实验三数字基带传输系统建模和仿真

1、实验三 数字基带传输系统的建模与仿真一 实验目的1. 了解数字基带传输系统的建模过程2. 了解数字基带传输系统的仿真过程二 实验内容建立一个基带传输模型，发送数据为二进制双极性不归零码，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配，接收机能自行恢复系统同步信号。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。三 实验原理数字基带传输系统框图如图5-1所示，它主要由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器和抽样判决器等部件组成为保证数字基带。系统正常工作，通常还应有同步系统。脉冲形成器信道接收滤波器抽样判决器同步提取输

2、入图5-1 数字基带传输系统发送滤波器定时脉冲输出信道信号形成器图中各部分原理及作用如下：脉冲形成器：输入的是由电传机、计算机等终端设备发送来的二进制数据序列或是经模/数转换后的二进制脉冲序列，用表示，它们一般是脉冲宽度为的单极性码。脉冲形成器的作用是将变换成比较适合信道传输的码型，并提供同步定时信息，使信号适合信道传输，保证收发双方同步工作。发送滤波器：发送滤波器的传输函数为，其作用是将输入的矩形脉冲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。信道：信道传输函数为。基带传输的信道通常为有线信道，如市话电缆和架空明线等，信道的传输特性通常是变化

3、的，信道中还会引入噪声。在通信系统的分析中，常常把噪声等效，集中在信道引入。这是由于信号经过信道传输，受到很大衰减，在信道的输出端信噪比最低，噪声的影响最为严重，以它为代表最能反映噪声干扰影响的实际情况。但如果认为只有信道才引入噪声，其他部件不引入噪声，是不正确的。接收滤波器：接收滤波器的传输函数为，它的主要作用是滤除带外噪声，对信道特性进行均衡，使输出信噪比尽可能大并使输出的波形最有利于抽样判决。抽样判决器：它的作用是在信道特性不理想及有噪声干扰的情况下，正确恢复出原来的基带信号。为保证正确恢复信号，同步系统是必不可少的。四 实验要求1. 按要求设计仿真参数；2. 按计算所得参数建立SIMU

4、LINK系统模型；3. 设置各模块参数及仿真参数后仿真系统；4. 分析仿真结果。5. 撰写实验报告。五 实验过程及结果 3.1基带传输系统的仿真【实例3.1】试建立一个基带传输模型，发送数据为二进制双极性不归零码，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，接收机能自行恢复系统同步信号。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。假设接收定时恢复是理想的。设计系统仿真采样率为1e4Hz，滤波器采样速率等于系统仿真采样率。数字信号速率为1000bps，故在进入发送滤波

5、器之前需要10倍升速率，接收解码后再以10倍降速率来恢复信号传输比特率。仿真模型如图3-1所示，其中系统分为二进制信源、发送滤波器、高斯信道、接收匹配滤波器、接收采样、判决恢复以及信号测量等7部分，子模块如图3-2所示。二进制信源输出双极性不归零码，并向接收端提供原始数据以便对比和统计误码率。发送滤波器和接收滤波器是相互匹配的，均为平方根升余弦滤波器，高斯信道采用简单的随机数发生器和加法器实现。由于接收定时被假定是理想的，可用脉冲发生器实现1000Hz的矩形脉冲作为恢复定时脉冲，以乘法器实现在最佳采样时刻对接收滤波器输出的采样。然后对采样结果进行门限判决，最佳门限设置为零，判决输出结果在一个传

6、输码元时隙内保持不变，最后以10倍降速率采样得出采样率为1000Hz的恢复数据。图3-1 高斯信道下的基带传输系统测试模型图3-2 定时提取子系统的内部结构 由于发送滤波器和接收滤波器的滤波延迟均设计为10个传输码元时隙，所以在传输中共延迟20个时隙，加上接收机采样和判决恢复部分的0个时隙的延时，接收恢复数据比发送信源数据共延迟了20个码元。因此，在对比收发数据时需要将发送数据延迟20个采样单位（时隙）。各部分测试仿真结果如图3-3所示。信号测量部分对接收滤波器输出波形的眼图。收发数据波形以及误码率进行了测量，仿真结果如图3-4所示，其中信道中噪声方差为0.00，测试误码率结果为0.00.a)发送部分测试仿真结果 b）接收部分测试仿真结果 c) 定时子系统测试仿真结果图3-3 各部分测试仿真结果 图3-4 高斯信道下的基带传输系统测试仿真结果六 实验总结本次实验熟悉了数字基带传输系统的建模和仿真过程，通过对实例3-1的