吴晓云 李 英

（商洛学院电子信息与电气工程学院 商洛 726000）

1 引言

数字基带传输系统中基带信号在发送端可以不经过调制直接进行传输，比较适合低通特性的有线信道，特别是传输距离不太远的情况［1］。随着通信系统的发展，数字基带传输系统已经广泛应用于对称电缆构成的计算机通信等领域，比如办公自动化、军事、教育信息服务、医疗卫生等领域［2］。所以本文在Matlab 中建立了一种二进制双极性数字基带传输系统模型，采用滚降升余弦滤波器大大减小码间干扰和误码率，实现了对基带信号的传输。

2 数字基带传输系统的基本结构

数字基带传输系统的主要由信源、发送端、信道、接收端、信宿五部分组成［3］，具体框图如图1 所示。

图1 数字基带传输系统组成框图

数字基带传输系统中，基带输入脉冲信号经过发送滤波器波形变换后进入信道，信道中总会存在各种噪声和干扰，致使所传信号产生失真［4～5］，信道输出信号通过接收滤波器，对信号进行抽样，并将抽样值与判决门限比较，若抽样值小于门限值，则判为“0”，若抽样值大于门限值，则判为“1”，输出端得到新的基带信号。

3 仿真结果分析

3.1 仿真模型

大量的研究表明有线信道传输的数字基带信号形式为线路传输码型，传输信道可产生优良的传输特性［6］。不同形式的数字基带信号频谱结构不同，为了适应信道的传输特性、恢复数字基带信号就需要选择适合的码型。数字基带传输系统对直流分量和低频分量的抑制较强，另外随着传输距离的增大，高频分量的衰减较大，而且容易引起串扰。双极性不归零码的0、1 等概率出现时无直流分量，接收端抽样判决器的判决门限为0，稳定不变［7～8］。所以双极性不归零码抗干扰能力较强，不受信道特性变化的影响，适合在信道中进行传输。基于此本文选取双极性不归零码作为基带信号。另外为了达到数字信号无失真传输的目的，在仿真过程中采用具有升余弦滚降特性的奈奎斯特滤波器和抽样判决模块消除传输过程中噪声的干扰［9］。在Simulink 中设计的双极性基带信号传输系统仿真模型如图2所示。

图2 系统仿真模型

由Switch 模块和Constant 模块将Bernoulli Binary Generator 模块产生随机数字序列变为双极性不归零码作为数字基带传输系统的基带信号，利用AWGN 模块模拟实际基带传输信道的特性。为了加快系统收敛速度，减少码间串扰，发送端和接收端均采用具有升余弦滚降特性的滤波器。

3.2 仿真结果

图3 输入端波形

经过仿真运行，利用Scope 观察输入端的基带信号如图3所示，输出信号如图4所示，抽样判决器使输出波形和接收波形达到了一致，恢复了基带信号，在仿真过程中的发送滤波器和接收滤波器设置延迟时间，所以输入波形与输出波形存在一定的延时［10］。图5和图6分别为输入信号与输出信号的功率谱，两个功率谱基本一致，说明所设计的基带通信系统具有较好的抗码间串扰能力［11］。

图4 输出端波形

图5 输入信号功率谱

图6 接收信号的功率谱

在数字传输系统中，通常利用眼图估计系统性能的优劣，眼睛的清晰与张开程度代表噪声和码间串扰的严重程度［12］。当系统的信道信噪比为30dB时，系统眼图如图7 所示，当信噪比为50dB 时，系统眼图如图8 所示。由图可以看出，基带信号传输过程中，信噪比越大，眼图中的线迹变得越清晰，眼睛的张开程度越大，说明信号传输越好，系统的仿真结果与理论相一致［13］。

图7 信道噪声比=30dB

图8 信道噪声比=50dB

4 结语

本文在考虑基带信号传输过程中可能存在的因素情况下，运用Matlab/Simulink软件建立了一种双极性数字基带传输系统模型，采用滚降升余弦滤波器可以在最小带宽的条件下大大减小码间干扰，提高数字基带传输的效率，减小误码率，实现了数字基带信号的传输。并且通过眼图分析了信道信噪比对系统性能的影响，结果表明，信道信噪比越大，信号传输质量越好。