通信原理課程設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱： 通信原理課程設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí) ： 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 電子信息工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)題 目單邊帶調(diào)幅信號(hào)的仿真與分析課題性質(zhì)仿真 課題來(lái)源自擬課題指導(dǎo)教師同組姓名主要內(nèi)容 設(shè)定余弦信源，仿真其SSB調(diào)制信號(hào)，求調(diào)制信號(hào)的功率譜密度，畫出相干解調(diào)后的信號(hào)波形并分析其性能。 任務(wù)要求1掌握單邊帶調(diào)幅信號(hào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。2用MATLAB產(chǎn)生一個(gè)頻率為1Hz、功率為1的余弦信源，設(shè)載波頻率為10Hz。3用MATLAB畫出SSB調(diào)制信號(hào)、該信號(hào)的功率譜密度、相干解調(diào)后的信號(hào)波形。分析在AWGN信道下，

2、仿真系統(tǒng)的性能。參考文獻(xiàn)1、MATLAB通信仿真開發(fā)手冊(cè) 國(guó)防工業(yè)出版社 孫屹2、現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真MATLAB通信工具箱西安電子科技大學(xué)出版社 李建新3、現(xiàn)代通信原理 清華大學(xué)出版社 曹志剛著4、教學(xué)用“通信原理”教材審查意見指導(dǎo)教師簽字：教研室主任簽字： 2013年 9月 日1 需求分析設(shè)定余弦信源，仿真其SSB調(diào)制信號(hào)，用MATLAB仿真求調(diào)制信號(hào)的功率譜密度，畫出相干解調(diào)后的信號(hào)波形并分析其性能。這里設(shè)定載波頻率為10Hz，按要求對(duì)一個(gè)頻率為1Hz、功率為1的余弦信源用MATLAB畫出SSB調(diào)制信號(hào)、該信號(hào)的功率譜密度、相干解調(diào)后的信號(hào)波形并分析在AWGN信道下，仿真系統(tǒng)的性能。2

3、 概要設(shè)計(jì)單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生：雙邊帶調(diào)制信號(hào)頻譜中含有攜帶同一信息的上、下兩個(gè)邊帶。我們只需傳送一個(gè)邊帶信號(hào)就可以達(dá)到信息傳輸?shù)哪康?，以?jié)省傳輸帶寬、提高信道利用率，這就是單邊帶調(diào)制。產(chǎn)生SSB信號(hào)有移相法和濾波法等，本設(shè)計(jì)采用希爾伯特變換法，直接得出SSB信號(hào)可表示為：SSB(t)=m(t)*cos(Wc)t+m(t)*sin(Wc)t式中：m(t)是m（t）的所有頻率成分移相-/2的信號(hào)，稱為的希爾伯特信號(hào)。式中符號(hào)取”-”產(chǎn)生上邊帶，取“+”產(chǎn)生下邊帶。單邊帶信號(hào)的解調(diào)：采用相干解調(diào)法,解調(diào)與調(diào)制的實(shí)質(zhì)一樣，均是頻譜搬移。解調(diào)是調(diào)制的反過(guò)程，即把在載波位置的已調(diào)信號(hào)的譜搬回到原始基帶位置，

4、因此同樣用相乘器與載波相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)。3 運(yùn)行環(huán)境裝有MATLAB的windowsPC機(jī)一臺(tái)4 開發(fā)工具和編程語(yǔ)言MATLAB軟件，MATLAB編程語(yǔ)言5 詳細(xì)設(shè)計(jì)設(shè)置參數(shù)：t0=1;ts=0.001;fc=10; fs=1/ts;t=-t0+0.0001:ts:t0;定義未調(diào)制信號(hào)，載波，上下邊帶信號(hào)u，vm=sqrt(2)*cos(2*pi*t); 信號(hào)源功率為1，頻率為1HZ c=cos(2*pi*fc.*t); 載波頻率為10HZ b=sin(2*pi*fc.*t); 上下邊帶解調(diào)信號(hào)通過(guò)低通濾波器得到低頻的未調(diào)制信號(hào) v0=m.*c+imag(hilbert(m).*b; %下邊帶調(diào)制u

5、0=m.*c-imag(hilbert(m).*b; %上邊帶調(diào)制v=awgn(v0,30); %加噪聲u=awgn(u0,30); %加噪聲jit=v.*c; jit1=u.*c; ht=(2*pi*fc.*sin(2*pi*fc.*t)./(2*pi*fc.*t)./pi; 時(shí)域低通濾波器 jt=conv(ht,jit); 濾去高頻成分的下邊帶信號(hào) ll=length(jt);l=-ll/2*ts:ts:(ll/2*ts-ts);jt1=conv(ht,jit1); 濾去高頻成分的上邊帶信號(hào)畫出上下邊帶已調(diào)信號(hào)波形figure(2);subplot(2,1,1)plot(t,u(1:len

6、gth(t);axis(-0.2,0.2,-1.5,1.5); xlabel(時(shí)間);title(下邊帶已調(diào)信號(hào)) ; subplot(2,1,2);plot(t,v(1:length(t);axis(-0.2,0.2,-1.5,1.5); xlabel(時(shí)間 );title(上邊帶已調(diào)信號(hào) ); 畫出上下邊帶解調(diào)信號(hào)波形figure(3)subplot(2,1,1);plot(l,jt,r);axis(-1,1,-1000,1000)xlabel(時(shí)間 );title(下邊帶已調(diào)信號(hào)); subplot(2,1,2);plot(l1,jt1);axis(-1,1,-1000,1000)xla

7、bel(時(shí)間);title(上邊帶已調(diào)信號(hào)); 畫出上下邊帶已調(diào)信號(hào)功率譜密度f(wàn)igure(4)V=fftshift(fft(v);對(duì)下邊帶信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，并與頻率對(duì)應(yīng)V0=abs(V); 取傅里葉系數(shù)絕對(duì)值V1=V0.2; 傅里葉系數(shù)絕對(duì)值平方，即在某一頻率處功率df=0.5; 頻率間隔L=length(V);f=-L/2*df:df:L/2*df-df;subplot(2,1,1);plot(f,V1);axis(-100,100,0,3000000)title(下邊帶功率譜); xlabel(f/HZ);ylabel(V1); U=fftshift(fft(u);同上邊帶一樣進(jìn)行傅里

8、葉變換U0=abs(U); 取傅里葉系數(shù)絕對(duì)值U1=U0.2; 傅里葉系數(shù)絕對(duì)值平方，即在某一頻率處功率df=0.5;L=length(U);f=-L/2*df:df:L/2*df-df;subplot(2,1,2);plot(f,U1);axis(-100,100,0,3000000)title(上邊帶功率譜 ); xlabel(f/HZ);ylabel(U1);6 調(diào)試分析首先，在設(shè)置載波時(shí)間軸時(shí)跨度可以大點(diǎn)，設(shè)置信號(hào)時(shí)間軸時(shí)跨度小點(diǎn)，這樣得到圖形看上去更直觀。在產(chǎn)生單邊帶調(diào)制信號(hào)時(shí)也可用濾波法，移相法，但希爾伯特變換法方便，直接得出上下單邊帶調(diào)制信號(hào)時(shí)域表達(dá)式。采用U=fftshift(

9、fft(u)可以使功率譜圖像關(guān)于零頻率對(duì)稱，這與fft（u）相比，便與分析。7 測(cè)試結(jié)果 用MATLAB產(chǎn)生一個(gè)頻率為1Hz、功率為1的余弦信源，載波頻率為10Hz運(yùn)行結(jié)果圖 性能分析：調(diào)制過(guò)程就是將信號(hào)的頻譜進(jìn)行搬移，將其搬運(yùn)到載波附近的頻率點(diǎn)。圖4是分別對(duì)應(yīng)上、下邊帶信號(hào)的功率譜?？梢郧逦乜闯?，頻域信號(hào)已經(jīng)被搬移到載波的附近。從圖4功率普密度圖中看到，已調(diào)信號(hào)的功率主要集中在10Hz附近，主要是因?yàn)樾盘?hào)頻率已經(jīng)被搬運(yùn)到載波附件的原因。經(jīng)過(guò)濾波器后，如圖3信號(hào)的大致形狀已經(jīng)被恢復(fù)，但由于調(diào)制和解調(diào)的過(guò)程中信號(hào)產(chǎn)生了相移，所以與未調(diào)信號(hào)相比，相位發(fā)送了較大的變化。參考文獻(xiàn)1 通信原理（第六版） 樊昌信,曹麗娜 國(guó)防工業(yè)出版社。2 吳大正.信號(hào)與線性系統(tǒng)分析（第4版）.高等教育出版社，2005。3 李建新，現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真MATLAB通信工具箱西安電子科技大學(xué)出版社。4 現(xiàn)代通信原理 清華大學(xué)出版社 曹志剛著。5 MATLAB通信仿真開發(fā)手冊(cè) 國(guó)防工業(yè)出版社 孫屹。心得體會(huì)通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我得到了很大的收獲，通過(guò)對(duì)程序的設(shè)計(jì)，我不僅溫故加深學(xué)過(guò)的課本知識(shí)，還進(jìn)一步熟悉了MATLAB開發(fā)環(huán)境，對(duì)MATLAB的一些基本操作和應(yīng)用有了更深入的了解，如有要求的正弦信號(hào)的產(chǎn)生，基本圖形的繪制和各種的函數(shù)的使用等及一些細(xì)節(jié)方面。同時(shí)，