基帶信號眼圖實驗通信原理基帶與眼圖-通信原理實驗報告

ID:364933 · 發(fā)表于 2018-7-4 16:24

通信原理實驗報告
實驗2：基帶信號眼圖實驗通信原理基帶與眼圖

實驗目的

1、掌握無碼間干擾傳輸?shù)幕緱l件和原理，掌握基帶升余弦滾降系統(tǒng)的實現(xiàn)方法

2、通過觀察眼圖來分析碼間干擾對系統(tǒng)性能的影響，并觀察在輸入相同碼率的NRZ基帶信號下，不同濾波器帶寬對輸出信號碼間干擾大小的影響程度；

3、熟悉MATLAB語言編程。

實驗原理

1、基帶傳輸特性

基帶系統(tǒng)的分析模型如圖3-1所示，要獲得良好的基帶傳輸系統(tǒng)，就應該

抑制碼間干擾。設輸入的基帶信號為

Ts為基帶信號的碼元周期，

則經(jīng)過基帶傳輸系統(tǒng)后的輸出碼元為：

其中

理論上要達到無碼間干擾，依照奈奎斯特第一準則，基帶傳輸系統(tǒng)在時域應滿足：

頻域應滿足：

此時頻帶利用率為2/BaudHz,這是在抽樣值無失真條件下，所能達到的最高頻率利用率。

用率。

由于理想的低通濾波器不容易實現(xiàn)，而且時域波形的拖尾衰減太慢，因此在得不到嚴格定時時，碼間干擾就可能較大。在一般情況下，只要滿足：

基帶信號就可實現(xiàn)無碼間干擾傳輸。這種濾波器克服了拖尾太慢的問題。

從實際的濾波器的實現(xiàn)來考慮，采用具有升余弦頻譜特性時是適宜的。

這里稱為滾降系數(shù)，。

所對應的其沖激響應為：

此時頻帶利用率降為，這同樣是在抽樣值無失真條件下，所能達到的最高頻率利用率。換言之，若輸入碼元速率，則該基帶傳輸系統(tǒng)輸出碼元會產(chǎn)生碼間干擾。

2、眼圖

所謂眼圖就是將接收濾波器輸出的，未經(jīng)再生的信號，用位定時以及倍數(shù)作為同步信號在示波器上重復掃描所顯示的波形（因傳輸二進制信號時，類似人的眼睛）。干擾和失真所產(chǎn)生的畸變可以很清楚的從眼圖中看出。眼圖反映了系統(tǒng)的最佳抽樣時間，定時的靈敏度，噪音容限，信號幅度的畸變范圍以及判決門限電平，因此通常用眼圖來觀察基帶傳輸系統(tǒng)的好壞。

實驗內容

1、程序框架

首先，產(chǎn)生M進制雙極性NRZ碼元序列，并根據(jù)系統(tǒng)設置的抽樣頻率對該NRZ碼元序列進行抽樣，再將抽樣序列送到升余弦滾降系統(tǒng)，最后畫出輸出碼元序列眼圖。

2、參數(shù)設置

該仿真程序應具備一定的通用性，即要求能調整相應參數(shù)以仿真不同的基帶傳輸系統(tǒng)，并觀察輸出眼圖情況。因此，對于NRZ碼元進制M、碼元序列長度Num、碼元速率Rs，采樣頻率Fs、升余弦滾降濾波器參考碼元周期Ts、滾降系數(shù)alpha、在同一個圖像窗口內希望觀測到的眼圖個數(shù)Eye_num等均應可以進行合理設置。

實驗結果

實驗心得

通過本次實驗，我掌握了無碼間干擾傳輸?shù)幕緱l件和原理，掌握基帶升余弦滾降系統(tǒng)的實現(xiàn)方法；同時熟悉了MATLAB語言編程程序的使用。

附錄（或者實驗程序）

Ts=1;
N_sample=17;
eye_number=7;
alpha=1;
N_data=1000;
dt=Ts/N_sample;
t=-3*Ts:dt:3*Ts;
%產(chǎn)生雙極性數(shù)字信號
d=sign(randn(1,N_data));
dd=sigexpand(d,N_sample);
%基帶系統(tǒng)沖激響應
ht=sinc(t/Ts).*(cos(alpha*pi*t/Ts))./(1-4*alpha^2*t.^2/Ts^2+eps);
st=conv(dd,ht);
%snoi=0.1*randn(1,length(st));
%st=st+snoi;
tt=-3*Ts:dt:(N_data+3)*N_sample*dt-dt;
figure(1)
subplot(211)
plot(tt,st);
axis([0 40 -1.2 1.2])
xlabel('t/Ts')
ylabel('基帶信號')
%畫眼圖
ss=zeros(1,eye_number*N_sample);
ttt=0:dt:eye_number*N_sample*dt-dt;
subplot(212)
for k=3:100
sss=st(k*N_sample+1:(k+eye_number)*N_sample);
plot(ttt,sss);hold on
end
xlabel('t/Ts')
ylabel('基帶信號眼圖')
%經(jīng)過理想低通濾波器的眼圖
clear all
close all
clc
N=1000;
N_sample=8;
Ts=1;
dt=Ts/N_sample;
t=0:dt:(N*N_sample-1)*dt;
gt=ones(1,N_sample);%數(shù)字基帶波形
d=sign(randn(1,N));%輸入數(shù)字序列
a=sigexpand(d,N_sample);
st=conv(a,gt);%數(shù)字基帶信號
ht1=2.5*sinc(2.5*(t-5)/Ts);
ht1=(2.5)*sinc(2.5*(t)/Ts);
rt1=conv(st,ht1);
ht2 = sinc((t-5)/Ts);
ht2 = sinc(t/Ts);
rt2 = conv(st,ht2);
eyediagram(rt1+j*rt2,80,5);
subplot(211)
xlabel('T')
ylabel('幅度')
title('經(jīng)過帶寬為2.5/T的理想低通濾波器后的信號眼圖')
subplot(212)
xlabel('T')
ylabel('幅度')
title('經(jīng)過帶寬為1/T的理想低通濾波器后的信號眼圖')
function[out]=sigexpand(d,M)
N=length(d);
out=zeros(M,N);
out(1,:)=d;
out=reshape(out,1,M*N);

復制代碼

完整的Word格式文檔51黑下載地址：

基帶信號眼圖實驗.docx (191.48 KB, 下載次數(shù): 19)

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