发布时间 : 星期日 文章基于MATLAB的眼图仿真《通信原理》更新完毕开始阅读d4893e66eefdc8d376ee32fa
(e)
(f)
图2.2 眼图观察结果 Fig.2.2 Pictures Of Eye Diagram
图(d)显示了调整时钟速率与低通滤波器带宽后的输入序列（上半图黄色区）和相应输出序列的眼图（下半图蓝色区），单独的眼图见图(f)；(e)是放大后的眼图，从该图可以看出码间干扰很小，带宽比较窄，只滤出了频率比较低的部分，高频率部分被滤除掉。通过实验发现：
A. 保持数据传输率不变，降低LPF的带宽，将不能形成清晰的眼图，图形波动不定。 B. 保持数据传输率不变，提高LPF的带宽，眼图逐渐清晰，如图(d)；当再往上调，眼图出现
上下过冲，随着带宽的进一步增加，将出现图(a)所示图形，输出波形与输入波形及其接近，但在跳变处，上下波动的现象始终存在，这就是所谓的吉布斯（Gibbs）现象。
C. 保持LPF的带宽不变，将音频振荡器的频率调节旋钮从最低慢慢调高，则示波器显示的波
形开始如B所述，出现吉布斯现象，接着上下过冲明显出现，再慢慢融合，逐渐出现清晰的眼图，最后，当速率很高时，出现如A所述图形，不能形成眼图，说明码间干扰极其严重。
(b) (c)两小图是形成眼图(e)的瞬间照片，输出波形较输入信号有些延迟，但群延迟为常数 不会产生相位失真，并且码间干扰很小，所以眼图很清晰（幅度较大，从而系统抗干扰能力较强），眼皮厚度接近原输入信号，上下过冲很不明显。
运用通信原理及相关知识是不难解释以上现象的。当数据传输率不变，LPF带宽很窄时，所得
波形频率很低，周期很大，在原有的水平扫描周期下看起来是一些随意波动的正弦波；随着LPF的带宽拓展，所得波形频率升高，周期变小，当与水平扫描周期基本一致时，则可形成清晰的圆弧形眼皮的眼图，直至带宽达到最大，通过的频率越来越丰富，逐渐接近原方波，出现小图（a）的形状，但在跳变处将出现起伏振荡，其峰起值约趋于总跳变值的9%，此现象称为Gibbs现象。反之，保持LPF带宽不变，逐渐提高数据传输率，其效果等价于逐渐降低LPF的带宽，故此出现与前者相反的
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现象。所以，要想观察到清晰圆滑的眼图，必须使数据传输速率和低通滤波器的带宽相适应，二者可以同时调节，也可单调其一，至于超出模块的取值范围则不在此列。
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3 眼图的MATLAB仿真
3.1 MATLAB简介
MATLAB语言起源于矩阵运算，如今已经发展成为一种高度集成的计算机语言，在当今科学界（尤其是自动控制领域）最有影响力、也最有活力。它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化与界面设计、便捷的与其他程序和语言的接口
[11]
。MATLAB 将高性能的数值计算
和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，而且利用MATLAB产品的开放式结构，可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充，相对于传统的C、C++或者FORTRAN语言，MATLAB提供了高效快速解决各种科学计算问题的方法
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。MATLAB是一种十分高效的语言，可以将使用者从繁琐的顶层编程中解放出来，从而
把有限的时间和精力放在更有意义的解决实际问题中来。
值得一提的是，MATLAB中的Simulink工具箱可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。Simulink是用来建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境，包括连续系统，离散系统和混合系统；支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持多种采样速率的多速率系统；Simulink 为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，它与传统的仿真软件包用差分方程和微分方程建模相比, 更直观、方便和灵活。用户可以在MATLAB和Simulink 两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改
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。Simulink 提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互平台。通
过Simulink提供的丰富的功能块，可以迅速地创建动态系统模型。同时Simulink 还集成了Stateflow，用来建模、仿真复杂事件驱动系统的逻辑行为。另外，Simulink也是实时代码生成工具Real-Time Workshop 的支持平台。
用于实现通信仿真的通信工具包(Communication Toolbox ,也叫Commlib ,通信工具箱) 是Matlab语言中的一个科学性工具包，提供通信领域中计算、研究模拟发展、系统设计和分析的功能，可以在Matlab 环境下独立使用，也可以配合Simulink使用(效果更好)。
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图3.1 Simulink模块库 Fig.3.1 Simulink Library Browser
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