標(biāo)題: 基帶信號(hào)眼圖實(shí)驗(yàn)通信原理基帶與眼圖-通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 [打印本頁]
作者: MrtanL    時(shí)間: 2018-7-4 16:24
標(biāo)題: 基帶信號(hào)眼圖實(shí)驗(yàn)通信原理基帶與眼圖-通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)2：基帶信號(hào)眼圖實(shí)驗(yàn)通信原理基帶與眼圖

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(shí)現(xiàn)方法

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

3、熟悉MATLAB語言編程。

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(yīng)該

抑制碼間干擾。設(shè)輸入的基帶信號(hào)為      

Ts為基帶信號(hào)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(dá)到無碼間干擾，依照奈奎斯特第一準(zhǔn)則，基帶傳輸系統(tǒng)在時(shí)域應(yīng)滿足：

頻域應(yīng)滿足：

此時(shí)頻帶利用率為2/BaudHz,這是在抽樣值無失真條件下，所能達(dá)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(shí)現(xiàn)，而且時(shí)域波形的拖尾衰減太慢，因此在得不到嚴(yán)格定時(shí)時(shí)，碼間干擾就可能較大。在一般情況下，只要滿足：

基帶信號(hào)就可實(shí)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(shí)際的濾波器的實(shí)現(xiàn)來考慮，采用具有升余弦頻譜特性時(shí)是適宜的。

這里稱為滾降系數(shù)，。

              所對(duì)應(yīng)的其沖激響應(yīng)為：

此時(shí)頻帶利用率降為，這同樣是在抽樣值無失真條件下，所能達(dá)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(huì)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(hào)，用位定時(shí)以及倍數(shù)作為同步信號(hào)在示波器上重復(fù)掃描所顯示的波形（因傳輸二進(jìn)制信號(hào)時(shí)，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(shí)間，定時(shí)的靈敏度，噪音容限，信號(hào)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。

1、程序框架

首先，產(chǎn)生M進(jìn)制雙極性NRZ碼元序列，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的抽樣頻率對(duì)該NRZ碼元序列進(jìn)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(shè)置

該仿真程序應(yīng)具備一定的通用性，即要求能調(diào)整相應(yīng)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(duì)于NRZ碼元進(jìn)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(gè)圖像窗口內(nèi)希望觀測(cè)到的眼圖個(gè)數(shù)Eye_num等均應(yīng)可以進(jìn)行合理設(shè)置。


通過本次實(shí)驗(yàn)，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(shí)現(xiàn)方法；同時(shí)熟悉了MATLAB語言編程程序的使用。

  1. <font color="rgb(0, 0, 0)"><font face="Calibri"><font style="font-size: 10.5pt">Ts=1;
  2. N_sample=17;
  3. eye_number=7;
  4. alpha=1;
  5. N_data=1000;
  6. dt=Ts/N_sample;
  7. t=-3*Ts:dt:3*Ts;
  8. %產(chǎn)生雙極性數(shù)字信號(hào)
  9. d=sign(randn(1,N_data));
  10. dd=sigexpand(d,N_sample);
  11. %基帶系統(tǒng)沖激響應(yīng)
  12. ht=sinc(t/Ts).*(cos(alpha*pi*t/Ts))./(1-4*alpha^2*t.^2/Ts^2+eps);
  13. st=conv(dd,ht);
  14. %snoi=0.1*randn(1,length(st));
  15. %st=st+snoi;
  16. tt=-3*Ts:dt:(N_data+3)*N_sample*dt-dt;
  17. figure(1)
  18. subplot(211)
  19. plot(tt,st);
  20. axis([0 40 -1.2 1.2])
  21. xlabel('t/Ts')
  22. ylabel('基帶信號(hào)')
  23. %畫眼圖
  24. ss=zeros(1,eye_number*N_sample);
  25. ttt=0:dt:eye_number*N_sample*dt-dt;
  26. subplot(212)
  27. for k=3:100
  28.     sss=st(k*N_sample+1:(k+eye_number)*N_sample);
  29.     plot(ttt,sss);hold on
  30. end
  31. xlabel('t/Ts')
  32. ylabel('基帶信號(hào)眼圖')
  33. %經(jīng)過理想低通濾波器的眼圖
  34. clear all
  35. close all
  36. clc
  37. N=1000;
  38. N_sample=8;
  39. Ts=1;
  40. dt=Ts/N_sample;
  41. t=0:dt:(N*N_sample-1)*dt;
  42. gt=ones(1,N_sample);%數(shù)字基帶波形
  43. d=sign(randn(1,N));%輸入數(shù)字序列
  44. a=sigexpand(d,N_sample);
  45. st=conv(a,gt);%數(shù)字基帶信號(hào)
  46. ht1=2.5*sinc(2.5*(t-5)/Ts);
  47. ht1=(2.5)*sinc(2.5*(t)/Ts);
  48. rt1=conv(st,ht1);
  49. ht2 = sinc((t-5)/Ts);
  50. ht2 = sinc(t/Ts);
  51. rt2 = conv(st,ht2);
  52. eyediagram(rt1+j*rt2,80,5);
  53. subplot(211)
  54. xlabel('T')
  55. ylabel('幅度')
  56. title('經(jīng)過帶寬為2.5/T的理想低通濾波器后的信號(hào)眼圖')
  57. subplot(212)
  58. xlabel('T')
  59. ylabel('幅度')
  60. title('經(jīng)過帶寬為1/T的理想低通濾波器后的信號(hào)眼圖')
  61. function[out]=sigexpand(d,M)
  62. N=length(d);
  63. out=zeros(M,N);
  64. out(1,:)=d;
  65. out=reshape(out,1,M*N);
  66. </font></font></font>
復(fù)制代碼


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