无码间串扰数字基带系统仿真培训讲学文档格式.docx
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康朝红老师
2013年6月日
一、设计目的
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。
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。
三、设计原理
无码间串扰时域条件：
（3.1）
无码间串扰频域条件：
（3.2）
式（3.2）的物理意义是：
将在轴上以为间隔切开，然后分段沿轴平移到区间内，将它们进行叠加，其结果应为一常数。
这一过程可以归述为：
一个实际的特性若能等效成一个理想矩形低通滤波器，则可实现无码间串扰。
余弦特性滚将特性传输函数可表示为：
（3.3）
相应的为
（3.4）
为滚降系数，用于描述滚降成度。
（3.5）
是超出奈奎斯特带宽的扩展量，为奈奎斯特带宽。
余弦滚降系统的最高频率利用率为：
（3.6）
四、程序设计
aa=[1010001001011];
ts=1;
nsample=17;
aaa=zeros（17,13）;
fori=1:
17
aaa（i,:
）=aa;
end
a=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）/ts
xf（k）=0;
elseifabs（f（k））<
0.5*（1-alpha）/ts;
f<
xf（k）=ts;
else
xf（k）=0.5*ts*（1+cos（pi*ts/（alpha+eps）*（abs（f（k））-0.5*（1-alpha）/ts）））;
end
xt=sinc（t/ts）.*（cos（alpha*pi*t/ts））./（1-4*alpha^2*t.^2/ts^2+eps）;
subplot（2,2,2）
plot（f,xf）;
axis（[-1101.2]）;
xlabel（'
f/ts'
）;
ylabel（'
升余弦滚降系统'
grid;
subplot（2,2,3）
plot（t,xt）;
axis（[-22-0.11.1]）;
t'
升余弦滚降波形'
subplot（2,2,4）
na=length（a）;
tmp=length（xt）;
t1=na+tmp-1;
tt=-（na+tmp-1）/2*dt:
（na+tmp-1）/2*dt-dt;
tt=1/（max（tt）-min（tt））.*（tt-min（tt））*300;
xt3=conv（xt,a）;
plot（tt,xt3）;
axis（[0300020]）;
输出波形'
subplot（2,2,1）
plot（a）;
axis（[030001.2]）;
基带波形'
eyediagram（xt3,17,13）;
眼图'
五、仿真结果及分析
1、时：
图5-1时，生余弦滚降系统各波形
图5-2时，升余弦滚降系统眼图
2、时：
图5-3时，升余弦滚降系统各波形
图5-4时，升余弦滚降系统眼图
3、时：
图5-5时，升余弦滚降系统各波形
图5-6时，升余弦滚降系统眼图
4、有噪声干扰时：
图5-7有噪声时升余弦滚降系统各波形
图5-8有噪声时升余弦滚降系统眼图
根据实验所得图形分析可知，当时对应不同有不同的滚降特性，时，升余弦滚降系统可达到理想低通系统，但不能物理实现；
实际应用中较多的是的余弦滚将特性。
其中的升余弦频谱特性易于实现，且响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。
由0增大到1时，滚降系数越大，的拖尾衰减越快，输出波形越来越接近真实输入波形。
眼图也越来越清晰逼真，但是，滚降使带宽增大，频带利用率也随之降低。
在时加入随机噪声干扰后，基带波形变得模糊不清，眼图也变得不清楚且紊乱。
输出波形也不如之前不加噪声时效果好。
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显示升余弦滚降波形及频谱以及接收端的基带信号波形。
如：
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]樊昌信,曹丽娜.通信原理.国防工业出版社,2012
[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
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