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奈奎斯特第一准则

一、实验目的

1、理解无码间干扰数字基带信号的传输。

2、掌握升余弦滚降滤波器的特性。

3、通过时域、频域波形分析系统性能。

二、实验内容

1.利用systemview建立一个仿真系统验证奈奎斯特第一准则。

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

1

R2f2B

bTNN

b

其中R为传码率，单位为B/s（波特/秒）。f和B分别为理想信道的低通截止频

bNN

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、设定系统的仿真时间参数：采样频率设定为1000Hz，采样点位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。最终的仿真系统如下图所示：

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，观察仿真结

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。

五、实验结果

1.画出仿真过程中的相关波形