数字基带传输系统仿真(matlab)

以数字基带传输系统为例, 在数字基带通信系统数学模型分析基础上, 设计了总体仿真框图. 利用MATLAB 对各个子系统进行了建模和封装, 建立了数字基带通信系统仿真模型, 并对仿真模型进行了测试.

第29卷　第3期2005年6月

武汉理工大学学报(交通科学与工程版)

JournalofWuhanUniversityofTechnology

(TransportationScience&Engineering)

Vol.29　No.3June2005

基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真3

许建霞　聂明新

(武汉理工大学信息工程学院　武汉　430063)

摘要:以数字基带传输系统为例,,图.利用MATLAB,,并对仿真模型进行了测试.结果表明,关键词:MA;:　　MATLAB是一种编程语言和可视化工具,它能对数据以图形的方式显示出来,使数据间的关系明了[1～3].MATLAB所包含的应用工具箱的功能非常丰富,提供的SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,支持线性和非线性系统,能够在连续时间域、离散时间域或者两者的混合时间域里进行建模,其中通信系统工具箱中包含了对通信系统进行分析和仿真所需的信源编码、纠错编码、信道、调制解调以及其他所用的库函数和模块[4,5].文中利用MAT2LAB对数字基带传输系统进行了建模和仿真并

传输特性H(Ξ)

H(Ξ)=GT(Ξ)C(Ξ)GR(Ξ

)

图1　基带系统模型

　　对于无码间干扰来说,传输特性H(Ξ)必须满足奈奎斯特第一准则,但从实际的滤波器的实现和对定时的要求等方面考虑,采用升余弦频谱特性的H(Ξ),在最佳系统下,C(Ξ)取1,GT(Ξ),GR(Ξ)均为升余弦频谱特性,它的传输函数

[5]

H(Ξ)为

(Ξ)=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

T0≤ Ξ <

对结果进行了分析,结果表明所建立的仿真系统达到了较高的精度.

T

1　数字基带传输系统模型

基带传输系统由发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器组成.如图1所示.an为发送滤波器的输入符号系列.在二进制的情况下,符号an

取值为0,1,接收滤波器的输出信号r(t)可表示为

∞

([

1+sin-Ξ)]≤ Ξ <

22ΑTTT

0 Ξ ≥

T

2　仿真软件的设计

2.1　总体设计

r(t)=

n=-∞

∑ag

n

R

(t-nTs)+n(t)

本系统的仿真软件设计采用了MATLAB中的提供的通信系统工具箱采用“自底向上”的设计方式,先完成每个部分的底层设计,封装成子系统后,再用其搭建仿真的一个总体框图.其仿真设计

∞jΞt

式中:gR(t)=GT(Ξ)C(Ξ)GR(Ξ)edΞ.

2Π-∞

　　gR(t)仅取决于发送滤波器至接收滤波器的

　　　　收稿日期:20050322

　　　　许建霞:女,29,助教,主要研究领域为通信与信息系统的教学与研究　　　3湖北省自然科学基金项目资助(批准号:2002AB017)

以数字基带传输系统为例, 在数字基带通信系统数学模型分析基础上, 设计了总体仿真框图. 利用MATLAB 对各个子系统进行了建模和封装, 建立了数字基带通信系统仿真模型, 并对仿真模型进行了测试.

　第3期

的总体框图如图2所示

.

许建霞等:基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真

图4　信道噪声生产模块

图2　仿真设计的总体框图

图5　抽样判决器

2.2　仿真软件各子系统的设计

1)信号生成模块　本系统采用RdWkspBlock模块,该模块利用MATLAB中的randint

　　6)位定时提取电路　本系统采用滤波法提取位同步信号.它由放大限幅器、微分全波整流器、窄带滤波器、移相器、脉冲形成器构成,其内部由以下子模块封装而成,如图6所示.

　　7)译码器　CMI7所示,延.

函数生成一组0～1之间随机取值的工作空间变量,并直接调用变量作为发送端的原始信号.

2)编码器　传输码的结构取决于实际信道特性和系统工作条件,传输码型种类多,用CMI

码,,具有离散谱,其编码规则:RZ“0”码,都编成“01”;NZ码的“1”码,在模式1时编为“01”,在模式2时编为“11”.编码器的仿真模型由以下子模块封装而成,如图3所示.

图6　位定时提取电路

图3　编码器

　　3)发送滤波器 接收滤波器　发送滤波器 接收滤波器均采用升余弦滤波器,升余弦滤波器是非因果滤波器,在实际设计当中是无法实现的,因为非因果滤波器要依赖将来的信息.为了解决这个问题,加一个时间延迟来实现.延迟时间为T的整数倍.滤波器的抽样时间为0.001s,滚降因子为0.5.

4)信道采用高斯白噪声信道　首先用一个随机数发生器生成服从标准正态分布的二进制随机数,均值为0,方差为1.在用一个增益模块和一

个常数模块对其进行修正

,增益模块参数为K,常数模块的参数为m,这样经过处理后输出的二进制随机数服从均值为m,方差为K的正态分布,作为噪声与送进来的信号相加.它由以下子模块封装而成.如图4所示.

　　5)抽样判决器　由抽样保持器和一个常数发生器以及一个比较器构成,

它将码元的值与门限比较,

若大于门限,则将该码元判为“1”,其余的码元判为“0”.其实现方案如图5所示.

图7　CMI码译码电路

8)误码仪　误码率的统计过程由误码仪

(Error2rateMeter)来完成

.它将发送端的信息码

元经过一定迟延后与接收端恢复的码元进行比较,若两者不同则认为码元错误传输,最后将误码的个数除以总的传输码元的个数,即得到误码率,这里要注意的是,接收端恢复的信号经过各种处理,存在一个延迟,在仿真之前设置参数delay.

3　仿真结果分析

1)根据以上仿真模型,借助示波器和功率谱

密度仪可分别观测到系统中各点的波形和信号的功率谱密度波形.图8,图9分别为信号源的时域波形和功率谱密度波形,图10,图11分别为相应

.CMI码的时域波形和功率谱密度波形

　　从功率谱密度波形图可以看出,大部分能量

集中在低频部分,仿真结果与理论波形图一致.

2)误码率分析　在估计通信系统的设计质

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以数字基带传输系统为例, 在数字基带通信系统数学模型分析基础上, 设计了总体仿真框图. 利用MATLAB 对各个子系统进行了建模和封装, 建立了数字基带通信系统仿真模型, 并对仿真模型进行了测试.

武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2005年　第29卷

量和技术、算法的性能时,通常使用误码率进行分析,在发送“0”和“1”等概率且在最佳判决时,理想系统误码率Pe=

图8

　信号源时域波形

erfc(2

22

),在大信噪比条

件下,Pe=

e-2Πr

,对本系统进行测试可得到

不同信噪比条件下的误码率Pe.其测试参数为:传送码元的个数为6000个,信噪比r=13时,

Error2rateMeter模块显示的误码数为1,误码率为0.00016666.理论值为Pe=0.00016597.测试结果与理论值基本一致.

图9　信号源功率谱密度波形

参考文献

1　李　燕.用MATLAB实现平动从动件凸轮机构的设

计和运动仿真.武汉理工大学学报(交通科学与工程

图10　CMI码时域波形

版),2003,27(4):572～574

2　吴　镇,孙国正.用MatLab实现门座起重机稳定性优

化计算.武汉理工大学学报(交通科学与工程版),

2000,24(5):570～572

3　汤中明,傅新平.用MATLAB实现对周期趋向性物流

需求的快速预测.武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2003,27(5):728～7 …… 此处隐藏：2706字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……