MATLAB通信仿真要点.pdf
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1、南京工程学院 课程设计说明书(论文) 题目带限数字基带传输系统的仿真 课程名称Matlab 通信仿真设计 院 (系、部、中心 )通信工程学院 专业无线通信 班级无线通信 131 学生姓名陈明星 学号208130115 设计地点信 息 楼 C 322 指导教师刘伟伟 设计起止时间:2015 年 12 月 14 日至 2014 年 12 月 18 日 成绩 一、课程设计目的和要求 1. 综合运用信号与线性系统,通信原理,以及matlab 语言等综合应用知识。 2. 基本熟悉软件开发流程、要点以及注意事项。 3. 掌握基带数字传输系统的仿真方法。 4. 熟悉基带传输系统的基本结构。 5. 掌握带限信
2、道的仿真以及性能分析。 6. 通过观察眼图判断信号的传输质量。 7. 设计和编程,以加深对通信系统基础知识的理解,提高学生利用matlab 在通 信领域进行实践的应用能力、 分析解决问题的能力; 增强学生对实践应用流程模 式的理解。 二:课设设备 1. 硬件:PC机 2. 软件:MATLAB7.1 ,Windows7 操作系统 三:课程设计原理及背景知识 在实际通信中传输信道的带宽是有限的,这样的信道称为带限信道。 带限信 道的冲激响应在时间上是无限的, 因此一个时隙内的代表数据的波形经过带限信 道后将在邻近的其他时隙上形成非零值,称为波形的拖尾。 拖尾和邻近其他时隙 上的传输波形相互叠加后,
3、 形成传输数据之间的混叠, 造成符号间干扰, 也称为 码间干扰。 接收机中, 在每个传输时隙中的某时间点上,通过对时域混叠后的波 形进行采样, 然后对样值进行判决来恢复接收数据。在采样时间位置上符号间的 干扰应最小化(该采样时刻称为最佳采样时刻),并以适当的判决门限来恢复接 收数据,使误码率最小(该门限称为最佳判决门限)。 在工程上,为了便于观察接收波形中的码间干扰情况,可在采样判决设备的 输入端以恢复的采样时钟作为同步,用示波器观察该端口的接收波形。利用示波 管显示的暂时记忆特性,在示波管上将显示多个时隙内接收信号的重叠波形图 案,称为眼图。对于传输符号为等概的双极性码,最佳判决门限为0,最
4、佳采样 时刻为眼图开口最大处, 因为该时刻上的码间干扰最小。当无码间干扰时, 在最 佳采样时刻上眼图波形将会聚为一点。 显然,只要带限信号冲击响应的拖尾波在时隙周期整数倍上的值为0,那么在采 样时刻就没有码间干扰,例如抽样函数 x x xSa sin )( 。然而,抽样函数的频谱时门 函数,物理不可实现, 即使近似实现也十分困难。 还存在一类无码间干扰的时域 函数,具有升余弦频率特性,幅频响应是缓变的,在工程上易于实现,其冲激响 应为: 2 /41 /cos / t/Tsin 22 s cos s s s tr Tt Tt Tt h 其中, s T为码元传输时隙宽度,10为滚降系数。 =0 时
5、,退化为矩形门函 数; =1 时,为全升余弦。其傅里叶变换 cosr H即为相应的系统函数。 设发送滤波器为 TG , 物理信道的传递函数为C, 接收滤波器为 R G, 则带限信号总的传递函数为 RT GCGH。 对于物理信道是 AWGN 信道的情况, 可以证明,当发送滤波器与接收滤波器 相互匹配时,即 RT GG * ,系统误码率最小。对于理想的物理信道 (C=1) ,收发滤波器相互匹配时有 2 * TTGGGH R 由此求得收发滤波器传递函数的实数解为 HGG RT 无码间干扰情况下, 信道总的传递函数是滚升余弦的,匹配的收发滤波器称为平 方根升余弦滤波器,有 rcosHRTGG 工程上,
6、滚升余弦滤波器和平方根滚升余弦滤波器通常用FIR 滤波器来近 似实现。 FIR 滤波器的分母系数为1,分子系数向量等于冲激响应的采样序列。 Matlab 通信工具箱中提供了设计升余弦滤波器的函数rcosine 。函数 rcosine 用 于计算 FIR 滤波器时的用法如下。 Num=rcosine(Fd,Fs, fir/normal ,r,delay) fir/normal 用于 FIR 滚升余弦滤波器设计 num=rcosine(Fd,Fs, fir/sqrt ,r,delay) fir/sqrt 用于 FIR 平方根滚升余弦滤波器设计 r 是滚降系数; Fd 是输入数字序列的采样率即码元速
7、率;Fs 为滤波器的采 样率,Fs 必须是 Fd 的整数倍; delay 是输入到响应峰值之间的延迟(单位是码 元时隙数)。 四:课程设计任务 任务一:升余弦波形及其频谱研究 用MATLAB通信工具箱提供的 rcosine函数作出一组滚升余弦滤波器的冲 击响应,滚降系数为 0,0.5 ,0.75 ,1,并通过 FFT求出其幅频特性。码元时 隙为1ms,在一个码元时隙内采样10次,滤波器延时为 5个码元时隙。 任务二:滚升余弦滤波器设计 设计一个滚升余弦滤波器,滚降系数为0.75。输入为 4 元双极性数字序列, 符号速率为 1000 波特,设滤波器采样率为10000 次/s,即在一个符号间隔中有
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