数字基带传输系统--通信原理实验报告

实验3数字基带传输系统一、实验目的1、掌握数字基带传输系统的误码率计算；2、熟悉升余弦传输特性的时域响应特征，观察不同信噪比下的眼图。二、实验内容1、误码率的计算：画出A/σ和误码率之间的性能曲线；2、眼图的生成①基带信号采用矩形脉冲波形（选做）②基带信号采用滚降频谱特性的波形（必做）3、仿真码间干扰对误码率的影响（选做）三、实验步骤及结果1、误码率的计算随机产生610个二进制信息数据，采用双极性码，映射为±A。随机产生高斯噪声(要求A/σ为0～12dB)，叠加在发送信号上，直接按判决规则进行判决，然后与原始数据进行比较，统计出错的数据量，与发送数据量相除得到误码率。画出A/σ和误码率之间的性能曲线，并与理论误码率曲线相比较。(保存为图3-1)注意：信噪比单位为dB，计算噪声功率时需要换算。Snr_A_sigma=10.^(Snr_A_sigma_dB/20);1代码：clearall;clc;closeall；A=1;%定义信号幅度N=10^6;%数据点数；a=A*sign(randn(1,N));Snr_A_sigma_dB=0:12;Snr_A_sigma=10.^(Snr_A_sigma_dB/20);sigma=A./Snr_A_sigma;ber=zeros(size(sigma));forn=1:length(sigma)rk=a+sigma(n)*randn(1,N);dec_a=sign(rk);ber(n)=length(find(dec_a~=a))/N;endber_Theory=1/2*erfc(sqrt(Snr_A_sigma.^2/2));semilogy(Snr_A_sigma_dB,ber,'b-',Snr_A_sigma_dB,ber_Theory,'k-*');gridon;xlabel('A/\sigma');ylabel('ber');legend('ber','ber\_Theory');title('A/σ和误码率之间的性能曲线');2.绘制的图2、绘制眼图①设二进制数字基带信号1,1na，波形1,00,stTgt其他，分别通过带宽为15/4sBT和11/2sBT两个低通滤波器，画出输出信号的眼图(保存为图3-2)，并画出两个滤波器的频率响应。1.代码：clearall;clc;N=400;fs=50;Ts=1;%定义符号周期dt=Ts/fs;%计算采样点间隔t=0:dt:(N*fs-1)*dt%定义仿真时间段d=randint(1,N)*2-1;%定义符号波形a_tmp=repmat(d,[fs,1]);a=a_tmp(:);%生成符号序列采样点,先列后行转成一行delay=20;%定义信道冲击响应t_ht=-delay:dt:delay;ht1=2.5*sinc(2.5*t_ht/Ts);%定义滤波器1的冲击响应rt1=conv(a,ht1);ht2=sinc(t_ht/Ts);rt2=conv(a,ht2);eyediagram(rt1+j*rt2,3*fs,3);%画眼图t=2^16;HT1=fft(ht1,t);HT2=fft(ht2,t);f=[0:t-1]/t/dt;figure;subplot(2,1,1);plot(f,abs(HT1));title('滤波器1的频率相应');gridon;xlabel('f(Hz)');axis([04060]);subplot(2,1,2);plot(f,abs(HT2));title('滤波器2的频率相应');gridon;xlabel('f(Hz)');axis([04060]);2.绘制的图②设基带信号波形为升余弦波形，符号周期1sT，试绘出不同滚降系数（1,0.75,0.5,0.25）时的时域脉冲波形（保存为图3-3）。1.代码closeall;clc;clearall;x=1;rate=[10.750.50.250];fork=1:5xt=rcosflt(x,1,100,'fir',rate(k),5);subplot(3,2,k);plot(xt);title(['滚降信号时域波形,\it\tate\rm=',num2str(rate(k))]);gridon;axis([01000-0.2+1.2]);end2.绘制的图：③随机生成一系列二进制序列，通过高斯白噪声信道，选择1的升余弦波形，分别绘制出无噪声干扰以及信噪比为30、20、10、0dB时的眼图。(保存为图3-4)1.代码clearall;clc;A=1;Ts=1;fd=1/Ts;fs=100;alfa=1;delay=20;S=sign(randn(1,10^3));y=rcosflt(S,fd,fs,'fir',alfa,delay);eyediagram(y,5*fs,5);title('无噪声时升余弦滚降后的眼图');Snr_dB=30;%信噪比，单位为dBSnr=10^(Snr_dB/10);%信号与噪声功率之比SS=mean(y.^2);%信号功率AA=SS/Snr;%噪声功率yy=y+sqrt(AA).*randn(size(y));eyediagram(yy,5*fs,5);title('信噪比为30dB时升余弦滚降后的眼图');Snr_dB=20;Snr=10^(Snr_dB/10);SS=mean(y.^2);AA=SS/Snr;yy=y+sqrt(AA).*randn(size(y));eyediagram(yy,5*fs,5);title('信噪比为20dB时升余弦滚降后的眼图');Snr_dB=10;Snr=10^(Snr_dB/10);SS=mean(y.^2);AA=SS/Snr;yy=y+sqrt(AA).*randn(size(y));eyediagram(yy,5*fs,5);title('信噪比为10dB时升余弦滚降后的眼图');Snr_dB=0;Snr=10^(Snr_dB/10);SS=mean(y.^2);AA=SS/Snr;yy=y+sqrt(AA).*randn(size(y));eyediagram(yy,5*fs,5);title('信噪比为0dB时升余弦滚降后的眼图');2.绘制的图四、实验思考题1、数字基带传输系统的误码率与哪些因素有关？答：信道中存在噪声，信道，接收发滤波器的传输特性的不理想性。2、码间干扰和信道噪声对眼图有什么影响？答：眼图的睁开度与码间干扰成负相关性，与信道噪声成正相关性。3、观察图3-3，观察不同滚降系数对时域波形的影响。答：滚降系数越大，时域波形拖尾振荡起伏越小，衰减越快。4、图3-4可以得出什么结论？答：眼图的睁开度，与信道噪声成正相关性。