数字基带传输系统预习报告

数字基带传输系统预习报告

一实验原理

1 学习matlab 的使用，学会使用matlab 进行系统仿真

2 熟悉基带传输系统的结构，了解各部分模块的功能

3掌握带限基带系统的仿真和性能分析

4通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量

二 实验原理

1数字基带系统模型

假设{}n a 为发送滤波器的输入符号序列 则发送滤波器输入 发送滤波器输出 发送滤波器传输特性为GT （ω）

接收滤波器输出信号

发送滤波器

传输信道 接收滤波器 抽样判决

噪声源 位定时提取

)1()()(∑-=∞-∞=n s n nT t a t d δ)2()()(∑-=∞-∞=n s T n nT t g a t s ⎰=∞∞-ωωπωd e G t g t j T T )(21)()()()(t n nT t g a t r R n s R n +∑-=∞-∞=⎰=∞∞-ωωωωπ

ωd e G C G t g t j R T R )()()(21)(

如果位同步理想，则抽样时刻为nT ，若序列为有限，长为N ，则抽样点数值 n=0—N-1

星座图

判决为

{}’n a

2无码间干扰的基带传输特性

奈奎斯特第一准则

按余弦滚降的传输特性表示为

3 最佳基带传输系统

发送滤波器的传输函数为GT(ω) ，信道的传输函数为C(ω) ，接收滤波器的传输函数为

GR(ω) ，其基带传输系统的总传输特性表示为 21

)()()()

(*)()

()()(w H w G w G w G w G w G w G w H R T T R R T ====则

配

与发送信号频谱共轭匹接收滤波器的频率特性

由于最佳基带系统要求

三实验预习问题

1什么是调制？调制在通信系统中的作用是什么？

调制就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。调制的作用

1）使已调信号的频谱与信道的带通特性相匹配，以提高传输的性能

2）把多个基带信号搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。

3）扩展信号带宽，提高系统抗干扰能力还可以实现传输带宽和信噪比的互换

2对正弦波载波，有几种调制方式？写出常用的调制名称和英文缩写。

振幅键控 Amplitude Shfit Keying 频移键控Frequency Shfit Keying 相移键控 Phase Shfit

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤∑=+=s s i s s eq T T T T i H H πωπωπωω0)2()(⎪⎩⎪⎨⎧-+=0)](2sin 1[2)(ωπαωs s s s T T T T H s T παω)1(0-<≤s s T T παωπα)1()1(+<≤-s T π

αω)1(+≥222/41/cos //sin )(s s s s T t T t T t T t t h ααπππ-⋅=

Keying 3 画出基带系统的框图，说明各个模块的作用。

1）信号形成器 产生适合于信道传输的基带信号波形

2）信道 允许基带信号通过的媒介

3）接收滤波器 用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使

输出的基带信号有利于判决 4）抽样判决器 在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对将接

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

5）定时脉冲和同步提取 用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取，位定

时的准确性将直接影响判决效果

4画出完整BPSK 通信系统的组成框图

BPSK (Binary Phase Shift Keying) 二进制移相键控 。 BPSK 传输系统可以在加入噪声环境

下进行各项指标测量,通过对BPSK 调制信号眼图观测(不匹配/匹配)、调制信号包络观察;相

干载波相位模糊度观测、相干载波相位模糊度对解调数据的影响测量

组成框图

5什么是码间干扰？什么是噪声干扰？如何克服这两种干扰？

其他码元的波形在抽样时刻的总和，对当前码元的判决起着干扰的作用，称为码间串扰

噪声通过接收滤波器后同样会对码元产生干扰，称为噪声干扰

克服码间串扰，需要采用无码间串扰的基带传输特性，克服噪声干扰，需要采用匹配滤波器

接收信号。

6什么是匹配滤波？作用是什么？

调整滤波器的特性，使抽样时刻线性滤波器的输出噪声比最大，则称为匹配滤波，作用是消

除噪声的干扰。

7什么是最佳基带系统？其发送和接收滤波器有何关系？

最佳基带系统值消除了码间串扰并且误码率最小的基带传输系统。，发送滤波器的频谱特性

和接收滤波器的共轭匹配。

8实验系统中“匹配滤波器”和“非匹配滤波器”有什么区别？两种情况下发送滤波器输出

信号和接收滤波器输出信号有什么相同和不同之处？ 信源基带信号形成器信道噪声源图1-4 数字基带传输系统模型

接收滤波器抽样判决信宿cp

～k 载波π0π×载波双极性不归零)(t s )(2t s PSK )(2t s PSK )(t s （a） （b）

匹配滤波器的发送滤波器和接受滤波器均为平方根升余弦滤波器，非匹配滤波器的发送滤波

器为升余弦滤波器，接收滤波器为直通。

输出信号均消除了码间串扰，不同之处是匹配滤波器使输出信号在抽样时刻有最大的输出信

噪比，非匹配滤波器输出信号在抽样时刻信噪比不是最大

9什么是无码间串扰的基带传输系统？其传输函数和单位冲击响应有何特点？

基带传输系统的冲激响应波形h(t)建在本码元的抽样时刻上有最大值，并在其他码元的抽样

时刻均为零，则该系统为无码间串扰的基带传输系统。

10 对基带传输系统，Nyquist 带宽和Nyquist 速率的定义是什么？基带系统的最大频带利

用率是多少?对BPSK 调制系统，最大频带利用率是多少？ 理想低通传输特性的带宽)21(S T 称为奈奎斯特带宽，将该系统无码间串扰的最高传输速率

)1(S T 称为奈奎斯特速率。系统的最大频带利用率为2

z H B ，对BPSK 调制系统，最大频

带利用率是1z H B . 11 对具有滚降特性的基带系统，滚降因子的作用是什么?频带利用率是多少？

随着滚降系数α的增加，两个零点之间的波形振荡起伏变小，其波形的衰减与1／t +3成正

比。但随着α的增大，所占频带增加。频带利用率η=2/（1+α）(bit/(s.Hz))

12什么是伪随机序列？伪随机序列的特点是什么？在通信系统中的作用是什么？

如果一个序列，一方面它是可以预先确定的，并且是可以重复地生产和复制的；一方面它又

具有某种随机序列的随机特性（即统计特性），我们便称这种序列为伪随机序列。伪随机序

列具有良好的相关性和伪随机性。在通信系统中，伪随机序列作为一种信号形式，具有良好

的相关特性，可作为雷达测距、同步和线性系统测量的信号。它还具有伪随机性，因而可用

于加密系统和伪随机跳频等场合。。它还可用以产生伪随机数适于计算机的系统模拟和在数

字系统中作为误码测试信号等。伪随机序列还可用于扩频，在多址系统中作为地址信号等。

⎪⎩⎪⎨⎧-+=0)](2sin 1[2)(ωπαωs s s s T T T T H s T παω)1(0-<≤s s T T παωπα)1()1(+<≤-s T π

αω)1(+≥