第八講數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真

1、 實際的通信系統(tǒng)需要完成從信源到信宿的全部實際的通信系統(tǒng)需要完成從信源到信宿的全部 功能，如果對這個系統(tǒng)做任何改動都可能影響整個功能，如果對這個系統(tǒng)做任何改動都可能影響整個 系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。因此，在對原通信系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。因此，在對原通信系統(tǒng)進(jìn)行 修改時，需要進(jìn)行建模和仿真，通過仿真結(jié)果衡量修改時，需要進(jìn)行建模和仿真，通過仿真結(jié)果衡量 方案的可行性，在選擇合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置，方案的可行性，在選擇合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置， 應(yīng)用于實際系統(tǒng)中。應(yīng)用于實際系統(tǒng)中。 Communications Blockset（工具箱）：（工具箱）： 信源決定通信系統(tǒng)的信號類型，不同信源構(gòu)成不

2、信源決定通信系統(tǒng)的信號類型，不同信源構(gòu)成不 同的系統(tǒng)。同的系統(tǒng)。 信源的分類：信源的分類： v 根據(jù)信號的特點，可分為數(shù)字信號源和模擬信號源；根據(jù)信號的特點，可分為數(shù)字信號源和模擬信號源； 根據(jù)信號是否周期出現(xiàn)，信源信號可分為周期信號源和根據(jù)信號是否周期出現(xiàn)，信源信號可分為周期信號源和 非周期信號源。非周期信號源。 下面針對下面針對Matlab中的幾種主要的信源進(jìn)行討論。中的幾種主要的信源進(jìn)行討論。 8.2.1 鋸齒波信號鋸齒波信號 周期信號：周期信號：指每隔固定的時間間隔指每隔固定的時間間隔T，周而復(fù)始重現(xiàn)的信，周而復(fù)始重現(xiàn)的信 號，可表示為：號，可表示為：x（t）= x（t+nT）。）。

3、鋸齒波信號由鋸齒波信號由 Repeating Sequence（重復(fù)序列）模塊（重復(fù)序列）模塊產(chǎn)生。產(chǎn)生。 使用模塊的兩個參數(shù)使用模塊的兩個參數(shù)Time values和和Out values，可以得到任意的鋸齒波波形。，可以得到任意的鋸齒波波形。 鋸齒波信號產(chǎn)生的仿真框圖鋸齒波信號產(chǎn)生的仿真框圖 是連續(xù)時間是連續(xù)時間Source blocks，采樣周期為，采樣周期為0， 產(chǎn)生一個連續(xù)時間信號。產(chǎn)生一個連續(xù)時間信號。 鋸齒波信號的時域圖和頻域圖鋸齒波信號的時域圖和頻域圖 舉例說明舉例說明 8.2.2 方波信號方波信號 方波信號由方波信號由Signal Generator（信號發(fā)生器）產(chǎn)生，信（信

4、號發(fā)生器）產(chǎn)生，信 號發(fā)生器能產(chǎn)生三種不同的波形：正弦波、方波和鋸齒號發(fā)生器能產(chǎn)生三種不同的波形：正弦波、方波和鋸齒 波。波。 方波信號產(chǎn)生的仿真框圖方波信號產(chǎn)生的仿真框圖 與零階采樣保持電路與零階采樣保持電路 的采樣時間參數(shù)設(shè)定的采樣時間參數(shù)設(shè)定 相同。相同。 方波信號的時域圖和頻域圖方波信號的時域圖和頻域圖 舉例說明舉例說明 思考題：由信號發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波信號進(jìn)行仿真。思考題：由信號發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波信號進(jìn)行仿真。 8.2.3 脈沖信號脈沖信號 脈沖信號由脈沖信號由Bernoulli Binary Generator（伯努利二進(jìn)制（伯努利二進(jìn)制 發(fā)生器）產(chǎn)生。發(fā)生器）產(chǎn)生。 產(chǎn)生一個采樣周期

5、為產(chǎn)生一個采樣周期為 30的隨機(jī)方波信號。的隨機(jī)方波信號。 上升沿模塊提取方波上升沿模塊提取方波 信號的上升沿。信號的上升沿。 零階采樣保持電路的零階采樣保持電路的 采樣時間決定了輸出采樣時間決定了輸出 脈沖的脈寬。脈沖的脈寬。 對基于采樣的輸出信號，表示對基于采樣的輸出信號，表示 向量元素的周期；對于基于幀向量元素的周期；對于基于幀 的矩陣，表示的周期。的矩陣，表示的周期。 關(guān)系操作符模塊對它關(guān)系操作符模塊對它 的兩個輸入實現(xiàn)各種的兩個輸入實現(xiàn)各種 指定的比較。指定的比較。 存儲器模塊：將上一存儲器模塊：將上一 仿真時間步的輸入轉(zhuǎn)仿真時間步的輸入轉(zhuǎn) 換為當(dāng)前的輸出，等換為當(dāng)前的輸出，等 效于

6、對輸入信號進(jìn)行效于對輸入信號進(jìn)行 積分和采樣保持。積分和采樣保持。 輸出脈沖的脈寬為輸出脈沖的脈寬為15， 由采樣保持電路的取由采樣保持電路的取 樣時間決定。樣時間決定。 8.2.4 掃頻信號掃頻信號 由由Chirp Signal（掃頻信號）模塊（掃頻信號）模塊產(chǎn)生一個正弦信產(chǎn)生一個正弦信 號，其頻率隨著時間的變化而線性增長。號，其頻率隨著時間的變化而線性增長。 例：掃頻信號產(chǎn)生的仿真框圖例：掃頻信號產(chǎn)生的仿真框圖 初始頻率，默認(rèn)值為初始頻率，默認(rèn)值為0.1Hz。 目標(biāo)時間：信號頻率達(dá)到目標(biāo)時間：信號頻率達(dá)到 Frequency at target time的時間，的時間， 在次之后頻率會按同

7、樣的速率在次之后頻率會按同樣的速率 連續(xù)變化，默認(rèn)值連續(xù)變化，默認(rèn)值100。 在目標(biāo)時間時信號達(dá)到的頻率，在目標(biāo)時間時信號達(dá)到的頻率， 默認(rèn)值為默認(rèn)值為1。 這三個參數(shù)決定了模塊的輸出，可以是標(biāo)量或陣列，所有這三個參數(shù)決定了模塊的輸出，可以是標(biāo)量或陣列，所有 陣列參數(shù)必須有相同的維數(shù)。陣列參數(shù)必須有相同的維數(shù)。 掃頻信號的時域圖和頻域圖掃頻信號的時域圖和頻域圖 思考題：思考題： 掃頻信號仿真時，若設(shè)置信號源初始頻率掃頻信號仿真時，若設(shè)置信號源初始頻率0.1Hz， 目標(biāo)時間目標(biāo)時間100秒，目標(biāo)時間信號頻率為秒，目標(biāo)時間信號頻率為100Hz，仿真運，仿真運 行起始時間行起始時間0s，結(jié)束時間，結(jié)

8、束時間10s（100s），頻譜儀設(shè)置正），頻譜儀設(shè)置正 確，那么在實驗過程中，能觀測到的最高頻率是多少？確，那么在實驗過程中，能觀測到的最高頻率是多少？ 8.2.5 壓控振蕩器壓控振蕩器 壓控振蕩器（壓控振蕩器（VCO）：輸出信號的頻率隨輸入信）：輸出信號的頻率隨輸入信 號幅度的變化而變化的設(shè)備。號幅度的變化而變化的設(shè)備。 工作原理：工作原理： 0 ( )cos(22( ) t ccc y tAf tkud 可以看出：輸出信號可以看出：輸出信號y（t）的頻率取決于輸入信號電壓）的頻率取決于輸入信號電壓 u（t）的大小，因此稱為壓控振蕩器。）的大小，因此稱為壓控振蕩器。 影響影響VCO的參數(shù)還有

9、信號幅度的參數(shù)還有信號幅度Ac、中心振蕩頻率、中心振蕩頻率 fc、輸入信號靈敏度、輸入信號靈敏度kc、初始相位、初始相位。 （5.1） 對式對式5.1進(jìn)行變換，取輸出相角進(jìn)行變換，取輸出相角為為 0 22( ) ( ) t cc f tkud 對輸出信號的相角對輸出信號的相角微分，得到輸出信號角頻率微分，得到輸出信號角頻率和頻率和頻率 f分別為：分別為： 22( ) /2( ) cc cc fk u t ffk u t 可以看出：可以看出：VCO輸出信號的頻率輸出信號的頻率f與輸入信號幅度與輸入信號幅度u（t） 成正比。成正比。 因此，通過因此，通過改變輸入信號的幅度大小改變輸入信號的幅度大小

10、就可以準(zhǔn)確地就可以準(zhǔn)確地 控制輸出信號的頻率?？刂戚敵鲂盘柕念l率。 例：做一個壓控振蕩器的仿真。其中，例：做一個壓控振蕩器的仿真。其中，fc30kHz，kc 10kHz/V，u（t）0.2V，VCO的振蕩頻率為的振蕩頻率為32kHz。 輸出信號的幅度。輸出信號的幅度。 輸入信號為輸入信號為0時，振時，振 蕩器的輸入頻率。蕩器的輸入頻率。 輸入信號靈敏度：輸入信號靈敏度： 決定了輸入電壓與決定了輸入電壓與 輸出電壓信號頻率輸出電壓信號頻率 和振蕩頻率差的比和振蕩頻率差的比 例。例。 ( ) c c ff k u t 壓控振蕩器輸出信號的時域圖和頻域圖壓控振蕩器輸出信號的時域圖和頻域圖 U（t）0

11、.2Vf32kHz U（t）2Vf50kHz 如何將信源輸出的信息在接受端的信宿處精確或近如何將信源輸出的信息在接受端的信宿處精確或近 似地復(fù)制出來，是通信系統(tǒng)需要解決的根本問題。似地復(fù)制出來，是通信系統(tǒng)需要解決的根本問題。 什么是信源編碼？什么是信源編碼？ 信源編碼利用信源的統(tǒng)計特性，解除信源的相關(guān)信源編碼利用信源的統(tǒng)計特性，解除信源的相關(guān) 性，去掉信源的冗余信息，從而達(dá)到壓縮信源的信息率，性，去掉信源的冗余信息，從而達(dá)到壓縮信源的信息率， 提高通信系統(tǒng)的有效性。提高通信系統(tǒng)的有效性。 因此，信源編碼是產(chǎn)生信源有效數(shù)據(jù)的源頭。因此，信源編碼是產(chǎn)生信源有效數(shù)據(jù)的源頭。 對語音信號而言，在傳輸中

12、既可采用模擬調(diào)制，對語音信號而言，在傳輸中既可采用模擬調(diào)制， 也可采用數(shù)字調(diào)制。也可采用數(shù)字調(diào)制。 模擬調(diào)制：模擬調(diào)制：直接對語音信號進(jìn)行幅度或頻率調(diào)制，實直接對語音信號進(jìn)行幅度或頻率調(diào)制，實 現(xiàn)簡單?，F(xiàn)簡單。 數(shù)字調(diào)制：數(shù)字調(diào)制：語音信號先通過量化編碼器，把連續(xù)的語語音信號先通過量化編碼器，把連續(xù)的語 音信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)音信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進(jìn)行調(diào) 制。接受端通過相反的變換過程，由量化解碼器把數(shù)制。接受端通過相反的變換過程，由量化解碼器把數(shù) 字序列還原成語音信號。字序列還原成語音信號。 本節(jié)將通過仿真演示如何進(jìn)行信號的模本節(jié)將通過仿真演示如何進(jìn)行

13、信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)轉(zhuǎn)換。 8.3.1 取樣及取樣定律取樣及取樣定律 在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸模擬信號，首先進(jìn)行模在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸模擬信號，首先進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn) 換。換。 發(fā)送端先將模擬信號取樣，轉(zhuǎn)換為離散的取樣值，發(fā)送端先將模擬信號取樣，轉(zhuǎn)換為離散的取樣值， 再將取樣值量化為有限的量化值，并經(jīng)過編碼變換成數(shù)再將取樣值量化為有限的量化值，并經(jīng)過編碼變換成數(shù) 字信號，用數(shù)字通信方式傳輸。接收端把接收的數(shù)字信字信號，用數(shù)字通信方式傳輸。接收端把接收的數(shù)字信 號恢復(fù)成模擬信號。號恢復(fù)成模擬信號。 采樣頻率越高，量化級越多，越能表現(xiàn)信號的細(xì)采樣頻率越高，量化級越多，越能表現(xiàn)信號的細(xì) 節(jié)。節(jié)。 例例1：

14、模擬信號取樣轉(zhuǎn)換為離散樣值信號的仿真。將一：模擬信號取樣轉(zhuǎn)換為離散樣值信號的仿真。將一 個正弦信號轉(zhuǎn)換為離散信號。個正弦信號轉(zhuǎn)換為離散信號。 脈沖信號發(fā)脈沖信號發(fā) 生器產(chǎn)生采生器產(chǎn)生采 樣脈沖序列。樣脈沖序列。 取樣定律：取樣定律：對某一帶寬有限的時間連續(xù)信號進(jìn)行采樣，對某一帶寬有限的時間連續(xù)信號進(jìn)行采樣， 若采樣頻率達(dá)到兩倍以上的信號最高工作頻率，則根據(jù)若采樣頻率達(dá)到兩倍以上的信號最高工作頻率，則根據(jù) 這些抽樣值可以還原出原始信號。這些抽樣值可以還原出原始信號。 注意示波器采注意示波器采 樣時間的設(shè)置。樣時間的設(shè)置。 連續(xù)、離散正弦及脈沖信號波形的示波器顯示圖連續(xù)、離散正弦及脈沖信號波形的示

15、波器顯示圖 例例2：將一個連續(xù)鋸齒信號轉(zhuǎn)換為離散信號。：將一個連續(xù)鋸齒信號轉(zhuǎn)換為離散信號。 連續(xù)、離散鋸齒波及采樣脈沖信連續(xù)、離散鋸齒波及采樣脈沖信 號波形的示波器顯示圖號波形的示波器顯示圖 采樣后的鋸齒波信號是鋸齒波信號與采樣脈沖序列的采樣后的鋸齒波信號是鋸齒波信號與采樣脈沖序列的 乘積。乘積。 離散鋸齒信號波形的頻譜顯示圖離散鋸齒信號波形的頻譜顯示圖 采樣后的信號的頻譜是鋸齒波信號的頻譜與采樣脈沖采樣后的信號的頻譜是鋸齒波信號的頻譜與采樣脈沖 序列的頻譜（間隔為序列的頻譜（間隔為40Hz的序列譜線）的卷積。的序列譜線）的卷積。 結(jié)論：結(jié)論： 在各種不同信號的傅里葉分析中，周期性和離在各種不

16、同信號的傅里葉分析中，周期性和離 散性之間存在著一種對偶關(guān)系，即：散性之間存在著一種對偶關(guān)系，即：如果信號在如果信號在時時 域是周期域是周期的，則它在的，則它在頻域的頻譜就是離散頻域的頻譜就是離散的；的；反之，反之， 如果信號在如果信號在時域是離散時域是離散的，則它在的，則它在頻域的頻譜就是頻域的頻譜就是 周期周期的。的。 由于離散時間周期信號在時域中既具有周期性，由于離散時間周期信號在時域中既具有周期性， 又具有離散性，因此，它在頻域中的頻譜也具有離又具有離散性，因此，它在頻域中的頻譜也具有離 散性和周期性這兩個特性。散性和周期性這兩個特性。 8.3.2 量化及編碼量化及編碼 因此，為完成模

17、因此，為完成模/數(shù)，當(dāng)模擬信號進(jìn)行抽樣后，要數(shù)，當(dāng)模擬信號進(jìn)行抽樣后，要 進(jìn)行進(jìn)行量化量化。 模擬信號進(jìn)行抽樣后，其抽樣值還是隨信號幅度連模擬信號進(jìn)行抽樣后，其抽樣值還是隨信號幅度連 續(xù)變化的。當(dāng)其通過噪聲信道傳輸時，接收端不能準(zhǔn)確續(xù)變化的。當(dāng)其通過噪聲信道傳輸時，接收端不能準(zhǔn)確 地估值所發(fā)送的抽樣。若發(fā)送端用預(yù)先規(guī)定的有限個電地估值所發(fā)送的抽樣。若發(fā)送端用預(yù)先規(guī)定的有限個電 平來表示抽樣，且電平間隔比干擾噪聲大，則接收端可平來表示抽樣，且電平間隔比干擾噪聲大，則接收端可 準(zhǔn)確地估值所發(fā)送的抽樣。準(zhǔn)確地估值所發(fā)送的抽樣。 編碼：編碼：把信號的抽樣量化值轉(zhuǎn)換成代碼的過程，其相反把信號的抽樣量化值

18、轉(zhuǎn)換成代碼的過程，其相反 的過程稱為譯碼。的過程稱為譯碼。 量化：量化：把連續(xù)的信號樣值轉(zhuǎn)換成離散的由有限個電把連續(xù)的信號樣值轉(zhuǎn)換成離散的由有限個電 平組成的序列，或者說，就是將一個有連續(xù)幅度值平組成的序列，或者說，就是將一個有連續(xù)幅度值 的信號映射成幅度離散的信號的過程。的信號映射成幅度離散的信號的過程。 Matlab提供了量化編碼器，作用就采樣量化編碼產(chǎn)生提供了量化編碼器，作用就采樣量化編碼產(chǎn)生 抽樣量化后的輸出。量化解碼器作用與量化編碼器相反，抽樣量化后的輸出。量化解碼器作用與量化編碼器相反， 把量化后的信號還原為原始信號。把量化后的信號還原為原始信號。 例：模擬信號量化仿真。例：模擬信

19、號量化仿真。 采樣量化編碼器：采樣量化編碼器： 輸出端口輸出端口1：輸出（編碼后的）數(shù)：輸出（編碼后的）數(shù) 字信號字信號 輸出端口輸出端口2：輸出信號的量化電平：輸出信號的量化電平 輸出端口輸出端口3：輸出信號的量化誤差：輸出信號的量化誤差 輸入信號采樣值輸入信號采樣值 按按15級量化后的級量化后的 量化電平量化電平 量化誤差的均方量化誤差的均方 值值 量化后的數(shù)字信量化后的數(shù)字信 號號 整數(shù)數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為整數(shù)數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為 二進(jìn)制的編碼值二進(jìn)制的編碼值 量化解碼器量化解碼器 整數(shù)變二進(jìn)制數(shù)整數(shù)變二進(jìn)制數(shù) 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 量化間隔：是長度為量化間隔：是長度為n的實的實 向量，元素嚴(yán)格遞增的。向量

20、，元素嚴(yán)格遞增的。 量化碼本：長度為量化碼本：長度為n1，表，表 示每個量化區(qū)間得量化值。示每個量化區(qū)間得量化值。 輸入信號向量長度。輸入信號向量長度。 輸出的采樣時間。輸出的采樣時間。 量化碼本必須與輸入信號的量化碼本必須與輸入信號的 量化編碼器使用的碼本相同。量化編碼器使用的碼本相同。 是一個實數(shù)向量。是一個實數(shù)向量。 量化解碼器：量化解碼器：從一個被量化的信號恢復(fù)信息，將量化間從一個被量化的信號恢復(fù)信息，將量化間 隔轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的量化值。隔轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的量化值。 量化解碼器得輸出信號等于量化編碼器得第二個輸出端量化解碼器得輸出信號等于量化編碼器得第二個輸出端 口的輸出信號?？诘妮敵鲂盘枴?示

21、波器顯示仿真示波器顯示仿真 上：信源編碼前的正弦信號上：信源編碼前的正弦信號 下：信源編碼后的正弦信號下：信源編碼后的正弦信號 指令窗顯示指令窗顯示s s1 s2 s3 s4的部分結(jié)果的部分結(jié)果 輸入信號輸入信號 采樣值采樣值 15級量化級量化 電平電平 量化均方量化均方 誤差誤差 量化后數(shù)量化后數(shù) 字信號字信號 習(xí)題：習(xí)題： 使用量化編碼器使用量化編碼器Sampled Quantizer Encode模塊模塊 對一個實數(shù)向量進(jìn)行量化的仿真。對一個實數(shù)向量進(jìn)行量化的仿真。 上圖中：上圖中： Signal From Workspace模塊將實數(shù)序列設(shè)為模塊將實數(shù)序列設(shè)為2.4， 1，0.2，0，

22、0.2，1，1.2，1.9，2，2.9，3，3.5； Sampled Quantizer Encode模塊的參數(shù)設(shè)置為：模塊的參數(shù)設(shè)置為： 量化間隔：量化間隔：0，1，3； 量化碼本：量化碼本：1，0.5，2，3 問：編碼后的信號是什么？問：編碼后的信號是什么？ 解：解： X=2.4，1，0.2，0，0.2，1，1.2，1.9，2，2.9，3，3.5 V=0，1，3 C=1，0.5，2，3 計算得：計算得： y=0，0，0，0，1，1，2，2，2，2，2，3 編碼后得信號值為：編碼后得信號值為： X1=1，1，1，1，0.5，0.5，2，2，2，2，2，3 實數(shù)序列量化仿真波形圖實數(shù)序列量化仿

23、真波形圖 從信源產(chǎn)生的原始信號（基帶信號）具有頻率較低從信源產(chǎn)生的原始信號（基帶信號）具有頻率較低 的頻譜分量，在許多信道中不適宜傳輸，因次，在發(fā)送的頻譜分量，在許多信道中不適宜傳輸，因次，在發(fā)送 端要將基帶信號調(diào)制在載波上，在接收端進(jìn)行解調(diào)。端要將基帶信號調(diào)制在載波上，在接收端進(jìn)行解調(diào)。 什么是調(diào)制？什么是調(diào)制？ 調(diào)制：按調(diào)制信號（基帶信號）的變化規(guī)律去改變載調(diào)制：按調(diào)制信號（基帶信號）的變化規(guī)律去改變載 波某些參數(shù)的過程。波某些參數(shù)的過程。 調(diào)制的分類：調(diào)制的分類： 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 頻率調(diào)制頻率調(diào)制 相位調(diào)制相位調(diào)制 雙邊帶幅度調(diào)制雙邊帶幅度調(diào)制 單邊

24、帶調(diào)制單邊帶調(diào)制 雙邊帶抑制載波幅度調(diào)制雙邊帶抑制載波幅度調(diào)制 基帶調(diào)制基帶調(diào)制 頻帶調(diào)制頻帶調(diào)制 載頻信號的幅度、頻率、相位隨欲載頻信號的幅度、頻率、相位隨欲 傳輸?shù)哪M輸入信號的變化而相應(yīng)傳輸?shù)哪M輸入信號的變化而相應(yīng) 變化的調(diào)制方式。變化的調(diào)制方式。 8.4.1 AM幅度調(diào)制幅度調(diào)制 1、雙邊帶幅度調(diào)制（、雙邊帶幅度調(diào)制（DSB） DSB幅度調(diào)制的輸入信號是幅度調(diào)制的輸入信號是u（t），輸出信號是），輸出信號是y（t），）， 若若 u（t）u0cost，則則 0 ( )( ( )cos(2) ( )(cos()cos(2) cc cac a c y tu tUf t y tUmtf t

25、u m U （88） 其中，其中，是輸入信號偏移，是輸入信號偏移，f fc c是載波頻率，是載波頻率， 初始相位，初始相位，Uc載波幅度，載波幅度， m調(diào)制指數(shù)。調(diào)制指數(shù)。 1 1，傳輸載波，傳輸載波， 0 0，不傳輸載波。，不傳輸載波。 由（由（88）式得：）式得： ( )(1cos)cos ( )coscos()cos() 22 cc cccc y tUmtt mm y tUttt 從上式可看出，幅度調(diào)制結(jié)果含有：載頻從上式可看出，幅度調(diào)制結(jié)果含有：載頻c、上邊帶（上邊帶（ c ）、下邊帶（）、下邊帶（ c ） 載波載波 下邊帶下邊帶 上邊帶上邊帶 相對振幅相對振幅 cc-c + 正弦調(diào)制

26、得調(diào)幅波頻譜正弦調(diào)制得調(diào)幅波頻譜 例：雙邊帶幅度調(diào)制仿真。例：雙邊帶幅度調(diào)制仿真。 雙邊帶頻帶幅度調(diào)制器雙邊帶頻帶幅度調(diào)制器 雙邊帶幅度解調(diào)器，通過雙邊帶幅度解調(diào)器，通過 包絡(luò)檢測對信號進(jìn)行解調(diào)，包絡(luò)檢測對信號進(jìn)行解調(diào)， 再用低通濾波器濾除殘余再用低通濾波器濾除殘余 高頻成分。高頻成分。 雙邊帶通帶幅度調(diào)制模塊：雙邊帶通帶幅度調(diào)制模塊： 功能：功能：對輸入信號進(jìn)行雙邊對輸入信號進(jìn)行雙邊 帶幅度調(diào)制。帶幅度調(diào)制。 如果輸入為時間函數(shù)如果輸入為時間函數(shù)u(t)，那么輸出為：，那么輸出為： ( )cos(2) c u tkf t 式中：式中：k為模塊參數(shù)為模塊參數(shù)Input signal offse

27、t，fc為模塊參數(shù)為模塊參數(shù) Carrier frequency，為參數(shù)為參數(shù)Initial phase。 通常將通常將k的值設(shè)為輸入信號的值設(shè)為輸入信號u（t）負(fù)值部分最小值的絕）負(fù)值部分最小值的絕 對值。對值。 信源參數(shù)信源參數(shù) 輸入信號偏移。輸入信號偏移。 載波頻率。載波頻率。 載波的初始相位。載波的初始相位。 雙邊帶頻帶幅度調(diào)制雙邊帶頻帶幅度調(diào)制 模塊參數(shù)設(shè)置模塊參數(shù)設(shè)置 低通濾波器傳函的分子多項式，用一低通濾波器傳函的分子多項式，用一 個向量形式表示，按降冪的順序排列個向量形式表示，按降冪的順序排列 分子參數(shù)。分子參數(shù)。 與調(diào)制模塊中的參數(shù)與調(diào)制模塊中的參數(shù)Input signal

28、offset 含義相同。含義相同。 低通濾波器傳函的分母多項式，用一低通濾波器傳函的分母多項式，用一 個向量形式表示，按降冪的順序排列個向量形式表示，按降冪的順序排列 分母參數(shù)。對于分母參數(shù)。對于FIR濾波器，這項參濾波器，這項參 數(shù)設(shè)為數(shù)設(shè)為1。 輸出信號的采樣輸出信號的采樣 時間。時間。 輸入采樣時間的倒數(shù)是調(diào)輸入采樣時間的倒數(shù)是調(diào) 制載頻的制載頻的4倍。則載頻可位倍。則載頻可位 于頻譜儀顯示窗中心。于頻譜儀顯示窗中心。 解調(diào)波形解調(diào)波形 原始波形原始波形 調(diào)制波形調(diào)制波形 （載波幅度隨調(diào)制信（載波幅度隨調(diào)制信 號變化規(guī)律而變化）號變化規(guī)律而變化） DSB幅度調(diào)制后信號幅度調(diào)制后信號 的頻

29、譜圖的頻譜圖 （0.18-0.008、0.18、 0.180.008Hz） 例：雙邊帶抑制載波幅度調(diào)制仿真。例：雙邊帶抑制載波幅度調(diào)制仿真。 2、雙邊帶抑制載波幅度調(diào)制（、雙邊帶抑制載波幅度調(diào)制（VSB） 雙邊帶抑制載波幅度調(diào)制：雙邊帶抑制載波幅度調(diào)制： 為提高調(diào)制效率，在雙邊帶幅度調(diào)制的基礎(chǔ)上抑制載為提高調(diào)制效率，在雙邊帶幅度調(diào)制的基礎(chǔ)上抑制載 波分量，使總功率全部包含在雙邊帶中。波分量，使總功率全部包含在雙邊帶中。 輸入采樣時間的倒數(shù)是載輸入采樣時間的倒數(shù)是載 波頻率的波頻率的4倍。則載頻可位倍。則載頻可位 于頻譜儀顯示窗中心于頻譜儀顯示窗中心 載波頻率。載波頻率。 載波的初始相位。載波的

30、初始相位。 雙邊帶抑制載波幅度雙邊帶抑制載波幅度 調(diào)制后信號的頻譜圖調(diào)制后信號的頻譜圖 雙邊帶抑制載波幅度雙邊帶抑制載波幅度 調(diào)制后信號的時域圖調(diào)制后信號的時域圖 3、單邊帶幅度調(diào)制（、單邊帶幅度調(diào)制（SSB） SSB調(diào)制：調(diào)制： 雙邊帶抑制載波調(diào)制雖然抑制了載波，提高了雙邊帶抑制載波調(diào)制雖然抑制了載波，提高了 調(diào)制效率，但調(diào)制后的頻帶寬度仍是基帶信號帶寬調(diào)制效率，但調(diào)制后的頻帶寬度仍是基帶信號帶寬 的的2倍（倍（2）。上、下邊帶完全對稱，所攜帶信息）。上、下邊帶完全對稱，所攜帶信息 完全相同，因此，從信息傳輸角度看，只傳輸一個完全相同，因此，從信息傳輸角度看，只傳輸一個 邊帶就可以了。邊帶就

31、可以了。 SSB調(diào)制后的頻帶寬度只有調(diào)制后的頻帶寬度只有DSB調(diào)制信號的調(diào)制信號的 一半，所以具有更高的頻率利用率。一半，所以具有更高的頻率利用率。 例：單邊帶頻帶幅度調(diào)制的系統(tǒng)仿真。例：單邊帶頻帶幅度調(diào)制的系統(tǒng)仿真。 濾波器法濾波器法 雙邊帶頻帶幅度雙邊帶頻帶幅度 調(diào)制器模塊。調(diào)制器模塊。 模擬濾波器設(shè)計模擬濾波器設(shè)計 模塊。模塊。 模擬濾波器設(shè)計：模擬濾波器設(shè)計： 功能：功能：能設(shè)計并實現(xiàn)一個能設(shè)計并實現(xiàn)一個Butterworth、 Chebyshev type 1、Chebyshev type 2或或Elliptic 的低通、高通、帶通和帶阻濾波器。的低通、高通、帶通和帶阻濾波器。 通帶低端頻率通帶低端頻率： F c-F=1000-100Hz（下邊下邊 頻）頻） 模擬濾波器的階模擬濾波器的階 數(shù)。數(shù)。 通帶高端頻率：通帶高端頻率： F c+F=1000+100Hz（下（下邊邊 頻）頻） 輸入采樣時間的倒數(shù)是載輸入采樣時間的倒數(shù)是載 波頻率的波頻率的4倍。則載頻可位倍。則載頻可位 于頻譜儀顯示窗中心于頻譜儀顯示窗中心 單邊帶頻帶幅度調(diào)制單邊帶頻帶幅度調(diào)制 后信號的時域圖后信號的時域圖 單邊帶頻帶幅度調(diào)制單邊帶頻帶幅度調(diào)制 后信號的頻譜圖（含后信號的頻譜圖（含 載波