基帶傳輸系統(tǒng)的實驗報告

1、.資料.基帶傳輸系統(tǒng)實驗報告一、實驗目的1、提高獨立學習的能力；2、培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和分析問題的能力；3、學習matlab的使用；4、掌握基帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)的仿真方法；5、熟悉基帶傳輸系統(tǒng)的基本結構；6、掌握帶限信道的仿真以及性能分析；7、通過觀察眼圖和星座圖判斷信號的傳輸質量。二、實驗原理在數(shù)字通信中，有些場合可以不經載波調制和解調過程而直接傳輸基帶信號，這種直接傳輸基帶信號的系統(tǒng)稱為基帶傳輸系統(tǒng)?；鶐鬏斚到y(tǒng)方框圖如下：基帶傳輸系統(tǒng)模型如下：各方框的功能如下：1）信道信號形成器（發(fā)送濾波器）：產生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘柌ㄐ巍Ｒ驗槠漭斎胍话闶墙涍^碼型編碼器產生的傳輸碼，相應的基本波形通

2、常是矩形脈沖，其頻譜很寬，不利于傳輸。發(fā)送濾波器用于壓縮輸入信號頻帶，把傳輸碼變換成適宜于信道傳輸?shù)幕鶐盘柌ㄐ巍?）信道：是基帶信號傳輸?shù)拿浇椋ǔ橛邢扌诺?，如雙絞線、同軸電纜等。信道的傳輸特性一般不滿足無失真?zhèn)鬏敆l件，因此會引起傳輸波形的失真。另外信道還會引入噪聲n（t）,般認為它是均值為零的高斯白噪聲。3）接收濾波器：接受信號，盡可能濾除信道噪聲和其他干擾，對信道特性進行均衡，使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。4）抽樣判決器：在傳輸特性不理想及噪聲背景下，在規(guī)定時刻（由位定時脈沖控制）對接收濾波器的輸出波形進行抽樣判決，以恢復或再生基帶信號。5）定時脈沖和同步提?。河脕沓闃拥奈欢〞r脈沖依

3、靠同步提取電路從接收信號中提取。三、實驗內容1采用窗函數(shù)法和頻率抽樣法設計線性相位的升余弦滾講的基帶系統(tǒng)（不調用濾波器設計函數(shù),自己編寫程序）設濾波器長度為N=31,時域抽樣頻率Fo為4/Ts,滾降系數(shù)分別取為0.1、0.5、1，（1）如果采用非匹配濾波器形式設計升余弦滾降的基帶系統(tǒng)，計算并畫出此發(fā)送濾波器的時域波形和頻率特性，計算第一零點帶寬和第一旁瓣衰減。（2）如果采用匹配濾波器形式設計升余弦滾降的基帶系統(tǒng)，計算并畫出此發(fā)送濾波器的時域波形和頻率特性，計算第一零點帶寬和第一旁瓣衰減。（1）非匹配濾波器窗函數(shù)法：子函數(shù)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);函數(shù)調試程序：a=input(a=);hn,Hf,Hw,

5、w=umfw(31,4,a);subplot(3,1,1);stem(real(hn),.);title(平方根升余弦濾波器單位沖擊響應時域特性);subplot(3,1,2);stem(Hf,.);title(平方根升余弦濾波器單位沖擊響應頻域特性);subplot(3,1,3);plot(w,Hw);title(瀕域響應);axis(-1,1,min(real(Hw),max(real(Hw);a=0.1a=0.5a=1頻域抽樣法：子函數(shù)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;%頻率抽樣為H

6、(f)f1=(1-a)/(2*Ts);f2=(1+a)/(2*Ts);Hf=zeros(1,N);fori=1:N%得到頻域的升余弦函數(shù)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);%得到時域升余弦函數(shù)，復數(shù)表達式函數(shù)調試程序：a=input(a=);hn,Hf=umf(31,4,a);H,w=freqz(hn);subplot(2,1,1);stem(real

7、(hn),.);title(平方根升余弦濾波器單位沖擊響應時域特性);subplot(2,1,2);stem(Hf,.);title(平方根升余弦濾波器單位沖擊響應頻域特性);figure2);plot(w,abs(H);title(幅頻特性);a=0.1時a=0.5時a=1(2)匹配濾波器窗函數(shù)法:functionHf,hn,Hw,w=mfw(N,Ts,a)%采用窗函數(shù)法的濾波器函數(shù),a為滾降系數(shù)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頻域抽樣法:子函數(shù)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;%頻率抽樣為H(

9、f)f1=(1-a)/(2*Ts);f2=(1+a)/(2*Ts);HF=zeros(1,N);Hf=zeros(1,N);fori=1:N%得到頻域平方根升余弦函數(shù)if(abs(f(i)=f1)HF(i)=Ts;elseif(abs(f(i)|.回R.1FileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp炭送信號星座團864.o2.llln齊pmno6.-8.-總500.6In-Phase信噪比10db,滾降系數(shù)0.8誤碼率：0.00%MFicure1:ScatterPlotKmdFileEditVi&wInsertToolsDesktopWindowHelp空|

10、nafe飩縱晏搖風口匡1o發(fā)送信號星座圖(1)非匹配濾波器L二input(二進制比特個數(shù)二);輸入二進制比特個數(shù)Tb=input(比特周期二);輸入比特周期Ts=input(碼元周期二);輸入碼元周期Rb=1/Tb;%比特傳輸速率N=31;%濾波器階數(shù)a=input(滾降系數(shù)二);輸入滾降系數(shù)SNR=input(信噪比二);輸入信噪比m=-(N-1)/2:(L*Tb-Tb+1+N-1-(N+1)/2);%發(fā)送濾波器輸出序列橫坐標顯示范圍n=-(N-1)/2:(N-1)/2;o=-N:L+(Tb-1)*(L-1)+N-3;%接收濾波器輸出序列橫坐標顯示范圍an,dn二source(L,Tb);%

11、生成信源序列dnhn,Hf,f=umf(N,Ts,a);%得到發(fā)送濾波器單位沖擊響應xn=conv(hn,dn);%發(fā)送濾波器輸入序列卷積發(fā)送濾波器單位沖擊響應,得到發(fā)送濾波器輸出序列nO=noise(SNR,xn,L,Tb,N);%產生噪聲序列yn二nO+xn;%加入噪聲后的序列rn=yn(N-1)/2:(N-1)/2+L+(Tb-1)*(L-1)-1);%從(N-1)/2開始判決bn=adjudge(L,Tb,rn);%bn為判決序列P=Pe(an,bn,L);sprintf（誤碼率：2.2f%,P*100）%計算誤碼率%畫星座圖scatterplot(xn,1,0);title(發(fā)送信號

12、星座圖);scatterplot(rn,1,0);title(接收信號星座圖);二進制比特個數(shù)=1000比特周期=4碼元周期=4信噪比1db，滾降系數(shù)0.3誤碼率：23.90%FileEditVie-wInsertToolsDesktopWindowHelp.資料.:E3Figure2:ScatterPlot接收信耳星座團amcspCI5no-50In-Phase信噪比1db，滾降系數(shù)0.8誤碼率：23.70%S3Figure1:ScatterPlot發(fā)送信號星座團1-0.5-BncnPEno-0.5接收信號星座鬲FileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp

13、勺已呂日釦hl氈既習溟盈忌I曰旦am齊PEna信噪比5db,滾降系數(shù)0.3誤碼率：14.90%.資料.Qrioure2:ScatterP;otL口回lsnFileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp竺IQI|-Qriyjrel:ScatterPiot丨u|回isFileEditVi(?wInsertToolsDesktopWindowHelpwDt3Jk亀響型Xf凰i因0發(fā)送信邑星座團IIO5o.O.CD三皿penCJ-1-1.5-1.5-1-0.50.51In-Phag-e接收信號星座團Inu1111rumpEno-4-202ItnPhase信噪比5db,

14、滾降系數(shù)0.8誤碼率：11.70%.50_O.50.-a3EPEz5oUMHFigure1:ScatterPlot丨=回|S3FileEditVi(2-wInsertToolsDesktopWindowHelp竺IIoaj忌|口因Q發(fā)送信葺星座畫-1-0.5；aD.51In-PhaseB3Fioiire2:ScatterP；ot回玄IFileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp竺DdHk電巴渥說”畐|固口E3接收信耳星座團占總-101莎-3In-Phase信噪比10db，滾降系數(shù)0.3誤碼率：4.00%1=1S3Figure1:ScatterPlotFileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelpE右日釦話|紐電巴渥盈屈|匡|口發(fā)送信號星座團llll一齊pmno5161OHU5LIh-1.5-10.511.5In-PhaseFigure2:ScatterPlot回史1FileEditViewInsertToolsDesktopWindow