实验一数字基带传输实验实验总结报告Word文件下载.docx

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1、信源

信源就是消息的源，本实验中指数字基带信号，信源序列al采用一个0、1等概率分布的二进制伪随机序列。

信源序列al经在一比特周期中抽样A点，即是序列al每两点之前插A-1个零点，进行抽样，形成发送信号SigWave，即是发送滤波器模块的输入信号。

2、发送滤波器

6、位定时提取

完成位定时信息即同步判决时间点的提取，每隔A-1个点提取一次信息，一共提取L次。

注意：

非匹配模式下每提取一个同步判决时间点需经过一次位延时，匹配模式下每提取一个同步判决时间点需经过两次位延时。

7、抽样判决

利用同步位定时信息判决接收滤波器的输出信号Rec_Sig，得到输出序列。

三、实验内容

（一）因果数字升余弦滚降滤波器设计

1.窗函数法设计非匹配形式的发送滤波器

n=-15:

15;

a=input（'

alpha='

）;

Tc=4;

hn=（sin（pi*n/Tc）./（pi*n/Tc））.*（cos（a*pi*n/Tc）./（1-4*a*a*n.*n/Tc/Tc））;

%升余弦滚降滤波器时域单位冲击响应 

hn（16）=1;

%升余弦滚降滤波器中间点的校正 

n=0:

30;

wn=0.42-0.5.*cos（2.*pi.*n./（max（n）-1））+0.08.*cos（4.*pi.*n./（max（n）-1））；

%Blackman窗函数表达式

figure;

subplot（2,2,1）;

stem（n,hn）;

xlabel（'

n'

ylabel（'

hn'

title（'

升余弦滤波器单位冲击响应时域特性'

subplot（2,2,2）;

stem（n,wn）;

wn'

布拉克曼窗单位冲击响应时域特性'

h=hn.*wn;

%加窗后的升余弦滚降滤波器

subplot（2,2,3）;

stem（n,h）;

h'

发送滤波器的冲击响应'

nh=0:

w=linspace（0,2*pi,512）;

hw=h*exp（-j*nh'

*w）;

%频率特性

subplot（2,2,4）;

plot（w,abs（hw））;

发送滤波器的幅频特性'

axis（[min（w）,max（w）,min（abs（hw））-0.2,max（abs（hw））+0.2]）

w'

abs（hw）'

）

g=max（hw）;

Figure；

plot（w,10*log10（abs（hw）））;

Grf（dB）'

title（'

发送滤波器的增益图形'

Alpha=0.2

图2窗函数法设计非匹配形式滤波器冲击响应（alpha=0.2）

图3窗函数法设计非匹配形式滤波器增益图形（alpha=0.2）

Alpha=1

图3窗函数法设计非匹配滤波器冲击响应波形与增益（alpha=1）

2.频率抽样法设计匹配形式的发送滤波器

实验思路：

匹配形式的发送滤波器的频率响应为平方根余弦滚降函数，子函数在主函数开方即可。

实验程序:

子函数定义的是余弦滚降函数，主函数是一个频率抽样：

T=1,fs=1,Tc=4,N=31

%子函数

function[hn,Hf,f]=f_sampling（N,Tc,fs）

alpha=0.2;

K=[-（N-1）/2:

（N-1）/2];

n=[-（N-1）/2:

f=K*fs/N;

f1=（1-alpha）/（2*Tc）;

f2=（1+alpha）/（2*Tc）;

Hf=zeros（1,N）;

%升余弦滚降滤波器频率响应抽样函数

fori=1:

N

if（abs（f（i））<

=f1）

Hf（i）=Tc;

elseif（abs（f（i））<

=f2）Hf（i）=Tc/2*（1+cos（pi*Tc/alpha*（abs（f（i））-（1-alpha）/（2*Tc））））;

elseHf（i）=0;

end;

end;

hn=1/N*Hf*exp（j*2*pi/N*K'

*n）;

%数字升余弦滚降滤波器单位冲击响应

%主函数

Function[hm]=f_samp_m（N,Tc,fs）

N=31;

K=[-（N-1）/2:

m=[-（N-1）/2:

[hn,Hf,f]=f_sampling（31,4,1）;

HF=squrt（Hf）;

hm=1/N*HF*exp（j*2*pi*/N*K’*m）;

[Hw,w]=freqz（hm）;

%幅频特性；

H=max（abs（Hw））;

plot（w,abs（Hw）/H）;

titel（‘归一化的幅频特性’）;

xlabel（‘w’）;

ylabei（‘Hw’）;

Figure；

Ab=20*log（abs（Hw））;

plot（w,Ab）;

title（‘增益图形’）；

xlabel（‘w’）;

ylabel（‘20*log（abs（Hw））（dB）’）;

subplot（2,1,1）;

stem（HF,’.’）;

title（‘匹配滤波器频域单位冲击响应波形’）；

xlabel（‘f（Hz）’）;

ylabel（‘HF’）;

subplot（2,1,2）;

stem（real（hm）,’.’）;

xlabel（‘m’）;

ylabel（‘nm’）;

axis（[0,35,-0.15,0.7]）;

title（‘匹配滤波器时域单位冲击响应波形’）；

Alpha=0.2

图4频率抽样法设计匹配滤波器冲击响应与幅频特性（alpha=0.2）

图5频率抽样法设计匹配滤波器增益图形（alpha=0.2）

图6、7频率抽样法设计匹配滤波器幅频特性与增益图形（alpha=1）

表1窗函数法设计的非匹配滤波器

表二频率抽样法设计的匹配滤波器

滚降系数

0.2

1

第一零点带宽（Hz）

0.4

0.45

0.266

第一旁瓣衰减（dB）

18.96

23

18.94

26

（二）设计无码间干扰的二进制数字基带传输系统

要求传输的二进制比特个数、比特速率（可用与的关系表示）、信噪比SNR、滚降系数α是可变的．

1、子函数模块

1）二进制信源子函数

function[al]=suiji（m）

%a_n是产生的二进制随机信源序列

%m是产生的序列长度

%本函数功能是随机序列产生函数

al=rand（1,m）;

fori=1:

m

ifa（i）<

0.5

a（i）=-1;

else

a（i）=1;

end

end

2）发送信号生成子函数

function[d]=dt（al,L,A）

%a是信源序列

%L是信源长度，A是每个码元的抽样点数

d=zeros（1,L*A）;

L

d（1+（i-1）*A）=al（i）;

3）非匹配模式下发送滤波器单位冲击响应波形

%频率抽样法非匹配形式滤波器设计

function[hn]=f_samp_um（N,Tc,fs）

alpha=input（'

%输入不同的alpha值

[hn,Hf,f]=f_sampling（31,4,1）;

[Hw,w]=freqz（hn）;

%幅频特性

H=max（abs（Hw））;

%plot（w,abs（Hw）/H）;

归一化的幅频特性'

xlabel（'

Hw'

Ab=20*log（abs（Hw））;

%plot（w,Ab）;

增益图形'

20*log（abs（Hw））（dB）'

subplot（2,1,1）;

stem（Hf,'

.'

f（Hz）'

Hf'

非匹配形式滤波器单位冲激响应频域特性'

subplot（2,1,2）;

stem（real（hn）,'

非匹配形式滤波器单位冲激响应时域特性'

%figure

（2）;

%plot（w,abs（Hw））;

幅频特性'

Alpha=0.2，alpha=1，二者的波形见实验

（一）

4）匹配模式下发送滤波器单位冲击响应波形

%频率抽样法匹配形式滤波器设计

function[hm]=f_samp_m（N,Tc,fs）

N=31;

m=[-（N-1）/2:

%hn为单位冲击响应

HF=sqrt（Hf）;

hm=1/N*HF*exp（j*2*pi/N*K'

*m）;

[Hw,w]=freqz（hm）;

%幅频特性;

plot（w,abs（Hw）/H）;

归一化的幅频特'

stem（HF,'

匹配形式滤波器单位冲激响应频域特性'

HF'

stem（real（hm）,'

m'

hm'

匹配形式滤波器单位冲激响应时域特性'

plot（w,abs（Hw））;

5）发送滤波器输出信号计算子函数

function[x]=fslbqscxh（hn,d,L,A,N）

x=conv（d,hn）;

%发送信号与匹配形式下的发送滤波器卷积

x=x（（N+1）/2:

（N+1）/2-1+L*A）;

%截去发送滤波器输出信号增加的（N-1）个点,卷积序列长度为2N-1，原序列长度为N

6）给定标准方差，高斯分布随机数生成子函数正态分布，均值为零，方差为1

Function[Nt]=g