基于MATLAB的数字基带传输系统仿真实验设计.pdf
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基于MATLAB的数字基带传输系统仿真实验设计.pdf
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#年!
月山东工业大学学报$%&(#)%#第(#卷第#期*+,-./0+123/.4+.5,.678-269:
+198;3.+0+5:
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#基于ABCAD的数字基带传输系统仿真实验设计李蕾杜岩E山东大学信息科学与工程学院济南!
FG#H摘要介绍了I通信原理J课中数学基带传输系统实验的计算机仿真软件设计工作K该软件是在ABCAD动态系统仿真平台LMNCM)O上开发的P在对数字基带传输系统进行分析基础上K描述了仿真模型的建立Q实现以及仿真结果分析P关键词数字通信系统R计算机辅助实验R计算机仿真中图分类号B)S#P(引言数字基带传输系统是I通信原理J课程中非常重要的一部分基础性内容K为了使学生加深对通信系统的理解K其中的一些概念Q原理往往需要用实验来澄清K但是该实验的实验板在市场上没有销售K而且该实验几乎无法用硬件实现R一些替代性的实验K其实验结果由于受多种因素影响K也往往不能满足要求P因此K开发一套数字基带传输系统仿真实验软件是很有必要的P在仿真软件设计中采用了TUVW%XYZ公司的ABCAD作为仿真工具K其仿真平台LMNCM)O具有可视化建模和动态仿真的功能P用LMNCM)O构造仿真系统K方法简单直观K开发的仿真系统使用时间流动态仿真K可以准确描述真实系统的每一细节K并且在仿真进行的同时具有较强的交互功能K易于使用P另外该软件还具有较好的可扩展性和可维护性#P本文给出了采用仿真工具LMNCM)OK设计数字基带传输系统仿真实验软件的系统定义Q模型构造的过程P通过对仿真结果分析和误码性能测试表明K该仿真系统完全符合实验要求P#仿真系统分析与设计数字基带传输系统是把数字基带信号直接送往信道K不经调制直接传输的系统P数字收稿日期#SSS#_作者简介李蕾K女K#SG年生K通信与信息系统专业硕士研究生P杜岩K男K#SGG年生K博士K副教授P主要研究方向图像重建K信号与信息处理P万方数据!
山东工业大学学报#$%年基带系统的基本结构可以由图%的模型表示(发送滤波器)传输信道)接收滤波器等效为传输函数为*+,-基带形成网络.对于无码间干扰的基带传输系统来说.*+,-应满足奈奎斯特第一准则.在实验中一般取*+,-为升余弦滚降特性(在最佳系统下.取/+,-0%.12+,-和13+,-均为升余弦平方根特性-(传输信道中的噪声可看作加性高斯白噪声.用产生高斯随机信号的噪声源表示(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.6.滤波法提取位定时的原理可用图#表示(图%基带传输系统模型图#滤波法提取位定时信号原理图图7实验系统仿真模型+与图%相对应-根据以上系统分析.用89:
;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):
ABCDEFDG编?
解码器)位定时提取电路和采样判决电路这几个子系统(然后对子系统分别进行构造和测试H这些子系统是由89:
;模块库提供的万方数据第!
期李蕾等基于#$%&$的数字基带传输系统仿真实验设计()基本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+,-.为了显示仿真结果/在模型中添加了示波器0123456*功率谱密度仪0738591452:
9;?
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A6*眼图0BA5CD;E9;F4;59;:
396信号发生器产生固定码速率的二进制单极性不归零信号.H6发送I接收滤波器0J;?
5D23?
5K56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.P6采样判决01;F4DD52D56采样判决模块是在位定时信号上升沿到来的时刻/对接收到的基带信号进行采样*判决/恢复出信源比特流.Q6#;2O5?
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59编码器I解码器0#;2O5?
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59523D59ID523D596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#;2O5?
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59码/#;2O5?
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59编码器和解码器就完成码变换的功能/编码规则为!
RS!
T!
UVRT!
S!
+H-.,6位定时信号提取电器01A2O93W;:
342XE60图中12345!
C12345)是为观看各点波形添加的示波器6图P1A2O93W;:
342OE模块内部结构位定时提取模块在接收端采用滤波法提取同步信号/其内部结构如图P所示.与图H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!
V阶巴特沃斯带通滤波器+)-/通带宽度V.H9;DI?
.万方数据!
山东工业大学学报#$年%&定时信号()*+,-.*/0/*12/1*34&为提高实验系统的精度5也可以直接选择使用定时信号5而不必考虑定时误差对系统的影响6仿真结果分析仿真进行时5通过不同的显示模块可以观看到仿真实验系统各点的仿真结果6$&接收端信号波形和眼图图78%&图7接收信号波形图!
信噪比为$#9:
时的眼图图%信噪比为;#9:
的眼图滤波器滚降因数职$&采用同步提取&功率的谱密度图整流后的冲激信号图$#窄带滤波后的波形图$位定时脉冲从以上波形可见5实验仿真系统的仿真结果与理论结果相一致5达到了预期要求6下面为验证仿真系统的准确性5对系统进行定量分析6以下分析是在不考虑定时误差即直接采用位定时信号&的情况下5对系统进行的误码性能测试5作出误码性能曲线5并与理想系统性能进行比较的结果6万方数据第!
期李蕾等基于#$%&$的数字基带传输系统仿真实验设计()图!
*仿真系统误码率曲线与理想系统误码率曲线比较已知在无码间干扰的二进制双极性数字基带传输系统中+当信源发送,!
-码和,.-码等概+且在最佳判决门限电平/01.下2系统的误码率为3*4561!
*67897:
*其中+71!
;.个点进行误码率测试当信噪比?
!
.=时传送A.个码元+计算误码率B当信噪比?
C!
.=时传送!
.个码元+计算误码率2根据测得的数据在#$%&$命令窗内作误码率曲线并与理想系统误码率曲线比较+比较结果如图!
*所示2从图中可以看出+仿真系统误码率曲线与理想系统基本吻合2D结束语计算机仿真是根据被研究的真实系统的模型+利用计算机进行实验研究的一种方法2它具有利用模型进行仿真的一系列优点+如费用低+易于进行真实系统难于实现的各种试验+以及易于实现完全相同条件下的重复试验等2用计算机对通信原理实验进行仿真+可以节约资金+并且保证了实验效果+有利于推动教学的顺利进展2从以上仿真结果分析和误码性能验证来看+实验仿真系统完全达到了实际可用的要求2参考文献!
张志涌+刘瑞桢+杨祖樱2掌握和精通#$%&$E北京航空航天大学出版社+!
)F2*DG*A*樊昌信+詹道庸+徐炳祥+吴成柯2通信原理2北京国防工业出版+!
)A2).G!
D马宏杰2数据通信2北京中国铁道出版社+!
)A2DFGH.H丁玉美+高西全+彭学愚2数字信号处理2西安西安电子科技大学出版社+!
)H2*AG*(A郭梯云+刘增基+王新海+詹道庸+杨洽2数据传输2北京人民邮电出版社+!
)(2!
*DG!
H施阳+严卫生+李俊+郑会永2#$%&$语言精要及动态仿真工具IJ#K&JLM2西安西北工业大学出版社+!
)(2FG(!
万方数据!
山东工业大学学报#$年%&()*%+,-&.&+/(,012+%*3%&/3%-1+4%-&(&,-/56/4(/-+&3%&/1,-(%+*%378798:
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上接第pp页W&+)1.,0&,*1*)34X%+,-3*,Xk%-1+&%-+q04X+,-64,6/4+.rs9t=us9vws=vws9vxsyv?
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李蕾,杜岩作者单位:
山东大学信息科学与工程学院刊名:
山东工业大学学报英文刊名:
JOURNALOFSHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY年,卷(期):
2001,31
(1)引用次数:
2次参考文献(6条)参考文献(6条)1.张志涌.刘瑞桢.杨祖樱掌握和精通MATLAB19972.樊昌信.詹道庸.徐炳祥.吴成柯通信原理19953.马宏杰数据通信19954.丁玉美.高西全.彭学愚数字信号处理19945.郭梯云.刘增基.王新海数据传输19986.施阳.严卫生.李俊Matlab语言精要及动态仿真工具Simulink1998相似文献(0条)相似文献(0条)引证文献(2条)引证文献(2条)1.宋军.徐慧多进制基带信号功率谱密度的仿真分析期刊论文-计算机仿真2009(6)2.何忠蛟数字通信系统中信噪比与误码率关系的Matlab模拟期刊论文-湖北民族学院学报(自然科学版)2006(01)本文链接:
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- 关 键 词:
- 基于 MATLAB 数字 基带 传输 系统 仿真 实验 设计