基带信号眼图实验实验报告
眼图观测实验 光纤通信_实验5实验报告
课程名称：光纤通信实验名称：实验5 眼图观测实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：一、实验目的1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。
2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。
二、实验内容1、观测数字光纤传输系统中的眼图张开和闭合效果。
2、记录眼图波形参数，分析系统传输性能。
三、实验器材1.主控&信号源模块2.25号光收发模块3.示波器四、实验原理1、实验原理框图眼图测试实验系统框图2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。
如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。
3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。
眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。
利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。
●被测系统的眼图观测方法通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。
眼图测试方法框图●眼图的形成示意图一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。
八种状态如下所示：八种状态示意图眼图合成示意图如下所示：眼图合成示意图一般在无串扰等影响情况下从示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近。
●眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。
基带信眼图实验m精编b仿真
基带信眼图实验m精编b仿真文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]数字基带信号的眼图实验——m a t l a b 仿真一、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；3、熟悉MATLAB 语言编程。
二、实验预习要求1、复习《数字通信原理》第七章节——奈奎斯特第一准则内容；2、复习《数字通信原理》第七章节——数字基带信号码型内容；3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。
三、实验原理和电路说明 1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1 基带系统的分析模型抑制码间干扰。
设输入的基带信号为()n s na t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周期，则经过基带传输系统后的输出码元为()n s na h t nT -∑。
其中1()()2j th t H ed ωωωπ+∞-∞=⎰（3-1）理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：10()0,s k h kT k =⎧=⎨⎩，为其他整数 (3-2)频域应满足：()0,ss T T H πωωω⎧≤⎪=⎨⎪⎩，其他 (3-3)图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。
由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。
在一般情况下，只要满足：222(),s i s s s si H H H H T T T T T ππππωωωωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=-+++=≤⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑ (3-4)基带信号就可实现无码间干扰传输。
这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。
(完整word版)使用matlab绘制眼图.docx
使用 matlab 绘制数字基带信号的眼图实验一、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；3、熟悉 MATLAB语言编程。
二、实验原理和电路说明1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1 所示，要获得良好的基带传输系统，就应该a n t nT s基带传输a n h t nT sn n抽样判决H ( )图 3-1基带系统的分析模型抑制码间干扰。
设输入的基带信号为a n t nT s， T s为基带信号的码元周期，则经过n基带传输系统后的输出码元为a n h t nT s。
其中nh(t )1H ()e j t d（3-1 ）2理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：，k 0h( kT s)(3-2)0,k为其他整数频域应满足：T s，T s(3-3)H ( )0,其他H ( )T sT sT s图 3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2Baud / Hz , 这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。
由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。
在一般情况下，只要满足：2 i H2 2 ,(3-4)HH ( ) HT s iT sT sT sT s基带信号就可实现无码间干扰传输。
这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。
从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性H ( ) 时是适宜的。
1 sinT s ( ) , (1 ) (1 )2T sT sT sH ( )1, (1 ) 0(3-5)T s0,(1 )T s这里称为滚降系数，1。
所对应的其冲激响应为：sin tcos( t T s )h(t )T s (3-6)t 1 4 2t 2 T s 2T s此时频带利用率降为 2 / (1 ) Baud/ Hz ，这同样是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。
实验二 信道与眼图实验
实验二信道与眼图实验一、实验目的1、掌握用眼图来定性评价基带传输系统性能。
2、掌握信道与眼图模块的使用方法。
二、实验内容1、信号送入高斯白噪信道，调节噪声功率大小，观测信道输出。
2、数字基带传输信道观测眼图。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、信道与眼图模块一块3、20M双踪示波器一台4、虚拟仪器（选配）一块5、频谱分析仪一台四、实验原理1、高斯白噪本实验中我们用伪随机序列模拟高斯白噪声。
伪随机噪声具有类似于随机噪声的一些统计特性，同时又便于重复产生和处理。
由于它具有随机噪声的优点，又避免了它的缺点，因此获得了日益广泛的实际应用。
目前广泛应用的伪随机噪声都是由数字电路产生的周期序列（经滤波等处理后）得到的。
我们把这种周期序列称为伪随机序列。
通常产生伪随机序列的电路为一反馈移存器。
它又可分为线性反馈移存器和非线性反馈移存器两类。
由线性反馈移存器产生出的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移存器序列，通常简称为m序列。
由于m序列的均衡性、游程分布、自相关特性和功率谱与上述随机序列的基本性质很相似，所以通常认为m序列属于伪噪声序列或伪随机序列。
用m序列的这一部分频谱作为噪声产生器的噪声输出，虽然这种输出是伪噪声，但是多次进行某一测量，都有较好的重复性。
将m序列进行滤波，就可取得上述功率谱均匀的部分作为输出。
实验中，“噪声功率调节”旋转电位器用来控制叠加在信号上的噪声功率的大小。
2、传输畸变和眼图一个实际的基带传输系统，尽管经过了精心的设计，但要使其传输特性完全符合理想情况是困难的，甚至是不可能的。
因此，码间干扰也就不可能避免。
我们知道，码间干扰问题与发送滤波器特性、信道特性、接收滤波器特性等因素有关，因而计算由于这些因素所引起的误码率就非常困难，尤其在信道特性不能完全确知的情况下，甚至得不到一种合适的定量分析方法。
眼图就是一种能够方便地估计系统性能的实验手段。
这种方法的具体做法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。
通信原理硬件实验一 眼图实验
电子信息与自动化学院《通信原理》实验报告学号：姓名：实验名称：硬件实验一眼图实验成绩：一、实验目的1.掌握眼图观测方法；2.学会用眼图分析通信系统性能；二、实验仪器1.RZ9681实验平台2.实验模块：•主控模块A1•基带信号产生与码型变换模块-A2•信道编码与频带调制模块-A4•纠错译码与频带解调模块-A53.信号连接线4.100M双通道示波器5.PC机（二次开发）三、实验原理1.1 什么是眼图?所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。
干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。
因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。
在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。
我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。
在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。
为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。
眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。
在下图眼图示意图中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。
在图中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。
眼图中央的垂直线表示取样时刻。
当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。
在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。
当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。
这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。
换言之，在硬件实验一 眼图实验报告 姓名： 学号：随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。
“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。
图1.1无失真及有失真时的波形及眼图(a) 无码间串扰时波形；无码间串扰眼图 (b) 有码间串扰时波形；有码间串扰眼图 1.2 眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。
实验2 眼图观察测量实验
plot(ss);
hold on; %保持图形（眼图的形成原理）
end
title('2进制双极性NRZ眼图');
3.通过 MATLAB 语言仿真观察基带信号（单极性归零、单极性不归零、双极性归零、双极性不归零波形）的功率谱密度图。
仿真结果：
代码：
Ts=1;
N_sample=8;
N=1000; %码元个数
dt=Ts/N_sample; %抽样频率
t=0:dt:(N*N_sample-1)*dt;
gt1=ones(1,N_sample); %单个码元，NRZ
gt2=ones(1,N_sample/2);
gt2=[gt2 zeros(1,N_sample/2)]; %单个码元，RZ
2．BPSK 信号线连接：
用专用导线将 4P01、37P01；37P02、3P01；3P02、38P01；38P02、P16 连接（底板右边“眼图观察电路”）。
注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔。
3．加电：
打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
subplot(4,2,7);
plot(t,st44); %画双极性RZ波形
title('双极性RZ');
xlabel('时间/s');
ylabel('电压/v');
axis([0 32 -1.2 1.2]);
subplot(4,2,8);
plot(f4,10*log10(pxx4)); %画双极性RZ功率谱密度图
st22=st2(1:length(t));
通信原理实验报告
通信原理实验报告七实验十六：眼图实验——2014xxxxxx 许子涵一、实验目的1、了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义；2、掌握眼图观测的方法并记录研究二、实验内容1、观测眼图并记录分析。
三、实验器材1、信号源模块一块2、③号模块一块3、④号模块一块4、 20M 双踪示波器一台四、实验数据1、ASK调制解调眼图ASK-DOUT TH2FSK眼图PSK/DPSK眼图五、分析眼图是通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。
具体做法是：用一个示波器跨接在抽样判决器的输入端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。
这样就可以从示波器上显示的波形来观察码间串扰和信道噪声等因素影响的情况，从而估计系统系能的优劣。
如果存在码间串扰，示波器的扫描迹线就不完全重合，“眼睛”的线迹会显得杂乱，而且张开的较小；如果码间串扰小到可以忽略，则眼图将会是标准的“大眼睛”。
当存在噪声时，眼图的线迹就变成比较模糊的带状的线，噪声越大，线条越粗越模糊，“眼睛”张开得越小。
同时我们还可以利用眼图来找到最佳判决门限，求出噪声容限，改善系统性能。
接收二进制双极性波形时，在一个码元周期内只能看到一只眼睛；若是M进制的双极性波形，则在一个码元周期内可以看到纵向显示的（M-1）只眼睛。
若接收的是经过码型变换后得到的AMI码或HDB3码，眼图中间将会出现一根代表0的水平线，因为它们的波形都具有三电平。
六、思考题思考信噪比、码间干扰是如何在眼图中体现的？答：眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱。
“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。
当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。
若同时存在码间串扰，“眼睛”将张开得更小。
与无码间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹，变成了比较模糊的带状线，而且不很端正。
噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。
数字基带传输系统--通信原理实验报告
实验3 数字基带传输系统一、实验目的1、掌握数字基带传输系统的误码率计算；2、熟悉升余弦传输特性的时域响应特征，观察不同信噪比下的眼图。
二、实验内容1、误码率的计算：画出A/σ和误码率之间的性能曲线；2、眼图的生成①基带信号采用矩形脉冲波形（选做）②基带信号采用滚降频谱特性的波形（必做）3、仿真码间干扰对误码率的影响（选做）三、实验步骤及结果1、误码率的计算10个二进制信息数据，采用双极性码，映射为±A。
随机产生高斯噪声(要求A/σ为0～随机产生612dB)，叠加在发送信号上，直接按判决规则进行判决，然后与原始数据进行比较，统计出错的数据量，与发送数据量相除得到误码率。
画出A/σ和误码率之间的性能曲线，并与理论误码率曲线相比较。
(保存为图3-1)注意：信噪比单位为dB，计算噪声功率时需要换算。
Snr_A_sigma = 10.^(Snr_A_sigma_dB/20);1代码：clear all; clc;close all；A = 1;%定义信号幅度N = 10 ^ 6;%数据点数；a=A*sign(randn(1,N));Snr_A_sigma_dB = 0:12;Snr_A_sigma = 10 .^ (Snr_A_sigma_dB/20);sigma = A./Snr_A_sigma;ber = zeros(size(sigma));for n = 1 : length(sigma)rk = a + sigma(n) * randn(1, N);dec_a = sign(rk);ber(n) = length(find(dec_a~=a)) / N;endber_Theory = 1/2* erfc(sqrt(Snr_A_sigma.^2/2));semilogy(Snr_A_sigma_dB, ber, 'b-', Snr_A_sigma_dB, ber_Theory, 'k-*'); grid on;xlabel('A/\sigma'); ylabel('ber');legend('ber', 'ber\_Theory');title(' A/σ和误码率之间的性能曲线');2.绘制的图2、绘制眼图①设二进制数字基带信号{}1,1n a ∈-，波形()1,00,s t T g t ≤<⎧=⎨⎩其他，分别通过带宽为()15/4s B T =和()11/2s B T =两个低通滤波器，画出输出信号的眼图(保存为图3-2)，并画出两个滤波器的频率响应。
眼图观察测量实验
实验12 眼图观察测量实验一、实验目得1、学会观察眼图及其分析方法,调整传输滤波器特性。
二、实验仪器1、眼图观察电路(底板右下侧)2.时钟与基带数据发生模块,位号:G 3.噪声模块,位号E 4.100M双踪示波器1台三、实验原理在整个通信系统中,通常利用眼图方法估计与改善(通过调整)传输系统性能。
我们知道,在实际得通信系统中,数字信号经过非理想得传输系统必定要产生畸变,也会引入噪声与干扰,也就就是说,总就是在不同程度上存在码间串扰。
在码间串扰与噪声同时存在情况下,系统性能很难进行定量得分析,常常甚至得不到近似结果。
为了便于评价实际系统得性能,常用观察眼图进行分析。
眼图可以直观地估价系统得码间干扰与噪声得影响,就是一种常用得测试手段。
什么就是眼图?所谓“眼图”,就就是由解调后经过接收滤波器输出得基带信号,以码元时钟作为同步信号,基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示得波形称为眼图。
干扰与失真所产生得传输畸变,可以在眼图上清楚地显示出来。
因为对于二进制信号波形,它很像人得眼睛故称眼图。
在图12-1中画出两个无噪声得波形与相应得“眼图”,一个无失真,另一个有失真(码间串扰)。
图12-1中可以瞧出,眼图就是由虚线分段得接收码元波形叠加组成得。
眼图中央得垂直线表示取样时刻。
当波形没有失真时,眼图就是一只“完全张开”得眼睛。
在取样时刻,所有可能得取样值仅有两个:+1或-1。
当波形有失真时,“眼睛”部分闭合,取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。
这样,保证正确判决所容许得噪声电平就减小了。
换言之,在随机噪声得功率给定时,将使误码率增加。
“眼睛”张开得大小就表明失真得严重程度。
为便于说明眼图与系统性能得关系,我们将它简化成图12-2得形状。
由此图可以瞧出:(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大得时刻;(2)眼睛闭合得速率,即眼图斜边得斜率,表示系统对定时误差灵敏得程度,斜边愈陡,对定位误差愈敏感; (3)在取样时刻上,阴影区得垂直宽度表示最大信号失真量;(4)在取样时刻上,上下两阴影区得间隔垂直距离之半就是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决;(5) 阴影区与横轴相交得区间表示零点位置变动范围,它对于从信号平均零点位置提取定时信息得解调器有重要影响。
眼图观察实验
眼图观察实验实验九眼图观察实验实验内容1、PN码/CMI码的眼图。
2、噪声、码间干扰对眼图的影响。
3、眼图的垂直张开度与水平张开度。
一、实验目的1、熟悉基带信号的眼图观察方法。
2、学会用眼图判断数字信道的传输质量。
3、分析眼图的垂直张开度与水平张开度。
二、眼图观察电路眼图是在同步状态下，各个周期的随机信码波形，重叠在一起所构成的组合波形。
其形状类似一只眼睛故名眼图。
其形成是由于人眼的视觉暂留作用把随机信号在荧屏上反复扫描的波形复合起来。
眼图是用来观察数字传输系统是否存在码间干扰的最简单、直观的方法。
将示波器置于外同步状态，平台的输出时钟接往示波器的通道1，伪随机码接往示波器的通道2，缓慢调整示波器的“同步”旋钮，当时钟与信码的相位同步时即可在示波器屏幕上观察到眼图。
眼图的垂直张开度反映信码幅度的变化量，可用来表示系统的抗噪声能力，垂直张开度越大，抗噪声能力越强。
水平张开度则反映信码的码间干扰。
水平张开度越大，表示信码的码间干拢越小。
垂直张开度与水平张开度越大，越有利于信码再生器的判决，还原出来信码的误码率就越小。
Vt11垂直张开度E= 水平长开度E1= 0tV22V V 12 t 1 t 2图9-1 模型化眼图平台上专门设置有眼图观察电路，它是一级由运算放大器和RC网络组成的低通滤波器，把输入数字信号的高频分量滤除，得到一个模拟的升余弦波，以获得眼图观察效果。
输入的PN码数字信号由U101 CDLD可编程模块二内的数字信号产生电路产生，经过 U101 CPLD可编程模块二 70 CMI码 34 产生电路 35 5 36 31 PN2 2KB/S PN 32 码产生电路CMIOUTCMI MCMI 数字信号眼图FCMI 测试点测试点TP902 TP903 HPN2 FPN2 眼 HPN2 CMI码 1 图 HPN32 2 PN32 3 K02 观 FPN32 察 HC1 1KHz方波电产生电路 FC1 路 HC2 FC2 32KHz方波产生电路 U301 U302 FPGA可编程模块一 39 CMI码产生电路 47 2KB/S PN 码产生电路 48 32KB /S PN 码产生电路 ? ? ? ? 图9-2 眼图观察方框图 ? ? FPGA/CPLD模块选择开关K01和PN码/CMI码选择开关K02的3~2送入眼图观察电路。
通信原理实验报告眼图
部分响应系统一、实验目的1．通过实验掌握第一类部分响应系统的原理及实现方法； 2．掌握基带信号眼图的概念及绘制方法。
二、实验原理 1.部分响应系统为了提高系统的频带利用率，减小定时误差带来的码间干扰，升余弦传输特性在这两者的选择是有矛盾的。
理想低通传输特性可以有最高的频带利用率2=s η，但拖尾的波动比较大，衰减也比较慢。
若能改善这种情况，并保留系统的带宽等于奈奎斯特带宽，就能在保证一定的传输质量前提下显著地提高传输速率。
这是有实际意义的，特别是在高速大容量传输系统中。
部分响应传输系统就具有这样的特点。
部分响应传输系统是通过对理想低通滤波器冲激响应的线性加权组合，来控制整个传输系统冲激响应拖尾的波动幅度和衰减。
当然，这样做会引入很强的码间干扰，但这种码间干扰是可控制的，是已知的，因此很容易从接收信号的抽样值中减去。
由于这种组合并不影响系统的传输带宽，因此频带利用率高。
第一类部分响应系统是在相邻的两个码元间引入码间干扰。
由于理想低通系统的传递函数为其冲激响应为ssT t T t t h //sin )(ππ=，如果用)(t h 以及)(t h 的时延s T 的波形作为系统的冲激响应，那么它的系统带宽肯定限制在⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-s s TT 21,21，也就是说，系统的频带利用率为2bit/Hz 。
接着来看系统的冲激响应函数)(t g ：s ss s s s s T t T t T tT T t c T tc T t h t h t g /11sin)(sin sin )()()(-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=-+=ππππsT f 21||<其他⎩⎨⎧=0)(sTf H可以看到，这个系统的冲激响应的衰减是理想低通冲激响应函数衰减的sT t /11-，它比理想低通系统冲激响应函数衰减快，因此相对于对定时精度的要求降低，它的系统响应为可以看到，第一类部分响应系统并不满足抽样点无码间干扰的条件，其每个抽样点仅受前一个码元的影响，因此可以通过减去前一码元的干扰来确定当前抽样点值，从而正确判决。
眼图实验报告
眼图实验报告篇一：基带信号眼图实验实验报告通信原理实验报告实验名称：数字基带信号的眼图实验实验时间：XX年12月11日指导老师：应娜学院：计算机学院班级：11052411（网络工程）学号：11054110姓名：龚泽鑫一、实验名称数字基带信号的眼图实验二、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；3、熟悉MATLAB语言编程。
三、实验步骤1、程序框架图3-4 程序框架首先，产生M进制双极性NRZ码元序列，并根据系统设置的抽样频率对该NRZ码元序列进行抽样，再将抽样序列送到升余弦滚降系统，最后画出输出码元序列眼图。
2、参数设置该仿真程序应具备一定的通用性，即要求能调整相应参数以仿真不同的基带传输系统，并观察输出眼图情况。
因此，对于NRZ码元进制M、码元序列长度Num、码元速率Rs，采样频率Fs、升余弦滚降滤波器参考码元周期Ts、滚降系数alpha、在同一个图像窗口内希望观测到的眼图个数Eye_num 等均应可以进行合理设置。
四、数据分析(1)部分程序分析：alpha=0.2;%设置滚降系数，取值范围在[0,1]Ts=1e-2; %升余弦滚降滤波器的参考码元周 %期, Ts=10ms,无ISI。
% Ts=2*(1e-2); %Ts=20ms,已经出现ISI（临界点）% Ts=5*(1e-2); %Ts=50ms,出现严重ISIFs=1e3;%采样频率，单位Hz。
注意：该数%值过大将严重增加程序运行时间Rs=50; %输入码元速率，单位Baud% M=2;M=4;%输入码元进制Num=100; %输入码元序列长度。
注意：该数值 %过大将严重增加程序运行时间。
Samp_rate=Fs/Rs %采样率，应为大于1的正整数，即 %要求Fs,Rs之间呈整数倍关系% Eye_num=2; %在一个窗口内可观测到的眼图个数。
实验报告-数字信号基带传输系统的实现
数字信号基带传输系统————用根升余弦滤波器实现一、实验目的1.熟悉使用System View软件，了解各功能模块的操作和使用方法。
2.通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3.观察数字基带传输系统接受端的眼图，掌握眼图的主要性能指标。
二、实验内容用System View建立一个数字基带传输系统仿真电路，信道中加入高斯白噪声（均值为0，均方差可调），分析理解系统各个模块的功能，并通过观察眼图，判断系统信道中的噪声情况。
三、实验原理（一）数字信号基带传输系统原理通信的根本任务是远距离传递信息，因而如何准确地传输数字信息是数字通信的一个重要组成部分。
在数字传输系统中，其传输对象通常是二进制数字信息，它可能来自计算机、网络或其它数字设备的各种数字代码。
也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号，设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。
这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号，也可以是调制后的信号形式。
由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。
因而称为数字基带信号。
在某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传送，我们称之为数字信号的基带传输。
而在另外一些信道，特别是无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。
我们把这种传输称为数字信号的调制传输（或载波传输）。
如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则任何数传输系统均可等效为基带传输系统。
因此掌握数字信号的基带传输原理是十分重要的。
通过SystemView 提供的仿真环境对数字基带传输中的某些问题加以仿真、分析，能帮助我们进一步加深对这些抽象概念的理解，并加深感性认识。
二进制数字基带波形都是矩形波，在画频谱时通常只画出了其中能量最集中的频率范围，但这些基带信号在频域内实际上是无穷延伸的。
如果直接采用矩形脉冲的基带信号作为传输码型，由于实际信道的频带都是有限的，则传输系统接收端所得的信号频谱必定与发送端不同，这就会使接收端数字基带信号的波形失真。
基带信号眼图
计算机与信息技术学院综合性、设计性实验报告专业：通信工程 年级/班级：09级 2011—2012学年第二学期 课程名称 通信原理 指导教师 本组成员学号姓名实验地点 实验时间 第六周 项目名称 基带信号眼图 实验类型 软件一、实验目的1．了解数字基带传输系统的组成和实时工作过程；2．加深理解时域均衡系统的工作原理，基本特点及均衡器的主要作用； 3．学会按给定的均衡准则调整，观测均衡器的方法。
二、实验仪器或设备通信实验箱和数字示波器各一台 三、实验原理K可变 手调图1 数字基带传输系统的组成框图数字基带传输系统的组成框图如图1所示，它是一个较完整的数字基带传输系统。
信号源产生19.2 KHz 的基带信号时钟，经过乘4之后，提供均衡器所需的两个互补驱动时钟76.8 KHz 。
显然本实验系统的基带速率为19.2 Kbit/s 。
测试信号和信码发生器按19.2KHz 的时钟节拍，分别产生测试单脉冲波形及63位M 序列，两种码分别作为均衡的对象，通过开关K 予以选择。
可变信道滤波器是在实验室条件下用来模拟传输信道特性的，改变电位器即可改变滤波器的传输函数特性，进而模拟信道特性的变化。
均衡器是借助横向滤波器实现时域均衡的，它由延迟单元，可变系数电路和相加器三部分组成，如图2所示。
信号源时 钟 测试信号信 码信 道 均衡器 接收滤波器 取样判决4图2 横向滤波器图2中，横向排列的延迟单元是由电荷转移器件完成的。
本实验所采用的是国产斗链器件BBD （Bucret Brrgades Device ）,它有32个延迟抽头输出端，因为我们抽样频率为76.8KHz 是基带信号19.2 Kbit/s 的4倍，故取6，10，14，18，22，26，30等七个抽头输出端。
理论上讲，抽头数目越多就越能消除码间串扰的影响，但势必会增加调整的难度。
且若变系数电路的准确度得不到保证，增加抽头数所获得的效益也不会显示出来。
实现Ci 调整的电路，称为变系数电路。
通信数字基带系统仿真 实验报告
方法原理：把部分码元搬移到同一码元处叠加，观察其波形重叠情况
特点：二进制信号结果很像眼睛
作用：观察码间干扰和噪声影响、估计系统性能优劣程度
电子工程学院通信原理课程实验报告
3、实验仪器与设备（包括实验平台、实验材料等）
PC、MATLAB
4、实验内容（包括实验电路、实验步骤与流程、源程序代码、调试过程记录等，可另附页）
NRZ = 2* randint(1,Num,M)-M+1;
figure(1);Fra bibliotekstem(NRZ);
title('双极性NRZ');
Samp_data = zeros( 1, Samp_rate * Num);
for r = 1:Num*Samp_rate
if rem( r, Samp_rate) == 0
if yh(k)==sign %如果当前V符号与前一个V符号的极性相同
yh(k)=-1*yh(k); %则让当前V符号极性反转,以满足V符号间相互极性反转要
yh(k-3)=yh(k); %添加B符号,与v符号同极性
yh(k+1:length(yn))=-1*yh(k+1:length(yn)); %并让后面的非零符号从V符号开始再交替
Samp_data(r) = NRZ( r /Samp_rate);
end
end
[ht,a] = rcosine(1/Ts,Fs,'fir',alpha); % Design raised cosine filter.滤波器
figure(2);
subplot(2,1,1);
plot(ht);
ylabel('冲激响应');
通信原理5.5数字基带信号传输—眼图
研究问题：码间串扰和噪声的估计 研究对象：眼图 研究目的：如何用实验的方法来减小码
间串扰和噪声的影响 研究方法：定性分析，实验观察
5.4眼图：问题提出
实际应用的基带数字信号传输系统，不可能完 全做到无码间串扰的要求；
可能影响码间串扰性能的因素：发送滤波器特 性、信道特性、接收滤波器特性，而计算由于 这些因素所引起的误码率非常困难，甚至得不 到一种合适的定量分析方法。
在实际应用时要通过实验的方法估计和通过调 整以改善传输系统的性能，使码间串扰的影响 尽量减小。
眼图正是实验方法的一个有用的工具。
5.4眼图：什么是眼图？
基带传输系统接收滤波器的输出信号加到示波器的垂直轴 调示波器的水平扫描周期,使它与信号码元的周期同步 此时可以从示波器上显示出一个像人眼一样的图形，从这个称为眼图的
信道噪声：为0 信道带宽：
1000Hz
5.4眼图：眼图的实验
有噪声时
信道噪声：均值 为0，S/N=10db 的AWGN
信道带宽： 4000Hz
输入信号： 10010110，双极 性非归零码
5.4眼图：眼图的实验
有噪声时
信道噪声：均值 为0，S/N=3db的 AWGN
信道带宽： 4000Hz
2Tb
3Tb
4Tb
5Tb
6Tb
原来清晰端正的细线，变成了比较模糊的带状的线，而且不很端正 噪声越大，线条越宽，越模糊
5.4眼图：眼图的模型
最佳抽样时刻应选择眼图中“眼睛”张开最大的时刻； 对定时误差的灵敏度，由斜边斜率决定，斜率越大，对定时误差就越灵敏； 图中阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围； 在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离的一半为噪声容限，噪声瞬时值
基带信号眼图实验 (2)
实验三 数字基带信号的眼图实验一、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；3、熟悉MATLAB 语言编程。
二、实验预习要求1、复习《数字通信原理》第七章7.1节——奈奎斯特第一准则内容；2、复习《数字通信原理》第七章7.2节——数字基带信号码型内容；3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。
三、实验原理和电路说明1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1基带系统的分析模型抑制码间干扰。
设输入的基带信号为()nsna t nT δ-∑，sT 为基带信号的码元周期，则经过基带传输系统后的输出码元为()nsna h t nT -∑。
其中1()()2j th t H ed ωωωπ+∞-∞=⎰（3-1）理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：10()0,s k h kT k =⎧=⎨⎩，为其他整数 (3-2)频域应满足：()0,ss T T H πωωω⎧≤⎪=⎨⎪⎩，其他 (3-3)图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。
由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。
在一般情况下，只要满足：222(),s i s s s si H H H H T T T T T ππππωωωωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=-+++=≤⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑ (3-4)基带信号就可实现无码间干扰传输。
这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。
从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的。
(1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1)0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω⎧⎡⎤-+--≤≤⎪⎢⎥⎣⎦⎪⎪-⎪=≤≤⎨⎪⎪+>⎪⎪⎩(3-5)这里α称为滚降系数，01α≤≤。
数字基带传输系统眼图的产生与分析课程设计报告
数字基带传输系统眼图的产生与分析课程设计报告题目：数字基带传输系统眼图的产生与分析系别：电子信息与电气工程系专业：通信工程班级：学号：姓名：导师：2012年12 月6日目录摘要1课题意义 (1)2系统框图 (1)2.1一般的系统组成 (1)2.2本文所用的系统框图 (1)3模块设计及其实现 (2)3.1输入模块 (2)3.1.1数字基带信号的选择 (2)3.1.2 m序列的概念 (2)3.1.3 m序列的用途 (2)3.1.4 m序列产生原理 (2)3.1.5方案选择 (2)3.1.6设计实现 (3)3.2传输模块 (3)3.2.1传输系统选择 (4)3.2.2传输系统的设计 (4)3.2.3传输系统的实现 (5)3.3接收模块 (6)3.3.1示波器原理 (6)3.3.2眼图的产生原理 (6)3.3.3眼图与系统性能的关系 (6)4性能分析 (7)4.1数字基带信号波形 (7)4.2未经传输的源信号眼图 (8)4.3带基带传输模块 (8)5总结 (11)参考文献 (14)附录：系统电路图 (16)数字基带传输系统性能测试与分析摘要：本文以移位寄存器为核心，设计了一个用于分析系统传输性能好坏的电路系统。
它由数字信号发生器、伪随机信号发生器、模拟低通滤波器以及示波器组成。
数字信号和伪随机序列由移位寄存器产生，低通滤波器模拟传输信道。
经测试它能够反映出传输系统性能的好坏。
关键字：m序列加法器滤波器基带传输眼图系统性能1课题意义对于一个信号传输系统而言，最大的指标就是使信号能够无失真的传送到接收端，然而这是不可能做到的，信号在传输中必然存在失真，只有通过改良系统使失真达到可以接受的范围内才能用来传输信号，所以就必须有一个有效的的方法来判断传输系统的好坏。
通过本课题中产生的眼图来判断传输系统的好坏是一个有效的方法。
通过看到的眼图实际情况，可以了解传输系统的性能好坏，从而帮助设计人员设计出符合要求的传输系统。
数字信号基带传输系统实现及眼图的观察
实验三数字信号基带传输系统实现及眼图的观察一、实验目的1、熟悉使用System View软件，了解各功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3、观察数字基带传输系统接受端的眼图，掌握眼图的主要性能指标。
二、实验内容用System View建立一个数字基带传输系统仿真电路，信道中加入高斯白噪声（均值为0，均方差可调），分析理解系统各个模块的功能，并通过观察眼图，判断系统信道中的噪声情况。
三、实验要求1、观察系统中各个模块的输出波形，并分析说明系统构成原理。
2、观察低通滤波器的输出波形的眼图，调节信道中噪声的大小，观察眼图变化。
3、比较抽样判决后的输出码元与原始码元有何不同，说明原因。
4、调节噪声大小，分析系统中是否产生误码，说明原因。
四、电路构成模块说明：Sink0：产生原始码元波形Sink1：发送端基带信号形成器波形Sink19Sink20Sink21参数设置：Token4：Source――Noise/PN――Pn Seg（幅度1V，频率100HZ，电平数2，偏移0V，产生双极性不归零码，随机产生）Token18：在专业库中选择Comm——Processors——P shape（Select pulse Shape＝Rectangular，Time offset＝0，Width＝0.01s，产生矩形脉冲基带信号）Token9：Source――Noise/PN――Gauss Noise（均值为0，均方差为0.01的高斯白噪声）Token11：Operator――Filters/systems――Liner Sys Filters（Analog，Butterworth，No. of Poles=3，Low Cutoff＝100HZ，产生一个低通的Butterworth滤波器，用于对信道输出信号进行滤波）Token12：Operator――Sample/Hold――Sample（Sample rate=100HZ，用于对滤波后的波形进行抽样，抽样速率等于码元速率）Token13：Operator――Sample/Hold――Hold（Hold Value=Last Sample，Gain＝1，对抽样后的值延时一段时间，得到恢复后的数字基带信号）Token14：Operator——Logic——Compare（Select comparison：a>=b True Output=1V，False Output＝-1V，对抽样值进行判决比较，得到输出码元波形）Token15：产生正弦信号，作为比较器的另一个比较输入（振幅＝0V，频率＝0Hz）眼图参数设置：Sink Calculator――style――slice――start＝0.01，Length＝0.03，在窗口中选择需要观察眼图的波形，点击OK，观察其眼图系统定时设置：Start Time：0 ，Stop Time：0.5，Sample Rate：10000HZ五、实验结果1、原始基带信号图1 原始基带信号2、加入噪声后的基带信号（高斯白噪声，方差＝0.01）图2 加入噪声后的基带信号3、经过低通滤波器后的输出波形图3 经过低通滤波器后的输出波形4、经过抽样判决后的输出波形图4 经过抽样判决后的输出波形5、经过低通滤波器后输出波形的眼图图5 经过低通滤波器后输出波形的眼图六、思考题1、观察低通滤波器的输出波形的眼图，调节信道中噪声的大小，观察眼图变化。
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通信原理实验报告实验名称：数字基带信号的眼图实验
实验时间： 2012年12月11日
指导老师：应娜
学院：计算机学院
班级：11052411（网络工程）
学号：11054110 姓名：龚泽鑫
一、实验名称
数字基带信号的眼图实验
二、实验目的
1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；
2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ
基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；
3、熟悉MATLAB语言编程。
三、实验步骤
1、程序框架
图3-4 程序框架
首先，产生M进制双极性NRZ码元序列，并根据系统设置的抽样频率对该NRZ码
元序列进行抽样，再将抽样序列送到升余弦滚降系统，最后画出输出码元序列眼图。
2、参数设置
该仿真程序应具备一定的通用性，即要求能调整相应参数以仿真不同的基带传输系统，并观察输出眼图情况。
因此，对于NRZ码元进制M、码元序列长度Num、码元速率Rs，采样频率Fs、升余弦滚降滤波器参考码元周期Ts、滚降系数alpha、在同一个图像窗口内希望观测到的眼图个数Eye_num等均应可以进行合理设置。
四、数据分析
(1)部分程序分析：
alpha=0.2; %设置滚降系数，取值范围在[0,1]
Ts=1e-2; %升余弦滚降滤波器的参考码元周
%期, Ts=10ms,无ISI。
% Ts=2*(1e-2); %Ts=20ms,已经出现ISI（临界点）
% Ts=5*(1e-2); %Ts=50ms,出现严重ISI
Fs=1e3; %采样频率，单位Hz。
注意：该数
%值过大将严重增加程序运行时间
Rs=50; %输入码元速率，单位Baud
% M=2;
M=4; %输入码元进制
Num=100; %输入码元序列长度。
注意：该数值 %过大将严重增加程序运行时间。
Samp_rate=Fs/Rs %采样率，应为大于1的正整数，即 %要求Fs,Rs之间呈整数倍关系
% Eye_num=2; %在一个窗口内可观测到的眼图个数。
Eye_num=4; %在一个窗口内可观测到的眼图个数。
(2)结果分析：
二进制NRZ码元眼图
八进制NRZ码元眼图
（3）实验心得：
通过这个实验的学习，我对无码间干扰传输的基本条件和原理有了一定的掌握，同时了解和掌握基带升余弦滚降系统的实现方法，能够通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ基带信号下，看出不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度。