通信課設(shè)模擬信號的調(diào)制與解調(diào)

1、通信原理B課程設(shè)計設(shè)計報告題 目： 模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 起止時間：2014.12.29-2015.1.2西安理工大學(xué)一、 設(shè)計目的： 通過本課程設(shè)計鞏固并通擴(kuò)展通信原理課程的基本概念、基本理論、分析方法和實現(xiàn)方法。結(jié)合Matlab技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)，學(xué)習(xí)現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)的simulink建模和設(shè)計方法，使學(xué)生能夠有效地將理論和實際緊密結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和設(shè)計能力，增強(qiáng)軟件編程實現(xiàn)能力和解決實際問題的能力。二、 設(shè)計內(nèi)容： 設(shè)信源m(t)=2cos2t，載波s(t)=Acos20t，試畫出：(1) A=2的AM調(diào)制信號(2) A=1的DSB調(diào)制信號(3

2、) A=1的SSB調(diào)制信號(4) 在信道中各加入經(jīng)過帶通濾波器后的窄帶高斯白噪聲，功率為0.1，解調(diào)各個信號，并畫出解調(diào)后的波形。三、 程序流程圖：開始始 為各個變量賦初值生成信源m(t)對m(t)進(jìn)行AM、DSB、SSB調(diào)制信道加入高斯白噪聲 已調(diào)信號的解調(diào) 解調(diào)信號通過低通濾波器結(jié) 束四、 程序代碼：clcclear all;close all;ts=0.01; t0=2; t=-t0:ts:t0; A=2;fa=1;N=length(t);w=0:2*pi/(N-1):2*pi;%載波和調(diào)制信號波形%mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fa.*t); st=A*cos(20*pi*t

3、);%AM信號調(diào)制程序% figure(1);amt=(mt).*st;subplot(321);plot(t,amt);xlabel('AM時域波形圖');subplot(322);plot(w,fft(amt);axis(0,pi,0,500);xlabel('AM頻域波形圖');%DSB信號調(diào)制程序%dsbt=mt.*st;subplot(323);plot(t,dsbt);xlabel('DSB時域波形圖');subplot(324);plot(w,fft(dsbt);axis(0,pi,0,500);xlabel('DSB頻域波

4、形圖');%SSB信號調(diào)制程序%ssbt=real(hilbert(mt).*exp(j*20*pi*t);subplot(313)plot(t,ssbt);hold on; plot(t,mt,'r-'); xlabel('t');axis(0 5 -2 2); subplot(325);plot(t,ssbt);xlabel('SSB時域波形圖');subplot(326);plot(w,fft(ssbt);axis(0,pi,0,200);xlabel('SSB頻域波形圖');%在信道中加入窄帶高斯白噪聲% figu

5、re(2);fangcha=0.1; h,l=size(mt); nit=sqrt(fangcha).*randn(h,l); amtn=amt+nit;subplot(321);plot(t,amtn);xlabel('白噪聲AM時域波形圖');subplot(322);plot(w,fft(amtn);axis(0,pi,0,500);xlabel('白噪聲AM頻域波形圖');dsbtn=dsbt+nit;subplot(323);plot(t,dsbtn);xlabel('白噪聲DSB時域波形圖');subplot(324);plot(w,

6、fft(dsbtn);axis(0,pi,0,500);xlabel('白噪聲DSB頻域波形圖');ssbtn=ssbt+nit;subplot(325);plot(t,ssbtn);xlabel('白噪聲SSB時域波形圖');subplot(326);plot(w,fft(ssbtn);axis(0,pi,0,500);xlabel('白噪聲SSB頻域波形圖');%已調(diào)信號的解調(diào)%figure(3);amtm=amtn.*st;amtm=(amtm-mean(amtm)*2;subplot(311);plot(t,amtm);xlabel(&#

7、39;AM解調(diào)');dsbtm=(dsbtn.*st)*2;subplot(312);plot(t,dsbtm);xlabel('DSB解調(diào)');ssbtm=(ssbtn.*st)*2;subplot(313);plot(t,ssbtm);xlabel('SSB解調(diào)');%解調(diào)信號通過低通濾波器%Rp=0.1;Rs=50;Wp=5/100;Ws=10/100;%Rp、Rs分別為通帶最大波紋和阻帶最小衰減；%wp、ws分別為為通帶邊界頻率和阻帶邊界頻率n,Wn=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);b,a=ellip(n,Rp,Rs,Wn);figu

8、re(4)x1=filter(b,a,amtm);subplot(311);plot(t,x1);xlabel('AM通過低通濾波器');x2=filter(b,a,dsbtm);subplot(312);plot(t,x2);xlabel('DSB通過低通濾波器');x3=filter(b,a,ssbtm);subplot(313);plot(t,x3);xlabel('SSB通過低通濾波器');五、 設(shè)計結(jié)果：1.AM、DSB、SSB調(diào)制的時域、頻域波形圖2.加入高斯白噪聲后的已調(diào)信號的時域、頻域波形圖3.已調(diào)信號的解調(diào)圖4.解調(diào)信號通過低通

9、濾波器六、 結(jié)果分析：1.由圖像可知：在時域：調(diào)制信號波形與AM的包絡(luò)相同，而與DSB、SSB的不同；在頻域：AM信號包含有載波、上下邊帶；DSB僅有上下邊帶而無載波；SSB僅有上邊帶或下邊帶而無載波；上邊帶或下邊帶的帶寬與調(diào)制信號帶寬相等。2.分析AM和DSB調(diào)制的區(qū)別AM為普通振幅調(diào)制，DSB為雙邊帶調(diào)制。它們的相同點：1) 他們都是振幅調(diào)制。2) AM調(diào)制和雙邊帶DSB調(diào)制所占帶寬基本相同。3) 除不再含有載頻分量離散譜外，DSB信號的頻譜與AM信號的完全相同，仍由上下對稱的兩個邊帶組成。故DSB信號是不帶載波的雙邊帶信號。它們不同點：1) 包絡(luò)不同。AM波的包絡(luò)正比于調(diào)制信號f(t)，

10、而DSB波的包絡(luò)則正比于|f(t)|。 2) DSB調(diào)制存在反相。既DSB信號的高頻載波相位在調(diào)制電壓零交點處（調(diào)幅電壓正負(fù)交替時）要突變180度。DSB信號的相位反映了調(diào)制信號的極性。因此，嚴(yán)格的講DSB信號已非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號。3) AM調(diào)制有調(diào)幅度，而DSB則不存在調(diào)幅度的說法。4) DSB調(diào)制功率利用率高于AM。這是由于DSB信號不含載波。3分析DSB和SSB調(diào)制的區(qū)別：1) SSB信號的頻譜是DSB信號頻譜的一個邊帶，其帶寬為DSB信號的一半，與基帶信號帶寬相同。2) 系統(tǒng)抗噪聲性能從表面上看，2DSBG，1SSBG，但不能說雙邊帶系統(tǒng)的抗噪性能優(yōu)于單邊帶一

11、倍。實際上，由于雙邊帶系統(tǒng)的帶寬DSBB是單邊的2倍故噪聲功率的輸入也大于2倍，盡管G相差2倍，兩者抵消。實際上，雙邊帶和單邊的抗噪性能是相同的。七、 課設(shè)總結(jié)：結(jié)論概括：1.從調(diào)幅過程的波形中可以看出以下幾點: 調(diào)幅過程是原始頻譜F(w)簡單搬移了 ，頻譜包含了兩部分，載波分量和邊帶分量 AM波和DSB波占用的帶寬是消息帶寬的2倍，SSB占用的帶寬與原基帶信號帶寬相同。 AM波幅度譜SAM(w)是對稱的。 對于正頻率而言，高于 的頻譜部分叫做上邊帶，低于 的頻譜部分叫做下邊帶。由于幅度譜對于原點是偶對稱的，所以對于負(fù)頻率而言，上邊帶落在低于- 的頻譜部分，下邊帶落在高于- 的頻譜部分。為了實

12、現(xiàn)不失真的調(diào)幅，必須滿足下列兩個條件：a.對于所有t，必須有b. 載波頻率應(yīng)遠(yuǎn)大于f(t)的最高頻譜分量，即AM同步檢波性能：采用同步檢測法解調(diào)AM信號是，得到的調(diào)制制度增益與對于100%的調(diào)制，且m(t)是單頻正弦信號的AM的最大信噪比增益相同。由此可見，對于AM調(diào)制系統(tǒng)，在大信噪比時，采用包絡(luò)檢波器解調(diào)時的性能與同步檢波時的性能幾乎一樣。但應(yīng)該注意到，后者的調(diào)制制度增益不受信號與噪聲相對幅度假設(shè)條件限制。DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能：DSB調(diào)制心痛的制度增益為2.也就是說，DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善1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。SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能如果在相同的輸入信號功率，形同輸入噪聲功率譜密度，形同基帶信號帶寬的條件下，對這兩種調(diào)制方式進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)他們的輸入信噪比是相等的。這就是說，兩者的抗噪聲性能是相同的。但SSB所需要的傳輸帶寬僅是DSB的一半，因此SSB得到普遍應(yīng)用。自身總結(jié)： 課程設(shè)計，加深了我們對幅度調(diào)