通信原理MATLAB实验.pptx

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1、 数数字字通通信信系系统统的的任任务务是是传传输输数数字字信信息息，数数字字信信息息可可能能是是来来自自数数据据终终端端设设备备的的原原始始数数据据信信号号，也也可可能能是是来来自自模模拟拟信信号号经经数数字字化化处处理理后后的的脉脉冲冲编编码码信信号号。数数字字信信息息在在一一般般情情况况下下可可以以表表示示为为一一个个数数字字序序列列，数数字字序序列列的的基基本本单单元元称称为为码码元元。每每个个码码元元只只能能取取离离散散的的有有限限个个值值，通通常常用用不不同同幅幅度度的的脉脉冲冲表表示示码码元元的的不不同同取取值值，这这种种脉脉冲冲信信号号被被称称为为数数字字基基带带信信号号，这这是

2、是因为它们所占据的频带通常从直流和低频开始。因为它们所占据的频带通常从直流和低频开始。在在某某些些具具有有低低通通特特性性的的有有线线信信道道中中，特特别别是是在在传传输输距距离离不不太太远远的的情情况况下下，数数字字基基带带信信号号可可以以不不经经过过载载波波调调制制而而直直接接进进行行传传输输，这这种种不不使使用用调调制制和和解解调调装装置置而而直直接接传传送送数数字字基基带带信信号号的的系系统统，我我们们称称它它为为数数字字基基带带传传输输系系统统。而而具具有有调调制制和和解调过程的传输系统称为数字频带传输系统。解调过程的传输系统称为数字频带传输系统。第1页/共81页知识要点 数字基带信

3、号的常用码型 码型的功率谱分布 基带传输的误码率 码间串扰 均衡技术 部分相应第2页/共81页1 1 数字基带信号的码型数字基带信号的码型 数字基带信号是数字信息的电脉冲表示，电脉冲的形式称为码型。通常把数字信息的电脉冲表示过程称为码型编码或码型变换，在有线信道中传输的数字基带信号又称为线路传输码型。由码型还原为数字信息称为码型译码。不同的码型具有不同的频域特性，合理地设计码型使之适合于给定信道的传输特性，是基带传输首先要考虑的问题。第3页/共81页(1)对于传输频带低端受限的信道，线路传输码型的频谱中应不含有直流分量；(2)信号的抗噪声能力强；(3)便于从信号中提取位定时信息；(4)尽量减少

4、基带信号频谱中的高频分量，以节省传输频带并减小串扰；(5)编译码的设备应尽量简单。对于码型的选择通常要考虑以下的因素：第4页/共81页1.1 1.1 常用码型 数字基带信号(以下简称为基带信号)的类型举不胜举的，常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲等。无论采用什么形式的波形，数字基带信号都可以用数学式表示出来。若令 代表二进制符号的“0”0”，代表“1”1”，码元的间隔为 ，则基带信号可表示成 其中，第5页/共81页 由于 是信息符号所对应的电平值，它是一个随机量。因此，通常在实际中遇到的基带信号都是一个随机的脉冲序列。因为矩形脉冲易于形成和变换，所以最常用的是矩形脉冲。第6页/共8

5、1页 单极性不归零码是一种最简单、最常用的基带信号形式。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，或者说，它在一个码元时间内用脉冲的有或无来对应表示0或1码。其特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。另外位同步信息包含在电平的转换之中，但是当出现连0或连1序列时没有位同步信息。单极性不归零码 生成单极性不归零码的流程图如图7-1所示。第7页/共81页为变量赋初值生成snrz信号画出snrz信号的波形结束开始图1-1 snrz程序流程图第8页/共81页MATLAB实现程序如下：function y=snrz(x)%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的单极性不归零码输出%输

6、入x为二进制码，输出y为编好的码t0=200;t=0:1/t0:length(x);%给出相应的时间序列for i=1:length(x)%计算码元的值 if x(i)=1%如果输入信息为1 for j=1:t0%该码元对应的点值取1 y(i-1)*t0+j)=1;end else for j=1:t0%如果输入信息为0，码元对应的点值取0 第9页/共81页 y(i-1)*t0+j)=0;end end endy=y,x(i);plot(t,y);%采用title命令来实现标记出各码元对应的二元信息title(1 0 1 1 0 0 1 0);grid on;axis(0,i,-0.1,1.1

7、);第10页/共81页在命令窗口中键入x的二进制代码和函数名，就可以得到所对应的单极性不归零码输出，如输入以下指令，将出现图7-2所示结果。x=1 0 1 1 0 0 1 0;snrz(x)图1-2 单极性不归零码 第11页/共81页双极性不归零码 在双极性不归零码中，脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0，由于它是幅度相等极性相反的双极性波形，故当0、1符号等可能出现时无直流分量。这样，恢复信号的判决电平为 0，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。故双极性码较单极性码更有利于在信道中传输。第12页/共81页双极性非归零码的实现同单极性基本一样，只需将中的判断得到0信息后的语句y

8、(i-1)*t0+j)=0;中的0改为-1即可，所以就不再给出MATLAB函数文件了，波形图如图1-3所示。图1-3 双极性不归零码 第13页/共81页单极性归零码 单极性归零码与单极性不归零码的区别是电脉冲宽度小于码元宽度，每个电脉冲在小于码元长度内总要回到零电平，即输入信息为1时给出的码元前半时间为1，后半时间为0，输入为0时与不归零码则完全相同。单极性归零码可以直接提取定时信息，是其他波形提取位定时信号时需要采用的一种过渡波形。第14页/共81页其MATLAB实现如下：（函数文件）function y=srz(x)%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的单极性归零码输出%输入x为二进

9、制码，输出y为编好的码t0=200;t=0:1/t0:length(x);%给出相应的时间序列for i=1:length(x)%计算码元的值 if x(i)=1%如果输入信息为1 for j=1:t0/2 y(2*i-2)*t0/2+j)=1;%定义前半段时间值为1 y(2*i-1)*t0/2+j)=0;%定义后半段时间值为0 end第15页/共81页 else for j=1:t0%如果输入信息为0 y(i-1)*t0+j)=0;%定义所有时间值为0 end endendy=y,x(i);plot(t,y);title(1 0 1 1 0 0 1 0);grid on;axis(0,i,-

10、0.1,1.1);第16页/共81页 同理，在命令窗口中键入x的二进制代码和函数名，就可以得到所对应的单极性归零码输出，如输入以下指令，将出现图7-4所示结果。x=1 0 1 1 0 0 1 0;srz(x)图1-4 单极性归零码 第17页/共81页双极性归零码 它是双极性不归零码的归零形式，每个码元内的脉冲都回到零点平，表示信息1时前半时间为1后半时间为0，表示信息0时前半时间为-1后半时间为0，相邻脉冲之间必定留有零电位的间隔。它除了具有双极性不归零码的特点外，还有利于同步脉冲的提取。第18页/共81页 双极性归零码的MATLAB实现同单极性也基本一样，只需将中的判断得到0信息后的语句fo

11、r j=1:t0 y(i-1)*t0+j)=0;改为for j=1:t0/2 y(2*i-2)*t0/2+j)=-1;y(2*i-1)*t0/2+j)=0;即可，所以也就不再给出MATLAB函数文件了，其波形图如图1-5所示。第19页/共81页图1-5 双极性归零码 第20页/共81页 编码规则：对每个二进制代码分别利用两个具有不同相位的二进制信码去取代的码，即采用在一个码元时间的中央时刻从0到1的跳变来表示信息1，从1到0的跳变来表示信息0；或者用前半时间为0后半时间为1来表示信息0，而前半时间为1后半时间为0表示信息0。这种码只使用两个电平，且既能提供足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程

12、简单。但这种码的带宽要宽些。Manchester码(双相码)第21页/共81页其MATLAB实现同双极性归零码相似，只需将语句：y(2*i-2)*t0/2+j)=-1;y(2*i-1)*t0/2+j)=0;改为：y(2*i-2)*t0/2+j)=0;y(2*i-1)*t0/2+j)=1;即可。其波形图如图1-6所示。第22页/共81页图1-6 Manchester码 第23页/共81页差分Manchester码(条件双相码)这种码不仅与当前的信息元有关，而且与前一个信息元也有关。差分Manchester码也使用中央时刻的电平跳变来表示信息，但与Manchester码不同的是对于信息1则前半时间

13、与前一码元的后半时间电平相同，在中央处再跳变，对于信息0则前半时间的电平与前一码元的后半时间电平相反。其波形表示如图1-7所示。第24页/共81页图1-7差分Manchester码 第25页/共81页 前几种码型当遇到传输中电平极性反转的情况时都会出现译码错误，而差分Manchester码却不会受极性反转的影响。其MATLAB实现如下（函数文件）：function y=dmachester(x)%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的条件双相码输出，输入x为二进制代码，输出y为编好的码x=1 0 1 1 0 0 1 0;t0=200;t=0:1/t0:length(x);%定义时间序列i=

14、1;%直接对一段二进制数编码if x(i)=1%由于前面的值不定，所以单独给出头一个值，若第一个信息为1 for j=1:t0/2 y(2*i-2)*t0/2+j)=0;%前半时间为0第26页/共81页y(2*i-1)*t0/2+j)=1;%后半时间为1 endelse for j=1:t0/2%如果输入信息为0 y(2*i-2)*t0/2+j)=1;%前半时间为1 y(2*i-1)*t0/2+j)=0;%后半时间为0 endendfor i=2:length(x)%从第二个信息起编码与前面的码元有关系 if x(i)=1%输入的信息为1 for j=1:t0/2 y(2*i-2)*t0/2+

15、j)=1-y(2*i-3)*t0/2+t0/4);%前半时间值与前一码元后半时间值相反 y(2*i-1)*t0/2+j)=1-y(2*i-2)*t0/2+j);%后半时间值与本码元前半时间值相反 end第27页/共81页else for j=1:t0/2%如果输入信息为0 y(2*i-2)*t0/2+j)=y(2*i-3)*t0/2+t0/4);%前半时间值与前一码元后半时间值相同 y(2*i-1)*t0/2+j)=1-y(2*i-2)*t0/2+j);%后半时间值与本码元前半时间值相反 end endendy=y,y(i*t0);plot(t,y);title(1 0 1 1 0 0 1 0

16、);grid on;axis(0,i,-0.1,1.1);第28页/共81页Miller码(延迟调制码)编码规则：“1”码用码元持续时间中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示，前半时间的电平与前一码元后半时间的电平相同。“0”码分两种情况处理：对于单个“0”时，在码元持续时间内不出现电平跃变，且与相邻码元的边界处也不跃变；对于连“0”时，在两个“0”码的边界处出现电平跃变，即“00”与“11”交替。其波形表示如图1-8所示。第29页/共81页图1-8 Miller码 第30页/共81页Miller码也不受电平极性反转的影响，其MATLAB实现如下（函数文件）：function y=m

17、iler(x)%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的密勒码输出%输入x为二进制代码，输出y为编好的码x=1 0 1 1 0 0 1 0;t0=200;t=0:1/t0:length(x);%定义时间序列i=1;%直接对一段二进制数编码 if x(i)=1%由于前面的值不定，所以单独给出头一个值，若第一个信息为1 for j=1:t0/2第31页/共81页 y(2*i-2)*t0/2+j)=0;%前半时间为0 y(2*i-1)*t0/2+j)=1;%后半时间为1 endelse for j=1:t0%如果输入信息为0 y(i-1)*t0+j)=0;%所有时间为0 endendfor i=2

18、:length(x)%从第二个信息起编码与前面的码元有关系 if x(i)=1%若输入的信息为1 for j=1:t0/2 y(2*i-2)*t0/2+j)=y(2*i-3)*t0/2+t0/4);%前半时间值与前一码元后半时间值相同 第32页/共81页y(2*i-1)*t0/2+j)=1-y(2*i-2)*t0/2+j);%后半时间值与本码元前半时间值相反 end else if(x(i-1)=1)%反之，如果前一信息为1，而输入信息为0 for j=1:t0 y(i-1)*t0+j)=y(2*i-3)*t0/2+t0/4);%所有时间值与前一码元后半时间值相同 end else for j

19、=1:t0 y(i-1)*t0+j)=1-y(2*i-3)*t0/2+t0/4);%所有时间值与前一码元后半时间值相反 第33页/共81页 end end endendy=y,y(i*t0);plot(t,y);title(1 0 1 1 0 0 1 0);grid on;axis(0,i,-0.1,1.1);第34页/共81页码型的功率谱分布 设一个二进制的随机脉冲序列如图1-9所示。这里和分别表示符号的0和1，为每一码元的内和出现的概率分别为和，且认为它们可由式(1-1)表征。宽度。现在假设序列中任一码元时间的出现是互不依赖的(统计独立)，则该序列第35页/共81页图1-9 随机脉冲序列示

20、意波形 第36页/共81页 为了使频谱分析的物理概念清楚，一般将 分解成稳态波 和交变波 。所谓稳态波，即是随机序列 的统计平均分量，它取决于每个码元内出现 、的概率加权平均，且每个码元统计平均波形相同，显然它是一个以 为周期的周期函数，因此可表示成 交变波 是 与 之差，即(1-3)(1-4)第37页/共81页其中第n个码元为 于是 其中，根据式(1-2)和(1-3)可表示为(1-5)(1-6)(1-7)第38页/共81页或者写成 其中 (1-9)(1-8)显然，是随机脉冲序列。第39页/共81页 根据稳态波和交变波的表达式，即式(1-3)和式(1-6)，利用信号处理的知识，可以分别求出稳态

21、波v(t)和交变波u(t)的功率谱如下：(1-10)(1-11)式中(1-12)(1-13)第40页/共81页 显然，稳态波的功率谱是离散谱，而交变波的功率谱是连续谱。将式(1-10)和式(1-11)相加，可得到随机序列的功率谱密度为(1-14)第41页/共81页 由上式可知，随机脉冲序列的功率谱密度可能包含连续谱和离散谱。对于连续谱而言，由于代表数字信息的 和 不能完全相同，故 ，因此连续谱总是存在的；而离散谱是否存在，取决于 和 的波形及其出现的概率。第42页/共81页【例1-1】对于单极性波形：若设 ，则随机脉冲序列的双边功率谱密度为 等概时，上式简化为(1)若表示“1”码的波形 为不归

22、零矩形脉冲，即 第43页/共81页当 时，的取值情况：时，因此离散谱中有直流分量 ；m为不等于零的整数时，离散谱均为零，因而无定时信号 。这时，第44页/共81页随机序列的带宽取决于连续谱，实际由单个码元的频谱函数 决定，该频谱的第一个零点在 处，因此单极性不归零信号的带宽为 。(2)若表示“1”码的波形 为半占空归零矩形脉冲，即脉冲宽度 时，其频谱函数为 当 时，的取值情况：时，因此离散谱中有直流分量；第45页/共81页m为奇数时，此时有离散谱，其中 时，因而有定时信号；m为偶数时，此时无离散谱。这时 不难求出，单极性半占空归零信号的带宽为 。第46页/共81页【例1-2】对于双极性波形：若

23、设 ，则等概时，上式简化为 若 是高为1、脉宽等于码元周期的矩形脉冲，那么上式可写成 第47页/共81页若 是高为1、脉宽等于半个码元周期的矩形脉冲，那么上式可写成 用MATLAB画出双极性信号的功率谱密度的程序流程图如图1-10所示，实现程序如下,功率谱密度曲线如图1-11所示。第48页/共81页为变量赋初值计算双极性非归零信号dnrz的功率谱画出dnrz、drz信号的功率谱结束开始计算双极性归零信号drz的功率谱图1-10 计算双极性信号功率谱密度流程图第49页/共81页f=0:0.01:5;Ts=1;x=f*Ts;y=sin(pi*x);y=y./(pi*x);y(1)=1;dnrz=y

24、.*y;dnrz=Ts*dnrz;%计算双极性非归零码的功率谱y=sin(pi*x/2);y=y./(pi*x/2);y(1)=1;drz=y.*y;drz=Ts*drz/4;%计算双极性归零码的功率谱plot(x,dnrz,:,x,drz,-);xlabel(f);ylabel(双极性(P=1/2);legend(dnrz,drz);第50页/共81页图1-11 双极性信号的功率谱密度第51页/共81页从以上两例可以看出：(1)二进制基带信号的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数 或 ，两者之中应取较大带宽的一个作为序列带宽。时间波形的占空比越小，频带越宽。通常以谱的第一个零点作为矩形脉冲的近

25、似带宽，它等于脉宽的倒数，即 。不归零脉冲的 ，则 ；半占空归零脉冲的 ，则 。其中 ，是位定时信号的频率，在数值上与码速率相等 。第52页/共81页(2)单极性基带信号是否存在离散线谱取决于矩形脉冲的占空比，单极性归零信号中有定时分量，可直接提取。单极性不归零信号中无定时分量，若想获取定时分量，要进行波形变换。0、1等概的双极性信号没有离散谱，也就是说无直流分量和定时分量。第53页/共81页基带传输的误码率 基带传输系统的模型如图1-12所示。图中各主要部分的作用简述如下：图1-12 数字基带系统模型 第54页/共81页 发送滤波器：基带传输系统的输入是由终端设备或编码器产生的脉冲序列，它往

26、往不适合直接送到信道中传输。信道信号形成器的作用就是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，其目的是与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和抽样判决。信道：它是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，如市话电缆、架空明线等。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。在通信系统的分析中，常常把噪声n(t)等效，集中在信道中引入。第55页/共81页 接收滤波器：它的主要作用是滤除带外噪声，使信道特性均衡，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，在规定时刻(由位

27、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，位定时的准确与否将直接影响判决效果。第56页/共81页 图中，an为发送滤波器的输入符号序列。在二进制的情况下，an取值为0、1或-1、+1。为了分析方便，假设an对应的基带信号d(t)是时间间隔为Ts、强度由an决定的单位冲激序列，即(1-15)此信号激励发送滤波器时，发送滤波器的输出信号为(1-16)第57页/共81页式中，是单个 作用下形成的发送基本波形，即发送滤波器的冲激响应。如设发送滤波器的传输特性为 ，则 由下式确定 (1-17)若再假设信道的传输特性为

28、 ，接收滤波器的传输特性为 ，则图7-6所示的基带传输系统的总传输特性为 (1-18)第58页/共81页其单位冲激响应为 (1-19)h(t)是单个 作用下，形成的输出波形。因此在 序列 作用下，接收滤波器输出信号可 表示为(1-20)式中，是加性噪声 经过接收滤波器后输出的噪声。第59页/共81页 抽样判决器对 进行抽样判决，以确定所传输的数字信息序列 。例如我们要对第k个码元进行判决，应在 时刻上(是信道和接收滤波器所造成的延迟)对 抽样，由式(1-20)得(1-21)式中，第一项是第k个码元波形的抽样值，它是确定 的依据。第60页/共81页 第二项是除第k个码元以外的其他波形在第k个抽样

29、时刻上的总和，它对当前码元的判决起着干扰的作用，所以称为码间串扰。由于 是以概率出现的，故码间串扰值通常是一个随机变量。第三项是输出噪声在抽样瞬间的值，它是一种随机干扰，也要影响对第k个码元的正确判决。此时，实际抽样值 不仅有本码元的值，还有码间串扰值及噪声，所以当 加到判决电路时，对 取值的判决可能判对也可能判错。第61页/共81页 例如，在二进制数字通信时，的可能取值为“0”或“1”，若判决电路的判决门限为 ，则这时的判决规则为：当 时，判为“1”；当 时，判为“0”显然，只要当码间串扰值和噪声足够小时，才能保证上述判决的正确；否则有可能发生误判，造成误码。因此，为使基带脉冲传输获得足够小

30、的误码率，必须最大限度地减小码间串扰和随机噪声的影响。第62页/共81页2 2 码间串扰码间串扰 无码间串扰的基带传输特性 由式(7-21)可知，若想消除码间串扰，应有(7-22)由于 是随机的，要想通过各项相互抵消使码间串扰为0是不行的，这就需要对 的波形提出要求，如果相邻码元的前一个码元的波形到达后一个码元抽样时刻时已经衰减到0，就能满足要求。第63页/共81页但是这样的波形不易实现，因为实际中 的波形有很长的“拖尾”，也正是由于每个码元“拖尾”造成对相邻码元的串扰，但是只要让它在 ，等后面码元抽样判决时刻上正好为0，就能消除码间串扰。著名的奈奎斯特第一准则就给出了无码间串扰时，基带传输特

31、性应满足的频域条件(1-23)第64页/共81页 上式为我们提供了一个检验给定的系统特性 是否产生码间串扰的一种方法：按 将 在 轴上以 间隔切开，然后分段沿轴平移到 区间内进行叠加，其结果应当为一个常数。显然，满足式(7-23)的系统并不是唯一的，容易想到的一种，就是 为一理想低通滤波器，即(1-24)第65页/共81页它的冲击响应为 由式(1-24)可以看出，输入序列若以1/Ts波特的速率进行传输时，所需的最小传输带宽为1/2TsHz。这是在无码间串扰条件下，基带系统所能达到的极限情况。此时基带系统所能提供的最高频带利用率为=2波特/赫兹。通常，我们把1/2Ts成为奈奎斯特速率。第66页/

32、共81页 从上面的讨论可知，理想低通特性的基带系统有最大的频带利用率。但实际上理想低通系统在应用中存在两个问题：一是实现极为困难，二是理想的冲击响应的“拖尾”很长，衰减很慢，当定时存在偏差时，可能出现严重的码间串扰。实际使用中常采用升余弦频谱特性的系统，其系统传输特性如下(1-25)第67页/共81页其中 称为滚降系数。其单位冲击响应为 (1-26)分别为0、1时的升余弦滚降系统频谱及其各自对应的时域波形生成程序流程图如图1-13所示，其MATLAB程序如下，运行结果如图1-14所示第68页/共81页为变量赋初值计算升余弦滚降系统的频谱Xf画出升余弦滚降系统的频谱结束开始生成升余弦滚降系统时域

33、信号xt画出升余弦滚降系统波形图1-13 升余弦滚降系统流程图第69页/共81页Ts=1;N=17;dt=Ts/N;df=1.0/(20.0*Ts);t=-10*Ts:dt:10*Ts;f=-2/Ts:df:2/Ts;a=0,0.5,1;for n=1:length(a)for k=1:length(f)if abs(f(k)0.5*(1+a(n)/Ts Xf(n,k)=0;elseif abs(f(k)0.5*(1-a(n)/Ts Xf(n,k)=Ts;else Xf(n,k)=0.5*Ts*(1+cos(pi*Ts/(a(n)+eps)*(abs(f(k)-0.5*(1-a(n)/Ts);

34、end;end;第70页/共81页 xt(n,:)=sinc(t/Ts).*(cos(a(n)*pi*t/Ts)./(1-4*a(n)2*t.2/Ts2+eps);endsubplot(211);plot(f,Xf);axis(-1 1 0 1.2);xlabel(f/Ts);ylabel(升余弦滚降频谱);subplot(212);plot(t,xt);axis(-10 10-0.5 1.1);xlabel(t);ylabel(升余弦滚降波形);第71页/共81页（a）升余弦滚降系统的频谱（b）升余弦滚降系统的时域波形图1-14 升余弦滚降系统的频谱及其时域波形 第72页/共81页 数学分析

35、证明，升余弦滚降系统的 不但满足抽样值上无码间串扰的传输条件，且各抽样值之间又增加了一个零点，其尾部衰减较快，这有利于减小码间串扰和位定时误差的影响。但是这种系统所占频带宽，是理想低通系统的2倍，频带利用率为1波特/赫兹，是基带系统最高利用率的一半。第73页/共81页眼图 在码间干扰和噪声同时存在的情况下，系统性能的定量分析，就是想得到一个近似的结果都是非常繁杂的，因此，在实际应用中需要用简便的实验手段来评价系统的性能，比较常用的一种方法就是眼图。所谓眼图就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的一种方法。因为在传输二进制信号波形时，示波器显示的图形很像人的眼睛，所以

36、称为“眼图”。假如基带传输系统是系统响应为 的升余弦滚降系统，利用MATLAB画出其接收端的基带数字信号波形及基带信号眼图的程序如下，流程图如图1-15，数字基带信号波形及其眼图如图1-16所示。第74页/共81页为变量赋初值生成双极性数字信号画出基带信号波形结束开始计算升余弦基带系统冲击响应画眼图图1-15 升余弦滚降系统眼图程序流程图第75页/共81页Ts=1;N=15;eye_num=6;a=1;N_data=1000;dt=Ts/N;t=-3*Ts:dt:3*Ts;%产生双极性数字信号d=sign(randn(1,N_data);dd=sigexpand(d,N);%基带系统冲击响应（

37、升余弦）ht=sinc(t/Ts).*(cos(a*pi*t/Ts)./(1-4*a2*t.2/Ts2+eps);st=conv(dd,ht);tt=-3*Ts:dt:(N_data+3)*N*dt-dt;subplot(211)第76页/共81页plot(tt,st);axis(0 20-1.2 1.2);xlabel(t/Ts);ylabel(基带信号);subplot(212)%画眼图ss=zeros(1,eye_num*N);ttt=0:dt:eye_num*N*dt-dt;for k=3:50 ss=st(k*N+1:(k+eye_num)*N);drawnow;plot(ttt,s

38、s);hold on;end;xlabel(t/Ts);ylabel(基带信号眼图);第77页/共81页（a）接收端基带信号（b）基带信号眼图图1-16 数字基带信号及其眼图第78页/共81页1.HDB3码的编码器和译码器（1）任意输入长度为N(N=20)比特原始信息（2）输出波形及功率谱（3）解码器读取波形并完成解码，输出译码结果2.升余弦滚降滤波系统（1）设计滚降系数的滤波系统（2）输入长度为10的任意原始比特，输出发送滤波器、接收滤波器的时域波形（3）输入一串随机序列原始信息，绘制眼图实验任务实验任务 (2(2选选1)1)第79页/共81页以PDF文件格式提交如下材料：程序流程图说明流程图每一个环节主要功能作用输出结果（包含X、Y轴坐标等信息）.m 程序（包含注释！）文件打包命名格式“10电子1班”1.由学委在14周周1下午，提交至工学2号馆404提交报告要求提交报告要求要求独立完成！要求独立完成！第80页/共81页感谢您的观看！第81页/共81页