一、基带传输引入
1、从数字带通传输说起
以上系统可以等价为:
这里“等价”的假设条件是
•信号通过滤波器不失真
•不存在码间串扰
意义:可以通过评估基带传输系统来获得数字带通传输系统性能
2、两个模型SNR的关系
(1)假设带通传输系统中,2PSK信号功率为1/2,占用带宽为2,噪声功率为20(带宽2 )
(2)其等效基带传输系统的参数为基带功率1,占用带宽 ,噪声功率为20(带宽 )
(3)带通系统信噪比为时,其等效基带传输系统的信噪比为2
3、数字基带传输学习理由
4、教材中的2PSK传输系统分析
5、发送(成型)滤波器
6、码间串扰
(1)压缩了信号带宽必然带来时域信号的延长,带来了码元之间的干扰
(2)带宽越窄,拖尾就越长
(3)寻求一种发送波形(成形滤波器),使得在其他码元的位置,拖尾的值为0,即无码间串扰
(4)无码间串扰条件
(5)经常使用的成形滤波器
7、最佳接受滤波器
(1)发送滤波器与接收滤波器共轭匹配
(2)接收滤波器后的抽样点必须满足无码间干扰条件。因此,发送滤波器和接收滤波器(以及信道)的串联必须满足Nyquist第一准则
(3)发送滤波器和接收滤波器在工程中通常使用根升余弦滤波器(SRRC)
8、一个demo
sym_rate = 1000; % 数据率1000bps sa_per_sym = 8; % 采样率除以数据率 % 即一个码元长度有多少个采样点 fs = sym_rate * sa_per_sym; % 采样率 rolloff = 0.5; % 滚降系数 N = 100; % 比特数据长度 % 设计根升余弦滤波器,阶数为span*sa_per_sym, 滤波器延迟为 span*sa_per_sym/2 个样点 span = 20; flt_b = rcosdesign(rolloff, span, sa_per_sym, 'sqrt'); flt_delay = span * sa_per_sym / 2; % 发送 bits = randint(N,1); % 信源产生随机 bb_ori = -2*bits + 1; % 码型变换(注意是一个bit对应一个点) bb_pulse = upsample(bb_ori, sa_per_sym); % 插0获得冲激序列 s_t = filter(flt_b, 1, bb_pulse); % 冲激序列通过成形滤波器获得发送波形 pow_s = 1/sa_per_sym; % 基带发送信号的功率 B = (1 + rolloff) * sym_rate / 2; % 基带发送信号带宽(成形后) % 接收 r_t = s_t; % 无噪声情况 r_match_t = filter(flt_b, 1, r_t); % 匹配滤波器 %抽样判决 decision_idx = (1+(flt_delay+flt_delay)):sa_per_sym:length(r_match_t); r_sampled = r_match_t(decision_idx); recv_bits = zeros(length(r_sampled),1); recv_bits(r_sampled < 0) = 1;
PS:低通噪声信号生成:
function n_t=lowlimit_noise(N,fs,B,n_pow) % 产生特定功率的带限高斯白噪声 % 输入: N - 产生的噪声的长度 % fs - 仿真采样率 % B - 低通噪声的带宽 % n_pow - 低通噪声的功率 % 输出: n_t - 带限噪声 %低通阶数 filter_b_L = 4000; %低通设计 filter_b = fir1(filter_b_L,B/(fs/2)); %全带宽功率 n_fullband_pow = fs*n_pow/(2*B); %产生噪声信号 noise_t = sqrt(n_fullband_pow) * randn(N + filter_b_L ,1); %信号经过低通滤波器 n_t=filter(filter_b,1,noise_t); %滤除前面的零状态响应 n_t = n_t(end-N+1:end); end