第一类部分响应系统设计与建模 设计报告.docx

1、第一类部分响应系统设计与建模 设计报告信息处理课程设计报告题 目：第一类部分响应系统设计与建模第一类部分响应系统设计与建模摘 要与模拟通信相比，数字通信具有许多优良的特性，数字传输方式日益受到欢迎。改善数字基带传输系统的性能一般有两种措施，一是针对提高频带利用率而采用的部分响应技术，另一个是针对减小码间串扰而采用的时域均衡技术。部分响应系统可以实现2B/Hz的频带利用率，且传输波形的尾巴衰减大和收敛快。本次设计在Simulink中仿真，部分响应系统分为信号产生模块、预编码-相关编码模块、信道模块和抽样判决模块，最终恢复出原始基带信号。关键词：预编码-相关编码；频带利用率；信号产生；抽样判决；信

2、道1.设计要求（1）设计信号产生模块，产生二进制基带信号（码元）（2）设计预编码-相关编码模块（程序）；记录编码结果（3）设计信道模块，噪声可调；（4）设计抽样判决模块，恢复原始基带信号（码元）；2.设计思路第一类部分响应系统包括信号产生模块、预编码-相关编码模块、信道模块和抽样判决模块。首先通过信号产生模块产生二进制基带信号。在有控制地引入码间串扰的过程中，使原本互相独立的码元变成了相关码元，但是导致了接收判决的差错传播，因此在相关编码之前进行预编码，这样可以避免差错传播。经过发送滤波器之后产生适合在信道中传输的信号，再通过信道，在信道中叠加高斯噪声，然后通过接收滤波器滤除噪声。最后对得到的

3、信号进行抽样判决，从而恢复出原始的基带信号。3. 设计方案3.1 总体方案设计设计第一类部分响应系统需要信号产生模块、预编码-相关编码模块、信道模块以及抽样判决模块，恢复出原始的基带信号，确定系统的总体方案如图3.1.1所示。图3.1.1 系统总体设计方案3.2 具体模块设计3.2.1 信号产生模块的设计常见的基带信号波形有：单极性波形、双极性波形、单极性归零波形和双极性归零波形。信号产生模块用来产生二进制基带信号即码元。在本实验中采用随机信号发生器产生1011011100基带信号。3.2.2 预编码-相关编码模块的设计 根据预编码规则进行预编码，根据进行相关编码。 3.2.3 信道模块的设计

4、经过预编码-相关编码之后形成的信号不适于在信道中传输，因此经过发送滤波器形成适合在信道中传输的信号。信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，且含有加性噪声。因此本次系统仿真采用高斯白噪声信道。经过信道，再经过接收滤波器。接收滤波器用来接收信号，并尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡使输出的基带波形有利于抽样判决。理想情况下，噪声可以完全滤除，实际中噪声只可以减弱，不可以完全滤除。3.2.4 抽样判决模块的设计 抽样判决器是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。经过信道之后产生的信号存在噪声，本次系统仿真抽样判决时规定0.5

5、1.5之间判为1， -0.50.5以及1.52.5之间判为0。4. 设计的实现系统总体电路如图4.1所示 图4.1 系统总体电路图 4.1 参数的设置信号发生器参数如图4.1.1图4.1.1 信号发生器参数设置信道参数设置如图4.1.2图 4.1.2 信道参数设置4.2 预编码-相关编码模块的实现在simulink中连接预编码模块如图4.2.1，图4.2.1预编码模块由于预编码规则是：（模二） 由原始信号为1011011100，根据预编码规则可以得到预编码之后的信号为1101101000编码之后得到波形如图4.2.2图4.2.2 预编码和编码后的波形相关编码规则是：。由预编码之后得到的信号11

6、01101000，根据相关编码规则可以得到相关编码之后的信号为12112111004.2.1在Matlab中编写预编码-相关编码 程序如下： sk=randint(1,10,1 10) %取十个随机整数ak=mod(sk,2) %对数列求模2,得到随机0-1序列bk=; %定义b为一个序列bk(1)=0; %定义序列的第一个数为0 for i=2:length(ak)+1 %从第2位开始循环到n+1列bk(i)=mod(ak(i-1)+bk(i-1),2) %实现预编码运算 c=; %定义c为一个序列 endfor i=1:length(ak) c(i)=bk(i+1)+bk(i) %实现相关

7、编码end4.2.2 程序编程结果sk = 1 4 9 1 2 3 2 7 3 2ak = 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0bk = 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0c = 1 2 1 1 2 1 0 1 1 04.3 信道模块的实现连接电路图如图4.2.1，图4.3.1 信道模块经过相关编码之后的信号通过发送滤波器进入信道，在信道中叠加高斯噪声，再通过接收滤波器。得到波形图如图4.3.2图4.3.2 通过信道之后的波形由波形可以看出实际中噪声不可能完全消除，只可能减弱，因此得到的信号有一定的噪声。4.4 抽样判决模块的实现抽样判决模块用Interval Test实现，加上噪声

8、之后进行判决时按照在0.51.5之间判为1，在-0.50.5以及1.52.5之间判为0。得到波形如图4.4.1图4.4.1 抽样判决之后的信号抽样判决之后的信号为1011011100，与原始信号相同。5. 总结设计时遇到的问题：查阅资料滤波器用平方根升余弦滤波器，在实现过程中得不到预期的结果，改变其中的参数也无法实现。在老师的帮助下，改为数字滤波器，达到了预期的结果。开始对滤波器参数进行设置时接收滤波器和发送滤波器相同，得到的波形和输入滤波器的信号相差很大，后来和同学讨论之后发现若要得到和输入滤波器相同的信号，发送滤波器应该为。 抽样判决时查阅资料用到的是开关模块，在设计时由于噪声没有完全滤除

9、，得到的信号没有规律，不能用开关模块。通过自己在Simulink中寻找找到了Interval Test，并根据得到的波形设置抽样判决标准。心得体会通过两周的信息处理课程设计，我学会了很多。由于对Simulink不太熟悉，对元器件的使用也不太了解，仿真时一直存在错误，通过看帮助，查资料以及询问老师最后都解决了。通过这次课程设计，我对通信原理课本上的第一类部分响应相关知识有了进一步的了解。另外熟悉了Matlab以及Simulink的使用。不仅学到了很多知识，而且也学会了与人沟通，此次课程设计中遇到了很多问题，在老师的帮助下，成功完成了设计。另外还有同学的帮助，与同学讨论遇到的问题，远比自己一个人慢慢理解有用。三人行必有我师，应该吸取别人的长处，认真考虑别人的意见。感谢老师的指导以及同学的帮助。参考文献1 樊昌信,曹丽娜，通信原理，北京国防工业出版社,20062 3 4