通信原理-数字基带传输系统仿真实验

数字基带传输系统仿真实验一、基本原理：（1）数字基带信号传输系统的组成：接收滤波器抽样判决器信道信号形成器信道基带脉冲基带脉冲输入输出同步提取噪声（2）余弦特性滚降的传输函数：相应的冲激响应h(t)为：（3）单极性归零波形：信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。通常，归零波形使用半占空码，即占空比为50%，从单极性RZ波形可以直接提取定时信息。RZ波形及其功率谱密度仿真流程图如下所示：（4）双极性不归零波形：兼有双极性和不归零波形的特点，数字消息用两个极性相反而幅度相等的脉冲表示，无直流分量，不受信道特性变化的影响，抗噪声性能好。（5）眼图：指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。在传输二进制信号波形时,由于示波器的余晖作用，使扫描所得的每一个码元波形重叠在一起，示波器显示的图形很像人的眼睛，故名“眼图”。眼图模型如下所示：SSSSSSSSTTTTTTTTH)1(,0)1()1()],(2sin1[2)1(0,)(最佳抽样时刻对定时误差的灵敏度噪声容限抽样失真过零点失真判决门限电平（6）高斯白噪声：如果一个噪声，它的瞬时值服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。（7）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。二、仿真代码和图形：（1）绘制α=0，0.75，1时的升余弦滚降系统的时域和频谱图；（2）随机产生周期Ts=1s的单位幅度单极性RZ和双极性NRZ信号，绘制信号的时域波形和功率谱；①单极性RZ:②双极性NRZ信号:（3）（2）中产生的双极性NRZ信号通过α=1的系统后，绘制输出信号在示波器上显示的眼图；（4）绘制（3）输出的信号加入高斯白噪声信号后的输出眼图；输入n0=0.2，仿真图形如下：（5）若考虑最佳接收，接收端采用匹配滤波器，绘出基带信号，及相应匹配滤波器的冲激响应波形，信号通过加性高斯白噪声信道SNR任选，绘制信号波形及匹配滤波器输出波形。三、结果分析和实验心得：由上图结果可以看单极性归零码序列的功率谱密度不仅含有离散的直流分量及连续谱,而且还包含离散的时钟分量和奇次谐波分量。根据数字PAM信号功率谱密度公式得到：功率谱分为两个部分，第一部分是连续谱，形状取决于GT(f);第二部分是离散线谱，相邻线谱频率间隔为1/Ts。若序列的均值ma为零,则第二部分为零，即离散线谱消失，单极性码的均值不为零，故都存在直流分量。等等总之在这次实验中，自己温习了matlab软件，对仿真也产生了浓厚的兴趣，同时也对理论知识有了更深一步的理解。