实验二数字基带传输系统分析一、实验目的1.加深对数字基带信号传输的无失真条件的了解。2.熟悉奈奎斯特第一准则的验证方法3.掌握眼图的仿真方法并了解其在数字基带传输系统中的作用。二、实验内容1.验证奈奎斯特第一准则。2.观察眼图。三、基本原理传输数字基带信号受到约束的主要因素是系统的频率特性，当基带脉冲信号通过系统时，系统的滤波作用使脉冲拖宽，在时域上，它们重叠到附近的时隙中去。接收端按约定的时隙对各点进行抽样，并以抽样时刻测定的信号幅度为依据进行判决，来导出原脉冲的消息，若重叠到临近时隙内的信号太强，就可能发生错误判决，从而产生码间串扰。奈奎斯特第一准则给出了消除这种码间干扰的方法，并指出了信道带宽与码速率的基本关系，即其中Rb为传码率，单位为B/s（波特/秒）。fN和BN分别为理想信道的低通截止频率和奈奎斯特带宽。假定有一数字基带信号，其码速率为100b/s，则按照奈奎斯特第一准则，为保证数字基带信号的无失真传输，传输信道的带宽必须要在50Hz以上。同理，如果数字基带信号的码速率高于100b/s，则在50Hz的带宽下不能保证信号的无失真传输。四、实验步骤1.验证奈奎斯特第一准则，用Systemview软件建立仿真电路，如下图所示：（1）设定系统的仿真时间参数：采样频率设定为1000Hz，采样点512个（2）放置信号源：码速率为100b/s的伪随机信号（3）放置用于整型的升余弦滚降低通滤波器，其截止频率设定为50Hz，在60Hz处有-60dB的衰落，相当于一个带宽为50Hz的信道（4）为了模拟传输的噪声，将低通滤波器的输出叠加上一个高斯噪声，设定其标准差为0.1。（5）接收端由一个低通FIR滤波器、一个抽样器、一个保持器和一个缓冲器组成，分别完成信号的滤波，抽样，判决以及整型输出。其中抽样器的抽样频率与数据信号的数据率一致，设为100Hz。为了比较发送端和接收端的波形，在发送端的接收器前和升余弦滚降滤波器后各加入了一个延迟图符。（6）关闭噪声信号，运行仿真，将输入信号波形与输出信号波形进行叠加，观察方正结果。（7）开启噪声信号，比较输入信号与输出信号的波形（8）改变噪声幅度，观察输出信号的变化。（9）将伪随机信号的码速率修改为110b/s，运行仿真，再次观察输入输出信号波形的差别。2.眼图的观测眼图是衡量基带传输系统性能的重要实验手段。眼图能提供大量的信息，其张开部分的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响抽样判决的时间间隔。最佳抽样判决时刻是眼睛张得最大的时刻，当码间串扰十分严重或信道噪声干扰过大时，眼睛将完全闭合，系统不能正常工作。（1）用Systemview软件建立仿真电路，如下图所示：（2）设定系统时间参数：采样频率设定为100Hz，采样点2048个（3）运行系统，在接收窗口单击打开接收计算器绘制眼图。单击Style，设置时间切片Slice，一般应设为信号周期的整数倍，且该数字较大观察到的眼睛较多，在此设为0.4s。（4）观察结果可知，由于信道的不理想和叠加噪声的影响，信道输出眼图将比输入的差些，改变信道特性和噪声强度，眼图会发生明显变化，甚至产生明显的接收误码。五、实验报告1.记录仿真过程中的相关波形并保存结果。2.观察比较没有干扰的眼图和有信道干扰的眼图，记录结果并分析。