通信课设报告

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院通信软件课程设计报告实习题目指导教师职称学生姓名学号日期实习题目指导教师职称学生姓名学号日期实习题目指导教师职称学生姓名学号日期设计题目基带传输的系统仿真指导教师职称讲师姓名学号日期基带传输的系统仿真摘要本课程设计是根据数字信号的基带传输原理，利用SYSTEMVIEW仿真软件来实现基带传输，然后将信源PN码和波形形成输出的功率谱进行比较，并观察信道输入和输出信号眼图的差别，根据运行结果和波形来分析该基带传输系统的性能及信道对信号传输的影响。关键词SYSTEMVIEW；基带传输；功率谱；眼图BASEBANDTRANSMISSIONSYSTEMSIMULATIONCOMPUTERANDINFORMATIONENGINEERINGCOLLEGECOMMUNICATIONSENGINEERINGABSTRACTTHISCOURSEISDESIGNEDACCORDINGTOTHEDIGITALSIGNALTRANSMISSIONPRINCIPLEOFBASEBAND,USINGTHESYSTEMVIEWSIMULATIONSOFTWARETOREALIZETHEBASEBANDTRANSMISSION,ANDTHENWILLPNCODEANDSOURCEWAVEFORMINGTHEOUTPUTPOWERSPECTRUMCARRIESONTHECOMPARISON,ANDOBSERVECHANNELINPUTANDOUTPUTSIGNAL,THEDIFFERENCEBETWEENTHEEYECHART,ACCORDINGTOTHEOPERATIONRESULTSANDWAVEFORMANALYSISTOTHEBASEBANDTRANSMISSIONSYSTEMPERFORMANCEANDCHANNELTOTHEINFLUENCEOFTHESIGNALTRANSMISSIONKEYWORDSSYSTEMVIEWBASEBANDTRANSMISSIONPOWERSPECTRUMEYECHART1引言基带传输，是一种不搬移基带信号频谱的传输方式。未对载波调制的待传信号称为基带信号，它所占的频带称为基带，可用于工业生产中，服务器终端服务器电话线基带终端。也可以用于对称电缆构成的近距离通信系统，例如以太网。所以，研究数字基带传输是非常有意义的。2SYSTEMVIEW仿真软件简介SYSTEMVIEW是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，SYSTEMVIEW在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。SYSTEMVIEW是美国ELANIX公司推出的，基于WINDOWS环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块TOKEN描述程序。利用SYSTEMVIEW，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从SYSTEMVIEW配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。3设计任务及主要技术指标和要求31熟悉SYSTEMVIEW系统，并在掌握基带传输原理的基础上，构造一个简单的基带传输系统。32观测输入和输出的时域波形，功率谱密度和眼图。根据运行结果和波形来分析该基带传输系统的性能及信道对信号传输的影响。33在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计报告，能够正确阐述和分析实验结果。4系统组成模块框图基带传输系统的组成框图如图1所示5工作原理PN码发生器巴特沃斯高斯噪声源加性高斯低通型信道图1基带传输系统组成框图BLACKMAN滤波器抽样判决器51PN码发生器基带传输系统的输入信号是由终端设备编码器产生的脉冲序列，为了使这种脉冲序列适合于信道的传输，一般要经过码型变换器，码型变换器把二进制脉冲序列变为双极性码，本设计中将其变换为PN码。52BLACKMAN滤波器因为该系统并不是无码间串扰的，为减小输出的误码率，所以必须使基带信号能量更为集中，通过实验得出输入滤波器采用BLACKMAN滤波器效果最佳。53巴特沃斯滤波器为了使输出波形失真程度最小，所以输出滤波器采用巴特沃斯滤波器，这种滤波器的输出曲线最平滑。54总体原理概述基带传输系统的输入信号是由终端设备编码器产生的脉冲序列，为了使这种脉冲序列适合于信道的传输，一般要经过码型变换器把二进制脉冲序列变为双极性码（PN码），同时通过BLACKMAN滤波器，使能量更为集中，这一切都是为了减小码间串扰。当信号经过信道时，由于信道特性不理想及噪声的干扰，使信号受到干扰而变形。在接收端为了减小噪声的影响，使信号进入接收滤波器，校正由于信道特性不理想而产生的波形失真或码间串扰。最后在取样定时脉冲到来时，进行判决以恢复基带数字码脉冲。6系统仿真的实现过程及分析61系统仿真原理图如图2所示图2系统仿真原理图62参数设置如图3所示编号图符块属性（ATTRIBUTE）类型（TYPE）参数设置（PARAMETERS）0SOURCEPNSEQAMP1V,OFFSET0V,RATE100HZ,LEVELS2,PHASE0DEG1BLACKMANPULSESHAPE,TIMEOFFSET0SEC,PULSEWIDTH001SEC,STDDEV03V2ADDER3SOURCEGAUSSNOISESTDDEV03V,MEAN0V4OPERATORLINEARSYSBUTTERWORTHLOWPASSIIR,5POLES,FC200HZ5OPERATORSAMPLERINTERPOLATING,RATE100HZ,APERTURE0SEC,APERTUREJITTER0SEC,6OPERATORHOLDLASTVALUE,GAIN2,OUTRATE10E3HZ7OPERATORCOMPARECOMPARISON,TRUEOUTPUT1V,FALSEOUTPUT0V,AINPUTT6OUTPUT0,BINPUTT8OUTPUT08SOURCESINUSOIDAMP0V,FREQ0HZ,PHASE0DEG9SINKANALYSISINPUTFROMT0OUTPUTPORT010SINKANALYSISINPUTFROMT1OUTPUTPORT011SINKANALYSISINPUTFROMT4OUTPUTPORT012SINKANALYSISINPUTFROMT7OUTPUTPORT0图363输入波形如图4所示（SINK9）图4输入波形64通过输入滤波器的波形如图5所示SINK10图5通过输入滤波器的波形65通过信道后的波形如图6所示SINK11图6通过信道后的波形66输出波形如图7所示SINK12图7输出波形67PN码输入和通过输入滤波器后的功率谱密度对比（SINK9和SINK10）通过此项分析，明显看出通过输入滤波器后，信号功率谱主要集中在低频端，能量相对集中，而PN码的功率谱主瓣外的分量较大。如图8所示，黄色为PN码的功率谱密度，绿色为过输入滤波器后的功率谱密度。图8PN码输入和通过输入滤波器后的功率谱密度68输入和输出眼图对比（SINK10和SINK11）从下面的眼图可以看出，经输入滤波器处理后的基带信号远比PN码信号平滑，经低通型信道后信号能量损失相对小一些。由于信道的不理想和叠加噪声的影响，信道输出眼图将比输入的差些，改变信道特性和噪声强度，眼图会发生明显变化，甚至产生明显的接收误码。如图9所示。图9输入和输出眼图对比7出现的问题及解决方法71设定参数的问题首先按照参考资料设置了参数，运行后发现结果不理想，于是根据需要改了一部分参数，经过多次尝试，最终得到了预想的结果。72结果图的比较问题根据课程设计要求，我得出了传输前后信号的功率谱，但却是单独成图，难以看出系统性能，后来经过与同学交流，发现可以将其放在同一图中相比较，如图10所示进行设置。图10功率谱比较设置图8小结通过本次课程设计，我对通信原理有了进一步的深入理解，同时也感受到了SYSTEMVIEW这款仿真软件功能之强大。在仿真过程中我遇到了许许多多的问题，但经过老师的指导和我自己不懈的努力终于将其一个一个的攻破，最终得出正确的实验结果，这三周来知识上的收获固然重要，但更为