicoeffiDi=n:QK.CanCieljlelpApp2yIrLtemet宅已ctorparanete-TEas1D寸SourceEli匚kParameters:RandomNumberJando-DNunbsi&OutputanscraallyGaussian/distxitiLtsdxanlassignal.OutpLLizi旨tepeatableForagive-nseed.豆FunctionBlockParam

14、eters:DiscreteFilterlDlEDiets-FilterTlie-ninei且tearGC-efficientcant已a(bǔ)vectnrozDatrizesiTe5si-onTh已dsrLDZiiiTLatcrcce-fficisentZDUEtbea.vect-a-T.TheontputwidtheLialethe-nuzatexofto-weinthenuzaeza七口hc-oefEiDnent.Youshuuldspecifythe-soe-ffitientsinaseendingsrleiaf&sireTSl/s.MainStateAttributesXunnerator

15、coefficientzirisosdne亠10fir/sq.rt“s05：10DenosinatoTcoefficient:SsbdIgtime-(_1foianJi&iited):TLe-4Main.SignalAttributesyunfceTofinp-utE:號(hào)FunctionBlockParameters:ProductJ1!adust址ultiplymdivideinpute.ChG-nseelEzsentirise-dtziatrizisi-u-duGtandsue-Eifysneofthsfoll-Giag:b方BT/f-oxeachinpLitp&Tt(&.*沁、bsca.

16、1arspe&ifze-sthe-nuzaterofinpu七工匸江七旨七口benul七ipliedWienthstaisonlycne-iri口utpo-itfcia-lezzient-wi&piDiLLot,znultiplyordividee-leentEot&talldiDensicnEdione-specifieldizsenzionHE/iswithsati匸匸qs-srut旨th旨afthe-wiJ-s&-nd.;nginp_ut.乘法器以實(shí)現(xiàn)在最佳采樣時(shí)刻對(duì)接收濾波器輸出的采樣豆FunctionBlockParameters:R.elay卜&EsIel?Outputth已sp已

17、GifiEl=dhorJufF1vain已b?o-o-npariTLEtheinputt口thespeczfimTttExeEh-oldE.Thecnyoffstat&ofthe-ielayisnotaffectedbyinputbetweentheupperandl-DwreTlizaits.最佳判決門限設(shè)為0.5r耳FunrtiorkBlockParameters!DownsampleDownssingle-(aask)(liiLk)IkhwriEsziplBegeifastH.Cuti-szialeazaplefeetziustbea_egervalue-inr

18、anse(0j瓦一1$.Paranete-xsDownsazxpQefactoTjE:ISampledffE&t(0toK-.-Initialc-c-ndition:以10倍降速率采樣得出采樣率為1000Hz的恢復(fù)數(shù)據(jù)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔大全采樣點(diǎn)數(shù)為10；每次掃描顯示的符號(hào)個(gè)數(shù)為2；其余默認(rèn)延遲20個(gè)采樣單位，此時(shí)誤碼率最小-o(suj)alu118191VL門I80luejEeinaAq-7L叫3片JWOpU眉平UU叫廳弱痂麗sdo25liifjBeiqsljuij-a;ajsiq/tvaug五、心得體會(huì)剛開始分配到這個(gè)任務(wù)后，覺得很難，后來通過老師的講解，課后查閱資料，發(fā)現(xiàn)還挺上手。然后按照課程設(shè)計(jì)參考書上要求，通過Matlab軟件中的Simulink將仿真模型建立起來，然后修改下要求的參數(shù)，可是問題就出來啦，改過參數(shù)后，眼圖要不就是不出來，要不就是和參考圖像相差很