數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真(編輯修改稿)
2025-07-20 06:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 字信宿編碼信道GR(ω) 發(fā)送濾波器 信道傳輸 接收濾波器 抽樣判決C(ω)GT(ω){an} {an} n（t）噪聲源 定時(shí)信號(hào)位定時(shí)抽取圖24數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型假設(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。為分析方便，我們把這個(gè)序列對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)表示成這個(gè)信號(hào)是由時(shí)間間隔為的單位沖激函數(shù)構(gòu)成的序列，其每一個(gè)的強(qiáng)度則由決定。當(dāng)激勵(lì)發(fā)送濾波器時(shí)，發(fā)送濾波器產(chǎn)生大輸出信號(hào)為式中：“*”是卷積符號(hào)；是單個(gè)作用下形成的發(fā)送基本波形，即發(fā)送濾波器的沖激響應(yīng)。設(shè)發(fā)送濾波器的傳輸特性為，則由下式確定若再設(shè)信道的傳輸特性為，接收濾波器的傳輸特性為，則圖12所示的基帶傳輸系統(tǒng)的總傳輸特性為其單位沖激響應(yīng)為是在單個(gè)作用下，形成的輸出波形。因此在沖激脈沖序列作用下，接收濾波器輸出信號(hào)可表示為式中，是加性噪聲經(jīng)過接收濾波器后輸出的噪聲。然后，抽樣判決器對(duì)進(jìn)行抽樣判決，以確定所傳輸?shù)臄?shù)字信息序列。例如，我們?yōu)榱舜_定第k個(gè)碼元的取值，首先應(yīng)該在時(shí)刻上對(duì)進(jìn)行抽樣，以確定在該樣點(diǎn)上的值。由上式可得式中：是第k個(gè)接收碼元波形的抽樣值，它是確定的依據(jù)；是除第k個(gè)碼元以外的其它碼元波形在第k個(gè)抽樣時(shí)刻上的總和，它對(duì)當(dāng)前碼元的判決起著干擾的作用，所以稱之為碼間串?dāng)_值，由于是以概率出現(xiàn)的，故碼間串?dāng)_值通常是一個(gè)隨機(jī)變量；是輸出噪聲在抽樣瞬間的值，它是一種隨機(jī)干擾，也會(huì)影響第k個(gè)碼元的正確判決。 第4章 MATLAB軟件簡介 MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平?！? MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++ ，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行以下各種工作： ● 數(shù)值分析 ● 數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 ● 工程與科學(xué)繪圖 ● 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 ● 數(shù)字圖像處理 技術(shù) ● 數(shù)字信號(hào)處理 技術(shù) ● 通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測試和測量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨(dú)提供的專用 MATLAB 函數(shù)集）擴(kuò)展了 MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。 20世紀(jì)70年代，美國新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任Cleve Moler為了減輕學(xué)生編程的負(fù)擔(dān)，用FORTRAN編寫了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市場。到20世紀(jì)90年代，MATLAB已成為國際控制界的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。 Matlab 語言的特點(diǎn)Matlab 語言有如下的特點(diǎn)：編程效率高用戶使用方便擴(kuò)充能力強(qiáng) 語句簡單，內(nèi)涵豐富高效方便的矩陣和數(shù)組運(yùn)算 方便的繪圖功能 第5章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則的有很多種，容易想到的一種極限情況，就是為理想低通型。 沖激響應(yīng) 傳輸特性圖51 理想低通傳輸系統(tǒng)特性理想低通信號(hào)的主要缺點(diǎn)：；物理上難以實(shí)現(xiàn)；（沖激響應(yīng)h(t)波形收斂速度較慢，拖尾以1/t速率衰減，當(dāng)存在定時(shí)誤差時(shí)會(huì)帶來比較大的干擾）如果抽樣時(shí)刻稍有偏差，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的碼間串?dāng)_。為了解決理想低通特性存在的問題，可以使理想低通濾波器特性的邊沿緩慢下降，這稱為“滾降”。只要在滾降段中心頻率處呈奇對(duì)稱的振幅特性，就必然可以滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則，從而實(shí)現(xiàn)無碼間串?dāng)_傳輸。按余弦特性滾降的傳輸函數(shù)可表示為 其相應(yīng)的為式中，為滾降系數(shù)，用于描述滾降程度。它定義為式中，為奈奎斯特帶寬；是超出奈奎斯特帶寬的擴(kuò)展量。 余弦滾降系基于matlab的程序及仿真結(jié)果根據(jù)以上系統(tǒng)分析,、發(fā)送/接收濾波器、傳輸信道、Manchester編/解碼器、:這些子系統(tǒng)是由SIMULINK模塊庫提供的基本模塊以及通信工具箱、數(shù)字信號(hào)處理工具箱提供的專用模塊搭建并且經(jīng)過封裝形成的[6].為了顯示仿真結(jié)果,在模型中添加了示波器(Scope)、功率譜密度儀(PowerSpectral Density)、眼(Eyediagramplot)、誤碼儀(Errorrate)等畫圖和顯示模塊.程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示：圖52 程序
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