数字基带传输系统

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数字基带传输系统

2024-07-08 08:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录 一. 数字基带传输系统原理1. 带限信道的基带系统模型(连续域分析)2. 升余弦滚降滤波器3. 最佳基带系统 二.发送滤波器设计1.滤波器的设计2. 频率抽样法设计非匹配形式的基带系统的发送滤波器(平方根升余弦滤波器)2.问题 三.基带系统软件设计1.设计思路2.子函数编写 四.基带系统仿真与性能测试1.系统主函数设计思路2.仿真与测试 五.总结1.问题2.对于理论的理解3.感悟 本文旨在记录自己的一次非常用心的课程作业,以及和大家分享研究成果,喜欢的别忘了点一个赞哦~~~

一. 数字基带传输系统原理 1. 带限信道的基带系统模型(连续域分析)

带限信道下的基带系统模型如图 2 所示,有关信号传输过程如下:

在这里插入图片描述

图 1 带限信道下的基带系统模型

信道信号形成器: 基带传输系统的输入是由终端设备或编码器产生的脉冲序列,它不一定适合直接在信道中传输。信道信号形成器的作用就是把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号,这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的,其目的是与信道匹配,便于传输,减小码间串扰,利于同步提取和抽样判决。

信道: 允许基带信号通过的媒质。信道的传输特性通常不满足无失真传输条件,恒参信道如(明线、同轴电缆、对称电缆、光纤通道、无线电视距中继、卫星中继信道)对信号传输的影响主要是线形畸变;随参信道如(短波电离层反射、对流层散射信道等)对信号传输的影响主要有频率弥散现象(多径传播)、频率的选择性衰落。信道的线性噪声和加性噪声的影响。在通信系统的分析中,常常把噪声n(t)等效,集中在信道中引入。

接收滤波器: 主要作用是滤除带外噪声,对信道特性均衡,使输出的基带波形有利于抽样判决。

抽样判决器: 它是在传输特性不理想及噪声背景下,在由位定时脉冲控制的特殊点对接收滤波器的输出波形进行抽样判决,以恢复或再生基带信号。

2. 升余弦滚降滤波器

升余弦滤波器的频率响应为 在这里插入图片描述 1.升余弦滚降滤波器本质上只是一个低通滤波器,只不过它的滚降因子(rolloff effect)会对波形的幅度产生一定影响,一般是降低了波形的幅度并且低通

2.升余弦滚降信号用来消除码间串扰,实际实现时采用的方式是由发送端的基带成行滤波器和接收端的匹配滤波器两个环节公共实现。传输系统的传递函数二者的乘 积,所以每个环节均为平方根升余弦滚降滤波器。

3. 最佳基带系统

为了让发送滤波器的接受滤波器形成计为无码间干扰的基带系统,并且可以很好的抵抗加性高斯白噪声的影响,需要接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。

基带系统传输特性设计可以采用两种方式,一种是采用匹配滤波器来形成无码间干扰的系统,发送滤波器和接收滤波器对称的系统,发送滤波器和接收滤波器都是升余弦平方根特性;另一种是不采用匹配滤波器方式,升余弦滚降基带特性完全由发送滤波器实现,接收滤波器为直通系统

二.发送滤波器设计 1.滤波器的设计 窗函数法设计匹配形式的基带系统的发送滤波器

(1)思路: 在命令行输入值赋值给a滚降因子,利用理想平方根升余弦滚降滤波器时域单位冲击响应hn,升余弦滚降滤波器中间点的校正再用布莱克曼窗wn进行截断,即进行卷积hn*wn,得到发送滤波器的时域表达式,作512点的快速傅里叶变换hw=fft(h,512);可以得到频域表达式,代入计算增益的表达式可以求增益.绘图时用abs函数求幅值。 (2)程序如下:

function h=matched(a,N,Tc);%创建匹配的发送滤波器 n=-16:16;%n的范围 a=input('alpha=');%在命令行输入值赋值给a Tc=4; hn=(sin((1-a)*pi*n/Tc)+4*a*n/Tc.*cos((a+1)*pi*n/Tc))./(pi*n/Tc)./(1-16*a*a*n.*n/Tc/Tc);%平方根升余弦滚降滤波器时域单位冲击响应 hn(17)=1;%升余弦滚降滤波器中间点的校正 n=0:32; wn=0.42-0.5.*cos(2.*pi.*n./(max(n)-1))+0.08.*cos(4.*pi.*n./(max(n)-1)); %布拉克曼窗表达式 h=hn.*wn;%加窗后的升余弦滚降滤波器 nh=0:33; hw=fft(h,512);%频率特性 plot(abs(hw)); g=max(hw); H=max(abs(hw));

在这里插入图片描述

流程图 1 窗函数法设计滤波器

(3)输出图像

Alpha=0.2 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 图 2 窗函数法设计发送滤波器

2. 频率抽样法设计非匹配形式的基带系统的发送滤波器(平方根升余弦滤波器)

(1)**思路:**先写子函数f_sampling(N,Tc,fs),给K和N取值范围,对频率f进行抽样,再在主函数里对其调用[hn,Hf,f]=f_sampling(33,4,1)。设计零值序列Hf=zeros(1,N),用if对Hf进行分段赋值。若abs(f(i))



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