基带信号眼图实验matlab仿真文档格式.docx

1、，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。其中 （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： （3-2）频域应满足： （3-3）图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为,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： （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时是适宜的。 （3-5）这里称为滚降系数， 所对应的其冲激响应为

2、： （3-6）此时频带利用率降为，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，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Windows NT/2000/XP/Windows 7/VISTA；MATLAB

3、 V6.0以上。五、仿真程序设计1、程序框架图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，

4、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Baud M=2; %输入码元进制 Num=100; %输入码元序列长度。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

5、波器的等效带宽B=60Hz（Ts=10ms），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close all;alpha=0.2;

6、 %设置滚降系数，取值范围在0,1 %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ISI该数 %值过大将严重增加程序运行时间% M=2;M=4;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;Eye_num=4;%产生双极性NRZ码元序列NRZ=2*randint（1,Num,M）-M+1;figure（1）;stem（NRZ）;xlab

7、el（时间）;ylabel（幅度hold on;grid on;title（双极性NRZ码元序列%对双极性NRZ码元序列进行抽样k=1;for ii=1:Num for jj=1:Samp_rate Samp_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）;冲激响应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）;信号幅度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）;for k = 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）; hold on;基带信号眼图% eyediagram（st,Samp_rate）;% xlabel（% ylabel（% hold on;% grid on;% title（