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1、 数字基带传输系统预习报告一实验原理 1 学习 matlab 的使用，学会使用 matlab 进行系统仿真 2 熟悉基带传输系统的结构，了解各部分模块的功能 3掌握带限基带系统的仿真和性能分析 4通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量 二 实验原理 1数字基带系统模型 假设 为发送滤波器的输入符号序列 n a 则发送滤波器输入发送滤波器输出 发送滤波器传输特性为 GT（） 接收滤波器输出信号 发送滤波器 传输信道 接收滤波器 抽样判决 噪声源 位定时提取 ) 1 ( ) ( ) ( n s n nT t a t d ) 2 ( ) ( ) ( n s T n nT t g a t s d e
2、G t g t j T T ) ( 2 1 ) ( ) ( ) ( ) ( t n nT t g a t r R n s R n d e G C G t g t j R T R ) ( ) ( ) ( 2 1 ) (如果位同步理想，则抽样时刻为 nT ，若序列为有限，长为 N，则抽样点数值 n=0N-1 星座图 判决为 n a 2无码间干扰的基带传输特性 奈奎斯特第一准则 按余弦滚降的传输特性表示为 3 最佳基带传输系统 发送滤波器的传输函数为 GT() ，信道的传输函数为 C() ，接收滤波器的传输函数为 GR() ，其基带传输系统的总传输特性表示为 2 1 ) ( ) ( ) ( ) (
3、* ) ( ) ( ) ( ) ( w H w G w G w G w G w G w G w H R T T R R T 则 配 与发送信号频谱共轭匹 接收滤波器的频率特性 由于最佳基带系统要求 三实验预习问题 1什么是调制？调制在通信系统中的作用是什么？ 调制就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。调制的作用 1）使已调信号的频谱与信道的带通特性相匹配，以提高传输的性能 2）把多个基带信号搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。 3）扩展信号带宽，提高系统抗干扰能力还可以实现传输带宽和信噪比的互换 2对正弦波载波，有几种调制方式？写出常用的调制名称和英文缩写。
4、振幅键控 Amplitude Shfit Keying 频移键控 Frequency Shfit Keying 相移键控 Phase Shfit s s i s s eq T T T T i H H 0 ) 2 ( ) ( 0 ) ( 2 sin 1 2 ) ( s s s s T T T T H s T ) 1 ( 0 s s T T ) 1 ( ) 1 ( s T ) 1 ( 2 2 2 / 4 1 / cos / / sin ) ( s s s s T t T t T t T t t h Keying 3 画出基带系统的框图，说明各个模块的作用。 1）信号形成器 产生适合于信道传输的基带
5、信号波形 2）信道 允许基带信号通过的媒介 3）接收滤波器 用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡， 使输出的基带信号有利于判决 4）抽样判决器 在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对将 接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号 5）定时脉冲和同步提取 用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取，位 定时的准确性将直接影响判决效果 4画出完整 BPSK 通信系统的组成框图 BPSK (Binary Phase Shift Keying) 二进制移相键控 。 BPSK 传输系统可以在加入噪声环境 下进行各项指标测量,通过对
6、BPSK 调制信号眼图观测(不匹配/匹配)、调制信号包络观察;相 干载波相位模糊度观测、相干载波相位模糊度对解调数据的影响测量 组成框图 5什么是码间干扰？什么是噪声干扰？如何克服这两种干扰？ 其他码元的波形在抽样时刻的总和，对当前码元的判决起着干扰的作用，称为码间串扰 噪声通过接收滤波器后同样会对码元产生干扰，称为噪声干扰 克服码间串扰，需要采用无码间串扰的基带传输特性，克服噪声干扰，需要采用匹配滤波 器接收信号。 6什么是匹配滤波？作用是什么？ 调整滤波器的特性，使抽样时刻线性滤波器的输出噪声比最大，则称为匹配滤波，作用是 消除噪声的干扰。 7什么是最佳基带系统？其发送和接收滤波器有何关系
7、？ 最佳基带系统值消除了码间串扰并且误码率最小的基带传输系统。 ，发送滤波器的频谱特性 和接收滤波器的共轭匹配。 8实验系统中“匹配滤波器”和“非匹配滤波器”有什么区别？两种情况下发送滤波器输 出信号和接收滤波器输出信号有什么相同和不同之处？ 信 源 基带 信号 形成 器 信道 噪声源 传1-4 传传传传传传传传传传 接收 滤波 器 抽 样 判 决 信 宿 cp k 载波 0 载波 双极性 不归零 ) (t s ) ( 2 t s PSK ) ( 2 t s PSK ) (t s （a） （b）匹配滤波器的发送滤波器和接受滤波器均为平方根升余弦滤波器，非匹配滤波器的发送滤 波器为升余弦滤波器，
8、接收滤波器为直通。 输出信号均消除了码间串扰，不同之处是匹配滤波器使输出信号在抽样时刻有最大的输出 信噪比，非匹配滤波器输出信号在抽样时刻信噪比不是最大 9什么是无码间串扰的基带传输系统？其传输函数和单位冲击响应有何特点？ 基带传输系统的冲激响应波形 h(t)建在本码元的抽样时刻上有最大值，并在其他码元的抽 样时刻均为零，则该系统为无码间串扰的基带传输系统。 10 对基带传输系统，Nyquist 带宽和 Nyquist 速率的定义是什么？基带系统的最大频带利 用率是多少?对 BPSK 调制系统，最大频带利用率是多少？ 理想低通传输特性的带宽 称为奈奎斯特带宽，将该系统无码间串扰的最高传输速 )
9、 2 1 ( S T 率 ) 1 ( S T 称为奈奎斯特速率。系统的最大频带利用率为 2 ，对 BPSK 调制系统，最 z H B 大频带利用率是 1 . z H B 11 对具有滚降特性的基带系统，滚降因子的作用是什么?频带利用率是多少？ 随着滚降系数的增加，两个零点之间的波形振荡起伏变小，其波形的衰减与 1t +3 成 正比。但随着的增大，所占频带增加。频带利用率=2/（1+）(bit/(s.Hz) 12什么是伪随机序列？伪随机序列的特点是什么？在通信系统中的作用是什么？ 如果一个序列，一方面它是可以预先确定的，并且是可以重复地生产和复制的；一方面它 又具有某种随机序列的随机特性（即统计特性） ，我们便称这种序列为伪随机序列。伪随机 序列具有良好的相关性和伪随机性。在通信系统中，伪随机序列作为一种信号形式，具有 良好的相关特性，可作为雷达测距、同步和线性系统测量的信号。它还具有伪随机性，因 而可用于加密系统和伪随机跳频等场合。 。它还可用以产生伪随机数适于计算机的系统模拟 和在数字系统中作为误码测试信号等。伪随机序列还可用于扩频，在多址系统中作为地址 信号等。 0 ) ( 2 sin 1 2 ) ( s s s s T T T T H s T ) 1 ( 0 s s T T ) 1 ( ) 1 ( s T ) 1 (
