【導(dǎo)讀】數(shù)字通信的根本任務(wù)是遠(yuǎn)距離、準(zhǔn)確地傳輸數(shù)字信息。因此，選擇對(duì)線路傳輸碼進(jìn)行仿真研究。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用仿真軟件對(duì)三種不同的線。統(tǒng)的頻譜特點(diǎn)與誤碼率情況，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。文文獻(xiàn)不少于3篇。1月10日─3月20日：查閱資料，完成外文翻譯原文和開(kāi)題報(bào)告。3月21日——4月20日：數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的基本仿真設(shè)計(jì)并提交中期檢查報(bào)告。4月21日——5月20日：進(jìn)一步完善數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備作品驗(yàn)收。5月21日——6月15日：撰寫(xiě)、修改畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，準(zhǔn)備并完成答辯。借助仿真軟件MATLAB，分別搭建了適合Manchester碼、AMI. 碼、差分碼傳輸?shù)臄?shù)字基帶系統(tǒng)的仿真模型,其包括信道編碼模塊，信道傳輸模塊，抽樣判決模塊和解碼模塊等。噪聲下傳輸性能最差。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的組成框圖及模型.......錯(cuò)誤!常見(jiàn)的幾種傳輸碼型...............錯(cuò)誤!無(wú)碼間串?dāng)_的條件的傳輸特性的設(shè)計(jì)..錯(cuò)誤!雙相碼系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置......

　　

【正文】 模塊里“ Count direction” 設(shè)置為“ Up”，“ Count event” 設(shè)置為 “Risi ng edge” ， “ Maximum count”設(shè)置為“ 1”， 其它為 默認(rèn)值。“ Relay” 模塊里“ Switch on point”和“ Switch off point”都設(shè)為“ eps”，“ Output when on”設(shè)為“ 1”，“ Output when off”設(shè)為“ 1”，當(dāng)計(jì)數(shù)器中檢測(cè)到奇數(shù)位的 1 時(shí)記為“ 1”，檢測(cè)到偶數(shù)位的 1 時(shí)記為“ 1” ，其他為默認(rèn)值。 根據(jù) AMI 碼的編碼規(guī)則，先將 “ Bernoulli Binary Generator”生成的單極性不歸零二進(jìn)制碼通過(guò)脈沖發(fā)生器“ Pulse Generator”變?yōu)閱螛O性歸零碼，然后通過(guò)“ Counter”奇偶計(jì)數(shù)器“ Relay” 模塊將奇數(shù)位上的“ 1”碼判為“ 1”，將偶數(shù)位上“ 1”碼判為“ 1”。 （ 2）傳輸模塊參數(shù)設(shè)置：“ Discrete Filter”“ Discrete Filter1” 參數(shù)設(shè)置和雙相碼相同。 “ Upsample”模塊里“ Upsample factor”設(shè)置為“ 2” ，其它值默認(rèn)。 （ 3）抽樣判決和解碼模塊參數(shù)設(shè)置 :“ Pulse Generatorl”模塊里“ Amplitude”設(shè)為“ 1”，“ Period”設(shè)為“ 10”，“ Pulse width”設(shè)為“ 1”，“ Sample time”設(shè)為“ 1/10000”，其他為默認(rèn)值?！?Relay” 判決 模塊里“ Switch on point”和“ Switch off point”都設(shè)為“ 1”，“ Output when on”設(shè)為“ 1”，“ Output when off”設(shè)為“ 0”，當(dāng)采樣點(diǎn)的幅值大于 1 則判為 1，小于 1 則判為 0，其他為默認(rèn)值?！?Downsample”模塊里“ Downsample factor”設(shè)為“ 2”，其他為默認(rèn)值。 AMI 碼解碼直接由“ Abs”模塊完成，即對(duì)編碼后接收到的碼序列取絕對(duì)值 ，原來(lái)的“ 1”碼還是 1，“ 0”碼還是 0，“ 1”碼變?yōu)?，這就對(duì) AMI 碼進(jìn)行了解碼。 （ 4）噪聲環(huán)境下參數(shù)設(shè)置 “ Gaussian Noise Generator” (高斯噪聲 )：“ Variance”設(shè)置為 ， “ Initial seed” 設(shè)置為 41，“ Sample time”設(shè)置為 1/1000，要對(duì)比三種噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響，則 “ Rayleigh Noise Generator” (瑞利噪聲 )和“ Rician Noise Generator” (萊斯噪聲 )的參數(shù)設(shè)置與高斯噪聲相同。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè)，共 36 頁(yè) AMI 碼系統(tǒng)的仿真結(jié) 果及分析 AMI 碼系統(tǒng)在高斯噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖，如圖 所示。 （ a） AMI 碼 系統(tǒng)在高斯噪聲下的波形圖 （ b）發(fā)送端的頻譜 （ c）接收端的頻譜 圖 AMI 系統(tǒng)在高斯噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖 AMI 碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖，如圖 所示。 （ a） AMI 碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下的波形圖 （ b）發(fā)送端的頻譜 （ c）接收端的頻譜 圖 AMI 系統(tǒng)在瑞利噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè)，共 36 頁(yè) AMI 碼 系統(tǒng)在萊斯噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖，如圖 所示。 （ a） AMI 碼 系統(tǒng)在萊斯噪聲下的波形圖 （ b）發(fā)送端的頻譜 （ c）接收端的頻譜 圖 AMI 系統(tǒng)在萊斯噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖 從三種噪聲所得到的波形以及收發(fā)頻譜來(lái)看，傳輸基本是有 效的。第一行是信源端發(fā)送的信號(hào)波形，最后一行是接收端收到的信號(hào)波形，與第一行的基帶信號(hào)比較，波形相同，只是有時(shí)延而已，這說(shuō)明所設(shè)計(jì)的基帶系統(tǒng)沒(méi)有產(chǎn)生誤碼，達(dá)到了基本的抗碼間干擾和抗噪聲干擾的目的。第二行為編碼后的波形，易見(jiàn)此仿真達(dá)到了正確編解碼的目的，收發(fā)頻譜的趨勢(shì)基本收發(fā)頻譜的趨勢(shì)基本上是滿(mǎn)足 函數(shù)的曲線，收發(fā)碼基本正確。 AMI 碼 系統(tǒng)在三種噪聲下眼圖和誤碼率，如圖 。 (a） AMI碼系統(tǒng)在高斯噪聲下的眼圖 （ b） AMI 碼系統(tǒng)在高斯噪聲下誤碼率 （ c） AMI碼系統(tǒng)在瑞利噪聲下的眼圖 （ d） AMI 碼系統(tǒng)在瑞利噪聲下誤碼率 aS 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè)，共 36 頁(yè) （ e） AMI 碼系統(tǒng)在萊斯噪聲下的眼圖 （ f） AMI 碼系統(tǒng)在萊斯噪聲下誤碼率 圖 AMI 碼 系統(tǒng)在三種噪聲下眼 圖和誤碼率 這三種環(huán)境下的傳輸系統(tǒng)的誤碼率的影響因素有時(shí)延，噪聲參數(shù)，升余弦滾降系數(shù)，本次畢 設(shè)主要研究的是噪聲相關(guān)參數(shù)對(duì)誤碼率的影響，故在研究時(shí)保持每種系統(tǒng)的時(shí)延均為 10，升余弦滾降系數(shù)為 。每種噪聲參數(shù)均設(shè)置為可以讓誤碼率最小的數(shù)值，由以上可以看出噪聲參數(shù)最佳時(shí)誤碼率的范圍都在誤差范圍內(nèi)。根據(jù)公式求得的誤碼率與理論誤碼率是有差距，不過(guò)隨著仿真時(shí)間的延長(zhǎng)，兩者數(shù)值更加接近。 當(dāng)信道為理想信道時(shí)，觀察到的眼圖應(yīng)該是一只大而清晰的“眼睛”。當(dāng)有噪聲時(shí)，噪聲會(huì)疊加在信號(hào)上。通過(guò)給加入的三種噪聲設(shè)置同樣的參數(shù) ，設(shè)置多組后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)幾個(gè)值同時(shí)變小時(shí)，誤碼率也在減小。其中，加入瑞利噪聲的眼圖最為清晰，沒(méi)有“雜線”，誤碼率最小。其次是加入萊斯噪聲的眼圖較為清晰，誤碼率也相當(dāng)小。加入高斯噪聲的眼圖是最不清晰，眼線混亂，誤碼率也最大。 傳號(hào)差分碼的系統(tǒng)模型設(shè)計(jì) 傳號(hào)差分碼 在理想環(huán)境下的系統(tǒng)模型由信源模塊、信道傳輸模塊、抽樣判決模塊和解碼模塊等組成。 （ 1）信源模塊： 傳號(hào)差分碼 基帶信源模塊由“ Bernoulli Binary Generator”、“ Logical Operator”、“ Unit Delay” 等組成。 （ 2） 傳輸模塊： 傳號(hào)差分碼在三種噪聲環(huán)境下信道傳輸和抽樣模塊的模型和雙相碼的對(duì)應(yīng)模型是完全相同的。 （ 3） 抽樣判決和解碼模塊： 傳號(hào)差分碼 抽樣判決模塊與雙相碼的模塊及原理相同。解碼模塊同傳號(hào)差分碼的信源編碼模塊。 （ 4）在含有噪聲的環(huán)境下，依次分別將“ Gaussian Noise Generator” (高斯噪聲 )、“ Rayleigh Noise Generator” (瑞利噪聲 )、“ Rician Noise Generator” (萊斯噪聲 )三種噪聲接入傳輸模塊的“ Sum”模塊，如圖 所示。 圖 傳號(hào)差分碼 基帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)總圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè)，共 36 頁(yè) 傳號(hào)差分碼系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 理想環(huán)境下參數(shù)設(shè)置 （ 1）信源模塊參數(shù)設(shè)置：“ Bernoulli Binary Generator”模塊參數(shù)設(shè)置和雙相碼相同。“ Logical Operator”模塊里“ Operator”設(shè)置為“ XOR”，“ Number of input ports”設(shè)置為“ 2”，其他為默認(rèn)值。傳號(hào)差分碼的編碼原則是遇到“ 1”碼發(fā)生跳變，遇到“ 0”碼繼續(xù)保持。 （ 2）傳輸模塊參數(shù)設(shè)置：“ Discrete Filter”“ Discrete Filter1” 參數(shù)設(shè)置和雙相碼相同。 （ 3）抽樣判決和解碼模塊參數(shù)設(shè)置 :“ Pulse Generatorl”模塊里“ Amplitude”設(shè)為“ 1”，“ Period”設(shè)為“ 10”，“ Pulse width”設(shè)為“ 1”，“ Sample time”設(shè)為“ 1/10000”，其他為默認(rèn)值?！?Relay”判決模塊里“ Switch on point”和“ Switch off point”都設(shè)為“ 1”，“ Output when on”設(shè)為“ 1”，“ Output when off”設(shè)為“ 0”，當(dāng)采樣點(diǎn)的幅值大于 則判為 1，小于 則判為 0，其他為默認(rèn)值。解碼 “ Logical Operator”模塊和“ Unit Delay”模塊參數(shù)設(shè)置與信源里的對(duì)應(yīng)模塊值相等。 （ 4）噪聲環(huán)境下參數(shù)設(shè)置 “ Gaussian Noise Generator” (高斯噪聲 )：“ Variance”設(shè)置為 ， “ Initial seed” 設(shè)置為 41，“ Sample time”設(shè)置為 1/1000，要對(duì)比三種噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響，則 “ Rayleigh Noise Generator” (瑞利噪聲 )和“ Rician Noise Generator” (萊斯噪聲 )的參數(shù)設(shè)置與高斯噪聲相同。 傳號(hào)差分碼系統(tǒng)的仿真結(jié)果及分析 （ 1）傳號(hào)差分碼系統(tǒng)在高斯噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖，如圖 所示。 （ a） 傳號(hào)差分碼 系統(tǒng)在高斯噪聲下的波形圖 （ b）發(fā)送端的頻譜 （ c）接收端的頻譜 圖 傳號(hào)差分碼 系統(tǒng)在高斯噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖 傳號(hào)差分碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖，如圖 所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè)，共 36 頁(yè) （ a） 傳號(hào)差分碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下的波形圖 （ b）發(fā)送端的頻譜 （ c）接收端的頻譜 圖 傳號(hào)差分碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖 傳號(hào)差分碼 系統(tǒng)在萊斯噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖，如圖 所示。 （ a） 傳號(hào)差分碼 系統(tǒng)在萊斯噪聲下的波形圖 （ b）發(fā)送端的頻譜 （ c）接收端的頻譜 圖 傳號(hào)差分碼 系統(tǒng)在萊斯噪聲下輸出波形和收發(fā)端的頻譜圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè)，共 36 頁(yè) 從三種噪聲所得到的波形以及收發(fā)頻譜來(lái)看，傳輸基本是有效的。第一行是信源端發(fā)送的信號(hào)波形，最后一行是接收端收到的信號(hào)波形，與第一行的基帶信號(hào)比較，波形相同，只是有時(shí)延而已，這說(shuō)明所設(shè)計(jì)的基帶系統(tǒng)沒(méi)有產(chǎn)生誤碼，達(dá)到了基本的抗碼間干擾和抗噪聲干擾的目的。第二行為編碼后的波形，易見(jiàn)此仿真達(dá)到了正確編解碼的目的，收發(fā)頻譜的趨勢(shì)基本收發(fā)頻譜的趨勢(shì)基本上是滿(mǎn)足 函數(shù)的曲線，收發(fā)碼基本正確。 AMI 碼 系統(tǒng)在三種噪聲下眼 圖和誤碼率，如圖 。 (a） 傳號(hào)差分 碼 系統(tǒng)在高斯噪聲下的眼圖 （ b） 傳號(hào)差分 碼 系統(tǒng)在高斯噪聲下誤碼率 （ c） 傳號(hào)差分 碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下的眼圖 （ d） 傳號(hào)差分 碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下誤碼率