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《现代通信与安全综合实验》

通信基础实验

实验一消除码间干扰

一、实验目的

1.了解码间干扰产生机理；

2.加深理解带限通道最佳传输的基本工作原理与升余弦滚降滤波器的使用；

3.学会通过调整不同参数观察采样点抑制码间干扰的能力。

二、实验原理

升余弦滚降信号用来消除码间干扰，实际实现时采用的方式是由发送端的基带成形滤波

器和接收端的匹配滤波器两个环节共同实现。传输系统的传递函数是二者的乘积，所以每个

环节均为平方根升余弦滚降滤波器。发射端和接收端同时使用根升余弦脉冲成形滤波器可以

实现升余弦滤波器的效果，消除码间干扰（ISI），而且是匹配滤波，可以实现最佳接收。

匹配滤波器总的频响为RC谱（无ISI）

根升余弦滤波器（RRC）

三、实验步骤

1.了解ISI

用用模块生成了四组序列，每组都是100位0、1组成的序列。为了方便，

四组数据均只包含1比特数据为1，且每组序列中1相互偏移一个位置。

其中，第一组序列内容设置如下

通过使用通过使用模块实现sps（samplepersecond）倍过采样（例如这

里sps=4，Interpolation参数为4），并使用了一个均方根升余弦滤波器。（过采样的数字信

号处理起来对低通滤波器的要求相对较低，如果不过采样，滤波的时候滤波器需要很陡峭，

指标会很严格。）InterpolationFIRFilter滤波器参数设置如下：

其中eb表示表示（带外带宽）因子取值，该参数来调整滤波器的滚降因子系数。

ntaps表示滤波器的抽头数。

其中，QTGUITimeSink模块的参数设置如下：

2.消除ISI

通过使用通过使用模块与第一部分的模块与第一部分的组合起来形成

了一个奈奎斯特升余弦滤波器（匹配滤波器）。输出时域波形，对比发送端成形滤波器输出

信号和升余弦匹配滤波器的输出信号。

DecimatingFIRFilter滤波器参数设置如下：

Decimation=1

Taps=rrc_rx

四、模块搭建流图截图

五、仿真结果截图

六、实验结果分析

1.仿真结果对比分析

问：均方根升余弦滤波器（成形滤波器）的输出信号图形中，在每个符号的理想采样点

处，其他符号是否存在一些功率能量串扰，是否会导致理想采样点处的符号发生失真。在奈

奎斯特升余弦滤波器（匹配滤波器）的输出信号图形中，在每个符号的理想采样点处，其他

符号的功率是否抑制为0，每个采样点处的某个符号与其他符号之间是否消除了码间干扰？

答：均方根升余弦滤波器（成形滤波器）的输出信号图形中，在每个符号的理想采样点

处，其他符号存在一些功率能量串扰，会导致理想采样点处的符号发生失真。在奈奎斯特升

余弦滤波器（匹配滤波器）的输出信号图形中，在每个符号的理想采样点处，其他符号的功

率抑制为0，每个采样点处的某个符号与其他符号之间消除了码间干扰。

问：理解如何通过使用匹配滤波器来完全消除ISI？

在奈奎斯特升余弦滤波器（匹配滤波器）的输出信号图形中，在每个符号的理想采样点

处，其他符号的功率都是0，这也就意味着，只要采样时刻把握准确，每个采样点处的某个

符号与其他符号之间没有任何码间干扰。

问：可以修改sps、带外带宽eb、滤波器的抽头数ntaps等数值，并对比观察这些参数

对采样点的影响。

答：sps越大，采样点个数越多；eb越大，采样点个数同样越多，ntaps越大

2.实验结论

通过匹配滤波器能够完全消除ISI，在每个符号的理想采样点处，其他符号的功率抑制

为0，每个采样点处的某个符号与其他符号之间消除了码间干扰。

七、实验总结

通过此次实验，增加了对GNURadio软件的使用程度，对构造匹配滤波器来完全消除ISI

有了进一步的理解和体会，能够消除码间干扰。

实验二时钟恢复

一、实验目的

1.了解时钟同步产生机理；

2.加深