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1、一、实验目的1、掌握Ma tlab的基本使用方法；提高独立学习的能力；2、掌握Simulink仿真模型的建立及各功能模块的处理方法；3、熟悉基带传输系统的基本结构；4、掌握带限数字基带传输系统的仿真方法及性能分析；5、通过观测眼图来判断信号的传输质量；6、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：PC机一台软件： MATLAB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，因此一个时隙内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
2、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 叠后的波形进行采样，然后对样值进行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（该采样时刻称为最佳采样时刻），并以适当的判决 门限来恢复接收数据，使误码率最小（该门限称为最佳判决门限）。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内接收信号的重叠波 形图案，称为眼图。对于传输符号为等概的双极性码，最佳判决门限为0，最佳 采样时刻为眼图开口
3、最大处，因为该时刻上的码间干扰最小。当无码间干扰时， 在最佳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0，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，Ts为码元时隙宽度， a为滚降系数。a =0时，退化为矩形门函数；a =1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，则带限信道总的传递函数为 =。对于物理信道是AWG N信道
4、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、实验内容及运行结果任务一：升余弦波形及其频谱研究用 Matlab 通信工具箱提供的 rcosine 函数作出一组滚升余弦滤波器的冲激响应，滚降系数为0, 0.5, 0.75和1,并通过FFT求出其幅频特性。码元时隙为 1ms ，在一个码元时隙内采样 10 次，滤波器延时为 5 个码元时隙。程序如下：clc;Fd=1e3;Fs=Fd*10;d
5、elay=5;for r=0,0.5,0.75,1num=rcosine(Fd,Fs,fir/normal,r,delay);t=0:1/Fs:1/Fs*(length(num)-1);figure(1);plot(t,num);axis(0 0.01 -0.2 1.1);hold on;Hw=abs(fft(num,1000);f=(1:Fs/1000:Fs)-1;figure(2);plot(f,Hw);axis(0 1500 0 12);hold on;end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 0.75。输入为 4 元双极性数字序列 符号速率为100
6、0波特，设滤波器采样率为10000次/s，即在一个符号间隔中有 10个采样点。请建立simulink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：IM日Ml盯T 1CRandom In卿口 S&niBfatQ1IkwnMTipJ-sSrap*Unipalar to Qipsler CarvwlsfIJpwmple-DhmleFjllwi-mipe-J e-3.1 *-4.nrAT-Qir.fl.7E.3HELFnipalar to BipzlErhp-i r,_r- RardofnDrsl-Time E严 DfagrAmi Lu.GFFT参数设置：Im kv gi-er G
7、pn”5c? urcc Blc?-ck Pa七口厂3； Rard omRa n d-n-aw a x* Qa n a r Mt_-cE* I na x-k.)* *CZL 五 nkS-e-neTB/te HtmcLcMn u.Ti.d.f c-Tinl t d b tT d. bu t c d n/t eceT e n the r ia-RC e 匸,14r i . wTie-r e- 3C 1 s fh.e M- ar y nmntreT.Fm 口二七工M ojf p n gb 口工二wliH产生采样间隔为le-3的4元整数(0,1,2,3)Qi Function Block Paramet
8、ers: Unipolar to Bipolar Cort verierLTnlp-z-lHT to Blp-c-1 ar Cc-nvc-T t ct (ma.：b:(1 luJc)Convert a unlDclar slenal in tlie ranee L Mi. wTiere M is tn& M- aiy HLEsheij into a bipolar niffnal.转换双极性(-3,-1,1,3)将基带数据采样率升高10倍MainSta 1:昌 AttributesXineT ats-T ;-saf fi c i ent:召 Function Block Parameters:
9、 DiscreFilterDi e Diet e- Fi It erThe nune-TatOT coe-fficient can be a vector -ot natiix e-zpre-EEicm rh& deriDainatoT Doefficient ziust be a vector. The output ffidth equals th ngh己t 脅f tots in the nmsratT cce-ffiGint Yu sh-s-ull specify the Dcefficientw in asceiLding order cf p-swe-Ts of 1/z.OEano
10、 elHelpguply滚降系数为0.75，滤波器延迟时间为3个数据时隙，即30个采样间隔降低4倍采样速率，使送入频谱仪采样率为2500次/sDisplay Fxopextl&sAJ1 & Fxop&xtl&s4吕 Sink Block Pa ra meters: S-pectruim Sc ope吕 Slink Block Parameters: DiscretE-Tiim已 Eye Diagram Scope广采样点数为10；每次扫描显示的符号个数为2；其余默认仿真结果：Rj renwu2/Discrete-Time Eye Disgram ScopeFile Aes Channels W
11、indow HelpEye Diagram00.20.J Q.G 0.811.21.41.61.8Time (ms)pp_l_-duuasellde-Magnitude, dB0 nenw 亡 2sprnanjm ScopenuEi-tD一驟ms; Ghmnnc-S -fendow Hlr-P任务三：带限基带传输模型建立一个基带传输模型，发送数据为二进制双极性不归零码，发送滤波器 为平方根升余弦滤波器，滚降系数 0.5，信道为 AWGN 信道，接收滤波器与发送 滤波器相匹配。发送数据率为1000bps，要求观察接收信号眼图，并设计接收 机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，统计误码率。模
12、型如下：高斯信道下的基带传输系统测试模型DisoreitTime Eye* Dlaa Gcap*D 巧口 I:F参数设置：伯努利二进制信源模块，发送数据为1000bpsUnipcliT tc- BipolaT C-mvortoT ma.Ekj (link)Convert a uniTXilsr simsl in the Tanec- 10. Ml.李herm M is the- M azy HLizik ct： inta e tipalE；r e cna.!.OKfanrsdHa-lpA：FP-T转换为双极性砺 Function Block Parameters: UpsampleUpEazx
13、sle DHEk tlink1UpEEZiple by insertirE L1 zer-os between, input samples. OptionalEszspla- o-ff set zru;七 ha s.n in iff st va.lua in Ta.n; a CD L1.进入滤波器之前进行10倍升速率鬲 Function Bbck Paramieters: Discrete FillerDiscrete FilteiTh= nuzierstcr ooeffizert oin. be i vet寻工 ot astriz ezpiession. The- denQZiinator caeff icier t ZDiist be a vac ter. The cutput Tridth e s;ul e tha nuzih-aT cf r-crtrE an. tho- nusifl-T a七ar c-a-a-ffi cian/t. Ycu Ehc-uld spc-c i fy ths affiDiexi七ie sji aE&endins ezdsx o-E p-OTrerB cf 1/s.Ma
