通信系统建模与仿真课程设计

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通信系统建模与仿真教学设计

通信系统建模与仿真教学设计

通信系统建模与仿真教学设计随着通信技术的发展,通信系统的建模与仿真成为了提高学生通信技术水平的重要课程环节。

本文将从课程目标、课程内容、教学方法等方面进行探讨通信系统建模与仿真教学设计。

课程目标通信系统建模与仿真是通信专业的核心课程之一,其主要目标是使学生了解通信系统建模与仿真的相关理论和基本方法,掌握常用的通信系统建模与仿真软件,并能够利用软件建立和仿真通信系统的各个环节,从而增强其学习和实践能力。

课程内容通信系统建模与仿真的教学内容涵盖了通信系统的整个建模与仿真过程,包括:一、系统建模系统建模是通信系统建模与仿真的重要环节,其目的是将通信系统的各个组成部分抽象为数学模型,包括信源、信道、调制解调器、信道编码等。

•信源建模:信源建模是将通信系统中的信息源抽象成数学模型,常见的信源有随机信号、数字信号和模拟信号等,其数学模型包括概率分布、功率谱密度等。

•信道建模:信道建模是通信系统建模的难点,其目的是将信道的噪声、失真等因素抽象成数学模型,建立信道传输特性的数学描述。

•调制解调器建模:调制解调器建模是通信系统建模的关键,其主要作用是实现信息的传输和接收,并将低频信号转换为高频信号,以便于信号在信道中传输。

二、系统仿真系统仿真是通信系统建模与仿真的重要环节,其目的是验证通信系统的设计是否可行,评估系统的性能指标,并优化通信系统的各个环节。

•仿真平台:通信系统仿真的软件工具在实践中非常重要,常见的仿真软件有Matlab、Mentor Graphics、VHDL等。

•仿真结果:仿真结果是评估通信系统性能的关键,包括误码率、信号电平、信道容量等多个性能指标。

教学方法通信系统建模与仿真的教学方法应该以理论与实践相结合为主要原则,从以下三个方面进行探讨:一、理论课教学理论课教学是通信系统建模与仿真教学的基础,应当重点讲解信源、信道、调制解调器等基本原理,详细介绍通信系统建模与仿真的方法和技术,提高学生的理解和掌握程度。

Simulink通信系统建模与仿真教学设计

Simulink通信系统建模与仿真教学设计

详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真教学设计MATLAB/Simulink是一款广泛应用于各个领域的数学工具,其中Simulink可用于建立系统级仿真模型,以便进行电子、机械、流体和控制系统等领域内的实验分析和设计。

在通信领域中,Simulink非常适合建立通信系统的仿真模型,并用于进行传输计算、信道建模、信号处理和多模调制等。

本文将介绍MATLAB/Simulink通信系统模型的建立,及如何将其应用于通信系统教学设计。

通信系统模型建立数字调制数字调制是通信系统中的关键技术之一。

首先,我们需要在Simulink中建立基带信号源,并使用Math Function模块产生载波信号。

Modulation 模块可用于将基带信号和载波信号结合起来。

为了使得调制系统工作稳定和正常,通常在模型中加入Equalization和Resampling模块,以消除接收端接收到的噪声和信号失真。

当系统处理完成后,我们可以使用Scope模块来对模型工作情况进行进一步的分析。

数字解调数字解调需要在接收端建立解调器模型。

接收端模型包括匹配滤波器、采样器、时钟恢复器、色散补偿器和多值/二次干扰恢复器。

在这个模型中,也需要添加Equalization和Resampling模块以消除接收端所受的噪声和信号失真。

在接收端处理完成之后,我们也可以使用Scope模块对模型结果进行进一步分析。

信道建模信道建模是通信系统中另一个关键环节。

在Simulink中建造通信信道仿真模型,需要引入建立通信信道的数学模型,并建立符合通道模型的信道传输系统。

在建立仿真模型中,包括噪声源、多路复用技术、OFDM技术、信号调制和解调技术。

对于每个信道结构,我们都可以建立相应的仿真模型,进行仿真分析。

OFDM信息传输系统OFDM技术利用多个正交子载波来传输信息,以提高通信质量和可靠性,同时提高频带利用率。

OFDM系统建模主要包括加脉冲造型、IFFT、添加循环前缀、调制调制、运动模糊和色散模拟、反向调制、解压缩、去定时和轻度等模块。

通信系统仿真课程设计

通信系统仿真课程设计

通信系统仿真课程设计1. 引言通信系统是现代社会不可或缺的一部分,它在无线通信、互联网、电视、手机、卫星通信等方面都有广泛应用。

为了能够更好地理解和分析通信系统的性能,在通信工程领域中,仿真技术被广泛应用。

本课程设计将介绍通信系统仿真的相关概念、方法和工具,以及如何根据具体问题进行通信系统的仿真。

2. 通信系统仿真的目的和意义通信系统仿真是通过计算机模拟通信系统的运行和性能,以达到理解系统特性、优化设计和解决问题的目的。

它在通信工程领域有着重要的意义和广泛的应用。

通信系统仿真的目的主要有以下几点:•理解系统特性:通过仿真可以深入了解通信系统的各个组成部分,包括信源、信道、调制解调器、信道编码和解码等,从而更好地理解系统的工作原理和性能特点。

•优化设计:通过仿真可以评估不同的系统设计方案,找到最佳的参数配置和算法,从而提高系统的性能,降低成本。

•解决问题:通过仿真可以模拟通信系统在不同情况下的性能表现,从而分析和解决实际问题,比如干扰问题、误码率改善等。

3. 通信系统仿真的基本原理通信系统仿真的基本原理是模拟和计算。

通信系统仿真通常涉及到以下几个方面的模拟和计算:•信源:通过模拟产生各种类型的信号,比如正弦波、随机信号等。

•信道:通过模拟产生不同的信道特性,比如传输损耗、多路径效应、噪声等。

可以通过添加白噪声、多径信道模型等方式来模拟实际信道的特性。

•调制解调器:通过模拟调制解调过程,将数字信号转换为模拟信号或者将模拟信号转换为数字信号。

•信道编码和解码:通过模拟编码和解码过程,对信号进行编码和解码,提高抗干扰性能。

•误码分析:通过模拟接收端信号的误码情况,分析误码率和误差传播等指标。

通信系统仿真的计算过程需要使用编程语言和相关工具,比如MATLAB、Python等,以及通信系统仿真平台,比如NS-3、OPNET等。

4. 通信系统仿真的步骤通信系统仿真通常包括以下几个步骤:1.确定仿真目标:明确仿真的目标,包括仿真对象、仿真精度和仿真场景等。

通信系统仿真课程设计c语言

通信系统仿真课程设计c语言

通信系统仿真课程设计c语言一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握通信系统仿真的基本原理和方法,能够运用C语言进行通信系统的仿真分析。

具体目标如下:1.理解通信系统的基本原理和仿真方法。

2.掌握C语言的基本语法和编程技巧。

3.熟悉通信系统仿真实验的流程和技巧。

4.能够运用C语言编写简单的通信系统仿真程序。

5.能够分析仿真结果,对通信系统进行性能评估。

6.能够独立完成通信系统仿真实验,并撰写实验报告。

情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和团队合作精神。

2.增强学生对通信技术的兴趣和热情。

3.培养学生的科学思维和解决问题的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.通信系统的基本原理:介绍通信系统的基本概念、信号处理方法、调制解调技术等。

2.通信系统仿真方法:讲解通信系统仿真的基本方法,包括系统模型建立、仿真算法选择等。

3.C语言编程基础:介绍C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构等。

4.通信系统仿真实验:进行一系列的通信系统仿真实验,让学生动手实践,掌握仿真技巧。

三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解通信系统的基本原理和仿真方法,让学生理解理论知识。

2.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队合作精神和创新意识。

3.案例分析法:分析典型的通信系统仿真案例,让学生掌握仿真技巧。

4.实验法:进行通信系统仿真实验,让学生动手实践,提高操作能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括以下几个方面:1.教材:选用合适的教材,为学生提供系统的理论知识学习。

2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识视野。

3.多媒体资料:制作课件、实验视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。

4.实验设备:提供计算机、通信设备等实验设备,保障学生能够进行实际操作。

五、教学评估本课程的教学评估主要包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生在课堂上的参与程度、提问回答情况等,以考察学生的学习态度和积极性。

Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计 (2)

Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计 (2)

Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计一、教学目标本课程旨在通过【Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析】的教学,使学生掌握如下知识和能力:1.了解数字通信系统基本概念及其发展过程;2.掌握数字通信系统的建模方法和仿真技术;3.能够通过实例分析,掌握数字通信系统的性能分析方法;4.能够设计数字通信系统并进行仿真。

二、教学内容1. 数字通信系统概述•数字通信系统基本概念•数字通信系统的应用领域及其发展历程2. 数字通信系统建模方法•数字信号的基本特性•采样、量化和编码的基本原理•数字调制技术•误差控制编码技术3. 数字通信系统的仿真技术•Simulink仿真环境的基本概念和使用方法•通信系统仿真模型设计方法4. 数字通信系统的性能分析方法•常见数字通信系统的性能参数及其定义•数字通信系统的误码率分析方法5. 数字通信系统设计与仿真实例分析•基于Matlab/Simulink的通信系统建模和仿真实例分析三、教学方法本课程采用主题讲授和案例分析相结合的教学模式。

主要教学方法包括:1.讲授:教师通过课堂讲解授予基本概念、原理和技术,并采取案例分析的方法,使学生逐步领悟和掌握学习内容。

2.实验:采用Matlab/Simulink仿真软件进行数字通信系统建模和仿真实验。

3.课堂讨论:设计选题和应用实践案例的课堂讨论。

四、教学评估本课程的教学评估主要通过期末考试、实验报告和作业完成情况来进行。

1. 期末考试期末考试采用闭卷考试形式,主要测试学生对数码通信系统理论的掌握情况,考核内容覆盖课程中所讲述的主要内容。

2. 实验报告实验报告要求学生通过Matlab/Simulink仿真软件对数字通信系统进行建模和仿真,并撰写学习笔记和所完成实验的结果分析。

3. 作业完成情况教师将根据课堂讨论和布置的作业对学生的学习情况进行评估。

五、教学资源教师将为本课程提供以下教学资源:1.选取优秀的课程设计案例,供学生进行仿真和分析;2.为学生提供Matlab/Simulink仿真软件的操作指导和优秀的资源链接。

matlab通信系统仿真课程设计

matlab通信系统仿真课程设计

一、课程设计背景通信系统是现代信息社会中至关重要的基础设施,其设计和性能分析对于信息传输和交换具有重要意义。

Matlab作为一种强大的科学计算软件,被广泛应用于通信系统的仿真设计中。

本课程设计旨在通过Matlab软件进行通信系统的仿真设计,帮助学生掌握通信系统的基本原理和仿真方法,提高其工程实际应用能力。

二、课程设计目标1.了解通信系统的基本原理和结构;2.掌握Matlab编程基础及其在通信系统仿真中的应用;3.掌握通信系统常用信号处理技术;4.能够利用Matlab软件对通信系统进行仿真设计和性能分析。

三、课程设计内容1.通信系统基础知识介绍1.1 通信系统的基本原理1.2 通信系统的结构和功能2.Matlab编程基础2.1 Matlab语言基础2.2 Matlab基本操作和常用函数3.通信系统仿真设计3.1 通信系统信号生成和处理3.2 信道模型和噪声分析4.通信系统性能分析4.1 误码率性能分析4.2 信噪比分析4.3 频谱分析5.通信系统仿真设计案例分析5.1 数字调制与解调仿真设计5.2 OFDM系统性能分析5.3 MIMO系统仿真设计及性能分析四、课程实践环节1.使用Matlab进行通信系统仿真设计的基本操作演练;2.利用Matlab开发和验证通信系统中的基本算法;3.对通信系统的性能进行仿真分析,并进行结果验证;4.辅助课程设计项目的实践环节,帮助学生加深对通信系统仿真设计的理解和掌握。

五、课程设计评价1.学生综合能力的评价1.1 学生对通信系统基础知识的掌握情况1.2 学生Matlab编程能力的提升情况1.3 学生通信系统仿真设计能力的提高情况2.课程设计效果的评价2.1 课程内容是否能满足学生学习需求2.2 课程设计项目实践环节的实际效果2.3 课程设计是否对学生的就业和科研有帮助六、课程设计具体步骤1.明确课程设计目标和内容,制定详细的教学计划;2.准备教学资源和实践环节所需的软硬件设备;3.进行教师培训,提高教师对课程设计内容和实践操作的掌握程度;4.组织学生参与通信系统的相关理论学习和Matlab编程基础课程;5.根据课程设计内容和步骤进行实践操作演练;6.指导学生进行通信系统的仿真设计和性能分析实践;7.进行课程设计项目实践环节,辅助学生加深对通信系统仿真设计的理解和掌握;8.评价课程设计效果,总结经验和改进措施。

通信系统建模与仿真课程设计

通信系统建模与仿真课程设计

通信系统建模与仿真课程设计1. 课程设计概述本课程设计旨在通过实际操作,让学生掌握通信系统建模与仿真方法,并能够利用计算机软件进行仿真。

本课程设计主要分为三个部分,分别为理论学习、仿真实验和实验报告撰写。

在理论学习部分,学生将学习通信系统建模的理论知识;在仿真实验部分,学生将通过计算机仿真软件进行实际操作,并仿真分析通信系统性能;在实验报告撰写部分,学生将撰写本次实验的报告,总结实验结果并给出改进方案。

2. 理论学习2.1 通信系统建模基础通信系统建模是通信系统设计的重要部分,其主要目的是建立一个数学模型,描述通信系统的各个组成部分间的关系。

通信系统建模可以大致分为系统的传输模型和噪声模型两部分。

系统的传输模型主要描述信道传输特性,如频率响应、时域响应等;噪声模型则描述了环境、电路和信号本身所引起的噪声影响。

2.2 通信系统仿真方法通信系统仿真是通过计算机对通信系统进行模拟,分析系统性能和验证系统的可行性。

通信系统仿真可以大致分为系统仿真和信号仿真两部分。

系统仿真主要是对通信系统整体进行仿真,分析系统的性能指标,如误码率、信噪比等。

信号仿真则是针对某个信号的特定特性进行仿真,如频谱、时域波形等。

3. 仿真实验3.1 实验内容本次仿真实验的主要内容是使用MATLAB软件对QPSK调制通信系统进行建模和仿真。

实验步骤如下:1.建立信道模型:使用MATLAB建立通信系统中各个模块的数学模型,包括信源、信道、调制器、解调器等模块。

2.信号发送:生成QPSK调制下的随机数据信号,通过调制器进行调制并发送。

3.信号接收:接收信号并通过解调器进行解调。

4.误码率分析:分析误码率、信噪比等性能指标,调整系统参数使其达到最优性能。

3.2 实验要求1.使用MATLAB软件完成实验。

2.通过改变系统参数,分析系统各项性能指标。

3.完成实验报告,并附上实验结果分析和总结。

4. 实验报告实验报告应该包括以下内容:1.实验目的:交代本次实验的目的。

通信系统建模与仿真课程设计

通信系统建模与仿真课程设计

通信系统建模与仿真课程设计2011 级通信工程专业1113071 班级题目基于SIMULINK的基带传输系统的仿真姓名学号指导教师2014年6月27日1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。

2基带系统的理论分析1.基带系统传输模型和工作原理数字基带传输系统的基本组成框图如图1 所示,它通常由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器与码元再生器组成。

系统工作过程及各部分作用如下。

定时信号图 1 :数字基带传输系统方框图发送滤波器进一步将输入的矩形脉冲序列变换成适合信道传输的波形。

这是因为矩形波含有丰富的高频成分,若直接送入信道传输,容易产生失真。

基带传输系统的信道通常采用电缆、架空明线等。

信道既传送信号,同时又因存在噪声和频率特性不理想而对数字信号造成损害,使得接收端得到的波形与发送的波形具有较大差异。

接收滤波器是收端为了减小信道特性不理想和噪声对信号传输的影响而设置的。

其主要作用是滤除带外噪声并对已接收的波形均衡,以便抽样判决器正确判决。

抽样判决器首先对接收滤波器输出的信号在规定的时刻(由定时脉冲控制)进行抽样,获得抽样信号,然后对抽样值进行判决,以确定各码元是“1”码还是“0”码。

2.基带系统设计中的码间干扰和噪声干扰以及解决方案由图1所示,其中发送滤波器的传递函数为,冲击响应为;接收滤波器的传递函数为,冲击响应为。

从到的传输过程中,各个脉冲信号经过信道与接收滤波器后可能发生不期望的变形,从而影响接收,这中间既有码间串扰又有噪声的影响。

经过接收滤波器后的输出信号为令,并令数字基带传输系统总的冲击响应为总的频响函数为于是记抽样定时为,得到抽样值,。

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Pulse恢复定时模块参数 Relay判决模块参数
图 5
基带传输系统的总模型:
图6 基带传输系统的总模型
5
1、曼彻斯特编码前与编码后波形
图7
2、发送数据波形与接收数据波形
图8
从以上两图可以看出,曼彻斯特的编码完全正确,发送数据波形与接收数据波形完全吻合,由于误码率很低且示波器的显示范围有限,在图8中看不到传输错误的码元。通过接收端与发送端时域波形对比,可以看出设计的抽样判决器的抽样判决门限比较合理,可以顺利的完成对基带信号的抽样判决,与理论分析相一致。
经过接收滤波器后的输出信号为
令 ,并令数字基带传输系统总的冲击响应为
总的频响函数为 于是
记抽样定时为 ,得到抽样值, 。 是相对固定的时延,不妨将其忽略。于是
式中,令 。式中的第一项对应所期望接收的 符号,;第二项是其他符号对当前符号 的干扰,称为码间串扰或码间干扰(ISI);第三项为噪声影响。
由于随机性的码间串扰和噪声的存在,使抽样判决电路在判决时可能判对,也可能判错。显然,只有当码间干扰和随机干扰很小时,才能保证上述判决的正确;当干扰及噪声严重时,则判错的可能性就很大。
抽样判决器首先对接收滤波器输出的信号 在规定的时刻(由定时脉冲 控制)进行抽样,获得抽样信号 ,然后对抽样值进行判决,以确定各码元 是 “1”码还是“0” 码。
2.基带系统设计中的码间干扰和噪声干扰以及解决方案
由图1所示,其中发送滤波器的传递函数为 ,冲击响应为 ;接收滤波器的传递函数为 ,冲击响应为 。从 到 的传输过程中,各个脉冲信号经过信道与接收滤波器后可能发生不期望的变形,从而影响接收,这中间既有码间串扰又有噪声的影响。
发送滤波器和接收滤波器的选择:基带系统设计的核心问题是滤波器的选取,根据对信源的分析,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,同时为了得到最大输出信噪比,在此选择平方根升余弦滤波器作为发送(接收)滤波器,滚降系数为0.5,接收滤波器与发送滤波器相匹配。以得到最佳的通信性能(即误码率最小)
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:
1要求基带系统的传输函数H(f)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。
6
刚开始拿到这个题目时,觉得很简单,因为通信建模书上有相似的例题,所以只是把两个例题的模块组合到一起,然后修改下要求的参数。但仿真后眼图很乱,而且发送数据和恢复数据波形相比有一定的延时。经过思考影响眼图的因素,最终发现原因在加性高斯信道上,信噪比高,眼图就好,信噪比低,眼图就很乱。由于发送滤波器和接受滤波器的滤波延时均设计为10传输码元间隙,所以在传输中共延时20个时隙,所以接受数据比发送数据延时了20个码元。
4、曼彻斯特码元与解码后的波形比较
图10
通过这两个波形比较,可以看出数据经过发送滤波器、AWGN信道、接收滤波器、采样、判决恢复后,基本完全与原波形一致。
5、接收眼图波形与分析
图11
(1)从上图中可以看出,眼图的线迹比较细,比较清晰,并且“眼睛”很大,说明误码率比较低,码间串扰与噪声对系统传输可靠性影响不大。
4
1信源的建模及相关参数设置
曼彻斯特码基带信号源需用到的simulink模块有“Bernoulli BinaryGenerator”、 “PulseGenerator”、“Relay”、“Product”。
考虑到设计要求,“Bernoulli BinaryGenerator”参数设置为“Sample time”为“1/1000”,其余参数为默认值;“PulseGenerator” 参数设置为“Sample time”为“1e-4”,“Period”为“10”“Pulse Width”为“5”,其余参数为默认值。“Relay”判决门限为0.5,大于0.5输出1,小于0.5则输出-1,其余参数为默认。“Product”所有参数均为为默认值。
通信系统建模与仿真课程设计
2011级通信工程专业1113071班级
题目基于SIMULINK的基带传输系统的仿真
姓名学号
指导教师胡娟
2014年6月27日
1
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。
其模型搭建方式如下图所示
伯努利二进制信源模块及参数的设置:
Bernoulli模块参数
图 2
由伯努利信源产生曼彻斯特码建模及参数设置:
Pulse模块参数 Relay模块参数
图 3
发送滤波器、信道、接收匹配滤波器的建模及参数设置:
发送滤波器参数 AWGN参数
匹配接收滤波器参数
图4
抽样与判决器的建模及参数设置:
7
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
这次课程设计虽然很短,但我学到了很多东西。起步的时候仍然遇到一些问题不能深入地思考,对Simulink中的通信系统模型的搭建流程及各种功能模块的作用和参数设置的具体情况理解不够充分。在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。通过这次课程设计之后,从理论到实践,翻阅了许多书籍和资料,体会到了MATLAB在实际应用中的强大功能,学会了用软件帮助我们学习通信原理和数字信号处理。这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在同学的帮助下终于迎刃而解。
信道的选择:信道是允许基带信号通过的媒质,通常为有线信道,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。
抽样判决器的选择: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。根据曼彻斯特码的码性特点,故在接收中的判决门限为0。即采用由“PulseGenerator”脉冲模块“Relay”判决模块“Product”相乘器模块“TriggeredSubsystem”保持模块构成的抽样判决器。
、误码有可能是由于噪声造成的。由于噪声的存在,可能会使原有基带信号的正负电平出现逆转,由于抽样判决门限为0,造成判决出错出现误码。
、有可能是码间干扰的原因。虽然理论分析可以完全消除码间干扰,但是由于平方根升余弦滤波器等部件不可能是完全理想的,所以在仿真及实际工程中码间干扰是不会完全消除的。
、由于采用相乘器等模块构造解码器,其解码过程也有可能会出错。
发送信号功率谱接收信号功率谱
图12
从两图比较中可以看出,接收信号的功率谱与发送信号的功率谱基本完全一样,说明整个基带传输系统模型的设计是合理的,能满足要求,具有较好的抗码间串扰的能力。
7、误码率统计与分析
图 13
图 14
通过误码率统计“Display”模块可知该系统的误码率为0.0095,且误码率会随着仿真时间的增长逐步降低。由图 14发送数据波形与接收数据波形比较,可以看到中间有一处出现了错误:原码为“0”,接收到的却是“1”。原因可能有以下几个方面:
3、经过滤波器、信道的各点时域波形
图9
上图第一个波形为发送滤波器输出端时域波形,产生了规律的比较适合信道传输的波形,比较光滑。中间的波形为信道输出端的时域波形,由于信噪比不是太高,对发送滤波器输出的信号影响不明显。最下端的波形为接收滤波器输出时域波形。可以见的,噪声被基本滤除,接收滤波器输出波形比较平滑。
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:
1在接收端进行抽样判决;②匹配滤波,使得系统输出性噪比最大。
3
信源的选择: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。本次课程设计所采用的曼彻斯特码就是一种典型的双极性不归零码。在simulink的环境下产生该信号需将“Bernoulli BinaryGenerator”模块和 “PulseGenerator”模块各自产生的信号经过一个“Relay”模块判决后再经过一个相乘器“Product”模块。
(2)从上图中可以看出最佳时刻是0.2,0.7,1.2,1.7左右等时刻“眼睛”最大即抽样最佳时刻。
(3)因为眼图眼边的斜率比较大,所以看出定时误差灵敏度比较敏感。
(4)“眼睛”张开的宽度为可抽样的时间范围。
(5)抽样时刻,上下两个阴影区的间隔距离之半为噪声容限,若噪声瞬时值超过它就可能发生错判。
6、发送信号与接收信号功率谱估计与分析
2
1.基带系统传输模型和工作原理
数字基带传输系统的基本组成框图如图1所示,它通常由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器与码元再生器组成。系统工作过程及各部分作用如下。
M进制数字信息输出
定时信号
图 1 :数字基带传输系统方框图
发送滤波器进一步将输入的矩形脉冲序列变换成适合信道传输的波形 。这是因为矩形波含有丰富的高频成分,若直接送入信道传输,容易产生失真。
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