基于Systemview的基帶傳輸系統(tǒng)仿真分析

1、基于System view的基帶傳輸系統(tǒng)學(xué)生姓名：* 指導(dǎo)老師：*摘 要：本課程設(shè)計(jì)主要是為了進(jìn)一步理解數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理，并能通過System View軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真，且通過對(duì)各個(gè)元件的參數(shù)進(jìn)行不同的設(shè)置，來觀察系統(tǒng)中各個(gè)模塊的輸出波形（尤其是眼圖的觀察）。在課程設(shè)計(jì)中，我們將用到System View仿真平臺(tái)，并構(gòu)建基帶信號(hào)傳輸模塊，觀察各個(gè)模塊的輸出波形。 關(guān)鍵詞：System View仿真平臺(tái)；數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)；參數(shù)設(shè)置；眼圖；誤碼率。1 引言1.1課程設(shè)計(jì)目的通過本課程的學(xué)習(xí)我們不僅能加深理解和鞏固理論課上所學(xué)的有關(guān)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本概念、基本

2、理論和基本方法，而且能鍛煉我們分析問題和解決問題的能力；同時(shí)對(duì)我們進(jìn)行良好的獨(dú)立工作習(xí)慣和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，為今后參加科學(xué)工作打下良好的基礎(chǔ)。1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容利用System View仿真平臺(tái),設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。信道中加入高斯白噪聲（均值為0，均方差可調(diào)），分析理解系統(tǒng)各個(gè)模塊的功能，并通過觀察眼圖，判斷系統(tǒng)信道中的噪聲情況。1.3 System View仿真平臺(tái)簡介 System View是用于系統(tǒng)仿真分析的軟件工具，它為用戶提供了一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與分析的可視化軟件環(huán)境，能進(jìn)行模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)、線性和非線性系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)，可對(duì)線性系統(tǒng)進(jìn)行拉氏變換和Z變換分析。基

3、本屬于一個(gè)系統(tǒng)級(jí)工具平臺(tái)，可進(jìn)行包括數(shù)字信號(hào)處理（DSP）系統(tǒng)、模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的仿真分析，并配置了大量圖符塊（Token）庫，用戶很容易構(gòu)造出所需要的仿真系統(tǒng)，只要調(diào)出有關(guān)圖符塊并設(shè)置好參數(shù)，完成圖符塊間的連線后運(yùn)行仿真操作，最終以時(shí)域波形、眼圖、功率譜、星座圖和各類曲線形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。System View的庫資源十分豐富，主要包括：含若干圖符庫的主庫（Main Library）、通信庫（Communications Library）、信號(hào)處理庫（DSP Library）、邏輯庫（Logic Library）、射頻/模擬庫（RF Analog Libr

4、ary）和用戶代碼庫（User Code Library）。 2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)工作原理2.1數(shù)字基帶信號(hào)和基帶傳輸系統(tǒng)介紹(1).數(shù)字基帶信號(hào)，即基頻、取值離散的信號(hào)，含有大量的低頻分量以及直流分量。如來自計(jì)算機(jī)、電傳機(jī)等數(shù)據(jù)終端信號(hào),或者是模擬信號(hào)經(jīng)數(shù)字化處理后的PCM信號(hào)。(2).數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)：不使用載波調(diào)制解調(diào)裝置，而直接傳送數(shù)字基帶信號(hào)的系統(tǒng)。2.2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成及原理（1）一般情況下，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)如圖所示：圖1-1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（2）本次課程設(shè)計(jì)所采用的簡單基帶傳輸系統(tǒng)組成框圖如1-2所示PN碼發(fā)生器低 通高 斯噪聲源加性高斯低通型信道圖1-2 簡單基帶傳輸

5、系統(tǒng)組成框圖形 成濾波器接 收判 決如圖圖1-2所示：【1】.PN碼發(fā)生器：以PN碼發(fā)生器模擬一個(gè)數(shù)據(jù)信源輸入基帶信號(hào)?！?】.形成濾波器：即信道信號(hào)形成器,產(chǎn)生適合于信道中傳輸?shù)幕鶐盘?hào)波形?！?】.信道：屬于加性高斯低通型信道，是基帶信號(hào)的傳輸媒介，噪聲的均值為0。內(nèi)含加法器，理想低通濾波器，高斯噪聲源。【4】.接收判決：包括接收濾波器和抽樣判決器。接收濾波器：接收有用信號(hào),濾出帶外噪聲,對(duì)信道特性均衡,使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。抽樣判決器：在傳輸特性不理想及噪聲北京下，在規(guī)定時(shí)刻對(duì)接收濾波器的輸出波形進(jìn)行抽樣判決，以恢復(fù)和再生基帶信號(hào)。2.2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的工作原理定量分析圖1

6、-3 基帶系統(tǒng)模型圖1-4基帶系統(tǒng)的各點(diǎn)波形示意圖參考上述圖1-3和圖1-4，假設(shè)為發(fā)送濾波器的輸入符號(hào)序列，在二進(jìn)制的情況下，符號(hào)的取值為0，1或+1，-1。此序列對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)可表示為 (2.2-1)此信號(hào)是有時(shí)間間隔為Ts的單位沖激函數(shù)構(gòu)成的序列，每個(gè)的強(qiáng)度由決定。當(dāng)d（t）激勵(lì)發(fā)送濾波器（即信道信號(hào)形成器）時(shí)，發(fā)送濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)為 (2.2-2) 設(shè)發(fā)送濾波器的傳輸特性為,則 (2.2-3) 若再設(shè)信道的傳輸特性為，接收濾波器的傳輸特性為，則圖1-3所示的基帶傳輸系統(tǒng)的總傳輸特性為 (2.2-4)其單位沖擊響應(yīng)為 (2.2-5)接受濾波器輸出信號(hào)為 (2.2-6)式中，是加性噪聲

7、經(jīng)過接收濾波器后輸出的噪聲。然后，抽樣判決器對(duì)r(t)進(jìn)行抽樣判決，以確定所傳輸?shù)臄?shù)字信息序列。 3 模塊設(shè)計(jì)與仿真圖分析3.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)電路圖（1）數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)system view仿真電路圖如圖1-5所示圖1-5數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)電路圖（2）系統(tǒng)所用模塊的參數(shù)設(shè)置如下所示圖1-6 Token 0參數(shù)設(shè)置圖1-7 Token 2參數(shù)設(shè)置圖1-8 Token 5參數(shù)設(shè)置圖1-9 Token 7參數(shù)設(shè)置圖1-10 Token 11參數(shù)設(shè)置圖1-11 Token 15參數(shù)設(shè)置圖1-12 定時(shí)設(shè)置（3）設(shè)置匯總表如下所示：（4）系統(tǒng)運(yùn)行后顯示為：圖1-13 Sink 3結(jié)果顯示圖圖1-14

8、Sink 4結(jié)果顯示圖圖1-15 Sink 10結(jié)果顯示圖圖1-16 Sink 12結(jié)果顯示圖圖1-17 Sink 14結(jié)果顯示圖圖1-18 Sink 3模塊 輸入信號(hào)功率譜密度顯示圖圖1-19 Sink 12模塊 輸出信號(hào)功率譜密度顯示圖圖1-20 sink 10模塊 眼圖顯示圖當(dāng)把所加的高斯噪聲均方差調(diào)為0.5時(shí)，眼圖如圖1-20所示：圖1-21 sink10模塊眼圖顯示圖結(jié)果說明：（1） 信道中加入的干擾噪聲越大，眼圖越不清晰，越紊亂。與噪聲均方差為0.1的干擾噪聲相比，可看出，噪聲越大，線條越粗，越模糊，“眼睛”睜開的越小。（2）抽樣判決后的輸出碼元波形與原始基帶信號(hào)相比有延時(shí)。原因是

9、由抽樣判決器引起的。當(dāng)抽樣速率越大時(shí)，誤差越小。4 結(jié)束語此次課程設(shè)計(jì)是我第一次做課程設(shè)計(jì)，剛開始沒用過System view這個(gè)通信仿真軟件，也沒做過課程設(shè)計(jì)，心中有種莫名的恐懼，但是入手后，尤其是克服了一個(gè)有一個(gè)困難時(shí)，我的探索欲望持續(xù)高漲。做這次課程設(shè)計(jì)的過程中，需要參數(shù)的設(shè)置，而參數(shù)的設(shè)置既需要科學(xué)的計(jì)算，又需要有足夠的耐心。比如，方差的設(shè)置是否恰當(dāng)直接關(guān)系到眼圖是否清晰和“睜得大”。以及有時(shí)候誤差設(shè)置得太大時(shí)，會(huì)引起誤碼等。不過到最后我都一一給克服了。這次課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，極大地拓寬了我的知識(shí)面。在實(shí)踐過程中，我把學(xué)過的通信原理、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理等各學(xué)科的理論運(yùn)用到其中來，把理論與實(shí)踐相結(jié)合，加深了我對(duì)這些理論的了解，使我能更好地運(yùn)用它。另外我也認(rèn)識(shí)和熟悉了System view這個(gè)通信仿真軟件，System view功能的強(qiáng)大也令我大開眼界，同時(shí)這次課程設(shè)計(jì)也大大激發(fā)了我的學(xué)習(xí)興趣。經(jīng)過了幾天的努力，我終于把這次設(shè)計(jì)完成了。這期間*老師和*老師熱心的指導(dǎo)給了我很大的幫助，還有許多同學(xué)的解答也使我大大受用，很感謝單老師和蔡老師以及幫助我的那些同學(xué)們。在這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的知識(shí)，加深了我對(duì)自己專業(yè)的了解，