MATLAB仿真在现代通信中的应用：发送滤波器.ppt

模型中，设置脉冲发生器的采样时间间隔为1?×?10-6s，即输出数据速率为1Msymbol/s，在图2-12中该速率的线路旁标记为D2，图2-13的对话框给出了D2标记对应的采样时间间隔值(1?×?10-6s)。图2-12用平方根升余弦滤波器模块构成的收发系统测试模型(SCHX2_12.mdl)

图2-13测试模型的线路采样时间间隔显示平方根升余弦滤波器主要参数设置为：平方根升余弦类型，群迟延为5个符号期间(即5?×?10-6s)，滚降系数为0.5，升速率采样因子为20，即滤波输出速率是输入速率的20倍(对应于输出采样时间间隔为5?×?10-8s，滤波输出线路旁标记为D1)。因此，平方根升余弦滤波器输出脉冲峰值出现于5?×?10-6s处，如图2-14(a)所示。在测试模型中，采用了整数延迟器来实现对信道传输延迟的模拟，并设延迟为10个采样时间间隔，即5?×?10-7s。接收端平方根升余弦滤波器参数要对应于发送端，即滤波器类型设置为平方根升余弦类型，群迟延仍可设置为5个符号期间，这样，接收滤波器的延迟量也是5?×?10-6s，则发送滤波、信道以及接收滤波的总延迟量为10.5?×?10-6s，接收滤波器输出的冲激响应峰值应在10.5?×?10-6s位置处出现，仿真证实了这一分析，如图2-14(b)示波器第二踪波形所示。接收滤波器的滚降系数与发送端相同，设置为0.5。接收端的两个接收滤波器在降采样速率因子上做不同设置，以比较降采样速率因子的影响。第一个接收滤波器的降采样速率因子设置为20，对应于发送滤波器升速率因子。因此，第一个接收滤波器输出数据的采样时间间隔将变为1?×?10-6s，在其输出线路上标记为D1。由于信道延迟为5?×?10-7s(等于10个输入数据时间间隔)，为了对齐冲激响应峰值位置以进行采样，需设置采样时间偏移量为10，这样采样时刻就对准了眼图上最佳采样位置，采样输出数据是无码间串扰的，波形如图2-14(b)示波器第一踪波形所示，采样输出脉冲出现在11?×?10-6s处。第二个接收滤波器中降采样速率因子设为1，即不进行降采样，其输出采样时间间隔仍然为5?×?10-8s，故滤波输出线路旁标记仍为D1。

图2-14平方根升余弦滤波系统测试模型的仿真输出波形(a)平方根升余弦滤波器输出脉冲图2-14平方根升余弦滤波系统测试模型的仿真输出波形(b)接收滤波器的输出脉冲采用平方根升余弦滤波器作为发送滤波器的QPSK调制系统，其输出功率谱也可通过仿真估计出来。修改图2-6所示的模型，将输出滤波器参数设置为平方根升余弦滤波器类型即可，修改后的模型如图2-15所示。其中，四个平方根升余弦滤波器的滚降系数分别设置为1、0.75、0.5和0.25。仿真执行后得到功率谱估计结果，如图2-16所示。随着滚降系数的减小，输出功率谱带宽逐渐减小，形状趋于矩形，但滤波器在时域冲激响应上的截断将引起频谱吉布斯效应，导致滚降系数下降到一定程度后，其输出的频谱旁瓣功率有所增加。从仿真结果来看，滚降系数为0.75时(频谱仪的CH3通道)的频谱旁瓣衰减最大。

图2-15平方根升余弦滤波器对QPSK调制输出信号频谱的影响实验系统(SCHX2_15.mdl)升余弦滤波器可以用作对数字调制器输出信号的发送滤波器。图2-4所示的实验系统测试了不同滚降系数的升余弦滤波器对QPSK调制输出信号频谱的影响，并同滤波之前的QPSK输出信号频谱进行对比。

实验系统中，设置基带数据是4元随机整数序列，速率为1Msymbol/s。QPSK调制器可采用默认参数。四个升余弦滤波器的滚降系数分别设置为1、0.75、0.5和0.25。升余弦滤器的升速率采样比为16(升速率采样比设置得越高，滤波器输出波形的表述就越精确)，故滤波输出信号的采样率为16MHz。频谱仪仍然以对数刻度显示，显示范围设置为-3～3MHz。执行仿真得到的测试信号功率谱曲线如图2-5所示。

图2-4升余弦滤波器对QPSK调制输出信号频谱的影响实验系统(SCHX2_4.mdl)从功率谱对比上看，原始QPSK信号功率谱最宽(图中CH1通道)，且旁瓣分量下降速率很慢，如果直接送入天线发射，将占用较宽的频带，且会造成大的邻道干扰。经过滚降系数为1的升余弦滤波器后，功率谱(图中CH2通道)带宽较原始QPSK的带宽有所减少，且旁瓣受到了很大程度的抑制。随着滚降系数的下降，滤波器输出信号频带逐渐变窄，输出能量逐渐集中，理论上对旁瓣的抑制度也逐渐增加。但是，由于升余弦滤波器实现中的时域截断效应，形成的频域出现吉布斯振荡现象，在滚降系数较小时(如通道CH5)，旁瓣抑制度