數(shù)字通信課程設(shè)計(jì) ---模擬單邊帶調(diào)幅及解調(diào)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告</p><p>　　課程名稱： 數(shù)字通信課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)名稱： 模擬單邊帶調(diào)幅及解調(diào) </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào):

2、 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　學(xué)生班級(jí)： 學(xué)生姓名：

3、 學(xué)號(hào)： </p><p>　　設(shè)計(jì)名稱： 模擬單邊帶調(diào)幅及解調(diào) </p><p>　　起止日期： 2010.6.21-2010.7.3 指導(dǎo)教師： </p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 學(xué) 生 日 志<

4、/p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 考 勤 表</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語 表</p><p>　　模擬單邊帶調(diào)幅及解調(diào)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的和意義</b></p><p>　　熟練掌握Matlab在數(shù)字通信工程上的應(yīng)用。</p><p>　　了解

5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、步驟。</p><p>　　理解SSB的原理及Matlab實(shí)現(xiàn)</p><p>　　掌握濾波器的各種設(shè)計(jì)和應(yīng)用方法。</p><p>　　加深對(duì)書本知識(shí)的理解，并深刻掌握。</p><p><b>　　二、 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　2.1 SSB模擬單邊帶調(diào)制的原理

6、：</p><p>　　雙邊帶信號(hào)兩個(gè)邊帶中的任意一個(gè)都包含了調(diào)制信號(hào)頻譜M(?)的所有頻譜成分，因此僅傳輸其中一個(gè)邊帶即可。這樣既節(jié)省發(fā)送功率，還可節(jié)省一半傳輸頻帶，這種方式稱為單邊帶調(diào)制。</p><p>　　產(chǎn)生SSB信號(hào)的方法有兩種：濾波法和相移法。</p><p>　　濾波法的原理方框圖 － 用邊帶濾波器，濾除不要的邊帶:</p><p

7、>　　圖1 原理框圖</p><p>　　2.2 SSB模擬單邊帶解調(diào)原理：</p><p>　　單邊帶信號(hào)的解調(diào)也不能用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波。與雙邊帶抑制載波信號(hào)相比，單邊帶信號(hào)的包絡(luò)更不能反映調(diào)制信號(hào)的波形。通常單邊帶采用相干解調(diào)。</p><p>　　單邊帶調(diào)制的相干解調(diào)原理圖如圖 2：</p><p><b>　　圖

8、2 原理框圖</b></p><p><b>　　詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　3.1 產(chǎn)生300-3400Hz的調(diào)制信號(hào)</p><p>　　利用Matlab長(zhǎng)生一個(gè)300-3400Hz的調(diào)制信號(hào)。</p><p><b>　　程序?qū)崿F(xiàn)：</b></p>&l

9、t;p>　　f1=input('請(qǐng)輸入一階頻率(300-3400)：');</p><p>　　A1=input('請(qǐng)輸入一階幅度：');</p><p>　　f2=input('請(qǐng)輸入二階頻率(300-3400)：');</p><p>　　A2=input('請(qǐng)輸入二階幅度：');</p

10、><p>　　f3=input('請(qǐng)輸入三階頻率(300-3400)：');</p><p>　　A3=input('請(qǐng)輸入三階幅度：');</p><p><b>　　N=512;</b></p><p><b>　　K=N-1;</b></p><

11、p>　　fs=100000;</p><p>　　t=(0:1/fs:K/fs);</p><p>　　f=A1*cos(2*pi*f1*t)+A2*cos(2*pi*f2*t)+A3*cos(2*pi*f3*t);</p><p><b>　　figure(1)</b></p><p>　　subplot(2,1

12、,1);</p><p>　　plot(t,f);</p><p>　　title('調(diào)制信號(hào)的時(shí)域波形')</p><p>　　ff=fft(f,N);</p><p>　　q1=(0:N/2-1)*fs/N;</p><p>　　mx1=abs(ff(1:N/2));</p><

13、p>　　subplot(2,1,2)</p><p>　　plot(q1,mx1);</p><p>　　title('調(diào)制信號(hào)的頻譜')</p><p><b>　　圖 3</b></p><p>　　3.2 產(chǎn)生載波信號(hào)</p><p>　　利用Matlab長(zhǎng)生載波信號(hào)。

14、</p><p><b>　　程序?qū)崿F(xiàn)：</b></p><p>　　fs=100000;</p><p><b>　　N=512;</b></p><p><b>　　K=N-1;</b></p><p>　　t=(0:1/fs:K/fs);</

15、p><p>　　fc=input('請(qǐng)輸入載波頻率:');</p><p>　　f1=cos(2*pi*fc*t);</p><p><b>　　figure(1)</b></p><p>　　subplot(2,1,1);</p><p>　　plot(t,f1);</p>

16、;<p>　　title('載波時(shí)域波形')</p><p>　　f2=fft(f1,N);</p><p>　　q=(0:N/2-1)*fs/N;</p><p>　　mx=abs(f2(1:N/2));</p><p>　　subplot(2,1,2);plot(q,mx);title('載波頻譜&#

17、39;)</p><p><b>　　圖 4</b></p><p>　　3.3 產(chǎn)生高斯白噪聲信號(hào)并疊加到調(diào)制信號(hào)中</p><p>　　利用Matlab自帶的wgn函數(shù)產(chǎn)生高斯白噪聲。</p><p><b>　　程序?qū)崿F(xiàn)：</b></p><p><b>　　

18、N=512;</b></p><p>　　fs=100000;</p><p>　　t=(0:1/fs:(N-1)/fs);</p><p>　　f1=wgn(1,length(t),10);</p><p><b>　　figure(1)</b></p><p>　　subplot(

19、2,1,1);</p><p>　　plot(t,f1);</p><p>　　title('高斯白噪聲時(shí)域波形')</p><p>　　f2=fft(f1,N);</p><p>　　q=(0:N/2-1)*fs/N;</p><p>　　mx=abs(f2(1:N/2))/N;</p>

20、<p>　　subplot(2,1,2);</p><p>　　plot(q,mx);</p><p>　　title('高斯白噪聲頻域波形')</p><p><b>　　圖 5</b></p><p>　　直接利用Matlab中的awgn函數(shù)對(duì)調(diào)制信號(hào)加上一個(gè)高斯白噪聲。</p>

21、;<p><b>　　程序?qū)崿F(xiàn)：</b></p><p>　　y=awgn(f,10);%f為調(diào)制信號(hào)</p><p><b>　　plot(y);</b></p><p><b>　　圖 6</b></p><p>　　3.4 對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行雙邊帶調(diào)幅</

22、p><p>　　首先得到雙邊帶調(diào)幅信號(hào)。</p><p><b>　　圖 7</b></p><p>　　3.5 繪制濾波器的頻率響應(yīng)圖</p><p>　　利用Matlab自帶的hamming函數(shù)現(xiàn)低通濾波器。</p><p><b>　　程序?qū)崿F(xiàn)：</b></p>

23、<p>　　fmax=input('請(qǐng)輸入低通濾波器的上限截止頻率');</p><p>　　fmin=input('請(qǐng)輸入低通濾波器的下限截止頻率');</p><p>　　c=input('請(qǐng)輸入濾波器的階數(shù):'); </p><p>　　wc=2*fmin/fs;</p><p

24、>　　window=hamming(c+1);</p><p>　　y2=fir1(c,wc,window);</p><p><b>　　figure(6)</b></p><p>　　freqz(y2,1,512,fs);</p><p><b>　　圖 8</b></p>

25、<p>　　3.6 繪制經(jīng)過低通濾波后的已調(diào)波</p><p>　　將雙邊帶調(diào)幅信號(hào)經(jīng)過一個(gè)低通濾波器，就可得到單邊帶信號(hào)。</p><p><b>　　程序?qū)崿F(xiàn)：</b></p><p>　　t=(0:1/fs:(N-1)/fs);</p><p>　　y3=filter2(y2,y1);%y1為雙邊帶信號(hào)，

26、y2為低通濾波器</p><p><b>　　figure(7)</b></p><p>　　subplot(2,1,1);</p><p>　　plot(t,y3);</p><p>　　title('經(jīng)過低通已調(diào)信號(hào)的時(shí)域波形')</p><p>　　y4=fft(y3,N);

27、</p><p>　　q1=(0:N/2-1)*fs/N;</p><p>　　mx2=abs(y4(1:N/2));</p><p>　　subplot(2,1,2);plot(q1,mx2);</p><p>　　title('經(jīng)過低通已調(diào)信號(hào)的頻域波形')</p><p><b>　　圖

28、 9</b></p><p>　　3.7 繪制已調(diào)信號(hào)的波形及頻率圖</p><p>　　利用相干解調(diào)，即：?jiǎn)芜厧д{(diào)制信號(hào)乘以一個(gè)與載波同頻同相的信號(hào)，通過一個(gè)低通濾波器過后就可以得到，原始調(diào)制信號(hào)。</p><p><b>　　程序?qū)崿F(xiàn)：</b></p><p>　　t=(0:1/fs:(N-1)/fs);

29、</p><p>　　y5=y4.*f1;</p><p>　　y7=filter2(y6,y5);%y6為濾波器，y5為點(diǎn)便帶信號(hào)乘以一個(gè)與載波同頻同相的信號(hào)</p><p><b>　　figure(8)</b></p><p>　　subplot(2,1,1);</p><p>　　plot

30、(t,y7);</p><p>　　title('經(jīng)過低通已調(diào)信號(hào)的時(shí)域波形')</p><p>　　y8=fft(y7,N);</p><p>　　q1=(0:N/2-1)*fs/N;</p><p>　　mx2=abs(y8(1:N/2));</p><p>　　subplot(2,1,2);<

31、;/p><p>　　plot(q1,mx2);</p><p>　　title('經(jīng)過低通已調(diào)信號(hào)的頻域波形')</p><p><b>　　圖 10</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)結(jié)果及分析</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)的參數(shù)為，調(diào)制信號(hào)為：&

32、lt;/p><p><b>　　。</b></p><p>　　載波fc=10000Hz。濾波器的階數(shù)為50，低通濾波器的上限截止頻率=9500Hz，低通濾波器的下限截止頻率=10000Hz</p><p>　　通過對(duì)調(diào)制信號(hào)和解調(diào)信號(hào)相對(duì)比，基本上差異不大。</p><p><b>　　圖 11</b>

33、;</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　觀察圖形可知：圖形基本相同，只是幅度發(fā)生了略微的變化，只要做一定的調(diào)整就可以得到與原信號(hào)基本相同的信號(hào)。結(jié)果基本符合調(diào)制原理，但是由于各種噪聲以及誤差的影響，部分地方有失真。</p><p><b>　　體會(huì)</b></p><p>

34、;　　通過這次設(shè)計(jì)我熟悉了單邊帶條幅的調(diào)制與解調(diào)的原理。拿到題目時(shí)最開始無從下手，通過對(duì)題目的模塊化分解后簡(jiǎn)化了題目的難度。</p><p>　　對(duì)于Matlab，真的是一個(gè)很方便的工具，里面集成很多先成的函數(shù)，不用自己去實(shí)現(xiàn)很方便，只用簡(jiǎn)單的調(diào)用一下。Matlab的使用很靈活，需要多多練習(xí)才能熟悉，而且共軛能強(qiáng)大，提供了很多算法。通過另一個(gè)課程設(shè)計(jì)對(duì)Matlab有了一定熟悉在做這個(gè)時(shí)速度比前一個(gè)快了很多。<

35、;/p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過程中遇到了很多困難通過閱讀課本，查找資料，在同學(xué)和老師的幫助下最終完成了這個(gè)設(shè)計(jì)。通過這次課程設(shè)計(jì)我收獲了很多東西，不僅是書本上的只是，還有對(duì)Matlab的使用以及一些算法的原理。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 程佩青. 數(shù)字信號(hào)處理教程. 清華大學(xué)出版社， 2008.5

36、</p><p>　　[2] 曹志剛. 現(xiàn)代通信原理. 清華大學(xué)出版社. 2006.10</p><p>　　[3] 劉樹棠. 信號(hào)與系統(tǒng). 西安交通大學(xué)出版社.2005年4月</p><p>　　[4] 樓順天. 基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì).西安電子科技大學(xué)出版.2001 年9月</p><p>　　[5] 劉衛(wèi)國(guó). MA