数字通信课程设计 ---模拟单边带调幅及解调.doc

课 程 设 计 报 告课程名称： 数字通信课程设计 设计名称： 模拟单边带调幅及解调 姓 名： 学 号: 班 级： 指导教师： 课 程 设 计 任 务 书学生班级： 学生姓名： 学号： 设计名称： 模拟单边带调幅及解调 起止日期： 2010.6.21-2010.7.3 指导教师： 基本要求：l 产生300 3400hz的调制信号，画出时域波形及频谱；l 产生载波信号，频率自定义，画出时域波形及频谱；l 产生加性高斯白噪声，画出时域波形及频谱；l 单边调幅，画出叠加噪声后的调制信号和已调信号的波形及频谱；l 设计滤波器，画出幅频响应图；l 解调，画出解调后的信号时域波形及频谱，并对比分析。扩展要求：l 调制信号、载波信号、噪声信号及滤波器参数可变。课 程 设 计 学 生 日 志时间设计内容6.216.28进行现代通信原理和数字信号处理的全书复习6.296.30设计总体方案7.17.2进行程序的编制，并结合理论确定程序的正确性7.27.3撰写论文7.4答辩课 程 设 计 考 勤 表周星期一星期二星期三星期四星期五课 程 设 计 评 语 表指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日模拟单边带调幅及解调一、 设计目的和意义1、 熟练掌握matlab在数字通信工程上的应用。2、 了解系统设计的方法、步骤。3、 理解ssb的原理及matlab实现4、 掌握滤波器的各种设计和应用方法。5、 加深对书本知识的理解，并深刻掌握。二、 设计原理2.1 ssb模拟单边带调制的原理：双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱m(w)的所有频谱成分，因此仅传输其中一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。产生ssb信号的方法有两种：滤波法和相移法。滤波法的原理方框图 用边带滤波器，滤除不要的边带:图1 原理框图2.2 ssb模拟单边带解调原理：单边带信号的解调也不能用简单的包络检波。与双边带抑制载波信号相比，单边带信号的包络更不能反映调制信号的波形。通常单边带采用相干解调。单边带调制的相干解调原理图如图 2：lpf 图 2 原理框图三、 详细设计步骤3.1 产生300-3400hz的调制信号利用matlab长生一个300-3400hz的调制信号。程序实现：f1=input(请输入一阶频率(300-3400)：);a1=input(请输入一阶幅度：);f2=input(请输入二阶频率(300-3400)：);a2=input(请输入二阶幅度：);f3=input(请输入三阶频率(300-3400)：);a3=input(请输入三阶幅度：);n=512;k=n-1;fs=100000;t=(0:1/fs:k/fs);f=a1*cos(2*pi*f1*t)+a2*cos(2*pi*f2*t)+a3*cos(2*pi*f3*t);figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,f);title(调制信号的时域波形)ff=fft(f,n);q1=(0:n/2-1)*fs/n;mx1=abs(ff(1:n/2);subplot(2,1,2)plot(q1,mx1);title(调制信号的频谱)图 33.2 产生载波信号利用matlab长生载波信号。程序实现：fs=100000;n=512;k=n-1;t=(0:1/fs:k/fs);fc=input(请输入载波频率:);f1=cos(2*pi*fc*t);figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,f1);title(载波时域波形)f2=fft(f1,n);q=(0:n/2-1)*fs/n;mx=abs(f2(1:n/2);subplot(2,1,2);plot(q,mx);title(载波频谱)图 43.3 产生高斯白噪声信号并叠加到调制信号中利用matlab自带的wgn函数产生高斯白噪声。程序实现：n=512;fs=100000;t=(0:1/fs:(n-1)/fs);f1=wgn(1,length(t),10);figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,f1);title(高斯白噪声时域波形)f2=fft(f1,n);q=(0:n/2-1)*fs/n;mx=abs(f2(1:n/2)/n;subplot(2,1,2);plot(q,mx);title(高斯白噪声频域波形)图 5 直接利用matlab中的awgn函数对调制信号加上一个高斯白噪声。程序实现：y=awgn(f,10);%f为调制信号plot(y);图 63.4 对调制信号进行双边带调幅首先得到双边带调幅信号。图 73.5 绘制滤波器的频率响应图利用matlab自带的hamming函数现低通滤波器。程序实现：fmax=input(请输入低通滤波器的上限截止频率);fmin=input(请输入低通滤波器的下限截止频率);c=input(请输入滤波器的阶数:); wc=2*fmin/fs;window=hamming(c+1);y2=fir1(c,wc,window);figure(6)freqz(y2,1,512,fs);图 83.6 绘制经过低通滤波后的已调波将双边带调幅信号经过一个低通滤波器，就可得到单边带信号。程序实现：t=(0:1/fs:(n-1)/fs);y3=filter2(y2,y1);%y1为双边带信号，y2为低通滤波器figure(7)subplot(2,1,1);plot(t,y3);title(经过低通已调信号的时域波形)y4=fft(y3,n);q1=(0:n/2-1)*fs/n;mx2=abs(y4(1:n/2);subplot(2,1,2);plot(q1,mx2);title(经过低通已调信号的频域波形)图 93.7 绘制已调信号的波形及频率图利用相干解调，即：单边带调制信号乘以一个与载波同频同相的信号，通过一个低通滤波器过后就可以得到，原始调制信号。程序实现：t=(0:1/fs:(n-1)/fs);y5=y4.*f1;y7=filter2(y6,y5);%y6为滤波器，y5为点便带信号乘以一个与载波同频同相的信号figure(8)subplot(2,1,1);plot(t,y7);title(经过低通已调信号的时域波形)y8=fft(y7,n);q1=(0:n/2-1)*fs/n;mx2=abs(y8(1:n/2);subplot(2,1,2);plot(q1,mx2);title(经过低通已调信号的频域波形)图 10四、 设计结果及分析这次设计的参数为，调制信号为：。载波fc=10000hz。滤波器的阶数为50，低通滤波器的上限截止频率=9500hz，低通滤波器的下限截止频率=10000hz通过对调制信号和解调信号相对比，基本上差异不大。图 11分析：观察图形可知：图形基本相同，只是幅度发生了略微的变化，只要做一定的调整就可以得到与原信号基本相同的信号。结果基本符合调制原理，但是由于各种噪声以及误差的影响，部分地方有失真。五、 体会通过这次设计我熟悉了单边带条幅的调制与解调的原理。拿到题目时最开始无从下手，通过对题目的模块化分解后简化了题目的难度。对于matlab，真的是一个很方便的工具，里面集成很多先成的函数，不用自己去实现很方便，只用简单的调用一下。matlab的使用很灵活，需要多多练习才能熟悉，而且共轭能强大，提供了很多算法。通过另一个课程设计对matlab有了一定熟悉在做这个时速度比前一个快了很多。在本次设计过程中遇到了很多困难通过阅读课本，查找资料，在同学和老师的帮助下最终完成了这个设计。通过这次课程设计我收获了很多东西，不仅是书本上的只是，还有对matlab的使用以及一些算法的原理。六、 参考文献1 程佩青. 数