数字基带系统实验一总结报告(3)

实验一 基带传输系统实验

接收滤波器输出信号10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-10100200300400500t6007008009001000r

图5 比特周期为Tb=4T时接收滤波器的输出信号波形

眼图1.510.5eyes0-0.5-1-1.5051015xx20253035

图6 比特周期为Tb=4T时接收滤波器输出信号的眼图

B. Tb=3T a=1

误比特率仍计算为Pe=0，但观察眼图可知会产生较大的码间干扰

接收滤波器输出信号1.510.50r-0.5-1-1.50100200300400t500600700800

图7 比特周期为Tb=3T时接收滤波器的输出信号波形

眼图1.510.5eyes0-0.5-1-1.50510xx152025

图8 比特周期为Tb=3T时接收滤波器输出信号的眼图

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实验一 基带传输系统实验

C. Tb=8T a=1

无码间干扰，误比特率为Pe=0，误比特数j=0

接收滤波器输出信号10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-102004006008001000t12001400160018002000r

图9 比特周期为Tb=8T时，接收滤波器输出信号波形

眼图1.510.5eyes0-0.5-1-1.50102030xx40506070

图10 比特周期为Tb=8T时，接收滤波器输出信号眼图

2) 非匹配滤波器和匹配滤波器加加性噪声系统

传输 240 个二进制比特，比特速率Rb=1/Tc，信噪比分别取 1dB、10dB 时，基带系统分别为匹配滤波器形式和非匹配滤波器形式、滚降系数为 0.3，得到相应的恢复数字信息序列。调用matlab的星座图函数画出接收抽样判决点信号的星座图。根据星座图的坐标取值，判断噪声对信号的影响程度和信号的传输质量。讨论信噪比、是否采用匹配滤波器对系统信息传输质量的影响。

非匹配滤波器加噪声的主程序如下：

L=240;%输入二进制比特个数 a=input('滚降系数a='); SNR=input('信噪比SNR=');

Tb=4;Rb=1/Tb;%比特传输速率N=31;%滤波器阶数Tc=4; [y0]=source(L); [y1]=send(y0,Tb);

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[h]=unmatch_filter(N,Tc,a);wd=(blackman(N))';hn=h.*wd; %发送滤波器

[y]=convolation(y1,hn);%发送滤波器输出波形 y=y((N+1)/2:(N+1)/2-1+L*Tb); %高斯噪声

[n0]=guass(SNR,y,L)

[y3]=xindao(y,n0)%加入噪声后信号 %接收滤波器

r=conv(y3,hn); %观察接收滤波器输出 r=r((N+1)/2:(N+1)/2-1+L*Tb); %抽样判决

[sample,sample1]=samples(L,Tb,r) stem(sample,'.');

title('判决输出序列'); xlabel ('n'); ylabel ('sample' ); %星座图

scatterplot(r,Tb,0,'r*'); %计算误码率

[Pe,j]=BER(y0,sample,L)

A. 非匹配模式下 SNR=1dB a=0.3 误码率Pe=7.0833 ，误比特数j=17

判决输出序列10.80.60.4Scatter plot105Quadrature0.2sample0-0.2-0.4-0.6-0.8-1050100n1502002500-5-10-10-50In-Phase510

图11 非匹配模式下，SNR=1dB的恢复信号波形和接收滤波器输出信号星座图

B. 非匹配模式下 SNR=10dB a=0.3 误码率Pe=0，误比特数j=0

判决输出序列10.80.60.4Scatter plot5432Quadrature0.210-1-2sample0-0.2-0.4-0.6-0.8-1050100n150200250-3-4-5-50In-Phase5

图12 非匹配模式下，SNR=10dB的恢复信号波形和接收滤波器输出信号星座图

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分析结论：由上图可知可得，输出信噪比越大，噪声对信号的影响程度越小，传输质量越好。

匹配滤波器加噪声的主程序如下： L=240;%输入二进制比特个数 a=input('滚降系数a=');

SNR=input('信噪比SNR=')%输入性噪比 Tb=4;%比特周期

Rb=1/Tb;%比特传输速率 N=31;Tc=4;%滤波器阶数 [y0]=source(L); [y1]=send(y0,Tb);

[hn]=match_filter(N,Tc,a);

%发送滤波器

[y]=convolation(y1,hn);%发送滤波器输出波形 y=y((N+1)/2:(N+1)/2-1+L*Tb); %高斯噪声

[n0]=guass(SNR,y,L)

[y3]=xindao(y,n0)%加入噪声后信号 %接收滤波器

r=conv(y3,hn); %观察接收滤波器输出 r=r((N+1)/2:(N+1)/2-1+L*Tb); %抽样判决

[sample,sample1]=samples(L,Tb,r) stem(sample,'.');

title('判决输出序列'); xlabel ('n'); ylabel ('sample' ); %星座图

scatterplot(r,Tb,0,'r*'); %计算误码率

[Pe,j]=BER(y0,sample,L)

C. 匹配模式下 SNR=1 a=0.3 误码率Pe=4.5833,误比特数j=11

判决输出序列10.80.60.4Scatter plot2.521.51Quadrature0.20.50-0.5-1sample0-0.2-0.4-0.6-0.8-1050100n150200250-1.5-2-2.5-2-10In-Phase12

图13 匹配模式下，SNR=1dB的恢复信号波形和接收滤波器输出信号星座图

D. 匹配模式下 SNR=10 a=0.3 误码率Pe=0,误比特数j=0

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判决输出序列1Scatter plot1.50.80.60.410.5Quadrature0.2sample0-0.2-0.4-0.6-0.8-1050100n1502002500-0.5-1-1.5-1.5-1-0.50In-Phase0.511.5

图14 匹配模式下，SNR=10dB的恢复信号波形和接收滤波器输出信号星座图

分析结论：基带系统分别为匹配滤波器形式和非匹配滤波器形式时，对接收滤波器输出信号进行抽样时，抽样时刻不相同，通过匹配滤波器和非匹配滤波器时的时延不同，所以抽样时刻也不同。通过比较不同信噪比，是否采用匹配滤波器对系统传输质量是有影响的，提高信噪比，采用匹配滤波器能够有效的提高系统的传输质量。

四、实验心得

1) 开始设计滤波器时，没有编写滤波器子函数，直接编写了滤波器程序，后来在利用滤波

器时就出现了很多问题，使用起来很不方便，使用时需要重复编写，而且改变参数较麻烦，编写滤波器子函数后，直接调用子函数，主程序就变得更加清晰易懂了，同时也有利于后面的分析。 2) 在用窗函数法设计非匹配滤波器时，由于没有把抽样后时域表达式中的分母的过零点考

虑完全，导致在傅里叶变换后，数字域序列没有显示，将这些特殊点单独赋值，更改后数字域序列能够正确显示。 3) 编写眼图子函数时，开始没有明白设计原理，设计花了很长一段时间，后来请教了一下

其他同学，明白了设计原理和实现方法后，眼图子函数就很容易实现了。（眼图原理：在去掉因滤波器造成的延时的前提下，每隔一定数量的码元周期截取一段，用hold on将各段在同一图表中显示出来，合成后的图表就是需要的眼图。） 4) 设计整个基带传输系统时，调用所有需要的子函数时，为方便调试，可以将几个重要的

输出信号画出，根据画出的图形来判断输出的正确与否，对整个系统的传输也会有直观清晰的了解。 5) 理清系统各个组成模块的作用，根据各个部分输出的信号判断设计的正确性。通过整个

系统的设计，我们对基带传输系统的传输原理有了更清楚的认识。

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