基带传输系统的简介和研究的意
1.1 研究的意义
由于基带传输系统在数字传输系统中有不可替代的作用,其应用范围也随着技术的发展渗入网络通信、卫星通信及测控、手机通信、数字电视、数字电话等生活、科技的各方面,日益成为数字通信传输系统中的关键技术。
一:是因为数字基带系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题。二:随着数字通信技术的发展,基带传输这种方式也有迅速发展的趋势,它不仅用于低速数据传输,而且还用于高速数据传输;三:理论上,任何一个线性调制的频带传输系统,总是可以有一个等效的基带载波调制系统所替代。
1.2 数字基带系统的简介:
1.2.1数字基带信号:
1.2.2基带传输过程:
1.2.3基带传输系统结构
接收滤波器:它的主要作用的滤除带外噪声,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。
自同步法的同步提取电路:有两部分组成,包括非线型变换处理电路和窄带滤波器
或锁相环。非线型变换处理电路的作用是使接收信号或解调后的数字基带信号经过非线型变换处理电路后含有位同步分量或位同步信息。窄带滤波器或锁相环的作用是滤除噪声和其他频谱分量,提取纯净的位同步信号。
1.2.4数字基带传输的要求及常用码型
为了在传输信道中获得优良的传输特性,一般要将信码信号变化为适合于信道传输特性的传输码,即进行适当的码型变换。
- 传输信号的频谱中不应有直流分量,低频分量和高频分量也要小。
- 码型中应包含定时信息,有利于定时信息的提取,尽量减小定时抖动。
- 码型变换设备要简单可靠。
- 码型具有一定检错能力,若传输码型有一定的规律性,则可根据这一规律
第二章 MATLAB在基带传输的应用
2.1 Matlab简介
结合MATLAB的功能与特点,在基带传输系统仿真中有如下应用:
rand(n,m)产生一个尺寸为n*m的距阵,其元素按均匀分布随机取值于区间[0,1]。
Randn(n,m)产生一个尺寸为n*m的距阵,其元素服从标准正态分布(均值为零,方差为1)。
Randn(size(a))产生一个与a相同的正态分布随机矩阵。Rand(size(a))产生一个尺寸与a相同的均匀分布随机矩阵。
b包含8000个取值1、0等概的随机二进制数。C是b加上了0.1的高斯干扰。
函数linspace(a,b,N)产生一个N维矢量,N个元素均匀分割区间[a,b],第一个是a ,第二个是b。
reshape(x,m,n)把矩阵x的元素重排列成m*n的矩阵形式,按逆时针方向取数。
MATLAB提供了丰富的绘图功能。结合在基带系统中的仿真实验的需要,我们简要介绍一下二维绘图函数的绘制方法。
若X、Y是两个相同长度的矢量,函数plot(X、Y)将激活一个图形窗口,并画出一条以X为横坐标,以Y为纵坐标的曲线。例如:
函数semilogy()与plot()一样,只是Y轴是对数坐标。类似还有semilogx(),
xlable(str)给X轴加上一个以字符串str为内容的标签。Ylable(str)则给Y轴加标签。Title(str)则给整个兔加上标题。
subplot(m,n,p)命令把当前图形窗口分割成m*n个绘画区域,并选择第P个区域为激活区域。
2.2 matlab 在通信系统中的仿真
matlab工具有很强的仿真能力可以仿真NR码、NRZ码、AMI码、PAM码等各种编码及分析其功率谱。同时可以仿真通信系统的应用。Matlab在通信系统的仿真详细的在第三章研究。
若信号函数 s(t)为定义在时间区间(-¥,+¥)上的连续函数,按区间[-T/2,T/2]
截短为ST(t),再对ST(t)按时间间隔Dt均匀取样,取样点数:
如果信号的最高频率为fH,那么必须有fH〈〈0.5/Dt,设为Bs,Bs=0.5/Dt 称为仿真系统
若信号s(t)的频谱S(f)为定义在频率区间 (-¥,+¥)上的连续函数,按区间[-Bs,Bs]截断S(f),然后Df均匀取样
如果仿真程序设定的频域采样间隔是Df,那么就不能仿真截断时间1/Df的信号。
其中x是时域信号x是时域信号x(t)的截短抽样取得的取样值矢量。
若在一次观察中发送的码元是长度为M的矢量a,,对应的判决结果是c。误码数是a与c中不相同的符号数,即n_err=length(find(a~=c)),于是误码率为Pe=n_err/M.
对于基带系统的研究,误码率是一个非常重要的概念,也是评价系统好坏的重要参数。在用matlab仿真系统中,在模拟实际的条件下,达到理想的误码率是我们的目标。
bb=find(a==1); %将偶数个“1”为1,-1交替出现
ami=reshape(e,1,L*M) %L*M矩阵重排为1*(L*M)矩阵
S=sin(2*pi*t)+sin(pi*t);%假设-s(t)信号
len=Na*l;%示波器-屏幕显示的点数,Na为一屏幕显示的码元数
tt=linspace(0,Na*Ts,len);%将时间轴等份成len个点
for ii=1:len:(N-len)%figure(2)
g2=cos(alpha*pi.*t/Ts)./(1-(2*alpha.*t/Ts).^2);
set(1,'position',[10,50,300,200])
set(2,'position',[400,50,300,200])
s=f2t(t2f(imp).*G);%升余弦信号的时域波形
R1=input('R1=[-1 1 2]');if R1==[],R1=1;end
R2=input('R2=[-1 0 1 2]');if R2==[],R2=1;end
R3=input('R3=[-1 0 1 2]');if R3==[],R3=0;end
R4=input('R4=[-1 0 1 2]');if R4==[],R4=0;end
R5=input('R5=[-1 0 1 2]');if R5==[],R5=0;end
g1=R1*sin(pi.*t/Ts)./(pi.*t/Ts);
g2=R2*sin(pi.*(t-Ts)/Ts)./(pi.*(t-Ts)/Ts);
g3=R3*sin(pi.*(t-2*Ts)/Ts)./(pi.*(t-2*Ts)/Ts);
g4=R4*sin(pi.*(t-3*Ts)/Ts)./(pi.*(t-3*Ts)/Ts);
g5=R5*sin(pi.*(t-4*Ts)/Ts)./(pi.*(t-4*Ts)/Ts);
g=g1+g2+g3+g4+g5; %部分响应波形的一般形式
set(1,'position',[10,50,500,500])
set(2,'position',[400,50,500,500])
s=f2t(t2f(imp).*G);%升余弦信号的时域波形
plot(tt,s(jj:jj+Na*L))%升余弦信号的眼图
f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps;%eps为了避免f=0;
set(1,'position',[10,50,500,500])
hr1=sin(pi.*t/Ts)./(pi.*t/Ts);
hr2=cos(alpha*pi.*t/Ts)./(1-(2*alpha.*t/Ts).^2);
eb_n0(loop1)=10^(Eb_N0(loop1)/10);
n_ch=sqrt(sita)*randn(size(t));%信道噪声
nr=real(f2t(t2f(n_ch).*GR)); %输出噪声
n_err=n_err+length(find(aa~=a));
semilogy(Eb_N0,0.5*erfc(sqrt(eb_n0)));
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