通信原理与matlab仿真v3 第四章 BPSK调制解调器再再绪

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文章想要到完美境地就要历经各种修改和补充！本系列文章就是如此！历经八年还在增加内容！之前两篇绪论其实都是从理论方面开始给大家讲起，但是要能够在了解带通传输仿真之前，还要把滤波器和码间干扰概念都搞清楚。光看书肯定无法深入了解，初学者会停留在门外徘徊，于是本人才写出本文供大家入门学习。打磨了八年的系列文章可以让通信学子们快速入门！本文内容超过三千字，请读者们耐心看完，自然会帮助大家打牢基带传输的基础！！！

个中辛苦，唯有自知！

本文将带领大家观察收发端滤波器卷积的结果，以逐渐了解无码间干扰采点的位置！！！滤波器的传统作用是什么？到了通信领域怎么有了成形的概念？这就是通信领域的特殊性。

先来了解滤波器传统作用。当多个不同频率的信号混合在一起时，滤波器可以将它们分离出来。比如在一个包含多个正弦波信号（如 10Hz、100Hz、1000Hz）的混合信号中，使用带通滤波器可以只允许 100Hz 左右的信号通过，从而将 100Hz 的信号从混合信号中提纯出来。在电子设备中，滤波器用于抑制不需要的干扰信号。以收音机为例，周围环境中存在着各种各样的电磁信号，如手机信号、其他电台信号等。收音机内部的滤波器可以帮助选择特定频率的电台信号，同时抑制其他频率的干扰信号，使我们能够清晰地收听所选电台的节目。滤波器最基本的作用是从复杂的信号中分离出特定频率成分的信号。例如在音频处理中，我们可以使用低通滤波器来去除高频噪声。假设原始音频信号包含了人耳能听到的频率范围（20Hz - 20kHz），但同时夹杂了一些高频的电磁干扰信号（比如频率高于 20kHz）。通过低通滤波器，就可以让低于某个截止频率（比如 20kHz）的音频信号通过，而衰减或阻止高频干扰信号，从而提高音频质量。

再来了解滤波器在通信领域中的成形概念。在数字通信系统中，信号是以离散的数字形式传输的。例如，在二进制数字通信中，信息是通过 “0” 和 “1” 的序列来表示的。这些数字信号在传输前需要经过脉冲成形滤波器处理。这是因为数字信号在频域上具有较宽的频谱，如果直接传输会占用大量的带宽资源并且容易产生码间干扰。脉冲成形滤波器可以将数字信号的脉冲形状进行调整，使其频谱特性更加符合通信信道的要求。比如，在使用升余弦滤波器进行脉冲成形时，它可以使信号的频谱在截止频率处平滑地过渡到零，从而减少带外辐射，提高频谱利用率。同时，合适的脉冲成形可以控制信号的时间特性，使得在接收端能够更好地恢复原始数字信号，减少码间干扰。码间干扰是指在数字信号传输过程中，由于信道的时延扩展等因素，一个码元的波形扩散到其他码元的采样时刻，导致接收端判决错误的现象。

此时大家也许会有疑问？为何需要收发端各自有一个滤波器呢？听我慢慢分析！

如果只在接收端有滤波器呢？这样做的缺点是，我们无法在发送端控制频谱旁瓣。为了减少带外能量，频谱整形是必不可少的。当然如果是扩频信号，情况则稍有不同。因为这类信号会隐藏在噪声下面，所以整个收发端只要射频的滤波器即可，这是为了防止有干扰，和信道带限关系不大。

如果只在发送端有滤波器呢？此时频谱在发送端完全成形，那么在接收端的任何额外滤波都不会与传入的信号“匹配”，从而导致ISI。而且如果接收端没有滤波，除了不可避免的带内噪声外，相邻信道的噪声和带外的干扰也会进入接收端。这会降低信噪比，降低传输性能。因此，接收端滤波器应该尽可能紧凑地围绕发送端频谱，以最大限度地减少噪声和相邻信道干扰。但又会带来其他问题？如果接收端信号含有大频偏，那该如何处理呢？在这种情况下，就需要在接收端进行匹配滤波前消除频偏的影响。

如果将升余弦频谱的形成分成两部分，一部分放在发送端，用于控制频谱，另一部分放在接收端，用来滤除噪声和带外干扰，同时可以保证符号内有无码间干扰的点。一起通过仿真来强化这些概念吧！很多同学在学到基带传输的时候还不知道数字滤波器的知识，所以需要提前去补充学习。