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基于
MATLAB
的数字基带传输系统
仿真实验设计
xxx
(xxxxxxxxxxxx
学院
江苏
223600
〉
摘要介绍了《通信原理》课中数学基带传输系统实验的计算机仿真软件设计工作
，
该软件是在
MAT
LAB
动态系统仿真平台
SIMU LINK
< br>上开发的
.
在对数字基带传输系统
进行分析基础
上
，
描述了仿真模型的建立、实现以及仿真结果分析
关键
词数字通信系统。计算机辅助实验。计算机
仿真
0
引言
数字
基带传输系统是《通信原理》课程中非常重要的一部分基础性内容
通信系统的理解
，
其中的一些概念、原理往往需要用实验来
澄清
场上没有销售
，
而且该实验几乎无法用硬件实现。
的
.
b5E2RGbCAP
在仿真软件设计中采用了
Mathw
or ks
公司的
MAT LAB
作为
仿真工具
，
其仿真平台
SIMU
，
为了使学生加深对
，
但是该实验的实验板在市
一些替代性的实验
，
其实验结果由于受多
种因素影响
，
也往
往不能满足要求
?
因此
，
开发一套数字基带传输系统仿真实验软件是很有必
要
LINK
具有可视化建模和动态仿真的功能
< br>
.
用
SIMULINK
构造仿真系统
，
方法简单直观
，
开发
.
本文给
的仿真系统使用时间流动态仿真
，
可以准确描述真实系统的每一细节
，
并且在仿真进行的同
时具有较强的交互功能
，
易于使用
< br>?
另外该软件还具有较好的可扩展性和可维护性
通过对仿真结果分析和误码性能测试表明
求
.
p1EanqFDPw
[1]
出了采用仿真工具
SIMU L
INK,
设计数字基带传输系统仿真实验软件的系统定义、模型构
造的过程
?
，
该仿真系统完全符合实验要
1
仿真系统分析与设计
数字基带传输系统是把数字基带信号直接送往信道
，
不经调制直接传输的系统
?
数字基带系
，
H
(w
＞
应满足奈奎斯特第
R
统的基本结构可以由图
1
的模型表示
[2]
.
发送滤波器、传
输信道、接收滤波器等效为传输函
数为
H (w
＞
基带形成网络
，
对于无码间干扰的基带传输系统来说
均为升余弦平方根特性
?
4]
.
传输信道中的噪声可看作加性高斯白噪声
一准则
，
在实验中一般
取
H (w
＞
为升余弦滚降特性
.
在最佳系统下
，
取
C(w
＞
=
1,G
T
(w
＞
和
G
(w
＞
[2
,
用产生高斯
随机信号的噪声源表示<
/p>
.
位定时提取电路
，
在定时精度要求不高的场合
，
可以用滤波法提取定
时信号
[2,
5]
,
滤波法提取位定时的原理可用图
2
表
示
.
图
2<
/p>
鴻波浚提岷忖宅时信号匝理图
发送
佞输
接收
图
1<
/p>
勒带楼输系统模型
DXDiTa9E3d
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dMAditr
<
br>｛ 对应）
Lnnr r.F*
捡定时提車
<
/p>
图
3
实黠系统仿真摸型
与图
I
相
根据以上系统分析
，
用
SIMU LINK
搭建仿真模型
.
首先把系统分解成信号发生器、发送
/
接收滤
波器、传输信道、
Ma nchester
编
/
解码器、位定时提取电路和采样判决电路这几个
：
这些子系统是由
SIMULINK
模块库提供的基本
[6]
子系统
?
然后对子系统分别进行构造和测试
模块以及通信工具箱、数字信号处理工具箱提供的专用模块搭建并且经过封装形成
的
了显示仿真结果
，
在模型中添加了示波器
（
Scope
< br>〉
、功率谱密度仪
（
Power
.
为
Spectral
RTCrpUDGiT
Density>
、眼图
（
Eye
- diag ram plot
>
、误码仪
（
Erro r rate
>
等画图和显示模块
.
图
3
是数字
基带传输系统实验的仿真模型
.
5PCzVD7HxA
1>
信号发生器
（
Sig nal
generator>
信号发生器产生固定码速率的二进制单极性不归零信号
2>
发送
/
接收滤波器
（
Raised co
sine filter>
.
由于发送滤波器的输入信号是不归零
信号而不是冲激信号
，
因此在滤波器的
输入端采取了均衡措施
，
使其输出的波形为标准的升
余弦脉冲
.
另外由于升余弦滤波器是非因果滤
波器
，
滤波器当前的输出依赖于未来
时刻的输
入
，
为解决这一问题
，
在滤波器中人为地增加了时间延迟
，
延迟的时间是码速率的整数
发送滤波器和接收滤波器都是升余弦平方根特性
倍
.
jLBHrnAILg
3>
传输信道
（
AWGN channel
>
信道引入加性高斯白噪声
，
理论上
，
高斯白噪声的功率谱是无限宽的
，
但是在系统中只要
噪声
带宽远大于系统的最高带宽就可以满足要求
，
因此在信道中引入的是限带高斯白噪声
.
噪声源用相关时间比系统最短时间常数小得多的高斯分布随
机序列发生器来模
拟
.
XHAQX74J0X
4>
采样判决
(Sample
and decide
〉
采样判决模块是在位定时信号上升沿到来的时刻
恢复出信源比特流
?
，
对接收到的基带信号进行采样、判决
5> Man Chester
编码器
/
解码器
(Ma nchester e neo der/
decoder
〉
LDAYtRyKfE
为便于在接收端提取位定时信号
,
在传输中使用了含有丰富定时信息的
Man Chester
码
,
Man
chester
编码器和解码器就完成码变换的功能
，
编码规则为
1
宀
+ 1-1
。
0
宀
-1 +
1
2]
.
Zzz6ZB2Ltk
6>
位定时信号提取电器
(Sy nchr oni zat ion picki ng >
S?
)T
H
；
7
是为观看各点浚形褓加的示波牆〕
图
4
Sy
nchnnizat?a
问
-hi
岬模
块内部结构
,
其内部结构如图
4
所示
.
与图
2
相对
应
,
过程依次是将接收信号放大、限幅、微分、整流、窄带滤波、放大、限
幅、移相
.
窄带
滤波器使用了
10
< br>阶巴特沃斯带通滤波器
[7]
,
通带宽度
0. 2 rad/ S.
dvzfvkwMI1
位定时提取模块在接收端采用滤波法提取同步信号
7>
定时信号
(Synchronizing signal>
为提高实验
系统的精度
，
也可以直接选择使用定时信号
影响
.
,
而不必考虑定时误差对系统的
2
仿真结果分析
仿真进行时
，
通过不同的显示模块可以观看到仿真实验系统
各点的仿真结果
1>
接收端信号波形
和眼图
(
图
5
?
7>