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带限基带传输系统的仿真.doc
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2021-10-06
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带限基带传输系统的仿真.doc
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一、实验目的
、掌握的根本使用方法;提高独立学习的能力;
、掌握仿真模型的建立及各功能模块的处理方法;
、熟悉基带传输系统的根本构造;
、掌握带限数字基带传输系统的仿真方法及性能分析;
、通过观测眼图来判断信号的传输质量;
、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力。
二、实验设备
硬件:机一台
软件:
三、实验原理
在实际通信中传输信道的带宽是有限的,这样的信道称为带限信道。带限
信道的冲激响应在时间上是无限的,因此一个时隙的代表数据的波形经过带限
信道后将在邻近的其他时隙上形成非零值,称为波形的拖尾。拖尾和邻近其他
时隙上的传输波形相互叠加后,形成传输数据之间的混叠,造成符号间干扰,
也称为码间干扰。接收机中,在每个传输时隙中的某时间点上,通过对时域混
叠后的波形进展采样,然后对样值进展判决来恢复接收数据。在采样时间位置
上符号间的干扰应最小化〔该采样时刻称为最正确采样时刻〕,并以适当的判
决门限来恢复接收数据,使误码率最小〔该门限称为最正确判决门限〕。
在工程上,为了便于观察接收波形中的码间干扰情况,可在采样判决设备
的输入端以恢复的采样时钟作为同步,用示波器观察该端口的接收波形。利用
示波管显示的暂时记忆特性,在示波管上将显示多个时隙接收信号的重叠波形
图案,称为眼图。对于传输符号为等概的双极性码,最正确判决门限为,最
正确采样时刻为眼图开口最大处,因为该时刻上的码间干扰最小。当无码间干
扰时,在最正确采样时刻上眼图波形将会聚为一点。
显然,只要带限信道冲击响应的拖尾波形在时隙周期整数倍上的值为,
那么在采样时刻就没有码间串扰,例如抽样函数 。然而,抽样函
数的频谱时门函数,物理不可实现,即使近似实现也十分困难。还存在一类无
码干扰的时域函数,具有升余弦频率特性,幅频响应是缓变的,在工程上容易
实现,其冲激响应为
其中,!为码元时隙宽度,为滚降系数。"#时,退化为矩形门函数;
"#时为全升余弦,其傅里叶变换 即为相应的系统函数。
设发送滤波器为 $物理信道的传递函数为 $接收滤波器为 ,
那么带限信道总的传递函数为 #
。
对于物理信道是%&'信道的情况,足以证明,当发送滤波器与接收滤波
器相互匹配时,即 #$系统误码率最小。对于理想的物理信道〔
〕,收发滤波器相互匹配时有
# #
由此可得收发滤波器传递函数的实数解为
##
无码间干扰条件下,信道总的传递函数是滚升余弦的,匹配的收发滤波器
称为平方根滚升余弦滤波器,有
##
四、实验容及运行结果
任务一:升余弦波形及其频谱研究
用 通信工具箱提供的 (!) 函数作出一组滚升余弦滤波器的冲
激响应,滚降系数为 ,,* 和 ,并通过 ++ 求出其幅频特性。码元
时隙为 !,在一个码元时隙采样 次,滤波器延时为 个码元时隙。
程序如下:
((,
+#),
+!#+-,
).#,
/#0$$*$1
#(!)2+$+!$3453$$).6,
#75+!75+!-2)89266,
48)26,
:2$6,
;!2016,
9,
<#!2=2$66,
/#27+!57+!6,
48)26,
:2/$<6,
;!2016,
9,
)
运行结果如下
任务二:滚升余弦滤波器设计
设计一个滚升余弦滤波器,滚降系数为 *。输入为 元双极性数字序列,
符号速率为 波特,设滤波器采样率为 次5!,即在一个符号间隔中
有 个采样点。请建立 ! 仿真模型观察滚升余弦滤波器的输出波形、
眼图以及功率谱。模型如下:
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gjmm89
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