通信原理基于MATLAB Simulink 基带传输系统仿真实现

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1.数字基带传输系统的简介及实现方法

（1）数字基带信号

　　通信的根本任务是远距离传输信息，准确地传输数字信息是数字通信中的一个重要环节。在数字传输系统中，其传输对象通常是二进制数字信息。它可以是来自计算机、网络或其他数字设备的各种数字代码，也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号。数字信息在一般情况下可以表示为一个数字序列：

　　…,a-2 ,a-1 ,a0 ,a1 ,a2 ,…,an ,…

　　简记为{an}。an是数字序列的基本单元，称为码元。每一个码元只能取离散的有限个值，例如在二进制中，an取0或1两个值；在M进制中，an取0,1,2，...，M-1等M个值，或者取二进制码的M种排列。

    由于码元只有有限个可能取值，所以通常用不同幅度的脉冲表示码元的不同取值，例如用幅度为A的矩形脉冲表示1，用幅度为-A的矩形脉冲表示0.这种脉冲信号被称为数字基带信号，这是因为它们所占据的频带通常从直流和低频开始。

（2）数字基带传输

    在数字传输系统中所传输的通常是二元数字信号。设计数字传输系统要考虑的基本想法是选择一组有限个离散的波形来表示数字信息。这些离散波形可以是载波进行调制后的波形也可以是不经过调制的不同电子信号。来自数据终端的原始数据信号，或者是来自模拟信号经数字化处理后的PCM码组，AM序列等等都是基带数字信号。这些信号往往包含丰富的低频分量。有些场合可以不经过载波调制和解调过程而直接传输，称为基带传输。

    系统基带波形被脉冲变换器变换成适应信道传输的码型后，就送入信道，一方面受到信道特性的影响，使信得产生畸变；另一方面信号被信道中的加性噪声所叠加，造成信号的随即畸变，因此，在接收端必须有一个接收滤波器，使噪声尽可能受到抑制，为了提高系统的可靠性，在安排一个有限整形器和抽样判决器组成的识别电路，进一步排除噪声干扰和提取有用信号。对于抽样判决，必须有同步信号提取电路。在基带传输中，主要采用位同步。同步信号的提取方式采用自同步方式（直接法）。同步系统性能的好坏将直接影响通信质量的好坏，甚至会影响通信能否正常进行。

（3）数字基带传输系统

    基带传输包含着数字通信技术的许多问题，频带传输是基带信号调制后再传输的，因此频带传输也存在基带问题。基带传输的许多问题，频带传输同样须考虑。如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统。理论上还可证明，任何一个采用线性调制的频带传输系统，总是可以由一个等效的基带传输系统来代替。

　　数字基带系统的基术结构如图1.1所示。

    信道信号形成器：基带传输系统的输入是由终端设备或编码器产生的脉冲序列，它不一定适合直接在信道中传输。信道信号形成器的作用就是把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的是与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和抽样判决。

    信道：允许基带信号通过的媒质。信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，恒参信道如（明线、同轴电缆、对称电缆、光纤通道、无线电视距中继、卫星中继信道）对信号传输的影响注要是线形畸变；随参信道如（短波电离层反射、对流层散射信道等)对信号传输的影响主要有频率弥散现象（多径传播）、频率的选择性衰落。信道的线性噪声和加性噪声的影响。在通信系统的分析中，常常把噪声n(t)等效，集中在信道中引入。

    接收滤波器：主要作用是滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。

    抽样判决器：它是在传输特性不理想及噪声背景下，在由位定时脉冲控制的特殊点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。

    自同步法的同步提取电路：有两部分组成，包括非线型变换处理电路和窄带滤波器或锁相环。非线型变换处理电路的作用是使接收信号或解调后的数字基带信号经过非线型变换处理电路后含有位同步分量或位同步信息。窄带滤波器或锁相环的作用是滤除噪声和其他频谱分量，提取纯净的位同步信号。

第三阶段

1.仿真设计总图展示

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2.仿真系统各个模块介绍

（1）二进制信源：二进制信源发生器(Bernoulli Binary Generator)和单极性双向双极性转化器(Unipolar to Bipolar Converter)组成。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。

（2）发送/接收滤波器：发送/接收相互匹配，均为平方根升余弦滤波器。

（3）高斯信道：简单的加法器和随机数发生器实现。

（4）采样判决恢复：将接收定时被假定是理想的，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。

（5）信号测量部分：延时器(Integer Delay)、误码率计算器(Error Rate Calculation)、眼图(Discrete-Time Eye Diagram Scope)、显示器(Display)组成。

3.仿真结果图

眼图:
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其他部分信号波形图：

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部分参数设置要求

(1)bernoulli binary generator贝努利二进制序列产生器

　　设置采样时间【Sample time】为1/1000。
4 u6 v8 x" a6 ?(2)Unipolar to Bipolar Converter单极性向双极性转化器

　　单极性不归零向双极性归零转化【M-ary number】参数设置为２进制。

(3)Upsamle上采样

　　【Upsample factor,L】设置为10。

(4)Downsamle下采样

　　【Downsample factor,K】设置为10。

(5)Discrete Filter平方根升余弦滤波器（两个滤波器同步）

　　分母系数【Denominator: Dialog】设置为1。

　　分子系数【Numerator: Dialog】设置为rcosine（1,10,’fir/sqrt’,0.5,10）。

　　滤波器的采样时间【Sample time (-1 for inherited)】设置成1/10000。

(6)Integer Delay延时器

　　延迟22个时隙【Delay length: Dialog】设置成22。

peerless2021

这个梯形图有点像PLC

hfiwioq

你好，我按照你的参数进行了设置，但是我的眼图出来并不像你的这样好，我在matlab里面找的眼图名称是eye Diagram，和你的不一样 是不是还需要对眼图进行设置？麻烦回复一下，谢谢