无码间串扰数字基带系统仿真

通信原理课程设计报告书课题名称无码间串扰数字基带系统仿真姓名吴二超学号20086366院、系、部电气系专业电子信息工程指导教师康朝红2011年6月27日※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2008级通信原理课程设计通信原理课程设计-2-2无码间串扰数字基带系统仿真20086366吴二超摘要为了保证数字基带传输系统的可靠性，就要减小误码率。码间串扰和信道噪声是造成误码的两个主要因素。通过学习通信原理，我们知道奈奎斯特第一准则为消除码间串扰奠定了理论基础。实际中应用较多的是滚降系数α0的余弦滚降特性，其中α=1的升余弦频谱特性易于实现，且相应波形的尾部衰减收敛快，有利于减小码间串扰和位定时误差的影响，但占用带宽最大，频带利用率下降为基带系统利用率的一半。利用matlab仿真技术生成升余弦滚降波形，输入信号通过波形成形法生成数字基带信号，通过滚降系数为1的升余弦滚降滤波器，观察接收端的输出信号波形。一、设计目的、升余弦滚降滤波器的应用在现代数字通信中,由于基带信号的频谱范围都比较宽,为了让信号在带限的信道中传输,需要在发送端把信号经过成形滤波器进行带限,由此就会引入码间干扰。为了使传输误码率足够小,必须最大限度减小码间干扰。只要求特定时刻的波形幅值无失真传送,而不必要求整个波形无失真。根据奈奎斯特第一准则,如果信号经传输后整个波形发生了变化,只要其特定点的抽样值保持不变,那么用再次抽样的方法,仍然可以准确无误地恢复原始信号。满足奈奎斯特第一准则的滤波器有无穷多种,最常用的是升余弦滚降滤波器。在系统中使用升余弦滚降系统是为了对信号进行限。事实上使用升余弦滚降系统还有一个很重要的原因就是它满足乃奎斯特第一准则，可以保证输出的脉冲波形在接收后可以在抽样点上无串扰。二、设计要求用matlab显示升余弦滚降波形及频谱以及接收端的基带信号波形。设基带传输系统响应是1的升余弦滚降系统，显示升余弦滚降波形及频谱，以及接收端的数字基带信号波形。通信原理课程设计-3-3三、系统原理无码间串扰的条件若想消除码间串扰，无码间串扰频域条件称为奈奎斯特第一准则频域条件的物理意义：将H()在轴上以2/Ts为间隔沿轴平移，叠加的结果在(-/Ts,/Ts)区间内，为一常数（不必一定是Ts）,或者说可以等效为一个理想矩形，即可实现无码间串扰。滚降系数公式，该程序就依靠此公式进行编写为其他整数kkkThs,00,1)(时域条件奇对称的余弦滚降特性0000()()()()sknsRsnkrkTtahtahknTtnkTt0)(0knsntTnkhaisSTiHT1)2(1ST=+fNfNfff0H1NfffNf00.5fNf01/Nff通信原理课程设计-4-4其中α称为滚降系数，频带利用率为。升余弦滚降系统的时域波形为:四、程序设计1.系统模块组成：升余弦滚降波形升余弦滚降频谱接收端输出基带信号波形2．流程图通信原理课程设计-5-53.程序clearall;closeall;aa=[1011101000011];选取了13个码元ts=1;一个码元持续时间nsample=17;一个码元由17个脉冲组成aaa=zeros(17,13);fori=1:17aaa(i,:)=aa;enda=reshape(aaa,1,17*13);dt=ts/nsample;df=1.0/(10.0*ts);t=-2*ts:dt:2*ts;f=-2/ts:df:2/ts;alpha=1;fork=1:length(f)ifabs(f(k))0.5*(1+alpha)/ts;f(1+1)/tsxf(k)=0;elseifabs(f(k))0.5*(1-alpha)/ts;f(1+1)/tsxf(k)=ts;elsexf(k)=0.5*ts*(1+cos(pi*ts/(alpha+eps)*(abs(f(k))-0.5*(1-alpha)/ts)));主模块产生随机信号序列升余弦滚降滤波器显示输出信号波形通信原理课程设计-6-6endendxt=sinc(t/ts).*(cos(alpha*pi*t/ts))./(1-4*alpha^2*t.^2/ts^2+eps);figure(1)plot(f,xf);axis([-1101.2]);xlabel('f/ts');ylabel('升余弦滚降系统');grid;figure(2)plot(t,xt);axis([-22-0.11.1]);xlabel('t');ylabel('升余弦滚降波形');grid;figure(3)na=length(a);tmp=length(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)五、仿真结果及分析图形一：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=[1011101000011];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α=1的传输特性曲线图。即H（ω）的频谱图。随着α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：是a=1的升余弦滚将特性的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。通信原理课程设计-7-7图形一：输入信号图形二：升余弦滚降系统图形三：升余弦滚降波形通信原理课程设计-8-8图形四：输出信号波形六、设计总结本课程设计的主要目的是熟悉无码间串扰的时域和频域条件，掌握典型的无码间干扰基带传输系统——升余弦滚降系统。以及用matlab显示升余弦滚降波通信原理课程设计-9-9形及频谱以及接收端的基带信号波形。如：设基带传输系统响应是1的升余弦滚降系统，显示升余弦滚降波形及频谱，以及接收端的数字基带信号波形。通过实验，我们能加深对课程的理解，提高综合应用所学的知识解决实际问题的能力，得出科学研究的前期训练。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。七、参考文献[1]高峰.单片微型计算机原理与接口技术.科学出版社，2007[2]曹志刚.钱亚生现代通信原理1992[3]胡广书.数字信号处理—理论.算法及实现2001[4]UveMeyer-Baese.刘凌.胡永生数字信号处理的FPGA实现2003[5]张维良.郭兴波.潘长勇.杨之行平方根升余弦滚降FIR数字滤波器的设计[期刊论文]-电讯技术