数字基带信号传输系统仿真方案.docVIP

任务书 试建立一个基带传输模型，采用曼彻斯特码作为基带信号，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.5，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配。发送数据率为1000bps，要求观察接收信号眼图，并设计接收机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，并统计误码率。另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。假设接收定时恢复是理想的。 基带系统的理论分析 2．1 基带系统传输模型及工作原理基带系统传输模型如图1所示。 1)系统总的传输特性为H(ω)=GT(ω)C(ω)GR(ω)，n(t)是信道中的噪声。2)基带系统的工作原理：信源是不经过调制解调的数字基带信号，信源在发送端经过发送滤波器形成适合信道传输的码型，经过含有加性噪声的有线信道后，在接收端通过接收滤波器的滤波去噪，由抽样判决器进一步去噪恢复基带信号，从而完成基带信号的传输。．2 基带系统设计中的码间干扰及噪声干扰??码间干扰及噪声干扰将造成基带系统传输误码率的提升，影响基带系统工作性能。1)码间干扰及解决方案??码间干扰：由于基带信号受信道传输时延的影响，信号波形将被延迟从而扩展到下一码元，形成码间干扰，造成系统误码。??解决方案：??要求基带系统的传输函数H(ω)满足奈奎斯特第一准则：??? ??若不能满足奈奎斯特第一准则，在接收端加入时域均衡，减小码间干扰。基带系统的系统函数H(ω)应具有升余弦滚降特性。如图2所示。这样对应的h(t)拖尾收敛速度快，能够减小抽样时刻对其他信号的影响即减小码间干扰。 ??2)噪声干扰及解决方案??噪声干扰：基带信号没有经过调制就直接在含有加性噪声的信道中传输，加性噪声会叠加在信号上导致信号波形发生畸变。??解决方案：??在接收端进行抽样判决；匹配滤波，使得系统输出噪比最大。．1 信源??1)常见的基带信号波形有：单极性波形、双极性波形、单极性归零波形和双极性归零波形。双极性波形可用正负电平的脉冲分别表示二进制码“1”和“0”，故当“1”和“O”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，且在接收端恢复信号的判决电平为零，抗干扰能力较强。而单极性波形的极性单一，虽然易于用TTL，CMOS电路产生，但直流分量大，要求传输线路具有直流传输能力，不利于信道传输。??2)归零信号的占空比小于1，即：电脉冲宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长度内总要回到零电平，这样的波形有利于同步脉冲的提取。??3)基于以上考虑采用双极性归零码——曼彻斯特码作为基带信号。．2 发送滤波器和接收滤波器??基带系统设计的核心问题是滤波器的选取，根据1．2的分析，为了使系统冲激响应h(t)拖尾收敛速度加快，减小抽样时刻偏差造成的码间干扰问题，要求发送滤波器应具有升余弦滚降特性；要得到最大输出信噪比，就要使接收滤波器特性与其输入信号的频谱共扼匹配同时系统函数满足：H(ω)=GT(ω)GR(ω)考虑在t0时刻取样，上述方程改写为? H(ω)=GT(ω)，GR(ω)，于是求解出，因此，在构造最佳基带传输系统时要使用平方根升余弦滤波器作为发送端和接收端的滤波器。．3 信道??信道是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，如市话电缆、架空明线等。信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，且含有加性噪声。因此本次系统仿真采用高斯白噪声信道。．4 抽样判决器??抽样判决器是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻(由位定时脉冲控制)对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。抽样判决关键在于判决门限的确定，由于本次设计采用双极性码，故判决门限为0。SIMULINK下基带系统的设计 4．1 信源??曼彻斯特的编码规则是这样的，即将二级制码“1”编成“10，将“0”码编成“01”，在这里由于采用了二进制双极性码，则将“1”编成“+1-1”码，而将“0”码编成“-1+1”码。根据．1小节的理论分析，采用SIMULINK中的ernoulli Binary Generator(不归零二进制码生成器)、单极性向双极性转换器ulse Generator(脉冲生成器)、onstant(常数源模块)、cope(示波器)构成曼彻斯特码的生成电路。模型连接方法如图所示 模块参数设置：ernoulli Binary Generator(不归零二进制码生成器)的Prpbability of a zero(零码概率)设为0．5，ample time(采样时间)设为ulse Generator(脉冲生成器)的Aitude(幅度)设为ulse width (脉冲宽度)设为，占空比为12， hase delay(相位延迟)设为0，表示不经过延迟，。单极性向双极性转换器onstant(常数源模块)??Bernoulli Binary G