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1、 关于数字基带传输系统的滤波器研究引言：数字滤波-器(Digital Filter。Dr)是数字信号处理的重要内容，在对信号的过滤、检测与参数的估计等信号处理巾，数字滤波器是使用最为广泛的装置。无论存工业、农业和其它行业均有应用。数字滤波器实质L是一个有限精度隽=法实现的线性时不变离散系统，它的基本工作原理是利用离散系统特性对系统输入信号进行加工和变换，改变输入序列的频谱或信号波形，让有用的频率信号分量通过。抑制无用的信号分最输出。数字滤波器按照其冲激响应函数的时域特性，可分为无限长冲激响应(Infinite ImpulseResponse，nR)滤波器和有限长冲激响应(Finite Impu
2、lse Response，FIR)滤波器。在满足相同指标下，IIR滤波器的阶数明显小于兀R，硬件实现容易且大大减少r运算最，遗憾的是IIR是非线性相位，在不要求严格线性相位的情况卜IIR滤波器的应用相当广泛。而滚降滤波器的特点就是消除码间串扰而设计的一种滤波器类型，具有十分广泛的应用。1 功能介绍滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。本程序是一个关于数字基带传输系统的程序，使用MATLAB软件编写完成。2 功能实现程序由两个部分组成：MATLAB
3、代码（.m文件）和GUI图形（.fig）。实现滤波器研究基带传输系统的流程：数字基带传输系统模型 基带传输中的码间串扰(升余弦滚降特性) 无码间串扰的传输特性滚降低通滤波器matlab眼图设计观察。备注：软件版本：MATLAB R2012b下图为该版本的运行界面2.1数字基带传输系统模型如图1所示一个典型的数字基带信号传输系统模型。 图1. 数字基带信号传输系统模型图图1中，基带码型编码电路的输出是携带着基带传输的典型码型信息的脉冲或窄脉冲序列，我们仅仅关注取值：0、1或1；发送滤波器又叫信道信号形成网络，它限制发送信号频带，同时将转换为适合信道传输的基带波形；信道可以是电缆等狭义信道也可以是
4、带调制器的广义信道，信道中的窄带高斯噪声会给传输波形造成随机畸变；接收滤波器的作用是滤除混在接收信号中的带外噪声和由信道引入的噪声，对失真波形进行尽可能的补偿（均衡）；抽样判决器是一个识别电路，它把接收滤波器输出的信号波形放大、限幅、整形后再加以识别，进一步提高信噪比；码型译码将抽样判决器送出的信号还原成原始信码。2.2基带传输中的码间串扰（升余弦滚降特性） 数字通信的主要质量指标是传输速率和误码率，二者之间密切相关、互相影响。当信道一定时，传输速率越高，误码率越大。如果传输速率一定，那么误码率就成为数字信号传输中最主要的性能指标。从数字基带信号传输的物理过程看，误码是由接收机抽样判决器错误判
5、决所致，而造成误判的主要原因是码间串扰和信道噪声。码间串扰的定义：由于系统传输特性不良或加性噪声的影响，使信号波形发生畸变，造成收端判决上的困难，因而造成误码，这种现象称为码间串扰。发生码间串扰时，脉冲会被展宽，甚至重迭（串扰）到邻近时隙中去成为干扰。 假如传输的一组码元是1110、采用双极性码、经发送滤波器后变为升余弦波形所示。经过信道后产生码间串扰，前3个“1”码的拖尾相继侵入到第4个“0”码的时隙中，如图2所示。图2 码间串扰示意升余弦升余弦滚降特性（数字基带信号码间串扰）标签：数字基带信号 码间串扰 升余弦滚降系统 频谱 时域波形 杂谈% 数字基带信号传输码间串扰 升余弦滚降系统的频谱
6、及其时域波形% 文件名 syx_gunjiang.mTs=1;N=17;dt=Ts/N;df=1.0/(20.0*Ts);t=-10*Ts:dt:10*Ts;f=-2/Ts:df:2/Ts;a=0,0.5,1;for n=1:length(a)for k=1:length(f)if abs(f(k)0.5*(1+a(n)/TsXf(n,k)=0;elseif abs(f(k)0.5*(1+alpha)/ts;f(1+1)/ts xf(k)=0; elseif abs(f(k)0.5*(1-alpha)/ts;f(1+1)/ts xf(k)=ts; else xf(k)=0.5*ts*(1+co
7、s(pi*ts/(alpha+eps)*(abs(f(k)-0.5*(1-alpha)/ts); end end xt=sinc(t/ts).*(cos(alpha*pi*t/ts)./(1-4*alpha2*t.2/ts2+eps); figure(1) plot(f,xf); axis(-1 1 0 1.2);xlabel(f/ts);ylabel(升余弦滚降系统);grid; figure(2) plot(t,xt); axis(-2 2 -0.1 1.1);xlabel(t);ylabel(升余弦滚降波形);grid; figure(3) na=length(a); tmp=lengt
8、h(xt); t1=na+tmp-1; tt=-(na+tmp-1)/2*dt:dt:(na+tmp-1)/2*dt-dt; xt3=conv(xt,a); plot(tt,xt3) xlabel(t);ylabel(基带波形);grid; figure(4),plot(a)图形一：设定一个随机序列的基带信号，给出的是已知基带信号序列aa=1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1;选取了13个码元,用MATLAB做出图如上。图形二：是升 余 弦 滚 将 系 统=1的 传 输 特 性 曲 线 图。随 着 的增大其h(t)的拖尾衰减越快，对位定时精度要求越低，但是也会使带宽增大。 图形三
9、：是a=1的升余弦滚将特性h(t)的波形，该h(t)满足抽样值上无串扰的传输条件，而且尾部衰减较快，这有利于减小码间串扰和位定时误差的影响。抽样频率在1/ts的时候，满足无码间串扰。图形四：基带信号经过升余弦滚将系统后的输出波形，是序列和余弦滚降系统的卷积结果。2.4滚降低通滤波器为了解决理想低通特性存在的问题，可以使理想低通滤波器特性的边沿缓慢下降，这称为“滚降”。因此滚降低通滤波器的设计就显得十分的有必要，这也是为此设计的原因。1滚降低通滤波器特性例如图5(a)，这是一个具有升余弦滚降特性传递函数的低通滤波器， 从图形上看是3个相邻段H(-2/Ts)、H()、H(+2/Ts)分别被移到(-
10、/Ts，/Ts)区间（即把图c、d移至图b中）迭加，得到的Heq()为一矩形如图e所示，此低通滤波器的带宽 当传输速率（）时，此基带传输系统可以实现无码间串扰。 图 5 升余弦滚降系统的时域响应图在实际中传输网络不可能是理想低通，通常采用满足几对称条件的滚降低通滤波器来等效理想低通。相应的波形如图所示。图6 升余弦滚降滤波器2滚降因子为带宽的扩展量与奈奎斯特带宽Wc之比。的特性：越大抽样函数的拖尾振荡起伏越小、衰减越快。与理想低通相比，它付出的代价是带宽增加了一倍。此时系统的最高传码率虽然没变，但频带宽度已被扩展，在01之间变化。可见，图示具有升余弦滚降传输特性的滤波器满足奈氏第一准则，其带宽
