...数字基带信号的眼图实验——matlab仿真一、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理,掌握基带升余弦滚降系统的实现方法;2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响,并观察在输入相同码率的NRZ基带信号下,不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度;3、熟悉MATLAB语言编程。二、实验预习要求1、复习《数字通信原理》第七章7.1节——奈奎斯特第一准则内容;2、复习《数字通信原理》第七章7.2节——数字基带信号码型内容;3、认真阅读本实验内容,熟悉实验步骤。三、实验原理和电路说明1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示,要获得良好的基带传输系统,就应该nsnatnT()HnsnahtnT基带传输抽样判决图3-1基带系统的分析模型抑制码间干扰。设输入的基带信号为nsnatnT,sT为基带信号的码元周期,则经过基带传输系统后的输出码元为nsnahtnT。其中1()()2jthtHed(3-1)理论上要达到无码间干扰,依照奈奎斯特第一准则,基带传输系统在时域应满足:10()0,skhkTk,为其他整数(3-2)...频域应满足:()0,ssTTH,其他(3-3)0sT()HsTsT图3-2理想基带传输特性此时频带利用率为2/BaudHz,这是在抽样值无失真条件下,所能达到的最高频率利用率。由于理想的低通滤波器不容易实现,而且时域波形的拖尾衰减太慢,因此在得不到严格定时时,码间干扰就可能较大。在一般情况下,只要满足:222(),sissssiHHHHTTTTT(3-4)基带信号就可实现无码间干扰传输。这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。从实际的滤波器的实现来考虑,采用具有升余弦频谱特性()H时是适宜的。(1)(1)1sin(),2(1)()1,0(1)0,ssssssTTTTHTT(3-5)这里称为滚降系数,01。...所对应的其冲激响应为:222sincos()()14sssstTtThtttTT(3-6)此时频带利用率降为2/(1)Baud/Hz,这同样是在抽样值无失真条件下,所能达到的最高频率利用率。换言之,若输入码元速率'1/ssRT,则该基带传输系统输出码元会产生码间干扰。2、眼图所谓眼图就是将接收滤波器输出的,未经再生的信号,用位定时以及倍数作为同步信号在示波器上重复扫描所显示的波形(因传输二进制信号时,类似人的眼睛)。干扰和失真所产生的畸变可以很清楚的从眼图中看出。眼图反映了系统的最佳抽样时间,定时的灵敏度,噪音容限,信号幅度的畸变范围以及判决门限电平,因此通常用眼图来观察基带传输系统的好坏。图3-3眼图示意图四、仿真环境WindowsNT/2000/XP/Windows7/VISTA;MATLABV6.0以上。五、仿真程序设计1、程序框架...双极性NRZ码元序列产生升余弦滚降系统NRZ码元序列抽样画眼图NRZ(n)Samp_data(m)st(m)图3-4程序框架首先,产生M进制双极性NRZ码元序列,并根据系统设置的抽样频率对该NRZ码元序列进行抽样,再将抽样序列送到升余弦滚降系统,最后画出输出码元序列眼图。2、参数设置该仿真程序应具备一定的通用性,即要求能调整相应参数以仿真不同的基带传输系统,并观察输出眼图情况。因此,对于NRZ码元进制M、码元序列长度Num、码元速率Rs,采样频率Fs、升余弦滚降滤波器参考码元周期Ts、滚降系数alpha、在同一个图像窗口内希望观测到的眼图个数Eye_num等均应可以进行合理设置。3、实验内容根据现场实验题目内容,设置仿真程序参数,编写仿真程序,仿真波形,并进行分析给出结论。4、仿真结果参考参考例程参数设置如下:无码间干扰时:Ts=1e-2;%升余弦滚降滤波器的理想参考码元周期,单位sFs=1e3;%采样频率,单位Hz。注意:该数值过大将%严重增加程序运行时间Rs=50;%输入码元速率,单位BaudM=2;%输入码元进制Num=100;%输入码元序列长度。注意:该数值过大将%严重增加程序运行时间Eye_num=2;%在一个窗口内可观测到的眼图个数。...图3-5(a)仿真参考结果图(1)图3-5(b)仿真参考结果图(2)...图3-5(c)仿真参考结果图(3)从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰,这是因为基带信号的码元速率Rs为50Baud,而升余弦滚降滤波器和FIR滤波器的等效带宽B=60Hz(Ts=10ms),Rs2B,满足了奈奎斯特第一准则的条件。有码间干扰时:Ts=5*(1e-2);%升余弦滚降滤波器的参考码元周期,单位sFs=1e3;%采样频率,单位Hz。注意:该数值过大将%严重增加程序运行时间Rs=50;%输入码元速率,单位BaudM=2;%输入码元进制Num=100;%输入码元序列长度。注意:该数值过大将%严重增加程序运行时间Eye_num=2;%在一个窗口内可观测到的眼图个数。...图3-5(d)仿真参考结果图(4)眼图基本闭合,存在较为严重的码间干扰,这是因为码元速率Rs虽然仍为50Baud,但滤波器等效带宽已经变为12Hz(Ts=50ms),Rs2B不再满足奈奎斯特第一准则。多进制码元情况:...图3-6四进制NRZ码元眼图六、实验报告要求1、整理实验数据,画出相应的波形。2、结合奈奎斯特第一准则,分析波形,表述出码间干扰ISI现象与滤波器的等效带宽设定值之间的关系,给出原因。3、结合奈奎斯特第一准则,分析波形,表述出码间干扰ISI现象与滤波器的滚降系数设定值之间的关系,给出原因。七、思考题1、自行编写升余弦滚降滤波器冲激响应函数,特别注意当公式中分子分母均为0时的特殊情况。2、采用MATLAB自带眼图函数eyediagram来观察眼图。八、参考程序closeall;alpha=0.2;%设置滚降系数,取值范围在[0,1]Ts=1e-2;%升余弦滚降滤波器的参考码元周...%期,Ts=10ms,无ISI。%Ts=2*(1e-2);%Ts=20ms,已经出现ISI(临界点)%Ts=5*(1e-2);%Ts=50ms,出现严重ISIFs=1e3;%采样频率,单位Hz。注意:该数%值过大将严重增加程序运行时间Rs=50;%输入码元速率,单位Baud%M=2;M=4;%输入码元进制Num=100;%输入码元序列长度。注意:该数值%过大将严重增加程序运行时间。Samp_rate=Fs/Rs%采样率,应为大于1的正整数,即%要求Fs,Rs之间呈整数倍关系%Eye_num=2;%在一个窗口内可观测到的眼图个数。Eye_num=4;%在一个窗口内可观测到的眼图个数。%产生双极性NRZ码元序列NRZ=2*randint(1,Num,M)-M+1;figure(1);stem(NRZ);xlabel('时间');ylabel('幅度');holdon;gridon;title('双极性NRZ码元序列');%对双极性NRZ码元序列进行抽样k=1;forii=1:Numforjj=1:Samp_rateSamp_data(k)=NRZ(ii);k=k+1;endend%基带升余弦滚降系统冲激响应[ht,a]=rcosine(1/Ts,Fs,'fir',alpha);%画出基带升余弦滚降系统冲激响应波形...figure(2);subplot(2,1,1);plot(ht);xlabel('时间');ylabel('冲激响应');holdon;gridon;title('升余弦滚降系统冲激响应,滚降因子\alpha=0.2');%将信号送入基带升余弦滚降系统,即做卷积操作st=conv(Samp_data,ht)/(Fs*Ts);subplot(2,1,2);plot(st);xlabel('时间');ylabel('信号幅度');holdon;gridon;title('经过升弦滚降系统后的码元')%画眼图,在同一个图形窗口重复画出一个或若干个码元figure(3);fork=10:floor(length(st)/Samp_rate)-10%不考虑过渡阶段信号,只观测稳定阶段ss=st(k*Samp_rate+1:(k+Eye_num)*Samp_rate);plot(ss);holdon;endxlabel('时间');ylabel('信号幅度');holdon;gridon;title('基带信号眼图');%eyediagram(st,Samp_rate);%xlabel('时间');%ylabel('信号幅度');...%holdon;%gridon;%title('基带信号眼图');欢迎您的光临,Word文档下载后可修改编辑.双击可删除页眉页脚.谢谢!希望您提出您宝贵的意见,你的意见是我进步的动力。赠语;1、如果我们做与不做都会有人笑,如果做不好与做得好还会有人笑,那么我们索性就做得更好,来给人笑吧!2、现在你不玩命的学,以后命玩你。3、我不知道年少轻狂,我只知道胜者为王。4、不要做金钱、权利的奴隶;应学会做“金钱、权利”的主人。5、什么时候离光明最近?那就是你觉得黑暗太黑的时候。6、最值得欣赏的风景,是自己奋斗的足迹。7、压力不是有人比你努力,而是那些比你牛×几倍的人依然比你努力。