数字基带传输实验
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、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、系统框图及编程原理
1. 带限信道的基带系统模型(连续域分析)
? 输入符号序列 ――
――比特周期,二进制码元周期
? 发送信号 ――
? 发送滤波器 ――
? 发送滤波器输出 ――
或或
? 信道输出信号或接收滤波器输入信号 ? 接收滤波器 ―― ? 接收滤波器的输出信号
或
(信道特性为1)
或
其中
(画出眼图)
? 如果位同步理想,则抽样时刻为 ? 抽样点数值为 ? 判决为 2. 升余弦滚降滤波器
(画出星座图)
式中称为滚降系数,取值为, 是常数。时,带宽为Hz;时,
带宽为Hz。此频率特性在内可以叠加成一条直线,故系统无码间干扰传输的
最小符号间隔为s,或无码间干扰传输的最大符号速率为Baud。
相应的时域波形
为
此信号满足
在理想信道中,
,上述信号波形在抽样时刻上无码间干扰。
如果传输码元速率满足 3. 最佳基带系统
,则通过此基带系统后无码间干扰。
将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统,而且具有最佳的抗加性高斯白噪声的性能。
要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。由于最佳基带系统的总特性是确定的,故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。
设信道特性理想,则有
有
(延时为0)
可选择滤波器长度使其具有线性相位。
如果基带系统为升余弦特性,则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。 由模拟滤波器设计数字滤波器的时域冲激响应
升余弦滤波器(或平方根升余弦滤波器)的带宽为,故其时域抽样速率至少为,
取,其中为时域抽样间隔,归一化为1。
为周期的,折叠频率为
。故在一个周期内
抽样后,系统的频率特性是以
以间隔抽样,N为抽样个数。频率抽样为,。
相应的离散系统的冲激响应为
将上述信号移位,可得因果系统的冲激响应。 5.基带传输系统(离散域分析) ? 输入符号序列 ――
――比特周期,二进制码元周期
? 发送信号 ――
? 发送滤波器 ――