宽带信号差

宽带信号波达方向估计算法

一、研究背景和意义

阵列信号处理是空域信号分析和处理的一种重要手段，它的应用涉

及雷达、声纳、通讯、地震、勘探、射电天文、医学成像等多种军事和国民经济领域。阵列信号处理技术在近二十年来发展极其迅速，特别是高分辨阵列测向技术和波束形成技术。阵列信号处理的一个基本问题就是确定同时处在空间某一区域内的多个感兴趣的空间信号的

方向或位置，即实现信号的分辨和定位，这也是雷达、声纳、通讯等探测系统的重要任务之一。为了解决这一基本问题，传统的处理方法主要是采用常规波束形成法。对于有限的阵列孔径常规波束形成法的分辨能力受到瑞利限的限制，即对于一个确定的有限阵元构成的阵列，其最小波束宽度是一定的，而当多个信号处于同一波束宽度内时，常规波束形成法不能分辨这些信号。近些年发展起来的高分辨算法由于能突破瑞利限，因而受到人们普遍的关注。

空间谱是阵列信号处理中的一个重要概念，相对于时域频谱表示信号在各个频率上的能量分布，空间谱就表示信号在空间各个方向上的能量分布情况，因此若能获得信号的空间谱，就能得到信号的波达方向(direction．of-arrival，DOA)，也就是信号的估计。所以空间谱估计常称为DOA估计、角度估计、方向估计或测向。由于宽带信

MATLAB中用M文件实现SSB解调

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 一、课程设计目的

本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。通过这次课程设计，使同学认识和理解通信系统，掌握信号是怎样经过发端处理、被送入信道、然后在接收端还原。

要求学生掌握通信原理的基本知识，运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。能够根据设计任务的具体要求，掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。对一个实际课题的软件设计有基本了解，拓展知识面，激发在此领域中继续学习和研究的兴趣，为学习后续课程做准备。

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

二、课程设计内容

（1）熟悉MATLAB中M文件的使用方法，掌握SSB信号的解调原理，以此为基础用M文件编程实现SSB信号的解调。

（2）绘制出SSB信号解调前后在时域和频域中的波形，观察两者在解调前后的变化，通过对分析结果来加强对SSB信号解调原理的理解。

（3）对信号分别叠加大小不同

不错的提示

实

验

报

告

课程名称： 通信原理实验 实验名称： 数字基带信号的码型 专 学 姓 业： 网络工程 号：

090208240

名： 徐丹丹 九章楼

实验地点： 实验日期： 常 熟

2010.12.17 理 工 学 院

不错的提示

实 验 目 的 和 要 求 实 装有 MATLAB 的计算机 验 器 材

实 验 原 理 和 方 法 实 验 数 据 和 结 果

1.Snrz: function y=snrz(x) t0=300; t=0:1/t0:length(x); for i=1:length(x) if(x(i)==1) for j=1:t0 y((i-1)*t0+j)=1; end else for j=1:t0 y((i-1)*t0+j)=0; end end end y=[y,x(i)]; M=max(y); m=min(y); subplot(2,1,1)

不错的提示

plot(t,y);grid on; axis([0,i,m-0.1,M+0.1]); title('1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1'); t=[1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1]; snrz(t);

2.srz function y=srz(x) t0=

数字基带信号

1.1 基带信号的基本概念

数字基带信号可以来字计算机、电传机等终端数据的各种数字代码，也可以来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码(PCM)信号等，是未经载波信号调制而直接传输的信号，所占据的频谱从零频或很低频开始。

1.2 几种数字基带信号的基本波形

1.2.1 单极性波形

这是一种最简单的基带信号波形，用正电平和零电平分别表示对应二进制“1”和“0”，极性单一，易于用TTL和CMOS电路产生。缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适用有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或者极进距离的传输，信号波形图如图1-1所示。

+E01 011001

图1-1 单极性波

1.2.2

双极性波形

这种波形用正、负电平的脉冲分别表示二进制代码“1”和“0”，其正负电平

的幅度相等、极性相反，当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接受端恢复信号的判决电平为零，因而不熟信道特性的变化的影响，扛干扰能力也叫强，信号波形图如图1-2所示。

+E-E1 011001

图1-2 双极性波

1.2.3

单极性归零波形

这种波形是指它的有电脉冲宽度τ小于码元Ts，即信号电压在一个码元终止

时刻前总要回到零电

数字基带信号的眼图实验——matlab仿真

一、实验目的

1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；

3、熟悉MATLAB语言编程。

二、实验预习要求

1、复习《数字通信原理》第七章7.1节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章7.2节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。

三、实验原理和电路说明

1、基带传输特性

基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该

图3-1

基带系统的分析模型

抑制码间干扰。设输入的基带信号为基带传输系统后的输出码元为

a t nT ，T为基带信号的码元周期，则经过

n

s

s

n

ah t nT 。其中

n

s

n

1h(t)

2

H( )e

j t

d

（3-1）

理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：

k 0 1，

h(kTs)

0,k为其他整数

频域应满足：

(3-2)

T， s

Ts H( )

0,其他

(3-3)

图3-2 理想基带传输特性

此时频带利用率为2Baud/

共模信号和差模信号

共模信号和差模信号

了解共模和差模信号之间的差别，对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。变压器、共模扼流圈和自耦变压器的端接法，对在局域网（LAN）和通信接口电路中减小共模干扰起关键作用。共模噪音在用无屏蔽对绞电缆线的通信系统中，是引起射频干扰的主要因素，所以了解共模噪音将有利于更好地了解我们关心的磁性界面的电磁兼容论点。本文的主要目的是阐述差模和共模信号的关键特性和共模扼流圈、自耦变压器端接法主要用途，以及为什么共模信号在无屏蔽对绞电缆线上会引起噪音发射。在介绍这些信号特点的同时，还介绍了抑制一般噪音常用的方法。

图1差模信号

图2差模信号的波形图

2差模和共模信号

我们研究简单的两线电缆，在它的终端接有负载阻抗。每一线对地的电压用符号V1和V2来表示。差模信号分量是VDIFF，共模信号分量是VCOM，电缆和地之间存在的寄生电容是Cp。其电路如图1所示，其波形如图2所示。

共模信号和差模信号

2．1差模信号

纯差模信号是：V1=－V2（1）

大小相等，相位差是180°

VDIFF=V1－V2（2）

因为V1和V2对地是对称的，所以地线上没有电流流过。所有的差模电流（IDIFF）全流过负载。

在以电缆传输信号时，差模信号是作

共模信号和差模信号

共模信号和差模信号

了解共模和差模信号之间的差别，对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。变压器、共模扼流圈和自耦变压器的端接法，对在局域网（LAN）和通信接口电路中减小共模干扰起关键作用。共模噪音在用无屏蔽对绞电缆线的通信系统中，是引起射频干扰的主要因素，所以了解共模噪音将有利于更好地了解我们关心的磁性界面的电磁兼容论点。本文的主要目的是阐述差模和共模信号的关键特性和共模扼流圈、自耦变压器端接法主要用途，以及为什么共模信号在无屏蔽对绞电缆线上会引起噪音发射。在介绍这些信号特点的同时，还介绍了抑制一般噪音常用的方法。

图1差模信号

图2差模信号的波形图

2差模和共模信号

我们研究简单的两线电缆，在它的终端接有负载阻抗。每一线对地的电压用符号V1和V2来表示。差模信号分量是VDIFF，共模信号分量是VCOM，电缆和地之间存在的寄生电容是Cp。其电路如图1所示，其波形如图2所示。

共模信号和差模信号

2．1差模信号

纯差模信号是：V1=－V2（1）

大小相等，相位差是180°

VDIFF=V1－V2（2）

因为V1和V2对地是对称的，所以地线上没有电流流过。所有的差模电流（IDIFF）全流过负载。

在以电缆传输信号时，差模信号是作

数字基带信号传输

第 6 章 数字基带传输系统6.1 数字基带传输概述 6.2 数字基带信号及其频谱特性 6.3 基带传输的常用码型

6.4 基带脉冲传输与码间串扰6.5 无码间串扰的基带传输特性 6.6 眼图 6.7 部分响应系统

数字基带信号传输

6.1 数字基带传输概述数字基带信号------来自数据终端的原始数据信号。 计算机输出的二进制序列 电传机输出的代码 PCM码组，ΔM序列 这些信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量。 在具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离不

太远的情况下，它们可以直接传输， 故称为数字基带传输。

数字基带信号传输

6.1 数字基带传输概述而大多数信道，如各种无线信道和光信道， 则是带通 型的， 数字基带信号必须经过载波调制，把频谱搬移 到高载处才能在信道中传输，这被称为数字频带(调

制或载波)传输基带传输系统的研究1. 2. 3. 在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传 输方式 基带传输系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题 任何一个采用线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系 统来研究

数字基带信号传输

6.1 数字基带传输概述基带传输系统主要由信道信号形成器、信道、接收滤波器和

通信原理实验

实验六 数字基带信号的眼图实验

一、实验目的

1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；

3、熟悉MATLAB语言编程。

二、实验原理和电路说明

1、基带传输特性

基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该

图3-1

基带系统的分析模型

抑制码间干扰。设输入的基带信号为基带传输系统后的输出码元为

a t nT ，T为基带信号的码元周期，则经过

n

s

s

n

ah t nT 。其中

n

s

n

1h(t)

2

H( )e

j t

d

（3-1）

理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：

k 0 1，

h(kTs)

0,k为其他整数

频域应满足：

(3-2)

T， s

Ts H( )

0,其他

(3-3)

通信原理实验

图3-2 理想基带传输特性

此时频带利用率为2Baud/Hz,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。

由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格

定时时，码间干扰就可能较大。在一般情况

基带传输常用码型及基带信号频谱实验

一、实验目的

1、熟悉通信基带信号功率谱基本原理

2、熟悉SYSTEMVIEW软件的信号谱分析应用

3、掌握使用SYSTEMVIEW软件生成最常用基带信号与数字双相传输码的基本方法

二、实验原理：

1、数字基带信号的频谱特性

数字基带信号是随机的脉冲序列，只能用功率谱来描述它的频谱特性。研究好数字基带信号的功率谱，就可以了解信号带宽，有无直流分量，有无定时分量。这样才能选择匹配的信道，确定是否可提取定时信号。 经过合理假设下的严格数学推导，可以得到以下主要结论： （1）随机脉冲序列功率谱包括连续谱和离散谱；

（2）单极性信号中有无离散谱取决于矩形脉冲的占空比，归零信号中有定时分量。不归零信号中无定时分量。0、1等概的双极性信号没有离散谱，即同时没有直流分量和定时分量。

（3）随机序列的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数G1(f)或G2(f)，通常以谱的第一个零点作为矩形脉冲的近似带宽，它等于脉宽τ的倒数。

2、传输系统发射与信道部分的基本结构如图2—1所示。如果系统直接传送基带信号，称之为基带传输系统。

图 2—1

在基带传输系统中，