通信原理数字基带传输实验报告

基带传输系统实验报告1.实验目的1.提高自主学习能力； 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.掌握模拟基带数字传输系统的方法； 5.熟悉基带传输系统的基本结构； 6.掌握限带通道的仿真和性能分析； 7.通过观察眼图和星座图来确定信号传输质量. 2.实验原理在数字通信中，有时可以直接发送基带信号而无需载波调制和解调. 这种直接发送基带信号的系统称为基带传输系统. 基带传输系统的框图如下: 基带脉冲输入信道信号原信道接收滤波器采样决定单元基带脉冲噪声基带传输系统模型如下: 每个块的同步提取功能如下: （ 1）通道信号形成器（发射滤波器）: 生成适合通道传输的基带信号波形. 因为其输入通常是由代码编码器生成的传输代码，所以相应的基本波形通常是频谱较宽的矩形脉冲，不利于传输. 发射滤波器用于压缩输入信号频带并将传输代码转换为适合于信道传输的基带信号波形. 通道: 它是基带信号传输的媒介，通常是有限的通道，如双绞线，同轴电缆等. 通道的传输特性通常不符合无失真的传输条件，因此会导致传输失真波形此外，该通道还引入了噪声n（t），通常被认为是均值为零的白高斯噪声.

（2）（3）（4）（5）接收滤波器: 尽可能接收信号，滤除信道噪声和其他干扰，平衡信道特性，并使输出基带波形有利于采样决策. 采样判定器: 在传输特性和噪声不令人满意的背景下，对接收滤波器的输出波形进行采样并在指定时间（由位定时脉冲控制）确定，以恢复或重新生成基带信号. 定时脉冲和同步提取: 通过同步提取电路从接收信号中提取用于采样的位定时脉冲. 三，实验内容1．使用窗函数法和频率采样法设计线性相位升高余弦波基带系统不调用滤波器设计功能，使用窗函数法和频率采样方法设计线性相位升高余弦波基带系统系统（编写程序时不调用滤波器设计字母）数字基带传输，自己编写程序，将滤波器长度设置为N = 31，时域中的采样频率是错误的！找不到参考源. o为4 / Ts，分别计算滚降系数，时域采样频率为0.1、0.5、1，...（1）如果设计的余弦滚降基带系统使用非匹配滤波器，计算和绘制如果此传输滤波器用于设计不匹配滤波器形式的余弦滚降升高的基带系统，则时域波形和频率特性将用于计算第一个零点带宽和第一旁瓣衰减. 时域波形和频率特性，计算出第一个零带宽和第一个旁瓣衰减. （2）如果使用匹配滤波器设计升余弦滚降基带系统，则计算并绘制传输滤波器）如果使用匹配滤波器设计升余弦滚降基带系统，则域波形和频率特性，计算第一个零带宽和第一个旁瓣衰减.

域波形和频率特性，计算第一个零带宽和第一个旁瓣衰减. （1）不匹配的滤镜窗口函数方法: 子函数程序: 函数[Hf，hn，Hw，w] = umfw（N，Ts，a）n = [-（N-1）/ 2: （N-1） / 2]; k = n; t = k;对于i = 1: N;如果（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;否则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）；结束;结束; w = -1: 0.01: 1; Hw = hn * exp（-j * 2 * pi * n'* w）; Hf = hn * exp（-j * 2 * pi / N * k'* n）;功能调试程序: a =输入（'a ='）; [hn，Hf，Hw，w] = umfw（31,4，a）;子图（3,1,1）;干（real（hn），'. '）;标题（“平方根升余弦滤波器单元脉冲响应的时域特性”）；子图（3,1,2）;干（Hf，'. '）;标题（“平方根升余弦滤波器的单位脉冲响应的频域特性”）；子图（3,1,3）;情节（w，Hw）;标题（“频域响应”）；轴（[-1,1，min（real（Hw）），max（real（Hw））]））; a = 0.1a = 0.5a = 1频域采样方法: 子功能程序: 函数[hn，Hf，f] = umf（N，Ts，a）; n = [-（N-1）/ 2: （N-1）/ 2]；％-15至+15 k = n； f = k * 1 / N;对于H（f）的频率采样百分比f1 =（1-a）/（2 * Ts）; f2 =（1 + a）/（2 * Ts）; Hf =零（1，N）;对于i = 1: 如果（abs（f（i））<= f1）Hf（i）= Ts，则在频域中升余弦函数； elseif（abs（f（i））<= f2）Hf（i）= Ts / 2 *（1 + cos（pi * Ts / a *（abs（f（i））-（1-a）/（2 * Ts））））；否则Hf（i）= 0;结束hn = hn = 1 / N * Hf * exp（j * 2 * pi / N * k'* n）;％以获取时域提升的余弦函数，复杂表达式函数的调试程序: a =输入（'a ='）; [hn，Hf] = umf（31,4，a）； [H，w] = freqz（hn）;子图（2,1,1）;干（real（hn），'. '）;标题（'平方根升余弦滤波器单元脉冲响应的时域特性'）;子图（2,1,2）;干（Hf，'. '）;标题（'平方根升余弦滤波器单元脉冲响应的频率特性'）;图（2）;情节（w，abs（H））;标题（“振幅频率特性”）； a = 0.1？a = 0.5？a = 1（2）匹配滤波器窗口函数方法: 函数[Hf，hn，Hw，w] = mfw（N，Ts，a）％使用窗口函数方法的滤波器函数，a是关系数n = [-（N-1）/ 2: （N-1）/ 2]； k = n; t = k;对于i = 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;否则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）；结束;结束; w = -1: 0.01: 1; HW = hn * exp（-j * 2 * pi * n'* w）; Hw = sqrt（HW）; HF = hn * exp（-j * 2 * pi / N * k'* n）; Hf = sqrt（HF）； a = 0.1a = 0.5a = 1频域抽运采样方法: 子功能程序: 函数[hn，Hf，n，f] = mf（N，Ts，a）n = [-（N-1）/ 2 : （N-1）/ 2];％-15至+15 k = n; f = k * 1 / N;％频率采样为H（f）f1 =（1-a）/（2 * Ts）; f2 =（1 + a）/（2 * Ts）; HF =零（1，N）; Hf =零（1，N）;对于i = 1: 如果（abs（f（i））<= f1）HF（i）= Ts，则在频域中获得平方根升余弦函数. elseif（abs（f（i））<= f2）HF（i）= Ts / 2 *（1 + cos（pi * Ts / a *（abs（f（i））-（1-a）/（2 * Ts））））；否则HF（i）= 0;末端Hf = sqrt（HF）; hn = 1 / N * Hf * exp（j * 2 * pi / N * k'* n）;％为了获得时域平方根升余弦函数，复数函数调用程序: a =输入（'a ='）; [hn，Hf] = mf（31,4，a）； [H，w] = freqz（hn）;子图（2,1,1）;干（real（hn），'. '）;标题（“平方根升余弦滤波器单元脉冲响应的时域特性”）；子图（2,1,2）;干（Hf，'. '）;标题（'平方根升余弦滤波器单元脉冲响应的频域特性'）;图（2）;情节（w，abs（H））;标题（“幅频特性”）； a = 0.1第一个零带宽为w = 1.012rad / sa = 0.5第一个零带宽为w = 1.215rad / sa = 1第一个零带宽为1.62rad / s 2. 根据基带系统模型，编写一个程序来设计没有符号间干扰的二进制数字基带传输系统.

必需的. 根据基带系统模型，编写一个程序来设计没有符号间干扰的二进制数字基带传输系统. 表示传输的二进制位数和关系），传输的二进制位数和信噪比，比特率Rb（可以通过与Ts的关系表示），信噪比比率SNR和滚降系数（,,α是可变的. 它是可变的. ）（1）源子函数[dn] =源（L，Tb）％定义源函数源，生成源序列％输入: L序列长度，Tb符号宽度％输出: dn double极坐标源序列an =符号（rand（1，L）-0.5）;％生成一组-1,1相等的随机序列dn =零（1，L）；对于i = 1: L dn（1 +（i-1）* Tb）= an（i）;％内插，在两个相邻数字之间插入Tb-1 0以获得内插的传输序列；结束（2）滤波函数为与实验内容相同（3）噪声函数[n0] =噪声（SNR，xn，L，Tb，N）％定义了输入的噪声函数％: SNR是可调的信噪比，xn是的输出信号发射滤波器％输出: n0是高斯噪声序列Eb = 0；对于i = 1: 长度（xn）Eb = Eb +（abs（xn（i）））. ^ 2;％总比特能量结束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））;％的平均值为0，方差为sqrt（Eb /（2 * 10 ^（SNR / 10）））Si噪声（4）采样决策函数函数[bn] =判决（L，Tb，rn）％rn是接收滤波器的输出信号，bn是判决输出序列zn = 0（1，L）； bn =零（1，L）;对于i = 1: L zn（i）=实数（rn（（i-1）* Tb +1））;每个Tb末端的采样率rn bn =符号（zn）；使用匹配滤波器基带传输系统的主要功能: L =输入（“二进制位数=”）；％输入二进制位数Tb =输入（“比特周期=”）；％输入比特周期Ts =输入（“符号周期='）;％输入符号周期Rb = 1 / Tb;％比特传输速率N = 31;％滤波器阶数a =输入（'滚降系数='）;％输入滚降系数SNR =输入（ '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] =源（L，Tb）;％生成源序列dn [hn] ，Hf，f] = mf（N，Ts，a）;％得出传输滤波器的单位脉冲响应xn = conv（hn，dn）;％传输滤波器输入序列卷积传输滤波器的单位脉冲响应，得到传输滤波器输出序列[n0] =噪声（SNR，xn，L，Tb，N）;％产生噪声序列yn = n0 + xn;加噪声后的百分比序列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 [bn]判断的百分比=判断（L，Tb，rn）;％bn是判断序列图（1 ）;子图（3,2,1）;干（dn，'. '）;标题（“发送过滤器输入序列”）；子图（3,2,2）;情节（m，xn）;标题（“发送过滤器输出序列”）；子图（3,2，3）;情节（m，n0）;标题（“噪声序列”）；子图（3，2，4）;情节（m，yn）;标题（“接收过滤器输入序列”）；子图（3，2，5）;情节（o，rn0）;标题（“接收过滤器输出序列”）；子图（3,2,6）;茎（bn）;标题（“决定输出顺序”）；输入时: 二进制位数= 8位周期= 4符号周期= 4滚降系数= 0.1 SNR = 20，图像如下: 使用不匹配滤波器的基带传输系统的主要功能: 使用不匹配滤波器的基带传输系统L的功能=输入（'二进制位的数量='）;％输入二进制位的数量Tb =输入（'位周期='）;％输入位周期Ts =输入（'符号周期='）;％输入符号周期Rb = 1 / Tb;％比特传输速率N = 31;％滤波器阶数a =输入（'滚降系数='）;％输入滚降系数SNR =输入（'信噪比=' ）;％输入信噪比m =-（N-1）/ 2: （L * Tb-Tb +1 + N-1-（N +1）/ 2）;％发送方滤波器输出序列横坐标显示范围n =-（N-1）/ 2: （N-1）/ 2； [dn] =源（L，Tb）；％生成源序列dn [hn，Hf，f] = umf（N，Ts，a）;％获取传输滤波器单元的脉冲响应xn = conv（hn，dn） ;％传输滤波器输入序列卷积发送滤波器单元脉冲响应，输出滤波器输出序列[n0] =噪声（SNR，xn，L，Tb，N）;％产生噪声序列yn = n0 + xn;％将噪声序列rn = yn（（N-1）/ 2: （N-1）/ 2 + L +（Tb-1）*（L-1）-1）相加;从（N-1）/ 2 [bn] =判决（L，Tb，rn）；％bn是决策序列子图（3,2,1）；干（dn，'. '）;标题（“发送过滤器输入序列”）；子图（3,2，2）;情节（m，xn）;标题（“发送过滤器输出序列”）；子图（3，2，3）;情节（m，n0）;标题（“噪声序列”）；子图（3，2，4）;情节（m，yn）;标题（“添加噪音后的序列”）；子图（3,2,5）;词干（bn，'. '）;标题（“决定输出顺序”）；输入二进制位数= 8个比特周期= 4个符号周期= 4个滚降系数= 0.1信噪比= 203，假设如果不存在噪声，则发送64个特定的二进制比特. 如果比特率Rb = 1 / Ts，则基带系统（假设不存在加性噪声）为特定的二进制位，则基带系统不使用匹配的滤波器，绘制滤波器输出信号波形和眼图考虑延迟确定滤波器是否存在符号间干扰，并绘制滤波器的输出信号波形和眼图（在不使用匹配滤波器绘制滤波器的输出信号波形的情况下考虑滤波器的延迟）考虑滤波器的延迟图确定采样后是否存在符号间干扰以找到数字序列. 如果比特率发生变化，请绘制验收滤波器并在采样后找到数字序列. 如果将比特率更改为Rb = 4 /（3Ts），1 /（2Ts），则绘制输出信号波形和数字序列的眼图（），然后在由接收滤波器获得采样决定后（考虑确定是否存在符号间干扰的滤波器延迟（考虑滤波器的延迟），确定是否存在符号间干扰的输出信号波形，并通过眼图考虑滤波器的延迟以确定是否存在符号间干扰码间干扰并在采样后找到数字序列.

主要功能L =输入（“二进制位数=”）；％输入二进制位数Tb =输入（“比特周期=”）；％输入比特周期Ts =输入（“符号周期=”）； ％输入符号周期Rb = 1 / Tb;％比特传输速率N = 31;％滤波器阶数a =输入（'滚降系数='）;％输入滚降系数m =-（N-1）/ 2 : （L * Tb-Tb +1 + N-1-（N +1）/ 2）;％发送方滤波器输出序列水平坐标显示范围n =-（N-1）/ 2: （N-1）/ 2 ; [dn] =源（L数字基带传输，Tb）;％生成源序列dn [hn，Hf，f] = umf（N，Ts，a）;％获得传输滤波器的单位脉冲响应xn = conv（hn，dn ）;％传输滤波器输入序列卷积传输滤波器单元的脉冲响应，以获得传输滤波器输出序列yn = xn;％系统无噪声rn = yn（（N-1）/ 2: （N-1）/ 2 + L +（Tb-1）*（L-1）-1）;从（N-1）判断的百分比/ 2 [bn] =判断（L，Tb，rn）;％bn是判断序列图（1） 子图（3,1,1）;干（dn，'. '）;标题（“发送过滤器输入序列”）；子图（3,1,2）;情节（m，xn）;标题（“发送过滤器输出序列”）；子图（3,1,3）;词干（bn，'. '）;标题（“决定输出顺序”）；图（2）; i = 0的％眼图模块: L-1眼= yn（i * Tb + 1: （i + 2）* Tb）;％段yn x = 1: 2 * Tb; xx = 1: 0.01: 2 * Tb；眼睛=样条曲线（x，实数（眼睛），xx）;％变为平滑曲线图（xx，眼睛）;保持；每幅图像的重复标题百分比（“眼图”））末端（1）Rb = 1 / Ts二进制位数= 64位周期= 4个符号周期= 4滚降系数= 1个获得的眼图更多（ 2）Rb = 4 /（3Ts）二进制位数= 64个比特周期= 3个符号周期= 4滚降系数= 1（存在符号间串扰）（3）Rb = 1 /（2Ts）（）二进制位数= 64比特周期= 8个符号周期= 4滚降系数= 1代码4之间无串扰. 发送1000个随机二进制比特，比特率Rb = 1 / Ts，信噪比为1dB，5dB和10dB随机二进制位. 分别获得匹配的恢复数字信息序列，基带系统分别为匹配滤波器形式和非匹配滤波器形式，并获得对应的恢复数字信息序列，基带系统为匹配滤波器形式，非匹配滤波器形式滚降系数分别为0.3和0.8. 绘制发送的数字信息序列和接收的数字信息序列的星座图. 根据星座图，绘制发送的数字信息序列和接收的数字信息序列的星座图. 该图判断信息传输质量. 计算此时的误码率.

讨论信噪比和图表，以判断信息传输的质量并计算此时的误码率. 讨论信噪比，匹配滤波器和滚降系数对系统传输质量的影响. 整体传输质量的影响. （1）匹配滤波器L =输入（'二进制位数='）;％输入二进制位数Tb =输入（'比特周期='）;％输入比特周期Ts =输入（'符号周期='）; ％输入符号周期Rb = 1 / Tb;％比特传输速率N = 31;％滤波器阶数a =输入（'滚降系数='）;％输入滚降系数SNR =输入（'信号噪声比=' ）;％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；％接收滤波器的输出序列横坐标显示范围[an，dn] =源（L，Tb）;％生成源序列dn [hn，Hf，f] = mf（N，Ts，a）;％得出传输滤波器的单位脉冲响应xn = conv（hn，dn）;％传输滤波器输入序列卷积传输滤波器单位脉冲响应，得到发射滤波器输出序列[n0] =噪声（SNR，xn，L，Tb，N）;％产生噪声序列yn = n0 + xn;加噪声后的百分比序列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 [bn] =判决（L，Tb，rn）开始判断；％bn是判断序列P = Pe（an，bn，L）； sprintf（'误码率: ％2.2f %%'，P * 100）％计算误码率％绘制星图散点图（xn，1,0）;标题（“发射信号星座图”）；散点图（rn，1,0）;标题（“接收信号星座图”）；输入为: 二进制位数= 1000比特周期= 4符号周期= 4 SNR 1db滚降系数0.3误码率: 6.50％信噪比1db，滚降系数0.8误码率: 6.30％信号噪声比5db，滚降系数0.3比特误码率: 1.00％信噪比5db，滚降系数0.8比特误码率: 0.40％信噪比10db，滚降系数0.3误码率: 0.00％信噪比10db，滚降系数0.8误码率: 0.00％（1）非匹配滤波器L =输入（“二进制位数=”）；输入二进制位数的百分比Tb =输入（'位周期='）;％输入位周期Ts =输入（'符号周期='）;％输入符号周期Rb = 1 / Tb;％位传输速率N = 31;％滤波器阶数a =输入（'下降系数='）;％输入下降系数SNR =输入（'信噪比='）;％输入信噪比m =-（N-1）/ 2: [L * Tb-Tb +1 + N-1-（N +1）/ 2）;％横坐标显示发送输出序列的范围离子过滤器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的横坐标显示范围[an，dn] =源（L，Tb）;％生成源序列dn [ hn，Hf，f）= umf（N，Ts，a）;％得出传输滤波器单位的脉冲响应xn = conv（hn，dn）;％传输滤波器输入序列的卷积传输滤波器单位的脉冲响应，得到发送滤波器输出序列[n0] =噪声（SNR，xn，L，Tb，N）;％产生噪声序列yn = n0 + xn;加噪声后的％序列rn = yn（（N-1）/ 2 :( N-1）/ 2 + L +（Tb-1）*（L-1）-1）;从（N-1）/ 2判断的百分比[bn] =裁定（L，Tb，rn）;％bn是决策顺序P = Pe （an，bn，L）; sprintf（'误码率: ％2.2f %%'，P * 100）％计算误码率％绘制星座图散点图（xn，1,0）;标题（“发射信号星座图”）；散点图（rn，1,0）;标题（“接收信号星座图”）；二进制位数= 1000位周期= 4个符号周期= 4 SNR 1db，滚降系数0.3误码率: 23.90％信噪比1db，滚降系数0.8误码率: 23.70％信噪比噪声比5db，滚降系数0.3比特误码率: 14.90％信噪比5db，滚降系数0.8比特误码率: 11.70％信噪比10db，滚降系数0.3比特错误率: 4.00％信噪比10db，滚降系数为0.8比特错误率: 2.80％1.实验中的问题和解决方案

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/tongxinshuyu/article-202488-1.html