基带传输系统的实验报告

1、.资料.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

2、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）,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

3、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0.1、0.5、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：functionHf,hn,Hw,w=umfw(N,Ts,a)n=-

4、(N-1)/2:(N-1)/2;k=n;t=k;fori=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;elsehn(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=-1:0.01:1;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,

5、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(濒域响应);axis(-1,1,min(real(Hw),max(real(Hw);a=0.1a=0.5a=1频域抽样法：子函数程序：functionhn,Hf,f=umf(N,Ts,a);n二-(N-1)/2:(N-1)/2;%-15至+15k=n;f=k*1/N;%频率抽样为H

6、(f)f1=(1-a)/(2*Ts);f2=(1+a)/(2*Ts);Hf=zeros(1,N);fori=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);elseHf(i)=0;endendhn二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

7、(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);figure2);plot(w,abs(H);title(幅频特性);a=0.1时a=0.5时a=1(2)匹配滤波器窗函数法:functionHf,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;fori=1:N;if(abs(t(i)=0)hn(i)=1;elseif(1-4*a*a*t(i)*t(i)/Ts/Ts)=0)hn(i)=s

8、in(pi*t(i)/Ts)/t(i)*Ts/4;elsehn(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=-1:0.01:1;HW=hn*exp(-j*2*pi*n*w);Hw=sqrt(HW);HF=hn*exp(-j*2*pi/N*k*n);Hf=sqrt(HF);a=0.1a=0.5a=1频域抽样法:子函数程序:functionhn,Hf,n,f=mf(N,Ts,a)n二-(N-1)/2:(N-1)/2;%-15至+15k=n;f=k*1/N;%频率抽样为H(

9、f)f1=(1-a)/(2*Ts);f2=(1+a)/(2*Ts);HF=zeros(1,N);Hf=zeros(1,N);fori=1:N%得到频域平方根升余弦函数if(abs(f(i)=f1)HF(i)=Ts;elseif(abs(f(i)|.回R.1FileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp炭送信号星座團864.o2.llln齐pmno6.-8.-总500.6In-Phase信噪比10db,滚降系数0.8误码率：0.00%MFicure1:ScatterPlotKmdFileEditVi&wInsertToolsDesktopWindowHelp空|

10、nafe饨纵晏摇風口匡1o发送信号星座图(1)非匹配滤波器L二input(二进制比特个数二);输入二进制比特个数Tb=input(比特周期二);输入比特周期Ts=input(码元周期二);输入码元周期Rb=1/Tb;%比特传输速率N=31;%滤波器阶数a=input(滚降系数二);输入滚降系数SNR=input(信噪比二);输入信噪比m=-(N-1)/2:(L*Tb-Tb+1+N-1-(N+1)/2);%发送滤波器输出序列横坐标显示范围n=-(N-1)/2:(N-1)/2;o=-N:L+(Tb-1)*(L-1)+N-3;%接收滤波器输出序列横坐标显示范围an,dn二source(L,Tb);%

11、生成信源序列dnhn,Hf,f=umf(N,Ts,a);%得到发送滤波器单位冲击响应xn=conv(hn,dn);%发送滤波器输入序列卷积发送滤波器单位冲击响应,得到发送滤波器输出序列nO=noise(SNR,xn,L,Tb,N);%产生噪声序列yn二nO+xn;%加入噪声后的序列rn=yn(N-1)/2:(N-1)/2+L+(Tb-1)*(L-1)-1);%从(N-1)/2开始判决bn=adjudge(L,Tb,rn);%bn为判决序列P=Pe(an,bn,L);sprintf（误码率：2.2f%,P*100）%计算误码率%画星座图scatterplot(xn,1,0);title(发送信号

12、星座图);scatterplot(rn,1,0);title(接收信号星座图);二进制比特个数=1000比特周期=4码元周期=4信噪比1db，滚降系数0.3误码率：23.90%FileEditVie-wInsertToolsDesktopWindowHelp.资料.:E3Figure2:ScatterPlot接收信耳星座團amcspCI5no-50In-Phase信噪比1db，滚降系数0.8误码率：23.70%S3Figure1:ScatterPlot发送信号星座團1-0.5-BncnPEno-0.5接收信号星座鬲FileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp

13、勺已吕日釦hl氈既習溟盈忌I曰旦am齐PEna信噪比5db,滚降系数0.3误码率：14.90%.资料.Qrioure2:ScatterP;otL口回lsnFileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp竺IQI|-Qriyjrel:ScatterPiot丨u|回isFileEditVi(?wInsertToolsDesktopWindowHelpwDt3Jk亀響型Xf凰i因0发送信邑星座團IIO5o.O.CD三皿penCJ-1-1.5-1.5-1-0.50.51In-Phag-e接收信号星座團Inu1111rumpEno-4-202ItnPhase信噪比5db,

14、滚降系数0.8误码率：11.70%.50_O.50.-a3EPEz5oUMHFigure1:ScatterPlot丨=回|S3FileEditVi(2-wInsertToolsDesktopWindowHelp竺IIoaj忌|口因Q发送信葺星座画-1-0.5；aD.51In-PhaseB3Fioiire2:ScatterP；ot回玄IFileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp竺DdHk電巴渥说”畐|固口E3接收信耳星座團占总-101莎-3In-Phase信噪比10db，滚降系数0.3误码率：4.00%1=1S3Figure1:ScatterPlotFileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelpE右日釦話|纽電巴渥盈屈|匡|口发送信号星座團llll一齐pmno5161OHU5LIh-1.5-10.511.5In-PhaseFigure2:ScatterPlot回史1FileEditViewInsertToolsDesktopWindow