調(diào)制資料的資料

調(diào)制資料的資料第1頁/共36頁本實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗方案、與實驗報告要求信息工程學(xué)院InstituteofInformationEngineering第2頁/共36頁1、掌握AM、DSBSC和SSB調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能；

2、掌握用MATLAB對AM信號和解調(diào)的仿真、DSBSC信號和解調(diào)的仿真和SSB信號和解調(diào)的仿真。實驗?zāi)康牡?頁/共36頁1、用MATLAB對AM信號和其解調(diào)進行仿真；

2、用MATLAB對DSBSC信號和其解調(diào)進行仿真的結(jié)論;

3、用MATLAB對SSB信號和其解調(diào)進行仿真;4、思考如何用Simulink對AM信號和其解調(diào)、DSBSC信號和其解調(diào)和SSB信號和其解調(diào)進行仿真？實驗內(nèi)容第4頁/共36頁

1、AM信號和其解調(diào)的仿真：

A、AM信號的仿真（用一個具體實例來說明）

例1消息信號是[-3,3]均勻分布的隨機整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為1/10s,用AM方法調(diào)制載波。假設(shè)，，，試求：（1）消息信號和已調(diào)信號的頻譜。（2）已調(diào)信號的功率和調(diào)制效率。實驗方案第5頁/共36頁程序代碼如下：>>clearall>>ts=0.0025;%信號抽樣時間間隔>>t=0:ts:10-ts;%時間矢量>>fs=1/ts;%抽樣頻率>>df=fs/length(t);%fft的頻率分辨率>>msg=randint(100,1,[-3,3],123);%生成消息序列，隨機數(shù)種子為123>>msg1=msg*ones(1,fs/10);%擴展成取樣信號形式>>msg2=reshape(msg1.',1,length(t));>>Pm=fft(msg2)/fs;%求消息信號的頻譜>>f=-fs/2:df:fs/2-df;>>subplot(2,1,1)>>plot(f,fftshift(abs(Pm)))%畫出消息信號頻譜>>title('消息信號頻譜')實驗方案第6頁/共36頁程序代碼如下：>>A=4;>>fc=100;>>Sam=(A+msg2).*cos(2*pi*fc*t);%已調(diào)信號>>Pam=fft(Sam)/fs;%已調(diào)信號頻譜>>subplot(2,1,2)>>plot(f,fftshift(abs(Pam)))%畫出已調(diào)信號頻譜>>title('AM信號頻譜')>>axis([-200200023])>>Pc=sum(abs(Sam).^2)/length(Sam)%已調(diào)信號功率Pc=9.5100>>Ps=Pc-A^2/2%消息信號功率Ps=1.5100>>eta=Ps/Pc%調(diào)制效率eta=0.1588

實驗方案第7頁/共36頁

從Figure1(圖1)中，可以看出?

實驗方案第8頁/共36頁

1、AM信號和其解調(diào)的仿真：

B、AM信號的解調(diào)仿真（舉一具體實例）

例2消息信號是[-3,3]均勻分布的隨機整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為1/2s,用AM方法解調(diào)載波。假設(shè)，，，試求：（1）用包絡(luò)檢波器解調(diào)該信號，畫出原始信號和解調(diào)信號。（2）假設(shè)調(diào)制信號通過AWGN信道，信噪比為20dB，畫出解調(diào)后的信號與原始信號。實驗方案第9頁/共36頁程序代碼如下：>>clearall>>ts=0.0025;%信號抽樣時間間隔>>t=0:ts:5-ts;%時間矢量>>fs=1/ts;%抽樣頻率>>msg=randint(10,1,[-3,3],123);%生成消息序列，隨機數(shù)種子為123>>msg1=msg*ones(1,fs/10);%擴展成取樣信號形式>>msg1=msg*ones(1,fs/2);%擴展成取樣信號形式>>msg2=reshape(msg1.',1,length(t));>>subplot(3,1,1)>>plot(t,msg2)%畫出消息信號>>title('消息信號')實驗方案第10頁/共36頁程序代碼如下：>>A=4;>>fc=100;%載波頻率>>Sam=(A+msg2).*cos(2*pi*fc*t);%已調(diào)信號>>>>dems=abs(hilbert(Sam))-A;>>dems=abs(hilbert(Sam))-A;%包絡(luò)檢波，并且去掉直流分量>>subplot(3,1,2)>>plot(t,dems)%畫出解調(diào)后的信號>>title('無噪聲的解調(diào)信號')>>>>y=awgn(Sam,20,'measured');%調(diào)制信號通過AWGN信道>>dems2=abs(hilbert(y))-A;%包絡(luò)檢波，并且去掉直流分量>>subplot(3,1,3)%畫出解調(diào)信號>>plot(t,dems2)>>title('信噪比為20dB時的解調(diào)信號')

實驗方案第11頁/共36頁

從Figure2(圖2)中可以看出，?。

實驗方案第12頁/共36頁2、DSBSC信號和其解調(diào)的仿真：

A、DSBSC信號的仿真（舉一個具體實例）

例3消息信號是[-3,3]均勻分布的隨機整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為1/10s,用DSBSC方法調(diào)制載波。假設(shè)，，試求：（1）消息信號和已調(diào)信號的頻譜。（2）已調(diào)信號的功率和消息信號的功率。實驗方案第13頁/共36頁程序代碼如下：>>clearall>>ts=0.0025;%信號抽樣時間間隔>>t=0:ts:10-ts;%時間矢量>>fs=1/ts;%抽樣頻率>>df=fs/length(t);%fft的頻率分辨率>>msg=randint(100,1,[-3,3],123);%生成消息序列，隨機數(shù)種子為123>>msg1=msg*ones(1,fs/10);%擴展成取樣信號形式>>msg2=reshape(msg1.',1,length(t));>>Pm=fft(msg2)/fs;%求消息信號的頻譜>>f=-fs/2:df:fs/2-df;>>subplot(2,1,1)>>plot(f,fftshift(abs(Pm)))%畫出消息信號頻譜>>title('消息信號頻譜')實驗方案第14頁/共36頁程序代碼如下：>>A=4;>>fc=100;%載波頻率>>Sdsb=msg2.*cos(2*pi*fc*t);%已調(diào)信號>>Pdsb=fft(Sdsb)/fs;%已調(diào)信號頻譜>>subplot(2,1,2)>>plot(f,fftshift(abs(Pdsb)))%畫出已調(diào)信號頻譜>>title('DSBSC信號頻譜')>>axis([-20020002])>>Pc=sum(abs(Sdsb).^2)/length(Sdsb)%已調(diào)信號功率Pc=1.7500>>Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2)%消息信號功率Ps=3.5000

實驗方案第15頁/共36頁

從Figure3(圖3)中可以看出?

實驗方案第16頁/共36頁2、DSBSC信號和其解調(diào)的仿真：

B、DSBSC信號的解調(diào)仿真（舉一具體實例）

例4消息信號是[-3,3]均勻分布的隨機整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為1/2s,用DSBSC方法調(diào)制載波。假設(shè)，，試求：（1）用同步檢波解調(diào)該信號，設(shè)低通濾波器的截止頻率為100Hz，增益為2，畫出原始信號和解調(diào)信號。（2）假設(shè)調(diào)制信號通過AWGN信道，信噪比為20dB，畫出解調(diào)后的信號與原始信號。實驗方案第17頁/共36頁程序代碼如下：>>clearall>>ts=0.0025;%信號抽樣時間間隔>>t=0:ts:5-ts;%時間矢量>>fs=1/ts;%抽樣頻率>>df=fs/length(t);%fft的頻率分辨率>>f=-fs/2:df:fs/2-df;>>msg=randint(10,1,[-3,3],123);%生成消息序列，隨機數(shù)種子為123>>msg1=msg*ones(1,fs/2);%擴展成取樣信號形式>>msg2=reshape(msg1.',1,length(t));>>figure>>subplot(3,1,1)>>plot(t,msg2)%畫出消息信號>>title('消息信號')實驗方案第18頁/共36頁程序代碼如下：>>fc=100;%載波頻率>>Sdsb=msg2.*cos(2*pi*fc*t);%已調(diào)信號>>y=Sdsb.*cos(2*pi*fc*t);%相干解調(diào)>>Y=fft(y)./fs;%解調(diào)后的頻譜>>f_stop=100;%低通濾波器的截止頻率>>n_stop=floor(f_stop/df);>>Hlow=zeros(size(f));%設(shè)計低通濾波器>>Hlow(1:n_stop)=2;>>Hlow(length(f)-n_stop+1:end)=2;>>DEM=Y.*Hlow;%解調(diào)信號通過低通濾波器>>dem=real(ifft(DEM))*fs;%最終得到的解調(diào)信號>>subplot(3,1,2)>>plot(t,dem)>>title('無噪聲的解調(diào)信號')

實驗方案第19頁/共36頁程序代碼如下：>>y1=awgn(Sdsb,20,'measured');%調(diào)制信號通過AWGN信道>>y2=y1.*cos(2*pi*fc*t);%相干解調(diào)>>Y2=fft(y2)./fs;%解調(diào)信號的頻譜>>DEM1=Y2.*Hlow;%解調(diào)信號通過低通濾波器>>dem1=real(ifft(DEM1))*fs;%最終得到的解調(diào)信號>>subplot(3,1,3)%畫出解調(diào)信號>>plot(t,dem1)>>title('信噪比為20dB時的解調(diào)信號')

實驗方案第20頁/共36頁

從Figure4(圖4)可以看出，?。

實驗方案第21頁/共36頁3、SSB信號和其解調(diào)的仿真：

A、SSB信號的仿真（用濾波法形成SSB信號）

例5消息信號是[-3,3]均勻分布的隨機整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為1/10s,用LSSB方法調(diào)制載波。假設(shè)，，試求：（1）消息信號和已調(diào)信號的頻譜。（2）已調(diào)信號的功率和消息信號的功率。實驗方案第22頁/共36頁程序代碼如下：>>clearall>>ts=0.0025;%信號抽樣時間間隔>>t=0:ts:10-ts;%時間矢量>>fs=1/ts;%抽樣頻率>>df=fs/length(t);%fft的頻率分辨率>>msg=randint(100,1,[-3,3],123);%生成消息序列，隨機數(shù)種子為123>>msg1=msg*ones(1,fs/10);%擴展成取樣信號形式>>msg2=reshape(msg1.',1,length(t));>>Pm=fft(msg2)/fs;%求消息信號的頻譜>>f=-fs/2:df:fs/2-df;>>subplot(2,1,1)>>plot(f,fftshift(abs(Pm)))%畫出消息信號頻譜>>title('消息信號頻譜')實驗方案第23頁/共36頁程序代碼如下：>>fc=100;%載波頻率>>Sdsb=msg2.*cos(2*pi*fc*t);%DSB信號>>Pdsb=fft(Sdsb)/fs;%DSB信號頻譜>>f_stop=100;%低通濾波器的截止頻率>>n_stop=floor(f_stop/df);>>Hlow=zeros(size(f));%設(shè)計低通濾波器>>Hlow(1:n_stop)=1;>>Hlow(length(f)-n_stop+1:end)=1;>>Plssb=Pdsb.*Hlow;%LSSB信號頻譜>>subplot(2,1,2)>>plot(f,fftshift(abs(Plssb)))%畫出已調(diào)信號頻譜>>title('已調(diào)信號頻譜')>>axis([-20020002])>>Slssb=real(ifft(Plssb))*fs;>>Pc=sum(abs(Slssb).^2)/length(Slssb)%已調(diào)信號功率Pc=0.8745>>Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2)%消息信號功率Ps=3.5000

實驗方案第24頁/共36頁

從Figure5(圖5)可以看出?。

實驗方案第25頁/共36頁3、SSB信號和其解調(diào)的仿真：

B、SSB信號的仿真（用相移法形成SSB信號）

例5消息信號是[-3,3]均勻分布的隨機整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為1/10s,用LSSB方法調(diào)制載波。假設(shè)，，試求：（1）消息信號和已調(diào)信號的頻譜。（2）已調(diào)信號的功率和消息信號的功率。實驗方案第26頁/共36頁程序代碼如下：>>clearall>>ts=0.0025;%信號抽樣時間間隔>>t=0:ts:10-ts;%時間矢量>>fs=1/ts;%抽樣頻率>>df=fs/length(t);%fft的頻率分辨率>>msg=randint(100,1,[-3,3],123);%生成消息序列，隨機數(shù)種子為123>>msg1=msg*ones(1,fs/10);%擴展成取樣信號形式>>msg2=reshape(msg1.',1,length(t));>>Pm=fft(msg2)/fs;%求消息信號的頻譜>>f=-fs/2:df:fs/2-df;>>subplot(2,1,1)>>plot(f,fftshift(abs(Pm)))%畫出消息信號頻譜>>title('消息信號頻譜')實驗方案第27頁/共36頁程序代碼如下：>>fc=100;%載波頻率>>s1=0.5*msg2.*cos(2*pi*fc*t);%USSB信號的同相分量>>hmsg=imag(hilbert(msg2));%消息信號的Hilbert變換>>s2=0.5*hmsg.*sin(2*pi*fc*t);%USSB信號的正交分量>>Sussb=s1-s2;%完整的USSB信號>>Pussb=fft(Sussb)/fs;%USSB信號頻譜>>subplot(2,1,2)>>plot(f,fftshift(abs(Pussb)))%畫出已調(diào)信號頻譜>>title('USSB信號頻譜')>>axis([-20020002])>>Pc=sum(abs(Sussb).^2)/length(Sussb)%已調(diào)信號功率Pc=0.8746>>Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2)%消息信號功率Ps=3.5000

實驗方案第28頁/共36頁

從Figure6(圖6)可以看出，?。

實驗方案第29頁/共36頁3、SSB信號和其解調(diào)的仿真：

C、SSB信號的解調(diào)仿真（舉一具體實例）

例7消息信號是[-3,3]均勻分布的隨機整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為1/2s,用相移法調(diào)制載波生成USSB信號。假設(shè)，，試求：（1）用同步檢波解調(diào)該信號，設(shè)低通濾波器的截止頻率為100Hz，增益為4，畫出原始信號和解調(diào)信號。（2）假設(shè)調(diào)制信號通過AWGN信道，信噪比為20dB，畫出解調(diào)后的信號與原始信號。實驗方案第30頁/共36頁程序代碼如下：>>clearall>>ts=0.0025;%信號抽樣時間間隔>>t=0:ts:5-ts;%時間矢量>>fs=1/ts;%抽樣頻率>>df=fs/length(t);%fft的頻率分辨率>>msg=randint(10,1,[-3,3],123);%生成消息序列，隨機數(shù)種子為123>>msg1=msg*ones(1,fs/2);%擴展成取樣信號形式>>msg2=reshape(msg1.',1,length(t));>>Pm=fft(msg2)/fs;%求消息信號的頻譜>>f=-fs/2:df:fs/2-df;>>subplot(3,1,1)>>plot(t,msg2)%畫出消息信號>>title('消息信號')實驗方案第31頁/共36頁程序代碼如下：>>fc=300;%載波頻率>>s1=0.5*msg2.*cos(2*pi*fc*t);%USSB信號的同相分量>>hmsg=imag(hilbert(msg2));%消息信號的Hilbert變換>>s2=0.5*hmsg.*sin(2