基于Matlab的数字信号传输系统实验.docx
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1）、实验原理及框图
原理上说，数字信息可以直接用数字代码序列表示和传输，但在实际传输中，视系统的要求和信道的情况，一般需要进行不同形式的编码，并且选用一组取值有限的离散波形来表示。
这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号，也可以是调制后的信号。
未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频率或很低频率开始，称为数字基带信号。
在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。
例如，在计算机局域网中直接传输基带脉冲。
这种不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统，其系统框图如下所示：
本次实验采用单极性归零码，所谓归零（Return-to-zero，RZ）波形是指它的有电脉冲宽度τ小于码元宽度T，即信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。
通常，归零波形使用半占空码，即占空比（τ/T）为50%。
波形如下所示：
2）、实验结果
附：
程序源代码
Fs=1e4; %采样频率
len=20; %码元长度
in=randint（1,len,4）; %产生初始码元序列
sig=[];
out=[];
fort=1:
2000 %产生基带信号
n=fix（t/100）;
ifn==0
in_a（t）=0;
else
in_a（t）=in（n）;
end
end
subplot（2,1,1）; %基带信号
plot（in_a,'LineWidth',3）;
title（'基带信号','FontWeight','bold','FontSize',20）;
xlabel（'t/s','FontSize',18）;
axis（[100,2100,-0.5,3.5]）;
set（gca,'XTick',0:
100:
2000）;
gridon;
cxn=xcorr（in_a,'unbiased'）;%%计算序列的自相关函数
nfft=1024;
CXk=fft（cxn,nfft）;
Pxx=abs（CXk）;
index=0:
round（nfft/2-1）;
k=index*Fs/nfft;
subplot（2,1,2）;
plot_Pxx=10*log10（Pxx（index+1））;
plot（k,plot_Pxx,'LineWidth',2）;
title（'基带信号功率谱','FontWeight','bold','FontSize',20）;
axis（[0,5000,-10,40]）;
xlabel（'Hz','FontSize',18,'FontSize',18）;
fori=1:
len%产生单极性归零码信号
ifin（i）==0
ins=[0,0];
elseifin（i）==1
ins=[1,0];
elseifin（i）==2
ins=[2,0];
else
ins=[3,0];
end
sig=[sig,ins];
end
fort=1:
4000
n=fix（t/100）;
ifn==0
s（t）=0;
else
s（t）=sig（n）;
end
end
figure;
subplot（2,1,1）;%单极性归零码
plot（s,'LineWidth',3）;
title（'单极性归零码','FontWeight','bold','FontSize',20）;
xlabel（'t/s','FontSize',18）;
axis（[100,4100,-0.5,3.5]）;
set（gca,'XTick',0:
200:
4100）;
gridon;
cxn=xcorr（s,'unbiased'）;
nfft=1024;
CXk=fft（cxn,nfft）;
Pxx=abs（CXk）;
index=0:
round（nfft/2-1）;
k=index*Fs/nfft;
subplot（2,1,2）;
plot_Pxx=10*log10（Pxx（index+1））;
plot（k,plot_Pxx,'LineWidth',2）;
title（'单极性归零码功率谱','FontWeight','bold','FontSize',20）;
axis（[0,5000,-10,40]）;
xlabel（'Hz','FontSize',18）;
s1=awgn（s,20）;%添加噪声
figure;
subplot（2,1,1）;
plot（s1）;
title（'添加噪声后的信号','FontWeight','bold','FontSize',20）;
xlabel（'t/s','FontSize',18）;
axis（[100,4100,-0.5,3.5]）;
set（gca,'XTick',0:
500:
4100）;
cxn=xcorr（s1,'unbiased'）;
nfft=1024;
CXk=fft（cxn,nfft）;
Pxx=abs（CXk）;
index=0:
round（nfft/2-1）;
k=index*Fs/nfft;
subplot（2,1,2）;
plot_Pxx=10*log10（Pxx（index+1））;
plot（k,plot_Pxx,'LineWidth',2）;
title（'添加噪声后的信号功率谱','FontWeight','bold','FontSize',20）;
axis（[0,5000,-10,40]）;
xlabel（'Hz','FontSize',18）; %滤波器设计
fp=500; %通带截止
fs=550; %阻带截止
ws=fs*2/Fs;
wp=fp*2/Fs;
[N,Wp]=ellipord（wp,ws,1,40）;
[b,a]=ellip（N,1,40,Wp）;
sf0=filter（b,a,s1）;%滤掉部分噪声后的信号
figure;
subplot（2,1,1）;
plot（sf0）;
title（'滤掉部分噪声后的信号','FontWeight','bold','FontSize',20）;
xlabel（'t/s','FontSize',18）;
set（gca,'XTick',0:
500:
4100）;
cxn=xcorr（sf0,'unbiased'）;nfft=1024;
CXk=fft（cxn,nfft）;
Pxx=abs（CXk）;
index=0:
round（nfft/2-1）;
k=index*Fs/nfft;
subplot（2,1,2）;
plot_Pxx=10*log10（Pxx（index+1））;
plot（k,plot_Pxx,'LineWidth',2）;
title（'滤掉部分噪声后的信号功率谱','FontWeight','bold','FontSize',20）;
axis（[0,5000,-10,40]）;
xlabel（'Hz','FontSize',18,'FontSize',18）;
form=1:
20%抽样判决
p=round（sf0（200*m-20））;
out=[out,p];
end
figure;
subplot（2,1,1）;%原始码元序列
stairs（in,'LineWidth',3）;
title（'原始码元序列','FontWeight','bold','FontSize',20）;
axis（[1,21,-0.5,3.5]）;
set（gca,'XTick',0:
1:
20）;
gridon;
subplot（2,1,2）;%抽样判决后恢复的信号序列
stairs（out,'LineWidth',3）;
title（'抽样判决后恢复的信号序列','FontWeight','bold','FontSize',20）;
axis（[1,21,-0.5,3.5]）;
set（gca,'XTick',0:
1:
20）;
gridon;
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