通信原理数字基带传输实验报告Word格式文档下载.docx
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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:
function[Hf,hn,Hw,w]=umfw(N,Ts,a)
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)=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:
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,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,'
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);
频域响应'
axis([-1,1,min(real(Hw)),max(real(Hw))]);
a=0.1
a=0.5
a=1
频域抽样法:
function[hn,Hf,f]=umf(N,Ts,a);
%-15至+15
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);
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;
end
end
hn=hn=1/N*Hf*exp(j*2*pi/N*k'
%得到时域升余弦函数,复数表达式
[hn,Hf]=umf(31,4,a);
[H,w]=freqz(hn);
subplot(2,1,1);
subplot(2,1,2);
figure
(2);
plot(w,abs(H));
幅频特性'
a=0.1时
a=0.5时
(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
HW=hn*exp(-j*2*pi*n'
Hw=sqrt(HW);
HF=hn*exp(-j*2*pi/N*k'
Hf=sqrt(HF);
频域抽样法:
子函数程序:
function[hn,Hf,n,f]=mf(N,Ts,a)
HF=zeros(1,N);
N%得到频域平方根升余弦函数
HF(i)=Ts;
HF(i)=Ts/2*(1+cos(pi*Ts/a*(abs(f(i))-(1-a)/(2*Ts))));
elseHF(i)=0;
hn=1/N*Hf*exp(j*2*pi/N*k'
%得到时域平方根升余弦函数,复数表达式
函数调用程序:
[hn,Hf]=mf(31,4,a);
第一零点带宽为w=1.012rad/s
第一零点带宽为w=1.215rad/s
第一零点带宽为1.62rad/s
2.根据基带系统模型,编写程序,设计无码间干扰的二进制数字基带传输系统。
要求要传输的二进制比特个数、比特速率Rb(可用与Ts的关系表示)、信噪比SNR、滚降系数α是可变的。
(1)信源子函数
function[dn]=source(L,Tb)
%定义信源函数source,产生信源序列
%输入:
L序列长度,Tb码元宽度
%输出:
dn双极性信源序列
an=sign(rand(1,L)-0.5);
%产生一组-1,1等概的随机序列
dn=zeros(1,L);
L
dn(1+(i-1)*Tb)=an(i);
%插值,在相邻两数间插入Tb-1个0,得到插值后的发送序列;
(2)滤波器函数同实验内容一
(3)噪声函数
function[n0]=noise(SNR,xn,L,Tb,N)
%定义噪声函数
SNR为可调信噪比,xn为发送滤波器的输出信号
n0为高斯噪声序列
Eb=0;
length(xn)
Eb=Eb+(abs(xn(i))).^2;
%总比特能量
Eb=Eb/L;
%平均比特能量
n0=sqrt(Eb/(2*10.^(SNR/10)))*randn(1,(L+(Tb-1)*(L-1)+N-1));
%得到均值为0,方差为sqrt(Eb/(2*10.^(SNR/10)))的高斯噪声
(4)抽样判决函数
function[bn]=adjudge(L,Tb,rn)
%rn为接收滤波器输出信号,bn为判决输出序列
zn=zeros(1,L);
bn=zeros(1,L);
zn(i)=real(rn((i-1)*Tb+1));
%对rn每隔Tb进行抽样
bn=sign(zn);
采用匹配滤波器的基带传输系统的主函数:
L=input('
二进制比特个数='
%输入二进制比特个数
Tb=input('
比特周期='
%输入比特周期
Ts=input('
码元周期='
%输入码元周期
Rb=1/Tb;
%比特传输速率
N=31;
%滤波器阶数
滚降系数='
%输入滚降系数
SNR=input('
信噪比='
%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
[dn]=source(L,Tb);
%生成信源序列dn
[hn,Hf,f]=mf(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
[n0]=noise(SNR,xn,L,Tb,N);
%产生噪声序列
yn=n0+xn;
%加入噪声后的序列
rn0=conv(yn,hn);
%接收滤波器输出序列
rn=rn0(N:
N+L+(Tb-1)*(L-1)-1);
%从N开始判决
[bn]=adjudge(L,Tb,rn);
%bn为判决序列
figure
(1);
subplot(3,2,1);
stem(dn,'
发送滤波器输入序列'
subplot(3,2,2);
plot(m,xn);
发送滤波器输出序列'
subplot(3,2,3);
plot(m,n0);
噪声序列'
subplot(3,2,4);
plot(m,yn);
接收滤波器
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