升余弦滚降特性

SIMULINK下基带传输系统的设计陈莉【摘要】为了模拟基带系统的无码间干扰通信,在SIMULINK下设计基带系统,详细分析了基带系统的原理及码间干扰和噪声干扰同题,使用平方根升余弦滤波器作为收、发滤波嚣,减小码间干扰,达到最佳接收,采用抽样判决电路减小噪声干扰.示波器及眼图的观测结果表明所设计的基带系统可以进行有效通信,且具有抗干扰能力.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2010(018)012【总页数】4页(P14-16,20)【关键词】基带传输;码间干扰;参数设置;SIMULINK【作者】陈莉【作者单位】陕西理工学院,电信系,陕西,汉中,723000【正文语种】中文【中图分类】TP311基带系统是不经过调制解调的系统，理想的基带系统是不存在码间干扰的，从理论上讲应当是满足奈奎斯特准则的系统，在实际中可以利用眼图的观测来判断基带系统的抗码间干扰能力，本文在SIMULINK下对基带系统进行设计仿真，利用眼图分析了噪声对系统性能的影响。

1 基带系统的理论分析1.1 基带系统传输模型及工作原理基带系统传输模型如图1所示。

1.2 基带系统设计中的码间干扰及噪声干扰码间干扰及噪声干扰将造成基带系统传输误码率的提升，影响基带系统工作性能。

1）码间干扰及解决方案码间干扰：由于基带信号受信道传输时延的影响，信号波形将被延迟从而扩展到下一码元，形成码间干扰，造成系统误码。

解决方案：①要求基带系统的传输函数H（ω）满足奈奎斯特第一准则：图1 基带系统传输模型Fig.1 Transmission model of baseband system1）系统总的传输特性为H（ω）=GT（ω）C（ω）GR（ω），n（t）是信道中的噪声。

2）基带系统的工作原理：信源是不经过调制解调的数字基带信号，信源在发送端经过发送滤波器形成适合信道传输的码型，经过含有加性噪声的有线信道后，在接收端通过接收滤波器的滤波去噪，由抽样判决器进一步去噪恢复基带信号，从而完成基带信号的传输。

实验一升余弦滚降系统及眼图、实验目的1. 理解无码间串扰系统的原理；2. 理解升余弦滚降系统的工作原理;3. 理解眼图的工作原理及实现方法。

、实验仪器及软件电脑、MATLAB7.0软件三、实验原理1. 无码间串扰系统若想消除码间串扰，应有a n h k n T s t00 （1-1）n k由于a n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h t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判决时刻时已经衰减到0,如图1-1（a）所示的波形，就能满足要求。

但这样的波形不易实现，因为实际中的h t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，但只要让它在t0 T s，t0 2T s等后面码元抽样判决时刻上正好为0，就能消除码间串扰，如图1-1（b）所示。

这也是消除码间串扰的基本思想。

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性应满足的频率条件：(1-2)图1-1消除码间串扰显然，满足式（1-2）的系统H 并不是唯一的，容易想到的一种就是H 为一个理想低通滤波器。

2. 升余弦滚降系统理想低通特性的基带系统具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： 是实现极为困难，二是理想的冲击响应h t 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:T s ,0其中， 称为滚降系数。

其单位冲激响应为sin t T s cos g 一tT s yl 43. 眼图一个实际的基带传输系统尽管经过了十分精心的设计，但要 使其传输特性完全符合理想情况是非常困难的，甚至是不可能的。

码间干扰问题与发送滤波器特性、信道特性、接收滤波器特性等 因素有关，因而计算由于这些因素所引起的误码率就非常困难， 尤其在信道特性不能完全确知的情况下，甚至得不到一种合适的 定量分析方法。

升余弦滚降特性（数字基带信号码间串扰）(2011-09-25 21:34:06)转载▼标签：分类：通信原理MATLAB仿真数字基带信号码间串扰升余弦滚降系统频谱时域波形α% 数字基带信号传输码间串扰升余弦滚降系统的频谱及其时域波形% 文件名 syx_gunjiang.mTs=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))/TsXf(n,k)=0;elseif abs(f(k))<0.5*(1-a(n))/TsXf(n,k)=Ts;elseXf(n,k)=0.5*Ts*(1+cos(pi*Ts/(a(n)+eps)*(abs(f(k))-0.5*( 1-a(n))/Ts)));end;end;xt(n,:)=sinc(t/Ts).*(cos(a(n)*pi*t/Ts))./(1-4*a(n)^2*t.^2/Ts^2+eps); endsubplot(211);plot(f,Xf);axis([-1 1 0 1.2]);xlabel('f/Ts');ylabel('升余弦滚降系统的频谱');legend('α=0','α=0.5','α=1');subplot(212);plot(t,xt);axis([-10 10 -0.5 1.1]);xlabel('t');ylabel('升余弦滚降系统的时域波形');legend('α=0','α=0.5','α=1');赵鸿图茅艳主编通信原理MATLAB仿真教程[M]. 人民邮电出版社 p213。

BPSK调制、升余弦和相关解调是数字通信中常见的调制和解调技术。

本文将从理论和实际应用的角度介绍这三个主题，以帮助读者更好地理解和应用这些技术。

一、BPSK调制1. BPSK调制是一种基带调制技术，全称为二进制相移键控调制（Binary Phase Shift Keying）。

它通过改变载波信号的相位来传输数字信息。

具体来说，当数字为0时，载波信号的相位不变；当数字为1时，载波信号的相位反转180度。

这样就可以在相位上进行二进制编码。

2. BPSK调制的优点是简单直观，适用于频谱效率要求不高的情况。

在实际应用中，BPSK调制常用于低速数据传输、卫星通信和短波通信等场景。

3. 在无线传感网中，由于节点之间的距离较近、数据传输速率较低，可以采用BPSK调制来实现简单可靠的通信。

二、升余弦滚降滤波器1. 在数字通信中，为了尽可能减小传输信号的带宽，减小信道间的干扰，常常采用升余弦滚降滤波器（R本人sed Cosine Filter）来进行信号的滤波和调制。

2. 升余弦滚降滤波器的频率响应在频率为0附近有较好的抑制作用，可以有效地控制信号的带宽。

其滚降特性也能够减小信号在频率间隔内的干扰，提高信号的抗干扰能力。

3. 实际应用中，升余弦滚降滤波器常用于QPSK、16QAM等多种调制方式，尤其适用于要求频谱效率高、抗干扰能力强的场景。

三、相关解调1. 相关解调是指在接收端利用发送端已知的信号来解调接收到的信号。

通过计算接收信号和已知信号的相关性，可以还原发送信号。

2. 相关解调在数字通信中有着广泛的应用，特别是在多路径传输、信道干扰较大的高速数据传输场景中效果明显。

相对于其他解调方法，相关解调在抗噪声和多径干扰方面有明显的优势。

3. GPS定位系统中采用的CDMA技术就采用了相关解调的原理，来实现对传输信号的解调和定位。

BPSK调制、升余弦滚降滤波器和相关解调是数字通信领域中重要的技术手段，它们在不同的场景中发挥着重要的作用。

北京邮电大学2012年硕士研究生入学考试试题考试科目：通信原理一、单项选择题（每题1分，共30分）01.以下信道中，______属于随参信道。

A. 无线电视距中继信道B. 卫星中继信道C. 移动信道D. 以上所有02.模拟调制信号的相干解调是指接收端采用_______ 进行解调。

A. 鉴频器B. 包络检波器C. 与发送端同频同相的本地载波D. 插入大载波的方法03.一个三级反馈移存器的特征方程为 f(x)=1+x2+x3，由它所产生的 m 序列周期为_______，一个周期的输出序列为________。

A. 3B. 7C. 15D. 31A. 101B. 1011001C. 1011100D. 10110011110001004.若给定数字通信系统的信息传输速率 R b ，以下调制方式中，抗噪声能力最强的是_________,占用带宽最小的是_________。

A. 8PSKB. 16QAMC. 正交8FSKD. 8ASKA. 8PSKB. 16QAMC. 正交8FSKD. 8ASK05.2GHz单频信号在车速为30m/s的移动信道中传播时受到随机调频，接收信号频谱展宽约为______。

A. 100HzB. 200HzC. 400HzD. 800Hz06.以下信号中，_________一定是功率信号。

A. 限时信号B. 非限时信号C. 周期信号D. 非周期不限时信号07.正交幅度调制信号u m(t)=A mc g T(t)cos2πf c t+A ms g T(t)sin2πf c t的等效基带信号为_ 空1__,其包络为___空2____,相位为___空3____。

空1选项：A. A mc+jA msB. A mc−jA msC. A mc g T(t)+jA ms g T(t)D. A mc g T(t)−jA ms g T(t)空2选项：A. A²mc+A²msB. (A2mc+A2ms)g T²(t)C. √(A²mc+A²ms)g T(t)D. √A²mc+A²ms空3选项：A. −arctan A msA mc B. arctan A msA mcC. −arctan A mcA ms D. arctan A mcA ms08.MASK的信号空间维数是_________维，MQAM的信号空间维数是__________维，MFSK的空间维数是________维。

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学2014-2015学年第 1 学期期末考试B卷课程名称：通信原理考试形式：一页纸开卷考试日期：2015年3月日考试时长：120分钟课程成绩构成：平时10 %，期中10 %，实验10 %，期末70 %本试卷试题由七部分构成，共 5 页。

一、选择题（共30分，共10题，每题3 分）1、通信系统中按照不同时隙位置划分信道的系统称之为（ b ）。

（a）FDM系统（b）TDM系统（c）CDM系统（d）WDM系统2、系统的频带利用率是数字通信系统的（ a ）指标。

（a）有效性（b）可靠性（c）适用性（d）可实现性3、某SSB信号带宽为10 MHz，则其基带信号带宽为（ b ）。

（a）5 MHz （b）10 MHz （c）15 MHz （d）15 MHz4、模拟信号传输中，调制效率是指（ c ）。

（a）传输信号中直流信号功率与交流信号功率之比（b）传输信号中载波信号功率与边带信号功率之比（c）传输信号中信息携带信号的功率与传输信号总功率之比（d）传输信号功率与噪声功率之比5、模拟通信系统中，解调增益是指（ b ）。

（a）解调器的输出信号功率与输入信号功率之比（b）解调器的输出信号信噪比与输入信噪比之间的比例关系（c）解调器的输入信号带宽与输出信号带宽之比（d）解调器输入等效噪声与输出噪声之比6、传输速率为100 kbps的单极性RZ信号，其第一零点带宽为（ d ）。

（a）50 kHz （b）100 kHz （c）150 kHz （d）200 kHz7、在以下数字频带传输信号中，具有载频分量的信号是（ a ）。

（a）OOK （b）BPSK （c）DPSK （d）QPSK8、传输速率为60 kbps的MSK信号，其信号频率间隔为（ b ）。

（a）20 kHz （b）30 kHz （c）45 kHz （d）60 kHz9、二进制速率为16 kbps的16QAM信号，传输时所需的最小带宽为（ c ）。

数字通信中信息速率、符号率和带宽的换算【摘要】本文对数字电视中常用的技术指标，如信息速率、符号率和带宽的概念以及它们之间的关系做了简要说明，给出了相应的计算公式。

通过这些公式和DVB-C、DVB-S的系统框图，列举了在这些系统中信息速率、符号率和带宽数据之间的换算。

【关键词】信息速率 符号率 滚降系数 带宽数字通信原理是数字电视技术的基础。

在全台数字化、有线电视数字化、数字电视等等这些数字概念的应用中，需要了解、掌握数字通信技术与电视技术。

下面，就数字电视技术应用中常用的基本知识点做一归纳和小结。

一、基带数字信号的基本概念1、基带数字信号的主要指标和基本波形在数字通信中衡量系统传输能力的重要指标，常用比特率和波特率表示。

对于任何形式的数字传输，接收机必须知道发射机发送的信息速率。

在基带传输系统中用比特率表示传输的信息速率。

信息速率Rb 是指单位时间内传输的二进制比特数。

单位是比特率，用bit/s表示。

例如计算机串口的传输码率最高到 115200bit/s。

基带数字信号的基本波形如（图一）所示。

（图一）基带数字信号的基本波形在图（一）中，二进制信号波形有；(a)单极性波形，（b）双极性波形，（c）单极性归零波形，（e）差分波形。

（d）双极性归零波形为三元码。

符号率Rs 是指单位时间内传输的调制符号数，即指三元及三元以上的多元数字码流的信息传输速率，单位是波特率，用baud/s表示。

码元的概念：数字信号一个取值的波形称为一个码元。

在数字基带信号中，二进制和多进制信号码元波形示意如图（二）所示。

图（二）二进制和多进制码元波形在图（二）中；(a) 二进制单极性信号，(b)基带多电平单极性不归零信号，(c)基带多电平双极性不归零信号。

在数字信号的载波调制中，码元速率就是符号率，单位也是baud/s。

在调制器映射之后到解调器反映射之前，信息以多元符号形式存在，这时采用波特率更为方便。

信息速率和符号率的单位不同，但在二进制中它们的数值相同。

习题1. 已知某2ASK 系统的码元速率为1000波特，所用载波信号为()6cos 410A t π⨯。

（1） 假定比特序列为{0110010}，试画出相应的2ASK 信号波形示意图； （2） 求2ASK 信号第一零点带宽。

解：由1000b s R R bps ==，6210cf Hz =⨯， 621020001000b c c b T f T R ⨯=== （1）一个码元周期内有2000个正弦周期：111{}n a ()2ASK s t 0（2）022000b B R Hz ==2.(mooc)某2ASK 系统的速率为2b R =Mbps ，接收机输入信号的振幅40μV A =，AWGN 信道的单边功率谱密度为180510N -=⨯W/Hz ，试求传输信号的带宽与系统的接收误码率。

解：传输信号的带宽24T b B R MHz ==，平均码元能量：24bb A T E =。

()()222100102cos 21cos 422,0,2bb T T b bc c b b b b A T A E A f t dt f t dt E E E E ππ==+=+==⎰⎰()2622618000401040444210510b b b E A T A N N R N --⨯====⨯⨯⨯⨯ 系统的接收误码率：（1） 若是非相干解调，非相干解调误码率公式，222200222BPFn b A A A R N B N σ===γ//24092( 5.11221 5.11.0306102)b E N e P e e e ----=≈==⨯γ4表 （2） 若是相干解调：由相干解调误码率公式得（最佳），1001.26981040b e E P Q Q N -⎛⎫===⎪⨯ ⎪ ⎝⎭也是MF 接收机的结果。

3. 某2FSK 发送“1”码时，信号为()()111sin s t A t ωθ=+，0s t T ≤≤；发送“0”码时，信号为()()000sin s t A t ωθ=+，0s t T ≤≤。