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通信系统建模与仿真课程设计

题 目 基于Simulink的基带传输系统的仿真

2013年6月14日

1 任务书

试建立一个基带传输模型，发送数据为二进制双极性不归零码，发送滤波器

为平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.5，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配。发送数据率为1000bps。

（1） 设计接收机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，并统计误

码率。

（2） 要求观察接收信号眼图，说明眼图意义与影响因素，改变影响眼图的

参数，观察是否有变化。

（3） 设计定时提取系统，说明定时提取的原理，观察定时提取脉冲的波形，

说明其正确性。

2 基带系统的理论分析（1.基带系统传输模型和工作原理；2.基带系统设计中的

码间干扰和噪声干扰以及解决方案，3.定时提取原理）

1.基带系统传输模型和工作原理

数字基带传输系统的基本组成框图如图 1 所示，它通常由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器与码元再生器组成。系统工作过程及各部分作用如下。

M进制 数字信息 输出 发 送 带限接 收 抽样 抽样 滤波器 信 道 + 滤波器

判决 判决 ○ 定时信号

图 1 ：数字基带传输系统方框图

发送滤波器进一步将输入的矩形脉冲序列变换成适合信道传输的波形。这是因为矩形波含有丰富的高频成分，若直接送入信道传输，容易产生失真。

基带传输系统的信道通常采用电缆、架空明线等。信道既传送信号，同时又因存在噪声和频率特性不理想而对数字信号造成损害，使得接收端得到的波形与发送的波形具有较大差异。

接收滤波器是收端为了减小信道特性不理想和噪声对信号传输的影响而设置的。其主要作用是滤除带外噪声并对已接收的波形均衡，以便抽样判决器正确判决。

抽样判决器首先对接收滤波器输出的信号在规定的时刻（由定时脉冲控制）进行抽样，获得

抽样信号，然后对抽样值进行判决，以确定各码元 是 “1”码还是“0” 码。

2.基带系统设计中的码间干扰和噪声干扰以及解决方案

实际通信中传输信道的带宽是有限的，带限信道的冲击响应在时间上是无限的，因此一个时隙内代表数据的波形经过带限信道后将在邻近的其他时隙上形成非零值，即波形的拖尾。拖尾和邻近时隙的传输波形相互叠加，形成传输数据之间的混叠，造成码间串扰。由于随机性的码间串扰和噪声的存在，使抽样判决电路在判决时可能出错。显然，只有当码间干扰和随机干扰很小时，才能保证上述判决的正确；当干扰及噪声严重时，则判错的可能性就很大。

1）码间干扰及解决方案 码间干扰解决方案：

① 要求基带系统的传输函数H(w)满足奈奎斯特第一准则：

若不能满足奈奎斯特第一准则，在接收端加入时域均衡，减小码间干扰。②基带系统的系统函数H(ω)应具有升余弦滚降特性。如图2所示。这样对应的h(t)拖尾收敛速度快，能够减小抽样时刻对其他信号的影响即减小码间干扰。

2)噪声干扰及解决方案

噪声干扰：基带信号没有经过调制就直接在含有加性噪声的信道中传输，加性噪声会叠加在信号上导致信号波形发生畸变。 解决方案：

①在接收端进行抽样判决；②匹配滤波，使得系统输出性噪比最大。

3.定时提取原理：

双极性二进制信号本身不含定时信息，需要对其进行非线性处理（取绝对值），提取时钟的