MATLAB與根公升余弦滾降低通濾波器

2021-09-11 19:44:01 字數 2411 閱讀 9351

matlab與脈衝成型濾波器&匹配濾波器

在基帶系統中,上取樣之後,是脈衝成型濾波器,然後是載波調製等等,經過通道,然後是載波解調,之後匹配濾波器,然後下取樣。比如,脈衝成型與匹配濾波均是平方根公升余弦滾降濾波器。此時,平方根公升余弦濾波器與匹配濾波器的表示式為:

可以看出,傳遞函式g(t)的表示式與要處理的基帶訊號的符號速率fs有關係。但是我們在使用計算機模擬這個濾波器的時候,只能對濾波器進行取樣來使用,因為計算機只能處理和生成離散的訊號。也就是說,t用nts來代替,ts是乙個脈衝(即乙個符號)的時間週期,這樣,傳遞函式裡分子分母的ts就約分約掉了,這就是為什麼matlab的rcosdesign函式不需要引數fs的原因。

b=rcosdesign(a,span,sps,shape),a是滾降係數,shape取『sqrt』,span是濾波器截斷的符號範圍,sps是每個符號採幾個點,b是生成的濾波器時域離散點(總共span*sps個點)。濾波器在時域是無限延伸的,要想進行處理,我們必須對其進行截斷。濾波器的連續傳遞函式與ts有關,且決定了濾波器時域波形中間的某個寬度必須對應著被處理基帶脈衝訊號的週期ts,所以span的意思是對濾波器取了幾個ts的長度,sps是每個ts採了幾個點。比如基帶訊號是0101001,每個符號占得時間長度就是ts,總共5ts。

upfirdn(x,b,sps1)對x先進行sps倍的上取樣,然後與濾波器b進行卷積。upfirdn(x,b,sps1,sps2)函式的話還要進行sps1倍的下取樣。

先來看乙個錯誤的例子:sps1不等於sps(這裡sps1=1,即不進行上取樣)。lv其實是span=4個符號,但是總共16個取樣點。x是5個符號。但是這樣寫的話,matalb會把lv當成是16個符號,而與x的5個符號平級,直接進行卷積,得到16+5=21個點。錯就錯在,x要想直接與lv卷積,他倆必須是平級的,即x中的每個符號必須也有4個取樣點,這樣matlab就不會錯級了!

lv=rcosdesign(0.5,4,4,'sqrt');

fvtool(lv,'analysis','impulse');

x=ones(1,5);

y=upfirdn(x,lv,1);

fvtool(y,'analysis','impulse');

錯誤的結果為

濾波器為

1倍上取樣,然後濾波以後的基帶訊號

要想得到正確的結果,sps與sps1的值必須相等!!!正確結果為:

lv=rcosdesign(0.5,4,4,'sqrt');

fvtool(lv,'analysis','impulse');

x=ones(1,5);

y=upfirdn(x,lv,4);

fvtool(y,'analysis','impulse');

44=16,54=20,16+20=36個點???還應該減去3!!!因為4倍的上取樣是補零內插,也就是在5個符號中的每個符號後面插入3個值為0的點。上取樣以後的序列為20個符號!是符號!!!不是取樣點哦!每個符號占得時間長度為乙個符號週期ts。因為這20個符號的最後3個是0,對濾波器沒有任何影響,對結果沒有任何影響,所以相當於是17個符號。16+17=33個點!!

接收端要進行匹配濾波器,然後下取樣。一般上取樣倍數與下取樣倍數相等。

基帶訊號經過上取樣、脈衝成型、匹配濾波、下取樣之後,又恢復出了原基帶訊號。

為了限制基帶訊號的頻寬,傳送端必須對基帶訊號哦進行濾波,這個濾波器恰恰使基帶訊號有了自己的波形狀,也使得有了碼間串擾。為了減少碼間串擾,使傳送端濾波器與接收端濾波器配合使用共同組成乙個公升余弦滾降低通濾波器。接收端的匹配濾波器順便設計成那種,可以在最佳取樣點進行取樣的濾波器。

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