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文檔簡介

1、課題:模擬調(diào)制技術(shù)性能比較院(系):專業(yè):班級(jí):學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師: 摘要調(diào)制,在通信系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。所謂調(diào)制,就是把信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。而模擬調(diào)制技術(shù)是非常重要的一種調(diào)制方式。本文主要運(yùn)用MATLAB軟件,通過寫程序完成模擬調(diào)制技術(shù)(本文主要側(cè)重線性調(diào)制)的仿真,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析,比較模擬調(diào)制技術(shù)性能。關(guān)鍵字:線性調(diào)制AM調(diào)制DSB調(diào)制SSB調(diào)制MATLAB仿真一、通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)的目的和要求1、目的:以MATLAB作為編程和通信仿真的工具,通過仿真,加深對(duì)通信原理知識(shí)的理解,同時(shí),掌握利用MATLAB來進(jìn)行通信仿真設(shè)計(jì)的基本方法。2、具體要求如下:模

2、擬調(diào)制技術(shù)性能比較的仿真設(shè)計(jì)給定單音信號(hào)m(t)二c2cos2kt,載波s(t)=Acos20t;請(qǐng)按原理及給定條件和要求,借助MATLAB設(shè)計(jì)一模擬通信系統(tǒng):當(dāng)采用AM調(diào)制時(shí),A取2;當(dāng)采用DSB和SSB調(diào)制時(shí),A取1;解調(diào)時(shí),加入經(jīng)接收端帶通濾波后,功率為0.1的窄帶高斯白噪聲。AM解調(diào)時(shí)要用相干解調(diào)與包絡(luò)檢波;cR包絡(luò)檢波時(shí):取R=50Q,C分別為2pF,20pF和0.2pF;電路結(jié)構(gòu)見下圖。cR按要求仿真并畫出各種調(diào)制及解調(diào)后的信號(hào)波形圖;分析比較各種技術(shù)的性能;調(diào)用的子程序必須能運(yùn)行并與主程序能有效連接。二、幅度調(diào)制(線性調(diào)制)的原理幅度調(diào)制是用調(diào)制信號(hào)去控制高頻正弦載波的幅度,使其

3、按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化的過程。幅度調(diào)制器的一般模型如圖1所示。圖中,啖)為調(diào)制信號(hào),為已調(diào)信號(hào),峽)為濾波器的h(t)L-4沖激響應(yīng),則已調(diào)信號(hào)的時(shí)域和頻域一般表達(dá)式分別為+九=哪)曲/嚴(yán)血匚以耳3)=丄敗3+叫)+脳-叫)廳)圏1題碗的一雌2式中,為調(diào)制信號(hào)鴉的頻譜,為載波角頻率。由以上表達(dá)式可見,對(duì)于幅度調(diào)制信號(hào),在波形上,它的幅度隨基帶信號(hào)規(guī)律而變化;在頻譜結(jié)構(gòu)上,它的頻譜完全是基帶信號(hào)頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移。由于這種搬移是線性的,因此幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制,相應(yīng)地,幅度調(diào)制系統(tǒng)也稱為線性調(diào)制系統(tǒng)。在圖1的一般模型中,適當(dāng)選擇濾波器的特性刃),便可得到各種幅度調(diào)制信號(hào),例如:常規(guī)雙邊帶

4、調(diào)幅(AM)、抑制載波雙邊帶調(diào)幅(DSB-SC)、單邊帶調(diào)制(SSB)和殘留邊帶調(diào)制(VSB)信號(hào)等。(1)常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(AM)囹2AM凋制欖型AM信號(hào)的表達(dá)式、頻譜及帶寬囹2AM凋制欖型AM調(diào)制器模型如圖2所示。假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)(廳)=1),調(diào)制信號(hào)鴉疊加直流凡后再與載波相乘,則輸出的信號(hào)就是常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(AM)信號(hào)。AM信號(hào)的時(shí)域和頻域表示式分別為$血+唄)曲叫匚“0)+環(huán))匚“(扌)仏(=%盹+叫)+氏皿-叫)+*必(皿+叫)+必(皿-叫)lLi式中,幾為外加的直流分量;鴉可以是確知信號(hào)也可以是隨機(jī)信號(hào),但通常認(rèn)為其平均值圖3AM信號(hào)的波形和頻譜4M3)為0,即疏0=0圖3AM信

5、號(hào)的波形和頻譜4M3)AM信號(hào)的典型波形和頻譜分別如圖3所示,圖中假定調(diào)制信號(hào)鴉的上限頻率為。顯然,調(diào)制信號(hào)的帶寬為。由圖可知,AM信號(hào)波形的包絡(luò)與輸入基帶信號(hào)鴉)成正比,故用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)原始調(diào)制信號(hào)。但為了保證包絡(luò)檢波時(shí)不發(fā)生失真,必須滿足地,否則將出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而帶來失真。由頻譜可以看出,AM信號(hào)的頻譜,是由載頻分量和上、下兩個(gè)邊帶組成(通常稱頻譜中畫斜線的部分為上邊帶,不畫斜線的部分為下邊帶)。上邊帶的頻譜與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同,下邊帶是上邊帶的鏡像。因此,AM信號(hào)是帶有載波的雙邊帶信號(hào),它的帶寬為基帶信號(hào)帶寬的兩倍,即場(chǎng)血=兔=fn式中,萬找=心為調(diào)制信號(hào)強(qiáng)的帶寬,心為

6、調(diào)制信號(hào)的最高頻率。AM信號(hào)的解調(diào)調(diào)制過程的逆過程叫做解調(diào)。AM信號(hào)的解調(diào)是把接收到的已調(diào)信號(hào)血(還原為調(diào)制信號(hào)強(qiáng)。AM信號(hào)的解調(diào)方法有兩種:相干解調(diào)和包絡(luò)檢波解調(diào)。罔4毎干解凋原理框囹(1罔4毎干解凋原理框囹由AM信號(hào)的頻譜可知,如果將已調(diào)信號(hào)的頻譜搬回到原點(diǎn)位置,即可得到原始的調(diào)制信號(hào)頻譜,從而恢復(fù)出原始信號(hào)。解調(diào)中的頻譜搬移同樣可用調(diào)制時(shí)的相乘運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。相干解調(diào)的原理框圖如圖4所示。將已調(diào)信號(hào)乘上一個(gè)與調(diào)制器同頻同相的載波,得S觀(才)-cosa=州+擁Q)cos2皿花=丄妬+朋(切+丄衛(wèi)0+朋(切cos2陽22由上式可知,只要用一個(gè)低通濾波器,就可以將第1項(xiàng)與第2項(xiàng)分離,無失真的恢復(fù)

7、出原始的調(diào)制信號(hào)Li想干解調(diào)的關(guān)鍵是必須產(chǎn)生一個(gè)與調(diào)制器同頻同相位的的載波。如果同頻同相位條件得不到滿足,則會(huì)破壞原始信號(hào)的回復(fù)。(2)包絡(luò)檢波法由的波形可見,AM信號(hào)波形的包絡(luò)與輸入基帶信號(hào)鴉成正比,故可以用包絡(luò)檢波的方法恢復(fù)原始調(diào)制信號(hào)。包絡(luò)檢波器一般由半波或全波整流器和低通濾波器組成。一個(gè)二極管峰值包絡(luò)檢波器如圖5所示,電路由二極管D、電阻R和電容C組成。當(dāng)RC滿足條件圖5包第檢波器RC叫圖5包第檢波器時(shí),包絡(luò)檢波器的輸出與輸入信號(hào)即叫占竝+噸)隔去直流后即可得到原信號(hào)。包絡(luò)檢波法屬于非相干解調(diào)法,其特點(diǎn)是:解調(diào)效率高,解調(diào)器輸出近似為相干解調(diào)的2倍;解調(diào)電路簡單,特別是接收端不需要與發(fā)

8、送端同頻同相位的載波信號(hào),大大降低實(shí)現(xiàn)難度。故幾乎所有的調(diào)幅(AM)式接收機(jī)都采用這種電路。綜上所述,可以看出,采用常規(guī)雙邊帶幅度調(diào)制傳輸信息的好處是解調(diào)電路簡單,可采用包絡(luò)檢波法。缺點(diǎn)是調(diào)制效率低,載波分量不攜帶信息,但卻占據(jù)了大部分功率,白白浪費(fèi)掉。如果抑制載波分量的傳送,則可演變出另一種調(diào)制方式,即抑制載波的雙邊帶調(diào)幅(DSB-SC)。(2)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅(DSB)1.DSB信號(hào)的表達(dá)式、頻譜及帶寬在幅度調(diào)制的一般模型中,若假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)(=1),調(diào)制信號(hào)鴉中無直流分量,則輸出的已調(diào)信號(hào)就是無載波分量的雙邊帶調(diào)制信號(hào),或稱抑制載波雙邊帶(DSB)調(diào)制信號(hào),簡稱雙邊帶(DSB)

9、信號(hào)。DSB調(diào)制器模型如圖6所示。可見DSB信號(hào)實(shí)質(zhì)上就是基帶叭信號(hào)與載波直接相乘,其時(shí)域和頻域表示式分別為迪皿)=丄必(皿+叫)+-磯)郎DSE涓制2DSB信號(hào)的包絡(luò)不再與加(的變化規(guī)律一致,因此不能進(jìn)行包絡(luò)檢波,需采用相干解調(diào);除不再含有載頻分量離散譜外,DSB信號(hào)的頻譜與AM信號(hào)的完全相同,仍由上下對(duì)稱的兩個(gè)邊帶組成。故DSB信號(hào)是不帶載波的雙邊帶信號(hào),它的帶寬與AM信號(hào)相同,也為基帶信號(hào)帶寬的兩倍,即=2辦附=2fH式中,為調(diào)制信號(hào)帶寬,了m為調(diào)制信號(hào)的最高頻率。2.DSB信號(hào)的功率分配及調(diào)制效率由于不再含有載波成分,DSB信號(hào)的功率就等于邊帶功率,是調(diào)制信號(hào)功率的一半,即Pp迪=巳=

10、式中,叫為邊帶功率,兀=耀叫)為調(diào)制信號(hào)功率。顯然,DSB信號(hào)的調(diào)制效率為100%。DSB信號(hào)的解調(diào)DSB信號(hào)只能采用相干解調(diào),其模型與AM信號(hào)相干解調(diào)時(shí)完全相同,如圖4所示。此時(shí),乘法器輸出-cos=鴉(才)cos2e,=丄擁g)+丄鴉(t)cos22經(jīng)低通濾波器濾除高次項(xiàng),得叫(=+加(才)即無失真地恢復(fù)出原始電信號(hào)。抑制載波的雙邊帶幅度調(diào)制的好處是,節(jié)省了載波發(fā)射功率,調(diào)制效率高;調(diào)制電路簡單,僅用一個(gè)乘法器就可實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是占用頻帶寬度比較寬,為基帶信號(hào)的2倍。(3)單邊帶調(diào)制(SSB)由于DSB信號(hào)的上、下兩個(gè)邊帶是完全對(duì)稱的,皆攜帶了調(diào)制信號(hào)的全部信息,因此,從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤],

11、僅傳輸其中一個(gè)邊帶就夠了。這就又演變出另一種新的調(diào)制方式單邊帶調(diào)制(SSB)。1.SSB信號(hào)的產(chǎn)生法圏了磁法第E售號(hào)凋制器產(chǎn)生SSB法圏了磁法第E售號(hào)凋制器(1)用濾波法形成SSB信號(hào)用濾波法實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制的原理圖如圖7所示,圖的為單邊帶濾波器。產(chǎn)生SSB信號(hào)最直觀方法的是,將設(shè)計(jì)成具有理想高通特性或理想低通特性的單邊帶濾波器,從而只讓所需的一個(gè)邊帶通過,而濾除另一個(gè)邊帶。產(chǎn)生上邊帶信號(hào)時(shí)即為,產(chǎn)生下邊帶信號(hào)時(shí)即為。SSB信號(hào)的頻譜可表示為趣)=仏9)丹觀)=加+%)+M-)丹趣(釦-匚OS-曲_打2Qp-匚OS-曲_打2Qp*叫阿8相移法黃E信號(hào)凋制器帶),這就使得濾波器的設(shè)計(jì)與制作很困難,

12、有時(shí)甚至難以實(shí)現(xiàn)。為此,實(shí)際中往往采用多級(jí)調(diào)制的辦法,目的在于降低每一級(jí)的過渡帶歸一化值,減小實(shí)現(xiàn)難度。(2)用相移法形成SSB信號(hào)SSB信號(hào)的時(shí)域表示式為cos0/+sin附22式中,“一”對(duì)應(yīng)上邊帶信號(hào),“+”對(duì)應(yīng)下邊帶信號(hào);輒。表示把廉的所有頻率成分均相移,稱輒。是鴉)的希爾伯特變換。根據(jù)上式可得到用相移法形成SSB信號(hào)的一般模型,如圖8所示。圖中,為希爾伯特濾波器,它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)寬帶相移網(wǎng)絡(luò),對(duì)鴉中的任意頻率分量均相移-汀f2。相移法形成SSB信號(hào)的困難在于寬帶相移網(wǎng)絡(luò)的制作,該網(wǎng)絡(luò)要對(duì)調(diào)制信號(hào)的所有頻率分量嚴(yán)格相移-次fN這一點(diǎn)即使近似達(dá)到也是困難的。2.SSB信號(hào)的帶寬、功率和調(diào)制

13、效率從SSB信號(hào)調(diào)制原理圖中可以清楚地看出,SSB信號(hào)的頻譜是DSB信號(hào)頻譜的一個(gè)邊帶,其帶寬為DSB信號(hào)的一半,與基帶信號(hào)帶寬相同,即萬=*丑遊=%=鶴式中,為調(diào)制信號(hào)帶寬,扁為調(diào)制信號(hào)的最高頻率。由于僅包含一個(gè)邊帶,因此SSB信號(hào)的功率為DSB信號(hào)的一半,即F通=盧血=7/32(0顯然,因SSB信號(hào)不含有載波成分,單邊帶幅度調(diào)制的效率也為100%。SSB信號(hào)的解調(diào)訶)L卩F從SSB信號(hào)調(diào)制原理圖中不難看出,SSB信號(hào)的包絡(luò)不再與調(diào)制信號(hào)朋成正比,因此SSB信號(hào)的解調(diào)也不能采用簡單的包絡(luò)檢波,需采用相干解調(diào),如圖9所示。此時(shí),乘法器輸出竝)-cos竝)-cos=険f)cos+禺(f)sina

14、)ct副站B信號(hào)的柜干解調(diào)=cos2詁+m(t)cose/sin22=+cos2a)1+sin2a)144曠4曠經(jīng)低通濾波后的解調(diào)輸出為從而可得到無失真的調(diào)制信號(hào)。綜上所述,單邊帶幅度調(diào)制的好處是,節(jié)省了載波發(fā)射功率,調(diào)制效率高;頻帶寬度只有雙邊帶的一半,頻帶利用率提高一倍。缺點(diǎn)是單邊帶濾波器實(shí)現(xiàn)難度大。三、MATLAB程序仿真與分析1、AM調(diào)制給定單音信號(hào)m(t)=2cos2兀t,載波s(t)=Acos20兀t,A取2,解調(diào)時(shí),加入經(jīng)接收端帶通濾波后,功率為).1的窄帶高斯白噪聲,AM解調(diào)時(shí)要用相干解調(diào)與包絡(luò)檢波,包絡(luò)檢波時(shí):取R=50Q,C分別為2pF,20pF和0.2pF。其MATLAB

15、程序見附錄(包絡(luò)檢波子程序見附錄),其仿真結(jié)果如圖10和圖11:度幅210-1-2-2-1012t/s度幅40030020C100B單音信號(hào)頻譜D加噪聲后的AM已調(diào)信號(hào)頻譜2度0幅-200.511.52t/sE載波信號(hào)波形I.AME調(diào)信號(hào)波形t/sC加噪聲后的AM已調(diào)信號(hào)波形100050C1231030度幅210-1-2-2-1012t/s度幅40030020C100B單音信號(hào)頻譜D加噪聲后的AM已調(diào)信號(hào)頻譜2度0幅-200.511.52t/sE載波信號(hào)波形I.AME調(diào)信號(hào)波形t/sC加噪聲后的AM已調(diào)信號(hào)波形100050C12310300000.20.40.60.81-2-10t/s00.2

16、0.40.60.8w/(rad*1s)10-1120t/s度幅-22-1K加噪聲后的AM解調(diào)信號(hào)通過低通濾波器后的波形212w/(rad*1)L加噪聲后的AM解周信號(hào)通過低通濾波器后的頻譜圖10AM調(diào)制與相干解調(diào)過程信號(hào)波形頻譜圖從圖10的A圖、E圖和I圖可看出,在波形上,已調(diào)信號(hào)的幅度隨基帶信號(hào)的規(guī)律呈正比地變化;由B圖、F圖和J圖可看出,在頻譜結(jié)構(gòu)上,它的頻譜完全是基帶信號(hào)頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移,若調(diào)制信號(hào)頻率為3,載波頻率3,調(diào)制后信號(hào)頻率搬移至33處;cc從D圖和H圖,可看出解調(diào)時(shí)的頻譜亦是在頻域內(nèi)的簡單搬移。因此,可驗(yàn)證,AM調(diào)制是線性調(diào)制。從I圖和C圖、J圖和D圖可以得出加入噪聲是

17、小噪聲信號(hào),因?yàn)槠洳ㄐ魏皖l譜幾乎不變。從A圖和K圖可以看出,經(jīng)調(diào)制解調(diào)的單音信號(hào)波形與原波形比較雖存在一定的失真,但整體上還是基本滿足原信號(hào)特征的。A.包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=2*10-5)B.包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=2*10-6)度幅1002-1.5A.包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=2*10-5)B.包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=2*10-6)度幅1002-1.5-1-0.500.5t/sC.包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=2*10-7)1.51002-1.5-1-0.5020t/sD.包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(

18、其中R=50,C=6*10-3)-1.5-1-0.50t/s0.51.5n-0.51.5圖11AM包絡(luò)檢波由前面的原理分析可知,包絡(luò)檢波時(shí)要合理選擇RC的參數(shù),使其滿足關(guān)系式RC,防止拖尾。對(duì)于給定的參數(shù),經(jīng)計(jì)算可發(fā)現(xiàn)不滿足條件,其仿真結(jié)果如圖11的A圖、B圖、和C圖所示,出現(xiàn)了嚴(yán)重失真。根據(jù)計(jì)算,選取一個(gè)比較符合條件的參數(shù),其仿真結(jié)果如圖11的D圖所示。2、DSB調(diào)制給定單音信號(hào)m(t)=2cos2兀t,載波s(t)=Acos20兀t,A取1,解調(diào)時(shí),加入經(jīng)接收端帶通濾波后,功率為0.1的窄帶高斯白噪聲。其MATLAB程序見附錄,其仿真結(jié)果如下:A.調(diào)制信號(hào)波形-2w/(rad*s1)C加噪

19、聲后的DSB已調(diào)信號(hào)波形0加噪聲后的DSB已調(diào)信號(hào)頻譜2-J-O-7度幅nlllllJIA.調(diào)制信號(hào)波形-2w/(rad*s1)C加噪聲后的DSB已調(diào)信號(hào)波形0加噪聲后的DSB已調(diào)信號(hào)頻譜2-J-O-7度幅nlllllJI22-怡2-2-1012t/sE.載波信號(hào)波形w/(rad*s1)G加噪聲后的DSB解調(diào)信號(hào)波形12w/(rad*s1)H加噪聲后的DSB解調(diào)信號(hào)頻譜度幅w/(rad*s1)L.加噪DSB解調(diào)信號(hào)通過低通濾波器的頻譜t/s度幅度幅J.DSB已調(diào)信號(hào)頻譜50040030020010000.20.40.60.8w/(rad*s1)2100r1Af110-1w/(rad*s1)-2

20、-2度幅度幅0t/sK加噪DSB解調(diào)信號(hào)通過低通濾波器的波形50圖12DSB調(diào)制與解調(diào)過程波形和頻譜圖由圖12的頻譜圖可以看出DSB的調(diào)制與解調(diào)同AM一樣是線性的,DSB調(diào)制信號(hào)與AM調(diào)制信號(hào)的帶寬一樣。加入噪聲后,已調(diào)信號(hào)出現(xiàn)了相位和幅度的失真,相干解調(diào)后,得到了攜帶高頻成分的信號(hào),之后通過低通濾波器,濾除了高頻成分,保留了低頻成分,恢復(fù)了原基帶信號(hào)。從圖12的A和K可以得出DSB調(diào)制信號(hào)的調(diào)制效率較AM調(diào)制來說較高2、SSB調(diào)制給定單音信號(hào)m(t)二J2cos2兀t,載波s(t)=Acos20兀t,A取1,解調(diào)時(shí),加入經(jīng)接收端帶通濾波后,功率為0.1的窄帶高斯白噪聲。其MATLAB程序見附

21、錄,其仿真結(jié)果如下:t/s度200B.調(diào)制信號(hào)頻譜40030010000.20.40.60.81210-1C加噪聲后的SSB已調(diào)信號(hào)波形度幅度幅0t/s200150100502D加噪聲后的SSB已調(diào)信號(hào)頻譜0w/(rad*s1)2-2-20w/(rad*s1)I.SSB下邊帶調(diào)制J.SSB下邊帶調(diào)制信號(hào)頻譜0.20.40.60.81w/(rad*s1)100t/s度200B.調(diào)制信號(hào)頻譜40030010000.20.40.60.81210-1C加噪聲后的SSB已調(diào)信號(hào)波形度幅度幅0t/s200150100502D加噪聲后的SSB已調(diào)信號(hào)頻譜0w/(rad*s1)2-2-20w/(rad*s1)

22、I.SSB下邊帶調(diào)制J.SSB下邊帶調(diào)制信號(hào)頻譜0.20.40.60.81w/(rad*s1)100r1-10-1w/(rad*s1)-2-2加噪聲后的SSB解調(diào)信號(hào)通過低通濾波器后的波形加噪聲后的SSB解調(diào)信號(hào)通過低通濾波器后的頻譜度幅0t/s50圖13SSB調(diào)制與解調(diào)過程波形和頻譜圖由圖13可知,與DSB調(diào)制信號(hào)相比,由于SSB調(diào)制信號(hào)保留的是上邊帶,所以其帶寬只有AM的一半。加入噪聲后,出現(xiàn)了相位和幅度的失真,相干解調(diào)后,得到了攜帶高頻成分的信號(hào),之后通過低通濾波器,濾除了高頻成分,保留了低頻成分,恢復(fù)了原基帶信號(hào)。總之,三種線性調(diào)制方法各有優(yōu)缺點(diǎn):AM調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是接收設(shè)備簡單,缺點(diǎn)是功

23、率利用率低,抗干擾能力差;DSB調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是功率利用率高,且?guī)捙cAM相同,但接收要求同步解調(diào),設(shè)備較復(fù)雜;SSB調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是功率利用率和頻帶利用率都較高,抗干擾能力優(yōu)于AM,且?guī)捴挥蠥M的一半,缺點(diǎn)是發(fā)送和接收設(shè)備都較復(fù)雜。四、小結(jié)在這次基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)中,主要是通過分析、查閱、掌握模擬調(diào)制技術(shù)的相關(guān)原理,在MATLAB環(huán)境下設(shè)計(jì)了對(duì)幅度調(diào)制(AM調(diào)制、DSB調(diào)制和SSB調(diào)制)的仿真。我最大的收獲是對(duì)MATLAB軟件的使用有了更深的了解,尤其是懂得了新的函數(shù),同時(shí),提高了我查閱相關(guān)圖書的能力,此外,對(duì)模擬調(diào)制技術(shù)原理有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。五、附錄AM調(diào)制與解調(diào)程序%AM調(diào)制

24、的參數(shù)設(shè)置%clearall;clc;Am=sqrt(2);%調(diào)制信號(hào)振幅fm=1;%調(diào)制信號(hào)頻率fc=10;%載波信號(hào)頻率Ac=2;%載波信號(hào)振幅ts=0.01;t0=2;t二-tO+O.OOOl:ts:to;N=length(t);w=0:2*pi/(N-l):2*pi;%載波和調(diào)制信號(hào)的波形%mt二Am*cos(2*pi*fm.*t);ct二Ac*cos(2*pi*fc.*t);figure(l);subplot(3,4,l);plot(t,mt);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(A.單音信號(hào)波形);%axis(-2,2,-10,10);subplot(3,4,

25、2);plot(w,real(fft(mt);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度),title(B.單音信號(hào)頻譜);axis(0,1,0,400);subplot(3,4,5);plot(t,ct);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(E.載波信號(hào)波形);axis(0,2,3,3);subplot(3,4,6);plot(w,real(fft(ct);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度),title(F.載波信號(hào)頻譜);axis(0,1,0,500);%AM信號(hào)調(diào)制程序%A0=2;%直流偏量amt二(A0+mt).*ct;sub

26、plot(3,4,9);plot(t,real(amt);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(I.AM已調(diào)信號(hào)波形);axis(2,2,10,10);subplot(3,4,10);plot(w,real(fft(amt);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度),title(J.AM已調(diào)信號(hào)頻譜);axis(0,1,0,1000);%在信道中加入窄帶高斯白噪聲%fangcha=0.1;h,l=size(mt);nit二sqrt(fangcha).*randn(h,l);amtn二amt+nit;subplot(3,4,3);plot(t,real(am

27、tn);xlabel(t/s),ylabel(幅度);title(C.加噪聲后的AM已調(diào)信號(hào)波形);subplot(3,4,4);plot(w,real(fft(amtn);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度);title(D.加噪聲后的AM已調(diào)信號(hào)頻譜);axis(0,pi,0,1000);%對(duì)加噪聲后的AM已調(diào)信號(hào)進(jìn)行“相干解調(diào)”%amtm=amtn.*ct;subplot(3,4,7);plot(t,real(amtm);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(G.加噪聲后的AM相干解調(diào)信號(hào)波形);subplot(3,4,8);plot(w,rea

28、l(fft(amtm);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度);title(H.加噪聲后的AM相干解調(diào)信號(hào)頻譜);axis(0,pi,0,1000);%解調(diào)信號(hào)通過低通濾波器%Rp=0.1;Rs=50;%設(shè)置通帶波紋(dB)和阻帶最小衰減(dB)Wp=5/100;Ws=10/100;%設(shè)置通帶截止頻率和阻帶起始角頻率n,Wn二ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);%橢圓濾波器的最小階數(shù)n和截止頻率Wnb,a=ellip(n,Rp,Rs,Wn,low);X1=filtfilt(b,a,amtm);X=Xl/2-A0;subplot(3,4,11);plot(t,real

29、(X);axis(-2,2,-2,2);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(K.加噪聲后的AM解調(diào)信號(hào),通過低通濾波器后的波形);subplot(3,4,12);plot(w,real(fft(X);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度);title(L.加噪聲后的AM解調(diào)信號(hào),通過低通濾波器后的頻譜);%“包絡(luò)檢波”%amtml二BaoLuoJianBo(50,2*10-5,N,amtn);amtm2二BaoLuoJianBo(50,2*10-6,N,amtn);amtm3二BaoLuoJianBo(50,2*107,N,amtn);amtm4=Ba

30、oLuoJianBo(50,6*103,N,amtn);figure(2);subplot(4,1,1);plot(t,real(amtml);xlabel(t/s),ylabel(幅度);holdon;plot(t,A0+mt,r);title(A包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=2*10-5);subplot(4,l,2);plot(t,real(amtm2);xlabel(t/s),ylabel(幅度);title(B包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=2*10-6);holdon;plot(t,A0+mt,r-);subplot(4,1,3);plot(t,real(

31、amtm3);xlabel(t/s),ylabel(幅度);title(C包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=2*10-7);holdon;plot(t,A0+mt,r-);subplot(4,1,4);plot(t,real(amtm4);xlabel(t/s),ylabel(幅度);title(D包絡(luò)檢波后的AM信號(hào)波形(其中R=50,C=6*10-3);holdon;plot(t,A0+mt,r-);包絡(luò)檢波子程序functionout二BaoLuoJB(R,C,N,st)w=-pi:10000*pi/(N-1):pi;fork=1:Nif(st(k)0)st(k)=0;ende

32、ndH=1./(1+1i.*w*R*C);out二conv(st,ifft(H);DSB調(diào)制與解調(diào)程序%DSB調(diào)制參數(shù)設(shè)置%clearall;clc;Am=sqrt(2);%調(diào)制信號(hào)振幅fm=1;%調(diào)制信號(hào)頻率fc=10;%載波信號(hào)頻率Ac=1;%載波信號(hào)振幅ts=0.01;t0=2;t=-t0+0.0001:ts:tO;N=length(t);w=0:2*pi/(N-1):2*pi;%載波和調(diào)制信號(hào)波形%mt二Am*cos(2*pi*fm.*t);ct二Ac*cos(2*pi*fc.*t);subplot(3,4,1);plot(t,mt);xlabel(t/s),ylabel(幅度),ti

33、tle(A.調(diào)制信號(hào)波形);axis(-2,2,-2,2);subplot(3,4,2);plot(w,real(fft(mt);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度),title(B.調(diào)制信號(hào)頻譜);axis(0,l,0,400);subplot(3,4,5);plot(t,ct);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(E.載波信號(hào)波形);axis(-2,2,-2,2);subplot(3,4,6);plot(w,real(fft(ct);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度),title(F.載波信號(hào)頻譜);axis(0,l,0,

34、400);%DSB信號(hào)調(diào)制程序%dsbt=mt.*ct;subplot(3,4,9);plot(t,real(dsbt);holdon;plot(t,mt,r);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(I.DSB已調(diào)信號(hào)波形);axis(-2,2,-2,2);subplot(3,4,10);plot(w,real(fft(dsbt);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度),title(J.DSB已調(diào)信號(hào)頻譜);axis(0,l,0,500);%在信道中加入窄帶高斯白噪聲%fangcha=0.1;h,l=size(mt);nit二sqrt(fangcha).

35、*randn(h,l);dsbtn二dsbt+nit;subplot(3,4,3);plot(t,real(dsbtn);xlabel(t/s),ylabel(幅度);title(C.加噪聲后的DSB已調(diào)信號(hào)波形);subplot(3,4,4);plot(w,real(fft(dsbtn);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度);title(加噪聲后的DSB已調(diào)信號(hào)頻譜);axis(0,pi,0,200);%對(duì)加窄帶高斯白噪聲后的DSB已調(diào)信號(hào)解調(diào)%dsbtm=(dsbtn.*ct)*2;subplot(3,4,7);plot(t,real(dsbtm);xlabel(t/

36、s),ylabel(幅度),title(G.加噪聲后的DSB解調(diào)信號(hào)波形);subplot(3,4,8);plot(w,real(fft(dsbtm);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度);title(H.加噪聲后的DSB解調(diào)信號(hào)頻譜);axis(0,pi,0,300);%解調(diào)信號(hào)通過低通濾波器%Rp=0.1;Rs=50;Wp=5/100;Ws=10/100;n,Wn二ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);b,a二ellip(n,Rp,Rs,Wn,low);X=filtfilt(b,a,dsbtm);subplot(3,4,ll);plot(t,real(X);ax

37、is(-2,2,-2,2);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(K.加噪DSB解調(diào)信號(hào),通過低通濾波器的波形);subplot(3,4,12);plot(w,real(fft(X);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度);title(L.加噪DSB解調(diào)信號(hào),通過低通濾波器的頻譜);axis(0,pi,0,100);SSB調(diào)制與解調(diào)程序%SSB調(diào)制參數(shù)設(shè)置%clearall;clc;Am=sqrt(2);%調(diào)制信號(hào)振幅fm=1;%調(diào)制信號(hào)頻率fc=10;%載波信號(hào)頻率Ac=1;%載波信號(hào)振幅ts=0.01;t0=2;t=-t0+0.000001:ts:t

38、O;N=length(t);w=0:2*pi/(N-l):2*pi;%載波和調(diào)制信號(hào)波形%mt二Am*cos(2*pi*fm.*t);ct二Ac*cos(2*pi*fc.*t);subplot(3,4,1);plot(t,mt);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(A.調(diào)制信號(hào)波形);%axis(-2,2,-2,2);subplot(3,4,2);plot(w,real(fft(mt);xlabel(w/(rad*s-l),ylabel(幅度),title(B.調(diào)制信號(hào)頻譜);axis(0,l,0,400);subplot(3,4,5);plot(t,ct);xlabel(t/s),ylabel(幅度),title(E.載波信號(hào)波形);%axis(-2,2,-2,2);subplot(3,4,6);plot(w,real(fft(ct);xlabel(w

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