基于matlab的通信信道及眼图的仿真 通信原理课程设计(3)

2019-04-17 00:46

K值为3.2时:

图b

莱斯信道模块用于莱斯衰落信道的基带仿真,适用于无线通信系统中发射信

号主要以视线方式传输到接收端情况下的模块进行仿真。输入信号为复信号,可以是离散或基于帧结构的列向量。莱斯信道衰落将引起信号能量的扩散,该模块参数K-factor是莱斯分布的统计描述,是信号直达方向功率与散射功率之比。无线系统中接收机与发射机之间的相对运动将引起信号频率的多普勒频移。多普勒频移的仿真参数可以在该模块的Maximum doppler shift 参数项中设置。参数Sample time表示采样周期,参数Delay指定传输延迟,参数Gain指定增益,参数Initial seed 指定高斯噪声产生的初始化种子值。上图b所示的各图实例仿真中,对FSK信号通过莱斯信道的误码率进行了仿真。K值愈大,表示多径的能量愈小,误码率愈小。多普勒频移愈小,误码率愈小。

三.眼图

评价基带传输系统的一种定性而方便的方法是观察接收端的基带信号波

形。如果将接收波形输入示波器的垂直放大器,把产生水平扫描的锯齿波周期与码元定时同步(这时每个码元将重叠到间隔(0,Ts)上),则在示波器屏幕上可以观察到类似人眼的图案,称之为“眼图”(eye pattern)。在二元码时,一个码元周期内只能观察到一只“眼睛”,三元码时能观察到两只“眼睛”,对于M元码则有(M-1)只“眼睛”。满足无码间串扰的基带信号,由于在相邻抽样时刻的串扰恒为零,因而可以得到轮廓非常清晰的且在M个电平处汇聚为一个点的眼图。如果不满足无码间串扰条件,则在抽样时刻的M个电平不可能聚为一点,而成发散状,从而“眼睛”的张开程度变小。“眼睛”的张开程度可以作为基带传输系统性能的一种度量,它不但反映串扰的大小,而且也可以反映信道噪声的影响。

眼图为基带传输系统的性能提供了大量的信息。在一般情况下: ?眼图张开部分的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样?重建的时间间隔,显然,抽样的最佳时刻是“眼睛”张开最大的时刻;

?“眼睛”在特定抽样时刻的张开高度决定了系统的噪声容限;

?“眼睛”的闭合斜率决定了系统对抽样定时误差的敏感程度,斜率愈大则对定时误差愈敏感。

我们仿真的是,产生一个二进制随机方波序列,画出通过升余弦滤波器后,方波的高频分量成分滤掉后绘出的眼图。 clear all;

x=randint(3000,1,2);

y=[[0];rcosflt(x,1,10)]; %绘出y的时域图形 figure(1) t=1:30061;

plot(t,y);axis([1,300,-0.5,1.5]); title('时域波形图') grid on

eyediagram(y,20,4); %调用MATLAB函数绘出y的 眼图

t1=t';

D=[t1 y]; %y与时间变量t1组成文件变量D

仿真后的时域波形图为:

仿真后的眼图为:

也可以利用MATLAB中的Simulink建模同时利用上一方法中的数据D,眼图模

块的主要参数如下表所示。 参数名称 Samples per symbol Offset(samples) 40 20 参数值 Symbols per trace Traces displayed New traces per display Eye diagram to display

5 40 10 In-phase Only(仅显示同相分量) 眼图仿真框图

四.课题设计总结:

这次的课程设计让我更进一步地掌握了Matlab的使用,体会到了Matlab

的强大功能。同时,通过这次课程设计,我也学到了不少知识,掌握了通信系统仿真设计的基本方法,了解了瑞利信道的特性,多径效应,莱斯信道以及眼图的仿真等等。由此,我加深了对通信原理的理解。有一些不懂的部分,通过查资料以及和同学交流,逐渐掌握,这真的是一件很累但富有挑战性的事情。希望在今后的学习中,我能学到更多的知识充实自己。

五.通信原理课程设计参考资料

[1] 《通信原理》,樊昌信 曹丽娜,2006年第六版 国防工业出版社

[2] 《基于MATLAB的通信系统仿真》,赵静 张瑾 等,北京航空航天大学出版社,2007年

[3] 《MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用》,徐明远 邵玉斌,2005年,西安电子科技大学出版社


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