【導讀】數(shù)字通信的根本任務是遠距離、準確地傳輸數(shù)字信息。因此，選擇對線路傳輸碼進行仿真研究。本次畢業(yè)設計運用仿真軟件對三種不同的線。統(tǒng)的頻譜特點與誤碼率情況，并對仿真結果進行分析。文文獻不少于3篇。1月10日─3月20日：查閱資料，完成外文翻譯原文和開題報告。3月21日——4月20日：數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的基本仿真設計并提交中期檢查報告。4月21日——5月20日：進一步完善數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的仿真設計，準備作品驗收。5月21日——6月15日：撰寫、修改畢業(yè)設計論文，準備并完成答辯。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.......錯誤!常見的幾種傳輸碼型...............錯誤!無碼間串擾的條件的傳輸特性的設計..錯誤!雙相碼系統(tǒng)參數(shù)設置......

　　

【正文】 模塊里“ Count direction” 設置為“ Up”，“ Count event” 設置為 “Risi ng edge” ， “ Maximum count”設置為“ 1”， 其它為 默認值。“ Relay” 模塊里“ Switch on point”和“ Switch off point”都設為“ eps”，“ Output when on”設為“ 1”，“ Output when off”設為“ 1”，當計數(shù)器中檢測到奇數(shù)位的 1 時記為“ 1”，檢測到偶數(shù)位的 1 時記為“ 1” ，其他為默認值。 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制碼通過脈沖發(fā)生器“ Pulse Generator”變?yōu)閱螛O性歸零碼，然后通過“ Counter”奇偶計數(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)設置：“ Discrete Filter”“ Discrete Filter1” 參數(shù)設置和雙相碼相同。 “ Upsample”模塊里“ Upsample factor”設置為“ 2” ，其它值默認。 （ 3）抽樣判決和解碼模塊參數(shù)設置 :“ Pulse Generatorl”模塊里“ Amplitude”設為“ 1”，“ Period”設為“ 10”，“ Pulse width”設為“ 1”，“ Sample time”設為“ 1/10000”，其他為默認值?！?Relay” 判決 模塊里“ Switch on point”和“ Switch off point”都設為“ 1”，“ Output when on”設為“ 1”，“ Output when off”設為“ 0”，當采樣點的幅值大于 1 則判為 1，小于 1 則判為 0，其他為默認值?！?Downsample”模塊里“ Downsample factor”設為“ 2”，其他為默認值。 AMI 碼解碼直接由“ Abs”模塊完成，即對編碼后接收到的碼序列取絕對值 ，原來的“ 1”碼還是 1，“ 0”碼還是 0，“ 1”碼變?yōu)?，這就對 AMI 碼進行了解碼。 （ 4）噪聲環(huán)境下參數(shù)設置 “ Gaussian Noise Generator” (高斯噪聲 )：“ Variance”設置為 ， “ Initial seed” 設置為 41，“ Sample time”設置為 1/1000，要對比三種噪聲對系統(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)設置與高斯噪聲相同。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 15 頁，共 36 頁 AMI 碼系統(tǒng)的仿真結 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 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 16 頁，共 36 頁 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)頻譜來看，傳輸基本是有 效的。第一行是信源端發(fā)送的信號波形，最后一行是接收端收到的信號波形，與第一行的基帶信號比較，波形相同，只是有時延而已，這說明所設計的基帶系統(tǒng)沒有產(chǎn)生誤碼，達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，易見此仿真達到了正確編解碼的目的，收發(fā)頻譜的趨勢基本收發(fā)頻譜的趨勢基本上是滿足 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 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 17 頁，共 36 頁 （ 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延，噪聲參數(shù)，升余弦滾降系數(shù)，本次畢 設主要研究的是噪聲相關參數(shù)對誤碼率的影響，故在研究時保持每種系統(tǒng)的時延均為 10，升余弦滾降系數(shù)為 。每種噪聲參數(shù)均設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，不過隨著仿真時間的延長，兩者數(shù)值更加接近。 當信道為理想信道時，觀察到的眼圖應該是一只大而清晰的“眼睛”。當有噪聲時，噪聲會疊加在信號上。通過給加入的三種噪聲設置同樣的參數(shù) ，設置多組后發(fā)現(xiàn)，當幾個值同時變小時，誤碼率也在減小。其中，加入瑞利噪聲的眼圖最為清晰，沒有“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。 傳號差分碼的系統(tǒng)模型設計 傳號差分碼 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應模型是完全相同的。 （ 3） 抽樣判決和解碼模塊： 傳號差分碼 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 傳號差分碼 基帶傳輸系統(tǒng)設計總圖 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 18 頁，共 36 頁 傳號差分碼系統(tǒng)參數(shù)設置 理想環(huán)境下參數(shù)設置 （ 1）信源模塊參數(shù)設置：“ Bernoulli Binary Generator”模塊參數(shù)設置和雙相碼相同?！?Logical Operator”模塊里“ Operator”設置為“ XOR”，“ Number of input ports”設置為“ 2”，其他為默認值。傳號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)設置：“ Discrete Filter”“ Discrete Filter1” 參數(shù)設置和雙相碼相同。 （ 3）抽樣判決和解碼模塊參數(shù)設置 :“ Pulse Generatorl”模塊里“ Amplitude”設為“ 1”，“ Period”設為“ 10”，“ Pulse width”設為“ 1”，“ Sample time”設為“ 1/10000”，其他為默認值?！?Relay”判決模塊里“ Switch on point”和“ Switch off point”都設為“ 1”，“ Output when on”設為“ 1”，“ Output when off”設為“ 0”，當采樣點的幅值大于 則判為 1，小于 則判為 0，其他為默認值。解碼 “ Logical Operator”模塊和“ Unit Delay”模塊參數(shù)設置與信源里的對應模塊值相等。 （ 4）噪聲環(huán)境下參數(shù)設置 “ Gaussian Noise Generator” (高斯噪聲 )：“ Variance”設置為 ， “ Initial seed” 設置為 41，“ Sample time”設置為 1/1000，要對比三種噪聲對系統(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)設置與高斯噪聲相同。 傳號差分碼系統(tǒng)的仿真結果及分析 （ 1）傳號差分碼系統(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。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 19 頁，共 36 頁 （ a） 傳號差分碼 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 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 20 頁，共 36 頁 從三種噪聲所得到的波形以及收發(fā)頻譜來看，傳輸基本是有效的。第一行是信源端發(fā)送的信號波形，最后一行是接收端收到的信號波形，與第一行的基帶信號比較，波形相同，只是有時延而已，這說明所設計的基帶系統(tǒng)沒有產(chǎn)生誤碼，達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，易見此仿真達到了正確編解碼的目的，收發(fā)頻譜的趨勢基本收發(fā)頻譜的趨勢基本上是滿足 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） 傳號差分 碼 系統(tǒng)在高斯噪聲下的眼圖 （ b） 傳號差分 碼 系統(tǒng)在高斯噪聲下誤碼率 （ c） 傳號差分 碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下的眼圖 （ d） 傳號差分 碼 系統(tǒng)在瑞利噪聲下誤碼率