通訊原理課設(shè)

1、 學(xué)生課程設(shè)計報告課程名稱 專業(yè)班級 姓 名 學(xué) 號 學(xué)年學(xué)期 陜西科技大學(xué)電信學(xué)院2016年05月06日目 錄1課程設(shè)計目的12課程設(shè)計題目描述和要求23課程設(shè)計報告內(nèi)容33.1模擬調(diào)制系統(tǒng)原理33.1.1 AM調(diào)制解調(diào)原理43.1.2 DSB調(diào)制解調(diào)原理53.1.3 SSB調(diào)制解調(diào)原理73.2數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)原理83.2.1 ASK的調(diào)制解調(diào)原理94 仿真結(jié)果及源程序114.1 AM調(diào)制解調(diào)的仿真及程序114.1.1 AM調(diào)制解調(diào)的仿真114.1.2 AM調(diào)制解調(diào)的matlab程序154.2 DSB調(diào)制解調(diào)的仿真及程序164.2.1 DSB調(diào)制解調(diào)的仿真164.2.2 DSB調(diào)制解調(diào)的matl

2、ab程序184.3 SSB調(diào)制解調(diào)的仿真及程序214.3.1 SSB調(diào)制解調(diào)的仿真214.3.2 SSB調(diào)制解調(diào)的matlab程序244.4 2ASK調(diào)制解調(diào)的仿真及程序274.4.1 2ASK調(diào)制解調(diào)的仿真274.4.2 2ASK調(diào)制解調(diào)的matlab程序285結(jié)論306結(jié)束語31參考書目321通信原理課程設(shè)計1課程設(shè)計目的通信原理課程設(shè)計是重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通信原理是一門重要的專業(yè)課，是后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。在進行專業(yè)基礎(chǔ)課和通信原理課程教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過通信原理課程設(shè)計，有助于加深對通信系統(tǒng)原理及組成的理解使我們得對到仿真設(shè)計方法的初步訓(xùn)練，逐步樹立正確的設(shè)計觀點和思路，增強對通信系統(tǒng)構(gòu)建

3、的設(shè)計能力、對系統(tǒng)的綜合評價能力和創(chuàng)新能力，的同時為其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計（論文）工作奠定良好的基礎(chǔ)。通信原理課程理論性強，將仿真軟件運用到該課程的課程設(shè)計中，可將復(fù)雜的理論分析和計算過程交付計算機，并將結(jié)果以圖形展示，如各種信號時域波形、頻譜等，同時利用仿真環(huán)境中豐富的功能模塊搭建各類數(shù)字或模擬通信系統(tǒng)，并通過改變某些參數(shù)來觀察其系統(tǒng)性能如信噪比、誤碼率的變化，加深學(xué)生在進行通信系統(tǒng)設(shè)計時對系統(tǒng)性能指標(biāo)要求的理解，通過面向系統(tǒng)概念的實驗環(huán)境，避免我們將過多的精力放在電路調(diào)試上，從而可以在今后從系統(tǒng)設(shè)計時可從系統(tǒng)整體性能指標(biāo)出發(fā)設(shè)計實際的系統(tǒng)。2課程設(shè)計題目描述和要求2.1 AM調(diào)制與解

4、調(diào)要求給出調(diào)制信號、載波、已調(diào)信號的時域、頻域（功率譜），結(jié)果對比AM出現(xiàn)過調(diào)制的情形，與DSB-SC和SSB進行比較，給出比較分析結(jié)果；采用相干解調(diào)分析解調(diào)后的信號，制度增益的大小，采用包絡(luò)檢波，分析包絡(luò)檢波的抗噪聲性能和門限值的關(guān)系。2.2 DSB-SC調(diào)制與解調(diào)要求給出調(diào)制信號、載波、已調(diào)信號的時域、頻域（功率譜）結(jié)果，與AM和SSB進行比較，給出比較分析結(jié)果；采用相干解調(diào)分析解調(diào)后的信號，制度增益的大小。2.3 SSB調(diào)制與解調(diào)利用相移法形成SSB信號或濾波法，要求給出調(diào)制信號、載波、已調(diào)信號的時域、頻域結(jié)果，與AM和DSB-SC進行比較，給出比較分析結(jié)果；采用相干解調(diào)分析解調(diào)后的信號

5、，并制度增益的大小。2.4 2ASK信號的產(chǎn)生與解調(diào)要求給出調(diào)制信號、載波、已調(diào)信號的時域、頻域結(jié)果，解調(diào)關(guān)鍵點波形和最終解調(diào)波形。3課程設(shè)計報告內(nèi)容調(diào)制在通信系統(tǒng)中具有重要的作用。通過調(diào)制，不僅可以進行頻譜搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸或便于信道多路復(fù)用的已調(diào)信號，而且它對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸可靠性有著很大的影響。調(diào)制方式往往決定了一個通信系統(tǒng)的性能。調(diào)制技術(shù)是指把基帶信號變換成傳輸信號的技術(shù)?；鶐盘柺窃嫉碾娦盘?，一般是指基本的信號波形，在數(shù)字通信中則指相應(yīng)的電脈沖。在無線遙測遙控系統(tǒng)和無線電技術(shù)中調(diào)制就是用基帶信號控制高頻載波的參數(shù)（振

6、幅、頻率和相位），使這些參數(shù)隨基帶信號變化。用來控制高頻載波參數(shù)的基帶信號稱為調(diào)制信號。未調(diào)制的高頻電振蕩稱為載波（可以是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脈沖序列等）。被調(diào)制信號調(diào)制過的高頻電振蕩稱為已調(diào)波或已調(diào)信號。已調(diào)信號通過信道傳送到接收端，在接收端經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)成原始基帶信號。3.1模擬調(diào)制系統(tǒng)原理模擬調(diào)制系統(tǒng)可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制，本課程設(shè)計只研究線性調(diào)制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。線性調(diào)制系統(tǒng)中，常用的方法有AM調(diào)制，DSB調(diào)制、SSB調(diào)制等。線性調(diào)制的一般原理：載波：調(diào)制信號： 式中基帶信號。線性調(diào)制器一般模型如圖：圖3-1 線性調(diào)制系統(tǒng)的一般模型在該模型中，適當(dāng)選擇帶通濾波器的沖擊響

7、應(yīng)，便可以得到各種線性調(diào)制信號。線性解調(diào)器的一般模型如下：圖3-2 線性解調(diào)系統(tǒng)的一般模型3.1.1 AM調(diào)制解調(diào)原理（1）AM調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅就是常規(guī)雙邊帶調(diào)制，簡稱調(diào)幅(AM)。假設(shè)調(diào)制信號的平均值為0，將其疊加一個直流分量后載波相乘(圖3-3)，即可形成調(diào)幅信號。 式中： AM調(diào)制模型如下：圖3-3 AM調(diào)制器的模型時域表達式為： （3-1）為外加的直流分量；可以是確知信號，也可以是隨機信號。對應(yīng)的頻域表達式為： （3-2）（2）AM解調(diào)解調(diào)是調(diào)制的逆過程，其作用是從接收的已調(diào)信號中恢復(fù)原基帶信號（調(diào)制信號）。調(diào)制的方法有兩類：相干解調(diào)和非相干解調(diào)。在此只介紹相干解調(diào)。相干解調(diào)也叫同步檢波。

8、解調(diào)與調(diào)制的實質(zhì)一樣，均是頻譜搬移。解調(diào)是把在載頻位置的已調(diào)信號的譜搬回原始基帶位置。相干解調(diào)的一般模型如圖：圖3-4 AM解調(diào)器的模型相干解調(diào)時，為了無失真的恢復(fù)原始基帶信號，接收端必須提供一個與接收的已調(diào)載波嚴格同步的相干波，它與接受的已調(diào)信號相乘后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號。公式推導(dǎo)如下：送入解調(diào)器的AM的表達為（3-3） 與同頻同相的相干載波相乘后得 （3-4）經(jīng)歷低通濾波器濾除高頻信號后得 （3-5） 再經(jīng)過隔直流電容后 （3-6）3.1.2 DSB調(diào)制解調(diào)原理（1）DSB調(diào)制在AM信號中，載波分量并不攜帶信息，信息完全由邊帶傳送。如果將載波抑制，只需在將

9、直流去掉，即可輸出抑制載波雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號（DSB）。圖3-5 DSB調(diào)制器的模型其中，設(shè)正弦載波為 （3-7）式中，為載波幅度；為載波角頻率；為初始相位（假定為0）。調(diào)制過程是一個頻譜搬移的過程，它是將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。而解調(diào)是將位于載頻的信號頻譜再搬回來，并且不失真地恢復(fù)出原始基帶信號。假定調(diào)制信號的平均值為0，與載波相乘，即可形成DSB信號，其時域表達式為 （3-8）式中，的平均值為0。DSB的頻譜為 （3-9）DSB信號需采用相干解調(diào)(同步檢波)。在調(diào)制信號的過零點處，高頻載波相位有180°的突變。（2） DSB解調(diào)雙邊帶解調(diào)通常采用相干解調(diào)的方式，所謂

10、相干解調(diào)是為了從接收的已調(diào)信號中，不失真地恢復(fù)原調(diào)制信號，要求本地載波和接收信號的載波保證同頻同相。，它使用一個同步解調(diào)器，即由相乘器和低通濾波器組成。在解調(diào)過程中，輸入信號和噪聲可以分別單獨解調(diào)。相干解調(diào)的原理框圖如圖3-6所示： 圖3-6 DSB相干解調(diào)器的模型公式分析如下：輸入為DSB信號 （3-10）乘法器輸出為 （3-11）通過低通濾波器后 （3-12）令0時，解調(diào)輸出信號為 （3-13）3.1.3 SSB調(diào)制解調(diào)原理（1）SSB調(diào)制雙邊帶調(diào)制信號頻譜中含有攜帶同一信息的上、下兩個邊帶。因此，我們只需傳送一個邊帶信號就可以達到信息傳輸?shù)哪康?，以?jié)省傳輸帶寬、提高信道利用率。產(chǎn)生SSB

11、信號有移相法和濾波法。本設(shè)計采用濾波法，即，將已產(chǎn)生的雙邊帶信號通過一個帶通濾波器，根據(jù)該濾波器傳遞函數(shù)的不同，可分別得到下邊帶信號和上邊帶信號。SSB信號時域表達式為： （3-14）式中：是m（t）的所有頻率成分移相的-/2信號，稱為的希爾伯特信號。式中符號取“-”產(chǎn)生上邊帶，取“+”產(chǎn)生下邊帶。 圖3-7 SSB調(diào)制器的模型SSB的頻域表達式：為 （3-15）（2）SSB解調(diào)在單邊帶信號的解調(diào)中，只需要對上、下邊帶的其中一個邊帶信號進行解調(diào)，就能夠恢復(fù)原始信號。這是因為雙邊帶調(diào)制中上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們所攜帶的信息相同，完全可以用一個邊帶來傳輸全部消息。單邊帶解調(diào)通常采用相干解調(diào)

12、的方式，它使用一個同步解調(diào)器，即由相乘器和低通濾波器組成。在解調(diào)過程中，輸入信號和噪聲可以分別單獨解調(diào)。相干解調(diào)的原理框圖如下圖所示：圖3-8 SSB相干解調(diào)原理框圖此圖表示單邊帶信號首先乘以一個同頻同相的載波，再經(jīng)過低通濾波器即可還原信號。單邊帶信號的時域表達式為 （3-16）表示基帶信號，其中取“-”時為上邊帶，取“+”時為下邊帶。乘上同頻同相載波后得 （3-17）表示的希爾伯特變換，經(jīng)低通濾波器可濾除2的分量，所得解調(diào)輸出為 （3-18）由此便可得到無失真的調(diào)制信號。3.2數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)原理數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸。為了使數(shù)字信號在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號對載波進

13、行調(diào)制，以使信號與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。在接收端通過調(diào)制器把帶通信號還原成數(shù)字基帶信號的過程稱為數(shù)字解調(diào)。數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制，即把數(shù)字調(diào)制看成是模擬調(diào)制的一個特例，把數(shù)字基帶信號當(dāng)做模擬信號的特殊情況處理；利用數(shù)字信號的離散取值特點通過開關(guān)鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。這種方法通常稱為鍵控法。對載波的幅度進行鍵控得到振幅鍵控信號，本課程設(shè)計只研究振幅鍵控。3.2.1 ASK的調(diào)制解調(diào)原理振幅鍵控是利用載波的幅度變化來傳遞數(shù)字信息，而頻率和初始相位保持不變。（1） 2ASK的調(diào)制幅移

14、鍵控（ASK）相當(dāng)于模擬信號中的調(diào)幅，只不過與載頻信號相乘的是二進數(shù)碼而已。幅移就是把頻率、相位作為常量，而把振幅作為變量，信息比特是通過載波的幅度來傳遞的。由于調(diào)制信號只有0或1兩個電平，相乘的結(jié)果相當(dāng)于將載頻或者關(guān)斷，或者接通，它的實際意義是當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號"1時，傳輸載波；當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號為"0"時，不傳輸載波。 圖3-9 2ASK信號調(diào)制波形由圖可以看出2ASK信號的時間波形e2ASK（t）隨二進制基帶信號s（t）通斷變化。所以又被稱為通斷鍵控信號。2ASK調(diào)制有兩種方法：模擬調(diào)制法和鍵控法。(a)模擬調(diào)制法使用乘法器實現(xiàn)圖3-10 2ASK模擬調(diào)制流程圖

15、(b)鍵控法使用開關(guān)電路實現(xiàn)圖3-11 2ASK鍵控調(diào)制流程圖因此，也稱OOK信號開關(guān)K的動作由S(t)決定，當(dāng) （3-19）其時域表達式為：S2ASk=m(t)*cos(2*pi*f*t) （3-20）其中m(t)為數(shù)字信號，后者為載波。(2) 2ASK的解調(diào) 2ASK有兩種基本解調(diào)方法：相干解調(diào)法（同步檢測法）和非相干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法）。相干解調(diào)需要將載頻位置的已調(diào)信號頻譜重新搬回原始基帶位置，因此用相乘器與載波相乘來實現(xiàn)。為確保無失真還原信號，必須在接收端提供一個與調(diào)制載波嚴格同步的本地載波，這是整個解調(diào)過程能否順利完好進行的關(guān)鍵。在此課設(shè)中我們采用相干解調(diào)法。(1) 相干解調(diào)圖3-1

16、2 2ASK相干解調(diào)器的模型（2）非相干解調(diào)圖3-13 2ASK非相干解調(diào)器的模型其時域表達式為： DS2ask=s(t)*cos(2*pi*f*t) =0.5*m(t)+0.5*m(t)*cos(2*wc*t) （3-21）4 仿真結(jié)果及源程序4.1 AM調(diào)制解調(diào)的仿真及程序4.1.1 AM調(diào)制解調(diào)的仿真圖4-1 AM發(fā)送信號是域波形圖中橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別對應(yīng)表示時間和信號幅值。從圖中可以明顯看出發(fā)送信號為三角波信號。圖4-2 發(fā)送信號的頻譜圖中橫坐標(biāo)表示頻率，縱坐標(biāo)表示頻譜幅值。從圖中可以看出信號頻譜主要集中在低頻段，而且信號帶寬較窄，大約在150Hz。圖4-3 載波信號時域波形圖中橫坐標(biāo)

17、表示載波持續(xù)時間，橫坐標(biāo)表示載波幅度。從圖中可知本次調(diào)制使用的載波是幅度為1，周期為，頻率為500Hz的余弦波。圖4-3 載波信號頻譜圖中橫坐標(biāo)表示頻率，縱坐標(biāo)表示信號頻譜幅值。從圖中可以明顯看出載波頻譜的中心頻率分別為+500Hz，-500Hz。圖4-4 AM信號波形(SNR=19.72dB)圖中橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別對應(yīng)表示時間和信號幅值。從圖中可知，已調(diào)制信號的外包絡(luò)仍然保持著跟調(diào)制信號相同的包絡(luò)特性。圖4-5 AM信號頻譜波形（SNR=19.72dB）頻譜圖中橫坐標(biāo)表示頻率，縱坐標(biāo)表示頻譜幅值。從圖中可知：原發(fā)射信號經(jīng)過調(diào)制后，頻譜明顯從原來的低頻部分搬移到載波頻率對應(yīng)的高頻部分。但由于已

18、調(diào)制信號中直流分量的作用，調(diào)制后信號頻譜的幅值相比原調(diào)制信號頻譜幅值并沒有完全減半。圖4-6 經(jīng)過相干解調(diào)后的時域信號波形圖中橫坐標(biāo)為時間軸，縱坐標(biāo)表示信號幅值。從上述圖中可知：AM信號完整的輸入波形轉(zhuǎn)化為單一極性輸出，同時信號的頻率增加。圖4-7相干解調(diào)頻譜圖中橫坐標(biāo)表示頻率變化范圍，縱坐標(biāo)表示頻譜幅值。由上圖對比圖9可知，乘以本地載波后的信號頻譜將AM信號頻譜又重新的搬移，而在高頻段仍然保留頻譜分量。4.1.2 AM調(diào)制解調(diào)的matlab程序ts=1.e-4;t=-0.04:ts:0.04 ;fc=500;sigma=0.3 ;% 生成調(diào)制信號m_sig=tripuls(t+0.01,0.

19、02)-tripuls(t-0.01,0.02)；%調(diào)整信號m_sig由兩個三角脈沖波形左右平移后疊加生成。% 調(diào)制過程s_am=(1+m_sig).*cos(2*pi*fc*t)+sigma*randn(size(t)；%AM信號由調(diào)制信號m_sig疊加直流分量后乘以載波并混以噪聲形成。cos(2*pi*fc*t)；% 載波信號，fc為載波頻率。randn(size(t);%代表服從正態(tài)分布的噪聲。% 產(chǎn)生本地接收載波s_carr=cos(2*pi*fc*t)；% 同步解調(diào)s_dem=s_am.*s_carr；% 定義lfft變量Lfft=length(t)；%取時間區(qū)間的長度并賦值給Lff

20、t。Lfft=2ceil(log2(Lfft)+1)；%將Lfft重新轉(zhuǎn)化成為更大的偶數(shù)Lfft。ceil；%向正無窮大的方向取整% 繪制解調(diào)后信號頻譜S_dem=fftshift(fft(s_dem,Lfft)/(length(t);% 生成低通濾波器h=fir1(60,B_m*ts)；%設(shè)計低通濾波器頻域相應(yīng)，其中濾波器階數(shù)60,截至頻率75Hz。% 低通濾波s_rec=filter(h,1,s_dem)；%理想低通濾波器filter濾除s_dem中的高頻分量得恢復(fù)信號s_rec。% 繪制恢復(fù)信號頻譜S_rec=fftshift(fft(s_rec,Lfft)/(length(t)；4.2

21、 DSB調(diào)制解調(diào)的仿真及程序4.2.1 DSB調(diào)制解調(diào)的仿真圖4-8 DSB調(diào)制信號、已調(diào)信號的波形、頻譜圖4-9 DSB解調(diào)信號的波形、頻譜圖4-10 DSB輸入輸出信噪比關(guān)系由上圖，通過MATLAB對DSB調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)的模擬仿真，觀察各波形和頻譜，在波形上，已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律呈正比地變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移，若調(diào)制信號頻率為，載波頻率c，調(diào)制后信號頻率搬移至±c處。DSB信號的包絡(luò)與調(diào)制信號的波形的變化規(guī)律完全相符。因而不能直接采用包絡(luò)檢波恢復(fù)原始信號，只能采用同步解調(diào)。DSB信號的頻譜是基帶信號的線性搬移，由上下兩個邊帶分量

22、構(gòu)成，上下兩個邊帶分量包含相同的有用信息且關(guān)于載頻左右對稱，DSB信號的帶寬是基帶信號最高截止頻率的兩倍。通過在已調(diào)信號中加入高斯白噪聲，通過解調(diào)器解調(diào)，根據(jù)對輸入輸出信噪比關(guān)系曲線繪制觀察，在理想情況下，輸出信噪比為輸入信噪比的二倍，即DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍；這是因為采用相干解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量被消除的緣故。因此，不同的調(diào)制信號對系統(tǒng)性能有一定的影響。4.2.2 DSB調(diào)制解調(diào)的matlab程序Fs=100000; %抽樣頻率 Fc=30000; %載波頻率N=1000; %FFT長度 n=0:N-1; t=n/Fs; %截止時間和步長 x= sin(2*pi*300

23、*t); %基帶調(diào)制信號 y=modulate(x,Fc,Fs,'am'); %抑制雙邊帶振幅調(diào)制 yn=awgn(y,4); %加入高斯白噪聲 yn1=awgn(y,10); yn2=awgn(y,15); yn3=awgn(y,20); yn4=awgn(y,25);y1=demod(y,Fc,Fs,'am'); %無噪聲已調(diào)信號解調(diào) yyn=demod(yn,30000,Fs,'am'); %加噪聲已調(diào)信號解調(diào)yyn1=demod(yn1,30000,Fs,'am');yyn2=demod(yn2,30000,Fs,'

24、;am');yyn3=demod(yn3,30000,Fs,'am');yyn4=demod(yn4,30000,Fs,'am'); dy1=yn-y; %高斯白噪聲 snr1=var(y)/var(dy1); %輸入信噪比 dy2=yyn-y1; %解調(diào)后噪聲 snr2=var(y1)/var(dy2); %輸出信噪比 dy11=yn1-y; snr11=var(y)/var(dy11); dy21=yyn1-y1; snr21=var(y1)/var(dy21); dy12=yn2-y; snr12=var(y)/var(dy12); dy22=yy

25、n2-y1; snr22=var(y1)/var(dy22); dy13=yn3-y; snr13=var(y)/var(dy13); dy23=yyn3-y1; snr23=var(y1)/var(dy23); dy14=yn4-y; snr14=var(y)/var(dy14); dy24=yyn4-y1; snr24=var(y1)/var(dy24); in=snr1,snr11,snr12,snr13,snr14; out=snr2,snr21,snr22,snr23,snr24; ff1=fft(x,N); %傅里葉變換mag1=abs(ff1); %取模 f1=(0:length

26、(ff1)-1)'*Fs/length(ff1); %頻率轉(zhuǎn)換 ff2=fft(y,N); mag2=abs(ff2); f2=(0:length(ff2)-1)'*Fs/length(ff2); ff3=fft(y1,N); mag3=abs(ff3);f3=(0:length(ff3)-1)'*Fs/length(ff3); figure(1); subplot(221) %繪制曲線 plot(t,x) xlabel('調(diào)制信號波形')subplot(222) plot(f1,mag1)axis(0 1000 0 1000) xlabel('

27、調(diào)制信號頻譜') subplot(223) plot(t,y) xlabel('已調(diào)信號波形') subplot(224) plot(f2,mag2) axis(0 40000 0 500) xlabel('已調(diào)信號頻譜') figure(2); subplot(311) plot(t,yyn) xlabel('加噪聲解調(diào)信號波形') subplot(313)plot(f3,mag3) axis(0 1000 0 600)xlabel('解調(diào)信號頻譜') subplot(312) plot(t,y1) xlabel(

28、9;無噪聲解調(diào)信號波形')figure(3);plot(in,out,'*') hold onplot(in,out)xlabel('輸入信噪比')ylabel('輸出信噪比')4.3 SSB調(diào)制解調(diào)的仿真及程序4.3.1 SSB調(diào)制解調(diào)的仿真圖4-11 SSB的未調(diào)信號及其頻譜圖4-12 SSB載波信號圖4-13 SSB已調(diào)信號及其頻譜DSB信號是上下兩個邊帶對稱且以正弦信號為包絡(luò)的不等值正弦信號組成的波形，經(jīng)過單邊帶濾波器便得到單邊帶調(diào)制信號。而此圖是經(jīng)過設(shè)計利用濾波法得到圖4-13的上下邊帶已調(diào)信號時域圖。調(diào)制過程就是對信號源的信息

29、進行處理加到載波上，相當(dāng)于進行頻譜搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希望的位置上；與圖4-11中調(diào)制信號頻譜圖相吻合，再與圖4-11中的頻譜圖相比較，頻域信號明顯進行了頻譜搬移，符合調(diào)制原理。圖4-14 SSB功率譜密度及解調(diào)后的信號 功率譜密度函數(shù)是表示其頻譜分量的單位帶寬功率的頻率函數(shù)，從圖4-14可以看出，頻域信號的單位帶寬功率能量只要集中在載波頻率附近，也是隨著調(diào)制過程功率譜進行著搬移。 最后是將已調(diào)信號通過乘以同頻同相的載波，即為相干解調(diào)。由前面的相干解調(diào)原理框圖可知，經(jīng)過濾波器后得到無失真的調(diào)制信號。圖4-14為調(diào)制信號的時域圖與圖4-11相比，波形大致相同頻率也為1HZ，幅度也一樣只

30、是在原始信號上產(chǎn)生了些許相移，由于濾波過程中噪聲的干擾信號最終存在一些波動。圖4-14的信號頻譜圖與圖4-11完全相同，從而也進一步說明了單邊帶的相干解調(diào)能得到無失真的原始信號。4.3.2 SSB調(diào)制解調(diào)的matlab程序t0=1;ts=0.001;fc=10;fs=1/ts;df=0.3;t=-t0/2:ts:t0/2;m=sqrt(2)*cos(2*pi*t); c=cos(2*pi*fc.*t); %定義載波同相分量b=sin(2*pi*fc.*t); v=m.*c+imag(hilbert(m).*b;u=m.*c-imag(hilbert(m).*b;M,m,dfl=fftseq(m

31、,ts,df);M=M/fs;U,u,dfl=fftseq(u,ts,df);U=U/fs;V,v,dfl=fftseq(v,ts,df);V=V/fs;f=0:dfl:dfl*(length(m)-1)-fs/2;hold on;figure(1)subplot(1,2,1)plot(t,m(1:length(t);axis(-1,1,-2,2);xlabel('時間'); title('未調(diào)信號')subplot(1,2,2); plot(f,abs(fftshift(M)xlabel('頻率'); title('未調(diào)信號的頻譜

32、9;)hold on; figure(2);plot(t,c(1:length(t); axis(-0.1,0.1,-2,2)xlabel('時間'); title('載波')figure(3);subplot(2,2,1)plot(t,u(1:length(t);axis(-0.2,0.2,-1.5,1.5); xlabel('時間');title('上邊帶已調(diào)信號') subplot(2,2,2)plot(t,v(1:length(t)axis(-0.2,0.2,-1.5,1.5); xlabel('時間')t

33、itle('下邊帶已調(diào)信號'); subplot(2,2,3)plot(f,abs(fftshift(U)title('上邊帶已調(diào)信號的頻譜'); xlabel('頻率');subplot(2,2,4); plot(f,abs(fftshift(V)title('下邊帶已調(diào)信號的頻譜'); xlabel('頻率')f,sf=T2F(t,s_ssb);psf=(abs(sf).2)/T;figure(6);subplot(3,1,3)plot(f,psf);axis(-10,10,0,0.7);title('

34、功率譜密度');xlabel('f');rt=4*s_ssb.*cos(2*pi*fc*t);rt=rt+mean(rt);f,rf=T2F(t,rt);t,rt=lpf(f,rf,fm);figure(7);subplot(3,1,6);plot(t,rt);title('解調(diào)后的信號')xlabel('時間');%子程序functionf,sf=T2F(t,st)dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=N/2*df:df:N/2*df-df;sf=fft(st);sf=T/N*fftsh

35、ift(sf);%子程序functiont,st=lpf(f,sf,B)df=f(2)-f(1);T=1/df;hf=zeros(1,length(f);bf=-floor(B/df):floor(B/df)+floor(length(f)/2);hf(bf)=1;yf=hf.*sf;t,st=F2T(f,yf);st=real(st);4.4 2ASK調(diào)制解調(diào)的仿真及程序4.4.1 2ASK調(diào)制解調(diào)的仿真圖4-15 相干解調(diào)的時域仿真波形圖4-16 相干解調(diào)的仿真波形根據(jù)時域：2ASK信號的包絡(luò)就是信源，乘以相干波以后信號頻率變大，通過低通濾波器后基本恢復(fù)信源的波形，但是幅度上有毛刺是因為有

36、噪聲的存在，最后經(jīng)過抽樣與判決有完全恢復(fù)出除了信源的波形。根據(jù)頻域:信源乘以載波后頻譜發(fā)生了搬移并且移到了載頻處，又乘以相干波以后頻譜搬移到了更高頻率處，經(jīng)過低通濾波器濾去高頻后又恢復(fù)出了信源的頻譜。由以上分析可知理論分析與仿真結(jié)果結(jié)果完全符合4.4.2 2ASK調(diào)制解調(diào)的matlab程序clc;clear all;close all;%信源a=randint(1,15,2);t=0:0.001:0.999;m=a(ceil(15*t+0.01); subplot(511)plot(t,m);axis(0 1.2 -0.2 1.2);title('信源');%載波f=150;c

37、arry=cos(2*pi*f*t);%2ASK調(diào)制st=m.*carry;subplot(512);plot(t,st)axis(0 1.2 -1.2 1.2)title('2ASK信號')%加高斯噪聲 nst=awgn(st,70);%解調(diào)部分nst=nst.*carry;subplot(513)plot(t,nst)axis(0 1.2 -0.2 1.2);title('乘以相干載波后的信號')%低通濾波器設(shè)計wp=2*pi*2*f*0.5;ws=2*pi*2*f*0.9;Rp=2;As=45;N,wc=buttord(wp,ws,Rp,As,'s

38、');B,A=butter(N,wc,'s');%低通濾波h=tf(B,A); %轉(zhuǎn)換為傳輸函數(shù)dst=lsim(h,nst,t);subplot(514)plot(t,dst)axis(0 1.2 -0.2 1.2);title('經(jīng)過低通濾波器后的信號');%判決器k=0.25;pdst=1*(dst>0.25);subplot(515)plot(t,pdst)axis(0 1.2 -0.2 1.2);title('經(jīng)過抽樣判決后的信號')%頻譜觀察%調(diào)制信號頻譜T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=(-

39、N/2:N/2-1)*df;sf=fftshift(abs(fft(st);figure(2)subplot(411)plot(f,sf)title('調(diào)制信號頻譜')%信源頻譜mf=fftshift(abs(fft(m);subplot(412)plot(f,mf)title('信源頻譜')% 乘以相干載波后的頻譜mmf=fftshift(abs(fft(nst);subplot(413)plot(f,mmf)title('乘以相干載波后的頻譜')%經(jīng)過低通濾波后的頻譜dmf=fftshift(abs(fft(dst);subplot(414)plot(f,dmf)title('經(jīng)過低通濾波后的頻譜');5結(jié)論通過本次課設(shè)，我學(xué)到了很多知識。首先，AM調(diào)制、DSB調(diào)制、SSB調(diào)制是常用的模擬調(diào)制方式，從傳輸帶寬的角度講，AM調(diào)制和DSB調(diào)制是信號帶寬寬