通信原理软件实验·报告
三、仿真思路
本仿真实验中首先产生随机序列，然后让序列经过升余弦滤波器，从而可以计算功率谱密度，并由傅里叶反变换得到时域波形，作出眼图。
产生随机序列的方法与与实验三中方法一致。此处不再赘述。功率谱的仿真计算方法依然同实验三，即对于仿真系统，若x是时域取样值矢量，X是对应的傅氏变换，那么x的功率谱便为矢量P??X.*conj?X??/T。
眼图作图的方法是让不同的序列值经过系统，记录下其波形，利用图像的累叠模拟人眼的视觉暂留，形成眼图。另外也可以使Matlab自带的画眼图的函数 eyediagram()进行绘图。
四、程序框图
产生M个0、2等概随机码 定义升余弦滚降系统系统函数 序列经过升余弦滚降滤波器 傅里叶反变换得时域波形 作出功率谱和眼图
五、仿真源代码
%%%Exp12
%%Plot the power spectrum density and eye pattern of %%roll off square raise cosine filter %%coefficient Alpha is 0.25
%Prepare workspace global dt t df N close all clear all
%-------------------------------------------------------------------- %Common definations
N=2^10; %total sample points
L = 2^6; %sample points per element M = N/L;
Alpha = 0.25; %coefficient
Na = 3; %3 elements on oscilloscope screen Rb = 2; %bit rate 2Mb/s
Ts = 1/Rb; %element interval
dt = Ts/L; %time-domain sample interval
df = 1/(N*dt); %frequency-domain sample interval T = N*dt;
BW = N*df/2; ond width fs = N/T; %sampling rate
f = -BW+df/2:df:BW; %frequency-domain
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t = -T/2+dt/2:dt:T/2; %time-domain
%-------------------------------------------------------------------- %Square raise cosine function
h = sin(pi*t/Ts).*cos(pi*t*Alpha/Ts)./ (pi*t/Ts.*(1-4*t.^2*Alpha^2/Ts^2)); Hf = t2f(h,fs); % Fourier transform EP = zeros(size(f))+eps;
%-------------------------------------------------------------------- for ii = 1:40
b = sign(randn(1,M))+1; %bit value is zero and two %generate impulse signal s = zeros(1,N); s(L/2:L:N) = b; SS = t2f(s,fs);
Sf = SS.*Hf; %raise cosine Fourier transform st = real(f2t(Sf,fs)); %anti-Fourier transform %power spectrum of raise cosine signal P = Sf.*conj(Sf)/T;
EP = (EP*(ii-1)+P+eps)/ii; %Plot figure: eye pattern figure(1) hold on
tt = 0:dt:Na*L*dt; for jj = 1:Na*L:N-Na*L
plot(tt,st(jj:jj+Na*L)),title('Eye pattern'); end end
%Plot figure: Power spectrum figure(2)
plot(f,30+10*log10(EP)),grid,axis([-3,+3,-100,10]),
xlabel('f (MHz)'),ylabel('Ps(f) (dB/MHz)') ,title('Power spectrum') %-------------------------------------------------------------------- %%%end of program
六、实验结果及分析
图4.1 升余弦滚降系统功率谱（序列均值为1）仿真图
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功率谱中在顶部存在冲激成分，主要是由于产生的序列是0、2序列，均值不为0，当序列均值为0时可消除此冲激。如图4.2所示。
图4.2升余弦滚降系统功率谱（序列均值为0）仿真图
由升余弦滚降特性知，满足奈奎斯特准则，无码间干扰。且可如下计算出信道带宽：
W?1??2Ts?(1?0.25)Rs?2.5MHz
此结果与仿真图形所示相吻合。系统眼图如图4.3所示。
图4.3升余弦滚降系统眼图
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选做题 数字基带系统仿真
一、实验题目
请完成一个完整的数字基带系统仿真。系统框图如图5.1所示。
1. 作出输入信号的码形，并作出发送信号的功率谱、眼图。（输入信号码型A点，发送功率谱、眼图B点）
2. 作出输出信号的码形，并作出接收信号的功率谱、眼图。（接收信号功率谱、眼图C点，输出信号码型D点） 3. 对数字基带系统加入噪声，进行分析。
图5.1数字基带系统框图
二、基本原理
1、PAM信号的产生
本程序产生PAM信号是先产生脉冲序列
d(t)?n????a?(t?nT)
ns?经过成形滤波器g(t)可得到PAM信号
s(t)?n????agn?T(t?nTs)
上述过程的框图如图5.2所示。
图5.2PAM信号产生框图
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2、常用码型
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图5.3常用码型波形图
3、信道建模
信道是传输基带信号的媒质。信号在其中传输一般会产生波形失真。信道中的噪声一般是均值为零的高斯白噪声（AWGN）。其指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声，即其功率谱密度为常数。
限带信道条件下，将产生码间干扰。解决码间干扰，需要遵循如下式的奈奎斯特准则
n????H(????2?nTs)?Ts,???Ts
采用升余弦滚降成形滤波器和接收滤波器可做出物理可实现设备，其传输特性为
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