通信原理------数字基带传输实验报告

基带传输系统实验报告

一、实验目的

1、提高独立学习的能力；

2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；

3、学习matlab的使用；

4、掌握基带数字传输系统的仿真方法；

5、熟悉基带传输系统的基本结构；

6、掌握带限信道的仿真以及性能分析；

7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。

二、实验原理

在数字通信中，有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号，这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。

基带传输系统方框图如下：

基带传输系统模型如下：

各方框的功能如下：

（1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉

冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输

码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。

（2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另

外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。

（3）接收滤波器：接受信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。

（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。

三、实验内容

1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序)

设滤波器长度为N=31，时域抽样频率Fo为 4 /Ts，滚降系数分别取为、、1，

（1）如果采用非匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。

（2）如果采用匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。

（1）非匹配滤波器

窗函数法：

子函数程序：

function[Hf,hn,Hw,w]=umfw(N,Ts,a)

n=[-(N-1)/2:(N-1)/2];

k=n;

t=k;

for i=1:N;

if(abs(t(i))==0)

hn(i)=1;

elseif((1-4*a*a*t(i)*t(i)/Ts/Ts)==0)

hn(i)=sin(pi*t(i)/Ts)/t(i)*Ts/4;

else

hn(i)=sin(pi*t(i)/Ts)*cos(a*pi*t(i)/Ts)/(pi*t(i)/Ts)/(1-4*a*a*t(i)*t(i)/Ts/Ts);

end;

end;

w=-1::1;

Hw=hn*exp(-j*2*pi*n'*w);

Hf=hn*exp(-j*2*pi/N*k'*n);

函数调试程序：

a=input('a=');

[hn,Hf,Hw,w]=umfw(31,4,a);

subplot(3,1,1);stem(real(hn),'.');title('平方根升余弦滤波器单位冲击响应时域特性');

subplot(3,1,2);stem(Hf,'.');title('平方根升余弦滤波器单位冲击响应频域特性'); subplot(3,1,3);plot(w,Hw);title('频域响应');

axis([-1,1,min(real(Hw)),max(real(Hw))]);

a=

a=

a=1

频域抽样法：

子函数程序：

function[hn,Hf,f]=umf(N,Ts,a);

n=[-(N-1)/2:(N-1)/2];%-15至+15

k=n;

f=k*1/N;%频率抽样为H(f)

f1=(1-a)/(2*Ts);

f2=(1+a)/(2*Ts);

Hf=zeros(1,N);

for i=1:N %得到频域的升余弦函数

if (abs(f(i))<=f1)

Hf(i)=Ts;

elseif(abs(f(i))<=f2)

Hf(i)=Ts/2*(1+cos(pi*Ts/a*(abs(f(i))-(1-a)/(2*Ts))));

else Hf(i)=0;

end

end

hn=hn=1/N*Hf*exp(j*2*pi/N*k'*n);%得到时域升余弦函数，复数表达式

函数调试程序：

a=input('a=');

[hn,Hf]=umf(31,4,a);

[H,w]=freqz(hn);

subplot(2,1,1);stem(real(hn),'.');title('平方根升余弦滤波器单位冲击响应时域特性'); subplot(2,1,2);stem(Hf,'.');title('平方根升余弦滤波器单位冲击响应频域特性'); figure(2);plot(w,abs(H));title('幅频特性');

a=时

a=时

a=1

(2)匹配滤波器

窗函数法:

function [Hf,hn,Hw,w]=mfw(N,Ts,a)

%采用窗函数法的滤波器函数,a为滚降系数n=[-(N-1)/2:(N-1)/2];

k=n;

t=k;

for i=1:N;

if(abs(t(i))==0)

hn(i)=1;

elseif((1-4*a*a*t(i)*t(i)/Ts/Ts)==0)

hn(i)=sin(pi*t(i)/Ts)/t(i)*Ts/4;