单极性数字基带信号功率谱及眼图的Matlab实现

单极性数字基带信号功率谱及眼图的Matlab实现

1、实验目的

通过Matlab实现单极性数字基带信号功率谱，并画出相应的眼图，以理解基带数据传输相关基本概念。

2、实验内容

输入的单极性数字基带信号参数自定义。

输出结果包括：1）输入的单极性数字基带信号；2）眼图。3、原理描述

我仿真用的是最简单、最常用的基带信号形式：单极性不归零码。这种信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1，仿真中是随机产生的。

单极性不归零码的功率谱如下：

P(f)=Ts

4

(

sinπfTs

πfTs

)2+

1

4

δ(f)

我就只画了连续谱。

眼图是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能。用drawnow能不断地将各个码元周期的波形叠在一起，从而画出眼图的效果。

4、matlab程序及注释

function [] = danjixing()

Ts = 1; %码元周期1s,1Hz

N = 20;

dt = Ts/N; %画点间隔50ms

x = randint(1,1000,[0 1]); %随机产生1000个0或1的数

x = sigexpand(x,N); %补零满足卷积要求，因为抽样，一个码元只传一个点figure;

t = dt:dt:1000;

plot(t,x);

axis([0 20 -0.2 1.2]); %展示前20个码元

%算功率谱

n = 1:400;

f = 2*n/400; %码元采样率4Hz

y = (Ts/4)*sinc(pi*Ts.*f).^2;

figure;

plot(f,y);

%假设传输信道是升余弦滚降，a是滚降系数

a = 0.9999; %理想设成1为什么会有毛刺。。

t = -3*Ts:dt:3*Ts;

h = sinc(t/Ts).*(cos(a*pi*t/Ts))./(1-4*a^2*t.^2/Ts^2+eps);

y = conv(x,h); %卷积

t=-3*Ts:dt:(1000+3)*N*dt-dt;

figure;

plot(t,y);

axis([0 20 -0.2 1.2]); %经过升余弦滚降系统后的码型

t = 0:dt:7*N*dt-dt; %展示7个眼

figure;

for i = 2:49

eye = y(i*N+1:(i+7)*N);

drawnow; %重复画，关键函数

plot(t,eye);

hold on;

end

5、实验结果

随机20个码：10101100000101110101的抽样值（横坐标0~19）

单极性不归零码功率谱：

经过滚降系统后的码型：

眼图（展示7个），滚降系数等于1：

滚降系数为0.5的眼图：

滚降系数为0.25的眼图：

可以发现，“眼镜”的闭合程度能体现信道的传输特性。