通信原理实验报告
实验一 数字基带传输实验
一、实验目的
1、提高独立学习的能力；
2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习Matlab 的使用；
4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析；
7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、实验原理
1. 带限信道的基带系统模型（连续域分析）
输入符号序列 ————｛al｝
发送信号 ————d(t)??al?(t?lTb) Tb是比特周期，二进制码元周期
l?0L?1发送滤波器 ————GT(w)或GT（t）
发送滤波器输出 ————
x(t)?d(t)*g(t)??al?(t?lTb)*gT(t)??algT(t?lTb)
Tl?0l?0L?1L?1信道输出信号或接收滤波器输入信号y(t)?x(t)?n(t) 接收滤波器 GR(?)或GR(f) 接收滤波器输出信号
r(t)?y(t)*gR(t)?d(t)*gT(t)*gR(t)?n(t)*gR(t)??alg(t?lTb)?nR(t)
l?0L?1其中g(t)?????GT(f)GR(f)ej2?ftdf
如果位同步理想，则抽样时刻为l?Tb l?0:L?1
'判决为 {al}
2. 升余弦滚降滤波器
H(f)?Ts|f|?1??； 2TsH(f)?Ts?T1??1??1??[1?coss(|f|?)]?|f|? 2?2Ts2Ts2Ts1?? 2Ts H(f)? 0|f|?式中α 称为滚降系数，取值为0 <α ≤1, Ts是常数。α = 0时，带宽为1/ 2Ts Hz；α =1时， 带宽为1/Ts Hz。此频率特性在(?1/(2Ts ),1/(2Ts ))内可以叠加成一条直线，故系统无码间干 扰传输的最小符号间隔为Ts s，或无码间干扰传输的最大符号速率为1/Ts Baud。相应的时 域波形h(t)为 h(t)?此信号满足
h(nTs)?sin?t/Tscos??t/Ts?
?t/Ts1?4?2t2/Ts2?1n?00n?0
在理想信道中，C(w)=1,上述信号波形在抽样时刻上没有码间干扰，如果传输码元速率满足
Rsmax1?，则通过此基带系统后无码间干扰。 nnTs3. 最佳基带系统
将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加 性高斯白噪声的性能。
要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。由于最佳基带系统的总特性是 确定的，故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。 设信道特性理想，则有 H( f ) = GT ( f ) ?GR ( f )
GR ( f ) = G*T ( f )（延时为0） 有 GT ( f ) = GR ( f ) = H( f ) 1/ 2
可选择滤波器长度使其具有线性相位。
如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。
4. 由模拟滤波器设计数字滤波器的时域冲激响应
升余弦滤波器（或平方根升余弦滤波器）的最大带宽为1/Ts，故其时域抽样速率至少
为2/Ts，取F0 =1/T0 = 4/Ts，其中T0为时域抽样间隔，归一化为1。
抽样后，系统的频率特性是以F0为周期的，折叠频率为F0 2 = 2 Ts 。故在一个周期 内以间隔Δf = F0 / N 抽样， N 为抽样个数。频率抽样为H(kΔf ) ，
k = 0,±1,…,±(N ?1) / 2。
相应的离散系统的冲激响应为
h(nT0)?h(t)|t?nT0?(IFT[H(f)])|t?nT0?(?H(f)ej2?ftdf)|t?nT0?(N?1)/2K??(N?1)/2?H(k?f)?ej2?k?fnT0??f?j2?kF0nT0NF0N(N?1)/2K??(N?1)/2?H(k?f)?eN?1 21?N(N?1)/2K??(N?1)/2?H(k?f)?ej2?knN
n?0,?1,....,?将上述信号移位，可得具有线性相位的因果系统的冲激响应。
5. 基带传输系统（离散域分析）
输入符号序列 ————{al}
发送信号 ————Tb?AT0比特周期，二进制码元周期 d(nT0)?发送滤波器 GT(k?f)或发送滤波器输出
?a?(nTll?0L?10?lAT0)
gT(nT0)
x(nT0)?d(nT0)*g(nT0)??al?(nT0?lAT0)*gT(nT0)??algT(nT0?lAT0)
Tl?0l?0L?1L?1信道输出信号或接收滤波器输入信号
y(nT0)?x(nT0)?n(nT0)
接收滤波器 GR(k?f)或gR(nT0) 接收滤波器的输出信号
r(nT0)?y(nT0)*gR(nT0)?d(nT0)*gT(nT0)*gR(nT0)?n(nT0)*gR(nT0)
??alg(nT0?lAT0)?nR(nT0)
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通信原理实验报告-含MATLAB程序
