河南师范大学计算机与信息工程学院计算机与信息工程学院验证性实验报告专业：通信工程 年级/班级：2012 级 20142015学年第二学期课程名称 通信原理 指导教师 杨育捷本组成员学号姓名 1208224032 朱琳杰实验地点 215 实验时间项目名称 数字基带信号的产生、接收 实验类型 验证性一、 实验目的1、熟练掌握数字基带信号的产生过程2、熟练掌握几种常见的数字基带信号3、掌握数字基带信号在加性白高斯噪声下的最佳接收4、掌握利用 MATLAB实现数字基带信号的产生和接收二、 实验原理1、 数字基带信号的产生（1） 、产生框图如下：（2） 、信号时域表示调制后的符号有 M种可能的波形：2、 常用数字 PAM信号的波形河南师范大学计算机与信息工程学院(1)、单极性不归零码(以二进制单极性不归零码为例)功率谱有连续谱(主瓣宽度为 Rs=1/Ts)，还有离散直流分量(2)、双极性不归零码（以二进制双极性不归零码为例）功率谱只有连续谱(主瓣宽度为 Rs)，没有离散谱。（3） 、单极性归零码（以二进制单极性归零码为例）河南师范大学计算机与信息工程学院功率谱有连续谱(主瓣宽度为 2Rs)，离散直流分量，离散时钟分量（Rs）及其奇次谐波分量（4） 、双极性归零码（以二进制双极性归零码为例）功率谱只有连续谱(主瓣宽度为 2Rs)，没有离散谱。（5） 、差分码/相对码绝对码：数字基带信号波形与输入符号直接对应。属于无记忆码。差分码/相对码：用码元之间的变化情况表示绝对码。属于有记忆码（以二进制相对码为例）在输入符号独立等概的条件下，相对码的功率谱与绝对码的功率谱相同3、 通过加性白高斯噪声信道传输的数字基带信号的接收（1） 、经过白高斯信道的接收系统框图信道：带宽无限大，信号能完全通过噪声：宽带白噪，功率谱密度为 N0/2河南师范大学计算机与信息工程学院抽样：数字通信中，对具体波形不感兴趣，只关心符号取值（2） 、经信道传输后的数学表达式（3） 、A、匹配滤波器的最佳接收(以二进制双极性 NRZ码为例)匹配滤波器最佳接收框图最佳判决门限 VT1、0 等概的双极性 NRZ码匹配滤波接收误码率B、低通滤波器的接收（以二进制双极性 NRZ码为例）接收框图：低通滤波器输出：抽样输出：河南师范大学计算机与信息工程学院确定最佳判决门限 VT：三 实验内容及步骤1、数字基带信号的产生（1） 、单极性不归零码的产生A、代码：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 1for j=1:t0 %该码元对应的点值取 1y(i-1)*t0+j)=1;endelsefor j=1:t0 %如果输入信息为 0，码元对应的点值取 0y(i-1)*t0+j)=0;endend 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);B、结果：输入 x=0 1 1 1 0 0 0 0 1 1;y=snrz(x);河南师范大学计算机与信息工程学院输出为：（2） 、双极性不归零码的产生A:程序：只需将 snrz.m中的判断得到 0信息后的语句 y(i-1)*t0+j)=0;中的 0改为-1 即可axis(0,i, -1.5,1.5);B、结果：输入 x=-1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 1;ssnrz(x);输出：(3)、单极性归零码的产生A、程序：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为二进制码，输出 y为编好的码河南师范大学计算机与信息工程学院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 1for j=1:t0/2y(2*i-2)*t0/2+j)=1; %定义前半段时间值为 1y(2*i-1)*t0/2+j)=0; %定义后半段时间值为 0endelsefor j=1:t0 %如果输入信息为 0y(i-1)*t0+j)=0; %定义所有时间值为 0endendendy=y,x(i);plot(t,y);title(二进制序列);grid on;axis(0,i, -0.1,1.1);B、结果：输入：x=0 1 1 1 0 0 0 0 1 1;y=srz(x);输出为：（4）双极性归零码A、程序：双极性归零码的 MATLAB实现同单极性基本一样，只需将 srz.m中的判断得到 0信息后的语句for j=1:t0y(i-1)*t0+j)=0;河南师范大学计算机与信息工程学院改为 for j=1:t0/2y(2*i-2)*t0/2+j)=-1;y(2*i-1)*t0/2+j)=0;B、结果：输入 x=-1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 1;ssrz(x);输出：2、通过加性白高斯噪声信道传输的数字基带信号的接收产生双极性不归零码，在加性白高斯噪声下分别利用匹配滤波器和低通滤波器实现接收：A、程序：N=100;N_sample=8; Ts=1;dt=Ts/N_sample;t=0:dt:(N*N_sample-1)*dt;gt=ones(1,N_sample);d=sign(randn(1,N);a=sigexpand(d,N_sample);st=conv(a,gt); ht1=gt;rt1=conv(st,ht1);ht2=5*sinc(5*(t-5)/Ts);rt2=conv(st,ht2);figure(1)subplot(211)plot(t,st(1:length(t);axis(0 20 -1.5 1.5);xlabel(输入双极性 NRZ数字基带波形 );subplot(212)河南师范大学计算机与信息工程学院stem(t,a);axis(0 20 -1.5 1.5);xlabel(输入数字序列);subplot(211)plot(t,0 rt1(1:length(t)-1)/8);axis(0 20 -1.5 1.5);xlabel(匹配滤波器滤波后输出);subplot(212)dd=rt1(N_sample:N_sample:end);ddd=sigexpand(dd,N_sample);stem(t,ddd(1:length(t)/8);axis(0 20 -1.5 1.5 );xlabel(滤波后抽样输出);figuresubplot(211)plot(t-5,0 rt2(1:length(t)-1)/8);axis(0 20 -1.5 1.5 );xlabel(t/Ts);xlabel(理想低通滤波器输出);subplot(212)dd=rt2(N_sample-1:N_sample:end);ddd=sigexpand(dd,N_sample);stem(t-5,ddd(1:length(t)/8);axis(0 20 -1.5 1.5 );xlabel(t/Ts);xlabel(理想低通滤波器抽样输出 );结果如下图：河南师范大学计算机与信息工程学院理想低通和匹配滤波的效果都能准确回复原始信号教师签名：年 月 日