通信课设模拟信号的调制与解调

1、通信原理B课程设计设计报告题 目： 模拟信号的调制与解调 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 起止时间：2014.12.29-2015.1.2西安理工大学一、 设计目的： 通过本课程设计巩固并通扩展通信原理课程的基本概念、基本理论、分析方法和实现方法。结合Matlab技术、数字通信技术，学习现代数字通信系统的simulink建模和设计方法，使学生能够有效地将理论和实际紧密结合，培养创新思维和设计能力，增强软件编程实现能力和解决实际问题的能力。二、 设计内容： 设信源m(t)=2cos2t，载波s(t)=Acos20t，试画出：(1) A=2的AM调制信号(2) A=1的DSB调制信号(3

2、) A=1的SSB调制信号(4) 在信道中各加入经过带通滤波器后的窄带高斯白噪声，功率为0.1，解调各个信号，并画出解调后的波形。三、 程序流程图：开始始 为各个变量赋初值生成信源m(t)对m(t)进行AM、DSB、SSB调制信道加入高斯白噪声 已调信号的解调 解调信号通过低通滤波器结 束四、 程序代码：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;%载波和调制信号波形%mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fa.*t); st=A*cos(20*pi*t

3、);%AM信号调制程序% figure(1);amt=(mt).*st;subplot(321);plot(t,amt);xlabel('AM时域波形图');subplot(322);plot(w,fft(amt);axis(0,pi,0,500);xlabel('AM频域波形图');%DSB信号调制程序%dsbt=mt.*st;subplot(323);plot(t,dsbt);xlabel('DSB时域波形图');subplot(324);plot(w,fft(dsbt);axis(0,pi,0,500);xlabel('DSB频域波

4、形图');%SSB信号调制程序%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时域波形图');subplot(326);plot(w,fft(ssbt);axis(0,pi,0,200);xlabel('SSB频域波形图');%在信道中加入窄带高斯白噪声% 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('白噪声AM时域波形图');subplot(322);plot(w,fft(amtn);axis(0,pi,0,500);xlabel('白噪声AM频域波形图');dsbtn=dsbt+nit;subplot(323);plot(t,dsbtn);xlabel('白噪声DSB时域波形图');subplot(324);plot(w,

6、fft(dsbtn);axis(0,pi,0,500);xlabel('白噪声DSB频域波形图');ssbtn=ssbt+nit;subplot(325);plot(t,ssbtn);xlabel('白噪声SSB时域波形图');subplot(326);plot(w,fft(ssbtn);axis(0,pi,0,500);xlabel('白噪声SSB频域波形图');%已调信号的解调%figure(3);amtm=amtn.*st;amtm=(amtm-mean(amtm)*2;subplot(311);plot(t,amtm);xlabel(&#

7、39;AM解调');dsbtm=(dsbtn.*st)*2;subplot(312);plot(t,dsbtm);xlabel('DSB解调');ssbtm=(ssbtn.*st)*2;subplot(313);plot(t,ssbtm);xlabel('SSB解调');%解调信号通过低通滤波器%Rp=0.1;Rs=50;Wp=5/100;Ws=10/100;%Rp、Rs分别为通带最大波纹和阻带最小衰减；%wp、ws分别为为通带边界频率和阻带边界频率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通过低通滤波器');x2=filter(b,a,dsbtm);subplot(312);plot(t,x2);xlabel('DSB通过低通滤波器');x3=filter(b,a,ssbtm);subplot(313);plot(t,x3);xlabel('SSB通过低通滤波器');五、 设计结果：1.AM、DSB、SSB调制的时域、频域波形图2.加入高斯白噪声后的已调信号的时域、频域波形图3.已调信号的解调图4.解调信号通过低通

9、滤波器六、 结果分析：1.由图像可知：在时域：调制信号波形与AM的包络相同，而与DSB、SSB的不同；在频域：AM信号包含有载波、上下边带；DSB仅有上下边带而无载波；SSB仅有上边带或下边带而无载波；上边带或下边带的带宽与调制信号带宽相等。2.分析AM和DSB调制的区别AM为普通振幅调制，DSB为双边带调制。它们的相同点：1) 他们都是振幅调制。2) AM调制和双边带DSB调制所占带宽基本相同。3) 除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号。它们不同点：1) 包络不同。AM波的包络正比于调制信号f(t)，

10、而DSB波的包络则正比于|f(t)|。 2) DSB调制存在反相。既DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点处（调幅电压正负交替时）要突变180度。DSB信号的相位反映了调制信号的极性。因此，严格的讲DSB信号已非单纯的振幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。3) AM调制有调幅度，而DSB则不存在调幅度的说法。4) DSB调制功率利用率高于AM。这是由于DSB信号不含载波。3分析DSB和SSB调制的区别：1) SSB信号的频谱是DSB信号频谱的一个边带，其带宽为DSB信号的一半，与基带信号带宽相同。2) 系统抗噪声性能从表面上看，2DSBG，1SSBG，但不能说双边带系统的抗噪性能优于单边带一

11、倍。实际上，由于双边带系统的带宽DSBB是单边的2倍故噪声功率的输入也大于2倍，尽管G相差2倍，两者抵消。实际上，双边带和单边的抗噪性能是相同的。七、 课设总结：结论概括：1.从调幅过程的波形中可以看出以下几点: 调幅过程是原始频谱F(w)简单搬移了 ，频谱包含了两部分，载波分量和边带分量 AM波和DSB波占用的带宽是消息带宽的2倍，SSB占用的带宽与原基带信号带宽相同。 AM波幅度谱SAM(w)是对称的。 对于正频率而言，高于 的频谱部分叫做上边带，低于 的频谱部分叫做下边带。由于幅度谱对于原点是偶对称的，所以对于负频率而言，上边带落在低于- 的频谱部分，下边带落在高于- 的频谱部分。为了实

12、现不失真的调幅，必须满足下列两个条件：a.对于所有t，必须有b. 载波频率应远大于f(t)的最高频谱分量，即AM同步检波性能：采用同步检测法解调AM信号是，得到的调制制度增益与对于100%的调制，且m(t)是单频正弦信号的AM的最大信噪比增益相同。由此可见，对于AM调制系统，在大信噪比时，采用包络检波器解调时的性能与同步检波时的性能几乎一样。但应该注意到，后者的调制制度增益不受信号与噪声相对幅度假设条件限制。DSB调制系统的性能：DSB调制心痛的制度增益为2.也就是说，DSB信号的解调器使信噪比改善1倍。这是因为采用相干解调，使输入噪声中的一个正交分量被消除的缘故。SSB调制系统的性能如果在相同的输入信号功率，形同输入噪声功率谱密度，形同基带信号带宽的条件下，对这两种调制方式进行比较，可以发现他们的输入信噪比是相等的。这就是说，两者的抗噪声性能是相同的。但SSB所需要的传输带宽仅是DSB的一半，因此SSB得到普遍应用。自身总结： 课程设计，加深了我们对幅度调