基带信号眼图

计算机与信息技术学院综合性、设计性实验报告

专业：通信工程年级/班级：09级 2011—2012学年第二学期课程名称通信原理指导教师本组成员

学号姓名

实验地点实验时间第六周项目名称基带信号眼图实验类型软件

一、实验目的

1．了解数字基带传输系统的组成和实时工作过程；

2．加深理解时域均衡系统的工作原理，基本特点及均衡器的主要作用； 3．学会按给定的均衡准则调整，观测均衡器的方法。二、实验仪器或设备

通信实验箱和数字示波器各一台三、实验原理

可变手调

图1 数字基带传输系统的组成框图

数字基带传输系统的组成框图如图1所示，它是一个较完整的数字基带传输系统。信号源产生19.2 KHz 的基带信号时钟，经过乘4之后，提供均衡器所需的两个互补驱动时钟76.8 KHz 。显然本实验系统的基带速率为19.2 Kbit/s 。测试信号和信码发生器按19.2KHz 的时钟节拍，分别产生测试单脉冲波形及63位M 序列，两种码分别作为均衡的对象，通过开关K 予以选择。可变信道滤波器是在实验室条件下用来模拟传输信道特性的，改变电位器即可改变滤波器的传输函数特性，进而模拟信道特性的变化。

均衡器是借助横向滤波器实现时域均衡的，它由延迟单元，可变系数电路和相加器三部分组成，如图2所示。

信号源

时钟测试信号

信码

信道均衡器接收滤波器取样判决

图2 横向滤波器

图2中，横向排列的延迟单元是由电荷转移器件完成的。本实验所采用的是国产斗链器件BBD （Bucret Brrgades Device ）,它有32个延迟抽头输出端，因为我们抽样频率为76.8KHz 是基带信号19.2 Kbit/s 的4倍，故取6，10，14，18，22，26，30等七个抽头输出端。理论上讲，抽头数目越多就越能消除码间串扰的影响，但势必会增加调整的难度。且若变系数电路的准确度得不到保证，增加抽头数所获得的效益也不会显示出来。

实现Ci 调整的电路，称为变系数电路。它是由运放TL064所组成的放大器，改变其反馈电阻，即可使其增益变化，为随时修改系统的时间响应提供了条件。这里七级变系数电路的形式和参数完全相同。

实现加权系数相加的电路，称为相加器，它也是用TL064进行有源相加的。具体实现时，把七级变系数电路的输出分两段相加，然后再将两段的结果相加在一起。

相加器输出端所接的接收滤波器，目的是让19.2 Kbit/s 的数字基带信号通过并加以放大，同时滤除了76.8KHz 的驱动时钟频率分量。

取样判决器将接收滤波器的输出经抽样判决，恢复出数字基带信号，便于同学们把输入信码和再生输出信码进行比较，确定误码情况。

四、实验内容及结果眼图可以定性表征均衡效果，若要对均衡效果进行定量的衡量，则要用另一种测试手段——

用误码仪测

误码率。

T s T s T s T s T s T s C 0

C -1

C 1

C -2

C 2

C -3

C 3

均衡入

均衡出

t = 0

图3 眼图

图4

教师签名：

年月日

C 0 C 1 C 2 C 3

C -1 C -2 C -3

基带信号处理芯片

基带信号处理芯片一种基带信号处理芯片，其包括多个信号输入输出端、模拟信号理模块、基带信号产生模块、基带信号处理模块、控制模块、及钟模块，其中，模拟信号处理模块主要用于对待发射的信号或待理的基带信号进行包括模数转换的预处理，然后待发射的信号由带信号产生模块进行处理以产生相应的基带信号，而待处理的基信号由基带信号处理模块进行处理后以推动后续的部件，所述控模块通过对基带信号产生模块和基带信号处理模块的控制以实现两者处理的信号的加解密及静音等的控制，同时由时钟模块向所控制模块提供其工作所需的时钟，如此可在单一芯片上集成模拟数字基带信号处理和控制功能。

基带信号处理芯片一种基带信号处理芯片，包括多个信号输输出端，其特征在于包括：模拟号处理模块，其具有在信号输入端输入的发射的信号和待处理的基带信号之间进选择的选择器、用于对所述选择器所选择信号进行滤波的抗混叠滤波器、及用于将述抗混叠滤波器输出的信号进行模数转的模数转换器；基带信号产生块，具有用于将所述模数转换器输出的待射信号进行低通滤波的第一低通滤波器、所述第一低通滤波器输出的信号能量进检测的能量检测器、用于对所述第一低通波器输出的信号进行压缩的压缩器、用于除所述压缩器输出的信号中的噪声的第高通滤波器、对所述高通滤波器输出的信进行加密的加密单元、对所述加密单元输的信号进行预加重的预加重滤波器、用于所述预加重滤波器输出的信号进行增益调的发射增益粗调单元、用于限制所述发增益控制单元输出的信号的幅度的限幅器

用于滤除所述限幅器产生的高频信号的二低通滤波器、用于对所述第二低通滤波输出的信号进行增益细调的发射增益细单元、用于将所述发射增益细调单元输出信号及静音控制信号相叠加的叠加器、用将所述叠加器输出的信号进行数模转换供信号输出端输出的第一数模转换器、及别用于在所述压缩器之前和预加重滤波之后插入信号的两信号插入单元基带信号处理模块，具有用于将所述模数换器输出的待处理的基带信号进行低通波的第三低通滤波器、用于将所述第三低滤波器输出的信号进行高通滤波的第二通滤波器、用于将所述高通滤波器输出的号进行去加重的去加重滤波器、用于将所去加重滤波器输出的信号进行解密的解单元、用于将所述解密单元输出的信号进扩展的扩展器、用于将所述扩展器输出的号进行增益控制的增益控制单元、用于将述增益控制单元输出的信号进行数模转以供信号输出端输出的第二数模转换单元用于将所述第三低通滤波器输出的信号

(精选)眼图观察测量实验

实验12 眼图观察测量实验一、实验目的 1.学会观察眼图及其分析方法，调整传输滤波器特性。二、实验仪器 1. 眼图观察电路（底板右下侧） 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G 3．噪声模块，位号E 4． 100M双踪示波器1台三、实验原理在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。什么是眼图? 所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。在图12-1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。图12-1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表示取样时刻。当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。这样，保证

正确判决所容许的噪声电平就减小了。换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图12-2的形状。由此图可以看出：(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；(2)眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边愈陡，对定位误差愈敏感； (3)在取样时刻上，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量； (4)在取样时刻上，上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；(5) 阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围，它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。实验室理想状态下的眼图如图12-3 所示。衡量眼图质量的几个重要参数有： 1．眼图开启度(U-2Δ U)/U 指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。无畸变眼图的开启度应为100%。

实验五眼图

实验五眼图一、实验目的： 1、理解受限信道上的数据传输率； 2、观察眼图，分析不同参数设置对眼图的影响。二、实验原理当一个信号通过一个受限的信道时，它的波形将发生变化。如图5-1所示，当数据传输率提高时，波形的失真也增大，甚至使得数据不能传输。图5-1 受限信道中的波形的前后变化眼图通常用于实时观察一个数字数据序列，它能够表达出很多有关传输质量的信息，而做这些仅一个常用的示波器和一位时钟序列就可以了。通过观察眼图，可以测量出传输的质量及接收到的数据中发生错误的可能性。其原理图如图5-2所示：图5-2 眼图产生的原理一个典型的眼图通常是用来显示传输在一个受限信道上的二进制序列，而这个受限的信道是忽略了噪音的。如图5-3所示：图5-3眼图

三、实验设备 1、主机TIMS-301F 2、TIMS基本插入模块（1）TIMS-153序列产生器（Sequence generator）（2）TIMS-148音频振荡器（Audio Oscillator）（3）TIMS-153 可调低通滤波器（Tuneable LPF） 3、计算机 4、PICO虚拟设备四、实验步骤： 1、将TIMS系统中的音频振荡器（Audio Oscillator）、序列产生器（Sequence generator）、可调低通滤波器（Tuneable LPF）三个模块按图5-4连接。 2、PICO软件的设置：打开PICO软件，设置眼图参数。在“Settings”菜单中选择“Options”选项，如下图所示：在弹出的窗口菜单中，在“Scope options”里的“Data to display”项选择“Accumulate”。如下图所示：

通信原理数字基带传输实验报告

基带传输系统实验报告一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习matlab 的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。二、实验原理在数字通信中，有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号，这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。基带传输系统方框图如下：基带脉冲输入噪声基带传输系统模型如下：信道信号形成器信道接收滤波器抽样判决器同步提取基带脉冲

各方框的功能如下：（1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。（2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。（3）接收滤波器：接受信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。（4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）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。（5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31，时域抽样频率错误!未找到引用源。o为4 /Ts，滚降系数分别取为0.1、0.5、1，（1）如果采用非匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。（2）如果采用匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。（1）非匹配滤波器窗函数法：子函数程序： function[Hf,hn,Hw,w]=umfw(N,Ts,a)

GPS接收机基带信号处理算法的研究与实现

GPS接收机基带信号处理算法的研究及实现

摘要：全球定位系统（Global Positioning System—GPS）作为全球最重要的定位系统经过二十多年的发展已经日臻成熟和完善。因其所具备的高可靠性、高精度、低成本的、具有便携可移动能力的特点，逐渐被越来越多的用户所采用。目前在航空航天、交通、通信、气象等许多领域它作为一项重要的技术而被广泛的使用。随着人们应用领域的不断广泛和深入，人们希望在许多恶劣环境下GPS接收机也能提供良好的定位导航服务，这就对GPS技术带来了新的挑战，因为在许多恶劣环境下比如信号遮蔽、多径干扰、卫星信号间的互相关串扰等，传统接收机的性能将严重下降，甚至不能工作。为了克服这些应用上的限制，就必须在设计GPS接收机技术上有所创新，而GPS接收机的核心是基带信号处理算法。本文的研究容是GPS 接收机的基带数字处理算法及相应的芯片实现方案。根据GPS信号结构特点，从基带解扩解调的角度建立相应的数学模型，针对GPS信号处理的两大关键技术捕获和跟踪，推导出每一部分性能与相应参数的关系，尤其分析了在噪声环境下的各个部分的性能特性，同时还介绍了GPS基带芯片的电路结构和实现方案。本文首先介绍GPS基本原理和信号结构，给出了GPS接收机基带的信号处理流程，并详细介绍了GPS基带需要完成的任务和功能。接着重点介绍GPS信号捕获算法，详细分析了传统的穿行搜索算法和改进的FFT快补算法的各自性能。根据估计检测理论分析误警概率和检测概率，提出了最优的搜索检测器。然后又详细分析了GPS跟踪环路的性能，介绍了锁相环理论的一些基本理论，并根据实际的应用重点分析了三阶环路的性能，同时给出了伪距测量误差和环路跟踪误差的关系。最后给出了详细的测试结果。三段式，背景（10％）、工作（50％）、结果（40％）关键字： GPS，基带算法，GPS捕获，GPS跟踪

基带信眼图实验m精编b仿真

基带信眼图实验m精编 b仿真文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

数字基带信号的眼图实验——m a t l a b 仿真一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程。二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。三、实验原理和电路说明 1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1 基带系统的分析模型抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 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()n s n a h t nT -∑。其中 1 ()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ? （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： 10()0,s k h kT k =?=? ? ，为其他整数 (3-2) 频域应满足：

()0,s s T T H πωωω? ≤?=? ?? ，其他 (3-3) 图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,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： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T ππ π π ωωωωω?????? +=-+++=≤ ? ? ???? ?? ? ∑ (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()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤??? ??? ?-? =≤≤?? ?+>? ?? (3-5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。所对应的其冲激响应为： ()222sin cos() ()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - (3-6)

眼图观测实验光纤通信_实验5实验报告

课程名称：光纤通信实验名称：实验5 眼图观测实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：

一、实验目的 1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。 2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。二、实验内容 1、观测数字光纤传输系统中的眼图张开和闭合效果。 2、记录眼图波形参数，分析系统传输性能。三、实验器材 1.主控&信号源模块 2.25号光收发模块 3.示波器四、实验原理 1、实验原理框图

眼图测试实验系统框图 2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。 3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。 ●被测系统的眼图观测方法通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。眼图测试方法框图 ●眼图的形成示意图

一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。八种状态如下所示：八种状态示意图眼图合成示意图如下所示：眼图合成示意图一般在无串扰等影响情况下从示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近。 ●眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当光收端机输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出光

实验6.数字基带信号的眼图实验

实验六数字基带信号的眼图实验一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程。二、实验原理和电路说明 1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1 基带系统的分析模型抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 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 ()n s n a h t nT -∑。其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ? （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： 10()0,s k h kT k =?=? ? ，为其他整数 (3-2) 频域应满足： ()0,s s T T H πωωω? ≤ ?=? ?? ，其他 (3-3)

图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,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： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T ππ π π ωωωωω?????? +=-+++=≤ ? ? ??????? ∑ (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()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤??? ??? ?-? =≤≤?? ?+>? ?? (3-5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。所对应的其冲激响应为： ()222sin cos()()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - (3-6) 此时频带利用率降为2/(1)Baud/Hz α+，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' 1/s s R T >，则该基带传输系统输出码元会产生码

智能手机基带处理器电路原理

智能手机基带处理器电路原理在普通手机中，通常将MCU(Micro Control Unit，微控制电路)、DSP（ (Digital Signal Processing，数字信号处理）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）电路集成在一起，得到数字基带信号处理器；将射频接口电路、音频编译码电路及一些ADC（模拟至数字转换器）、DAC（数字至模拟转换器）电路集成在一起，得到模拟基带信号处理器。在智能手机中，一般是将数字基带信号处理器和模拟基带信号处理器集成在一起，称为基带处理器。不论移动电话的基带电路如何变化，它都包MCU 电路（也称CPU 电路）、DSP电路、ASIC 电路、音频编译码电路、射频逻辑接口电路等最基本的电路。我们可以这样理解智能手机的无线部分，我们将智能手机无线部分电路再分为两部分，一部分是射频电路，完成了信号从天线到基带信号的接收和发射处理；一部分是基带电路，完成了信号从基带信号到音频终端（听筒或送话器）的处理。这样看来，基带处理器的主要工作内容和认为就比较容易理解了。以基带处理器电路PMB8875 为例，框图如图1所示。图1 基带处理器电路PMB8875 框图 1、模拟基带电路

模拟基带信号处理器（ABB）又被称为话音基带信号转换器，包含手机中所有的ADC与DAC 变换器电路。模拟基带信号处理器包含基带信号处理电路、话音基带信号处理电路（也称音频处理电路）、辅助变换器单元（也被称为辅助控制电路）。（1）基带信号处理电路基带信号处理电路将接收射频电路输出的接收机基带信号RXIQ 转换成数字接收基带信号，送到数字基带信号处理器DBB。在发射方面，该电路将DBB 电路输出的数字发射基带信号转换成模拟的发射基带信号TXIQ，送到发射射频部分的IQ 调制器电路。基带信号处理电路是用来处理接收、发射基带信号的，连接数字基带与射频电路——射频逻辑接口电路，在基带方面，通过基带串行接口连接到数字基带信号处理器；在射频方面,它通过分离或复合的IQ 信号接口连接到接收I/Q 解调与发射I/Q 调制电路。接收基带信号处理框图如图2所示。图2接收基带信号处理框图发射基带信号处理框图如图3所示。图3发射基带信号处理框图

基带信号眼图实验——matlab仿真

数字基带信号的眼图实验——matlab 仿真一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程。二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章7.1节——奈奎斯特第一准则容； 2、复习《数字通信原理》第七章7.2节——数字基带信型容； 3、认真阅读本实验容，熟悉实验步骤。三、实验原理和电路说明 1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1 基带系统的分析模型抑制码间干扰。设输入的基带信号为 ()n s n a t nT δ-∑，s T 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()n s n a h t nT -∑。其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ+∞-∞=? （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： 10()0,s k h kT k =?=?? ，为其他整数 (3-2) 频域应满足：

()0,s s T T H πωωω?≤?=??? ，其他 (3-3) 图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,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： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T ππππ ωωωωω??????+=-+++=≤ ? ? ???????∑ (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()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1)0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤???????-?=≤≤???+>??? (3-5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。所对应的其冲激响应为： ()222sin cos()()14s s s s t T t T h t t t T T παππα=- (3-6)

实验四眼图

实验四数字基带信号的眼图实验一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MA TLAB 语言编程。二、实验器材计算机，MATLAB 软件三、实验原理 1、基带传输特性基带系统的分析模型如图1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图1 基带系统的分析模型抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 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 ()n s n a h t nT -∑。其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ? （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： 10()0,s k h kT k =?=?? ，为其他整数 (2) 频域应满足： ()0,s s T T H πωωω?≤?=? ?? ，其他 (3)

图2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,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： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T ππ π π ωωωωω?????? +=-+++=≤ ? ? ??????? ∑ (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()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤??? ??? ?-? =≤≤ ?? ?+>? ?? (5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。所对应的其冲激响应为： ()222sin cos() ()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - (6) 此时频带利用率降为2/(1)Baud/Hz α+，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' 1/s s R T >，则该基带传输系统输出码元会产生

眼图观测实验

实验目的 1、掌握眼图观测的方法。 2、掌握相关眼图的测量方法。实验目的 1、观测眼图。 2、测量沿途的判决电平、噪声容限。实验模块 1、通信原理0 号模块一块 2、通信原理11 号模块一块 3、示波器一台实验原理在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图。二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。．

在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用图7.6所示的图形来描述。由此图可以看出： 1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。 3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。4． 5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决； 6）横轴对应判决门限电平。实验步骤 I、观测眼图：1、按如下方式连线:

通信原理数字基带传输系统习题及其答案

第四章（数字基带传输系统）习题及其答案【题4－1】设二进制符号序列为，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码型，双极性码波形，单极性归零码波形，双极性归零码波形，二进制差分码波形。【答案4－1】【题4－2】设随机二机制序列中的0和1分别由()g t 和()g t -组成，其出现概率分别为p 和(1)p -： 1）求其功率谱密度及功率； 2）若()g t 为图（a ）所示的波形，s T 为码元宽度，问该序列存在离散分量 1 s f T =否 3）若()g t 改为图（b ）所示的波形，问该序列存在离散分量1 s f T =否【答案4－2】 1）随机二进制序列的双边功率谱密度为由于可得：式中：()G f 是()g t 的频谱函数。在功率谱密度()s P ω中，第一部分是其连续谱成分，第二部分是其离散谱成分。随机二进制序列的功率为 2）当基带脉冲波形()g t 为 ()g t 的付式变换()G f 为因此式中： 1 s s f T = 。所以，该二进制序列不存在离散分量。 3）当基带脉冲波形()g t 为

()g t 的付式变换()G f 为因此式中： 1s s f T = 。所以，该二进制序列存在离散分量。【题4－3】设二进制数字基带信号的基本脉冲序列为三角形脉冲，如下图所示。图中s T 为码元宽度，数字信息1和0分别用()g t 的有无表示，且1和0出现的概率相等： 1）求数字基带信号的功率谱密度； 2）能否重该数字基带信号中提取同步所需的频率1 s s f T =的分量若能，计算该分量的功率。【答案4－3】 1）由图得 ()g t 的频谱函数()G ω为由题设可知所以代入二进制数字基带信号的双边功率谱密度函数表达式，可得 2）二进制数字基带信号的离散谱分量()v P ω为当1m =±时，s f f =±，代入上式可得因为该二进制数字基带信号中存在1s s f T =的离散分量，所以能从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率1s s f T =的分量。该频率分量的功率为【题4－5】已知信息代码为，求相应的AMI 码、HDB3码、PST 码及双相码。【答案4－5】 AMI 码： +10000 0000 –1＋1 HDB3码； +1000+V-B00-V0+1-1

数字信号的基带传输

实训三数字信号的基带传输一、实验目的 1.掌握基带信号的功率谱密度方法。 2.掌握数字基带传输系统的误码率计算。 3.理解码间干扰和信道噪声对眼图的影响。 4.理解匹配滤波器的原理。二、实验内容 1.基带信号采用不归零矩形脉冲或升余弦滚降波形，基带信号的功率谱密度分析。 2.误码率的计算：A/σ和误码率之间的性能曲线。 3.眼图的生成。 4.匹配滤波器。三．实验结果 1.基带信号采用矩形脉冲和根号升余弦信号波形的功率谱。（1）二进制不归零矩形脉冲的时域波形与功率谱（对应的m 文件为rectpul.m）。 012345678910 -1 1 时间幅度2012210178 黄亮平 -5-4-3-2-1012345 01 2 3 频率功率双极性矩形脉冲信号的功率谱密度（2）二进制滚降系数为1的升余弦信号的时域波形和功率谱(对应的m 文件为rcos.m)。

0102030405060708090100 -1 1 时间幅度2012210178 黄亮平滚降系数为1的基带信号波形 00.51 1.52 2.53 3.5 x 104 00.1 0.2 0.3 0.4 升余弦信号功率谱2、误码率的计算随机产生10^6个二进制信息数据，采用双极性码，映射为±A。随机产生高斯噪声(要求A/σ为0～12dB)，叠加在发送信号上，直接按判决规则进行判决，然后与原始数据进行比较，统计出错的数据量，与发送数据量相除得到误码率。画出A/σ和误码率之间的性能曲线，并与理论误码率曲线相比较(对应的m 文件为bercompared.m)。

0246 81012 10 101010 1010 2012210178 黄亮平误码率仿真曲线与理论曲线的比较 A/sigma b e r 3.绘制波形和眼图（1)设基带信号波形为滚降系数为1的升余弦波形,符号周期Ts,试绘出不同滚降系数a=1,0.75,0.5,0.25时的时域脉冲波形（对应的m 文件为diffrcosa.m）。 02468101214161820 0.5 1 2012210178 黄亮平滚降信号波形 a=1 02468101214161820 0.5 1 滚降信号波形 a=0.75

实验2眼图观察测量实验

班级通信1403 学号 2 姓名裴振启指导教师邵军花日期实验2 眼图观察测量实验一、实验目的学会观察眼图及其分析方法，调整传输滤波器特性。二、实验仪器 1. 眼图观察电路 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G 3．PSK调制模块，位号A 4．噪声模块，位号B 5．PSK解调模块，位号C 6．复接/解复接、同步技术模块，位号：I 7．20M双踪示波器1台三、实验原理在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。在图2-1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。图2-1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表示取样时刻。当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1 或-1。当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。眼图图2-1 无失真及有失真时的波形及眼图 (a)无码间串扰时波形；无码间串扰眼图 (b)有码间串扰时波形；有码间串扰眼图

通信工程实验教学中心通信系统原理实验报告在图2-2中给出从示波器上观察到的比较理想状态下的眼图照片。本实验主要是完成PSK 解调输出基带信号的眼图观测实验。 (a) 二进制系统 (b) 随机数据输入后的二进制系统图2-2 实验室理想状态下的眼图四、各测量点和可调元件作用底板右边“眼图观察电路” W06：接收滤波器特性调整电位器。 P16：眼图观察信号输入点。 P17：接收滤波器输出升余弦波形测试点（眼图观察测量点）。五、实验步骤 1．插入有关实验模块：在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“ PSK调制模块” 、“噪声模块”、“PSK解调模块”，插到底板“G、A、B、C”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。 2．BPSK信号线连接：用专用导线将4P01、37P01；37P02、3P01；3P02、38P01；38P02、P16连接（底板右边“眼图观察电路”）。注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔。 3．加电：打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。 4．跳线开关设置： “PSK调制模块”跳线开关37K02的1-2、3-4相连。“时钟与基带数据发生模块”的拨码器4SW02：设置为“00001“，4P01产生32Kb/s的 15位m序列输出。 5．无噪声眼图波形观察：（1）噪声模块调节：调节3W01，将3TP01噪声电平调为0；（2）调节3W02，调整3P02信号幅度为4V。（3）调整好PSK调制解调电路状态，即37P01与38P02波形一致（可以反相），若不一致，可调整38W01电位器。（4）调整接收滤波器H r(w) （这里可视为整个信道传输滤波器H(w) ）的特性，使之构成一个等效的理想低通滤波器。

基带信号眼图实验

实验三数字基带信号的眼图实验一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程。二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章7.1节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章7.2节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。三、实验原理和电路说明 1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1 基带系统的分析模型抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 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 ()n s n a h t nT -∑。其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ +∞-∞ = ? （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： 10()0,s k h kT k =?=? ? ，为其他整数 (3-2) 频域应满足：

()0,s s T T H πωωω? ≤?=? ?? ，其他 (3-3) 图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,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： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T ππ π π ωωωωω?????? +=-+++=≤ ? ? ??????? ∑ (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()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤??? ??? ?-? =≤≤ ?? ?+>? ?? (3-5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。所对应的其冲激响应为： ()222sin cos() ()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - (3-6)

通信原理实验报告systemview-数字信号的基带传输

通信原理实验报告实验名称：数字信号的基带传输一．实验目的（1）理解无码间干扰数字基带信号的传输；（2）掌握升余弦滚降滤波器的特性；

（3）通过时域、频域波形分析系统性能。二、仿真环境 SystemView 仿真软件三、实验原理（1）数字基带传输系统的基本结构它主要由信道信号形成器、信道、接收滤滤器和抽样判决器组成。为了保证系统可靠有序地工作，还应有同步系统。 1.信道信号形成器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。 2.信道是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，甚至是随机变化的。另外信道还会进入噪声。 3.接收滤波器滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 4.抽样判决器在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）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。而用来抽样的位定时脉冲则依靠同步提取电路从接收信号中提取。 (2) 奈奎斯特第一准则奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变，即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号，因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。奈奎斯特准则要求在波形成形输入到接收端的滤波器输出的整个传送过程传递函数满足：令k′=j -k ，并考虑到k′也为整数，可用k 表示：在实际应用中，理想低通滤波器是不可能实现的，升余弦滤波器是在实际中满足无码间干扰传输的充要条件，已获得广泛应用的滤波器。升余弦滤波器满足的传递函数为： ???=+-0)(1])[(0或其它常数t T k j h b k j k j ≠=???=+0 1)(0t kT h b 00≠=k k

数字基带信号的传输码型

基带数字信号的表示和传输图1-1：基带传输模型图 1）信号形成器：产生适合于信道传输的基带信号波形。 2）信道：允许基带信号通过的媒介。 3）接收滤波器：用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带信号有利于判决。 4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对将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。 5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取，位定时的准确性将直接影响判决效果。 2.常见的数字基带传输码型（1）AMI AMI(Alternative Mark Inversion)码的全称是传号交替反转码，其编码规则是三元码，“1”交替地变换为“+1”和“-1”，“0”保持不变采用归零码，脉冲宽度为码元宽度之半“0”，“1”不等概时也无直流；零频附近的低频分量小；频率集中在1/2码速处；编解码电路简单，且可以利用传号极性交替这一规律观察五码情况；整流成归零码之后，从中可以提取定时分量。连0码多时，AMI 整流后的RZ 码连0也多，不利于提取高质量的位同步信号。AMI 码的波形图如图1-6所示： 1 011100000000111 +1-1000000000+1+1+1-1-1二进制码二进制波形AMI 波形 AMI 码图1-4 数字基带传输系统模型

图1-6 AMI 码波形（2）HDB 3码 HDB 3(3nd Order High Density Bipolar)码的全称是三阶高密度双极性码，是AMI 码的一种改进，保持了AMI 码的优点，使“0”连续不超过3个。其编码规则为：“1”交替地变换为＋1与－1的半占空归零码，但连“0”数小于或者等于3。当连“0”数等于4时，用取代节“000V ”或者“B00V ”代替，“V ”的极性与前一个非零符号的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以V 又称为破坏脉冲)；并要求相邻的“V ”也满足极性必须交替。V 的取值为+1或-1.B 的取值可以是0、+1、-1，以使V 同时满足(3)中的要求。 HDB3码波形如下： 1 011100000000111 +1-10000+V -B 00-V +1-1 +1-1+1二进制码二进制波形HDB3码波形 HDB3码图1-7 HDB 3码波形（3）双相码双向码又称为曼彻斯特(Manchester)码，用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”，其编码规则：“1”用“10”表示，“0”用“01”表示，是一种双极性不归零波形，只有极性相反的两个电平；每个码元中心都有电平跳变，含有丰富的定时信息，且没有直流分量，编码过程也简单；缺点是占用带宽加宽，使频率利用率降低。双相码波形如下： 1 01110000011 二进制码二进制波形双相码波形双相码1001100110101010 01010101 图1-8 双相码波形