基于MATLAB的抑制载波的双边带幅度调制(DSB)与解调分析
基于matlab的AM—DSB调制与解调并用GUI实现
机电信息工程学院“通信电子线路”精品实验项目实验报告系别:电子信息工程系专业:通信工程班级:08级 1 班实验题目:基于Matlab的AM-DSB调制系统仿真学生姓名:***指导教师:李厚杰,郭丽萍,孙炎辉学期:2010—2011年度第一学期基于Matlab 的AM-DSB 调制系统仿真一、 实验类型(Experimental type )设计性实验二、 实验目的(Experimental purposes )1.掌握振幅调制(amplitude demodulation, AM 以及 DSB )和解调(amplitude demodulation )原理。
2.学会Matlab 仿真软件在振幅调制和解调中的应用。
3.掌握参数设置方法和性能分析方法。
4.通过实验中波形的变换,学会分析实验现象。
三、 实验内容(Experiment contents )1.设计AM-DSB 信号实现的Matlab 程序,输出调制信号、载波信号以及已调2.号波形以及频谱图,并改变参数观察信号变化情况,进行实验分析。
3.设计AM-DSB 信号解调实现的Matlab 程序,输出并观察解调信号波形,分析实验现象。
四、 实验要求(Experimental requirements )利用Matlab 软件进行振幅调制和解调程序设计,输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形,并输出显示三种信号频谱图。
对产生波形进行分析,并通过参数的改变,观察波形变化,分析实验现象。
五、振幅调制原理5.1振幅调制产生原理所谓调制,就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上,再由天线发射出去。
这里高频振荡波就是携带信号的运载工具,也叫载波。
振幅调制,就是由调制信号去控制高频载波的振幅,直至随调制信号做线性变化。
在线性调制系列中,最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅,简称为调幅(AM )。
为了提高传输的效率,还有载波受到抑制的双边带调幅波(DSB )和单边带调幅波(SSB )。
DSB调制与解调的MATLAB实现及
O
-ω c
O
ωc
ω
图形
DSB解调原理
DSB解调原理图 解调原理图
n(t) sm(t) 带通 滤波器 sm(t) n i(t) cos ωct 低通 mo(t) 滤波器 n (t) o
原理简述 DSB是AM调制的一种,AM信号通 过信道后自然会叠加有燥声,经 过接收天线进入带通滤波器。 BPF的作用有两个,一是让AM信 号直接通过,二是滤出带外噪声。 AM信号通过BFP后与本地载波相 乘后。进入LPF,LPF的截止频率 设定为一个定值,它不允许频率 大于截止频率的成分通过,因此 LPF的输出仅为与要的信号。
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DSB调制解调分析的MATLAB实现
正弦波调制 • 用频率300HZ正弦波调制 频率30KHZ的正弦波,采 用同步解调,观察调制信 号、已调信号、解调信号 的波形、频谱以及解调器 输入输出信噪比的关系。 • 调制信号幅度=0.8×载波 幅度 • 调制信号幅度=载波幅度 矩形波调制 • 用频率300HZ矩形波调制 频率30KHZ的正弦波,采 用同步解调,观察调制信 号、已调信号、解调信号 的波形、频谱以及解调器 输入输出信噪比的关系。 • 调制信号幅度=0.8×载波 幅度 • 调制信号幅度=载波幅度
DSB调制与解调的MATLAB实现 及调制性能分析
学生:王再军 班级:通信0702 指导老师:要趁红
一绪论
• 在实际应用当中大型、复杂的系统直接实验是十 分昂贵的,而采用仿真实验,可以大大降低实验 成本。在实际通信中,很多信道都不能直接传送 基带信号,必须用基带信号对载波波形的某些参 量进行控制,使载波的这些参量随基带信号的变 化而变化,即所谓正弦载波调制。利用仿真软件 对系统进行仿真可以弥补真实的实验设备所不能 满足的条件
基于Matlab的模拟调制与解调实验报告
基于Matlab的模拟调制与解调(开放实验)一、实验目的(一)了解AM、DSB和SSB 三种模拟调制与解调的基本原理(二)掌握使用Matlab进行AM调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行AM调制2、学会运用MATLAB对AM调制信号进行相干解调3、学会运用MATLAB对AM调制信号进行非相干解调(包络检波)(三)掌握使用Matlab进行DSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行DSB调制2、学会运用MATLAB对DSB调制信号进行相干解调(四)掌握使用Matlab进行SSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行上边带和下边带调制2、学会运用MATLAB对SSB调制信号进行相干解调二、实验环境MatlabR2020a三、实验原理(一)滤波法幅度调制(线性调制)(二)常规调幅(AM)1、AM表达式2、AM波形和频谱3、调幅系数m(三)抑制载波双边带调制(DSB-SC)1、DSB表达式2、DSB波形和频谱(四)单边带调制(SSB)(五)相关解调与包络检波四、实验过程(一)熟悉相关内容原理 (二)完成作业已知基带信号()()()sin 10sin 30m t t t ππ=+,载波为()()cos 2000c t t π= 1、对该基带信号进行AM 调制解调(1)写出AM 信号表达式,编写Matlab 代码实现对基带进行进行AM 调制,并分别作出3种调幅系数(1,1,1m m m >=<)下的AM 信号的时域波形和幅度频谱图。
代码 基带信号fs = 10000; % 采样频率 Ts = 1/fs; % 采样时间间隔t = 0:Ts:1-Ts; % 时间向量m = sin(10*pi*t) + sin(30*pi*t); % 基带信号载波信号fc = 1000; % 载波频率c = cos(2*pi*fc*t); % 载波信号AM调制Ka = [1, 0.5, 2]; % 调制系数m_AM = zeros(length(Ka), length(t)); % 存储AM调制信号相干解调信号r = zeros(length(Ka), length(t));绘制AM调制信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)m_AM(i, :) = (1 + Ka(i)*m).*c; % AM调制信号subplot(3, 2, i);plot(t, m_AM(i, :));title(['AM调制信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');ylim([-2, 2]);subplot(3, 2, i+3);f = (-fs/2):fs/length(m_AM(i, :)):(fs/2)-fs/length(m_AM(i, :));M_AM = fftshift(abs(fft(m_AM(i, :))));plot(f, M_AM);title(['AM调制信号的幅度频谱图(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('频率');ylabel('幅度');r(i, :) = m_AM(i, :) .* c; % 相干解调信号end绘制相干解调信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)subplot(length(Ka), 1, i);plot(t, r(i, :));title(['相干解调信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');end图像(2)编写Matlab代码实现对AM调制信号的相干解调,并作出图形。
专业综合技能(二)抑制载波双边带系统调制解调(DSB)仿真
专业综合技能(二)抑制载波双边带系统调制解调(DSB)仿真专业:通信工程班级:通信111 班学号:姓名:指导教师姓名:2014年 6月 7 日随着信息传输在现代生活中重要性的增强,调制和解调作为无线电通信系统中必不可少的关键技术也越来越受到重视。
调制的目的是得到适合在信道中传输的信号,解调又称作检波,就是从接收端最大程度不失真的恢复出基带信号。
DSB 信号以其调制效率高而得到广泛应用。
本文介绍了基于MATLAB/Simulink 仿真DSB 调制与解调过程,并在解调时引入高斯白噪声,DSB 调制解调系统的性能。
原理:在AM 信号中,载波分量并不携带信息,仍占据大部分功率,如果抑制载波分量的发送,就能够提高功率效率,这就抑制载波双边带调制DSB-SC (Double Side Band with Suppressed Carrier ),简称双边带调制(DSB )。
其时域和频域表达式为:⎪⎩⎪⎨⎧-++==)]()([21cos )(c c DSB c DSB M M S t t m S ωωωωω 1.调制部分:如果将AM 信号中的载波抑制,只需在将直流0A 去掉,即可输出抑制载波双边带信号(DSB-SC )。
DSB-SC 调制器模型如图1所示。
图1 DSB-SC 调制器模型其中,设正弦载波为0()cos()c c t A t ωϕ=+式中,A 为载波幅度;c ω为载波角频率;0ϕ为初始相位(假定0ϕ为0)。
假定调制信号()m t 的平均值为0,与载波相乘,即可形成DSB-SC 信号,其时域表达式为:t t m t c D SBsωcos )()(=式中,()m t 的平均值为0。
DSB-SC 的频谱为:[])(21)(S DSB ωωωωωc c M M -++=)(DSB 信号的波形和频谱调制部分仿真程序:%--------------------------清除历史痕迹------------------------- clf; %清除窗口中的图形 clc; %清除命令窗 clear; %清除变量窗%--------------------------定义变量和波形表达式------------- ts=0.01; %定义变量区间步长 t0=2; %定义变量区的长度 t=-t0:ts:t0; %定义变量区间取值 fc=10; %定义载波的频率 A=1; %定义调制信号幅度 fa=1; %定义调制信号频率 mt=A*cos(2*pi*fa.*t); %输入调制信号表达式 ct=cos(2*pi*fc.*t); %输入载波信号表达式 st=mt.*ct; %输出已调信号表达式%--------------------------画出波形------------------------------ figure('toolbar','none','menu','none',... 'name','DSB 信号波形','color','y');subplot(3,1,1); %划分画图区间,3行1列,现画第一个 plot(t,mt,'c'); %调制信号波形 title('调制信号'); xlabel('t'); ylabel('m(t)'); subplot(3,1,2);plot(t,ct,'g'); %载波信号波形 title('载波信号'); xlabel('t');ylabel('c(t)');subplot(3,1,3); %已调信号波形 plot(t,st,'b'); title('已调信号'); xlabel('t'); ylabel('s(t)');运行图形:2.解调部分:DSB 信号因为不存在载波分量,所以调制效率是100%,即全部功率用于信息传输。
基于Matlab的AM、DSB、SSB信号的调制
基于Matlab的AM、DSB、SSB信号的调制摘要:调幅,英文是Amplitude Modulation(AM)。
调幅也就是通常说的中波,范围在503---1060KHz。
调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。
距离较远,受天气因素影响较大,适合省际电台的广播。
DSB(Double Side Band),在通信领域代表调制的一种方式,叫双边带调制。
抑制载波双边带调幅方式,简称为双边带调幅,即为DSB。
这种调幅方式是在标准AM调幅波中去除其中的载波分量得到的,优点在于这种调幅波的发射功率在不影响信号传输的同时要比AM波小,节省了发射功率,但其解调电路要比AM波解调电路更复杂。
单边带 - single side band的缩写,就是使用电波波形的一半接收,比如用上边带或者下边带 USB LSB,剩下那一半波形因为形状是和那一半对称的,所以可以用接收机补全,上边带和下边带通讯统称单边带SSB。
利用MATLAB编程语言实现对AM、DSB、SSB信号的调制。
关键词:AM DSB SSB MATLABAbstract: Amplitude Modulation, English is Amplitude Modulation (AM).Medium wave amplitude modulation is often said, in the range 503-1060 KHZ.Amplitude modulation is changes with the amplitude of the sound level into electrical signals.Far away, are greatly influenced by the weather factors, suitable for provincial radio broadcast.DSB (Double Side Band), in thefield of communications on behalf of the modulation of a way to call Double sideband modulation.Suppressed carrier double sideband amplitude modulation, double sideband amplitude modulation for short, is the DSB.This way of amplitude modulation is in the standard AM modulated wave carrier component is taken out of it, advantage is that the amplitude modulation wave transmitted power in does not affect the signal transmission at the same time than AM wave is small, save the transmission power, but its demodulationcircuit is more complex than the AM signal demodulating circuit.SSB - single side band, is the use of half wave waveform, such as using sideband or lower sideband USB LSB, the remaining half waveform for half and the symmetrical shape, so you can use a receiver completion, USB and LSB communications generally referred to as the SSB ing MATLAB programming language implementation of AM, DSB, SSB signal modulation.Keywords: AM DSB SSB MATLAB1、引言现在的社会越来越发达,科学技术不断的在更新,在信号和模拟通信的中心问题是要把载有消息的信号经系统加工处理后,送入信道进行传送,从而实现消息的相互传递。
基于MATLAB的抑制载波双边带调幅和解调的实现设计
数字通信原理课程设计报告书课题名称 基于MATLAB 的抑制载波双边带调幅和解调的实现设计姓 名学 号院、系、部物理与电信工程系 专 业通信工程 指导教师2010年01月09日※※※※※※※※※ ※※※※※※ 2007级学生数字通信原理课程设计基于MATLAB的抑制载波双边带调幅和解调的实现一、设计目的加深对《数字通信原理与技术》及《MATLAB》课程的认识,进一步熟悉M 语言编程中各个指令语句的运用;进一步了解和掌握数字通信原理课程设计中各种原理程序的设计技巧;掌握宏汇编语言的设计方法;掌握MATLAB软件的使用方法,加深对试验设备的了解以及对硬件设备的正确使用。
加强对于电路图的描绘技能,巩固独立设计实验的实验技能。
提高实践动手能力。
二、设计要求采用matlab或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调,并且绘制相关的图形;通过编程设置对参数进行调整,可以调节输出信号的显示效果。
所有设计要求,均必须在实验室调试,保证功能能够实现。
三、设计原理3.1调制与解调的MATLAB实现:调制在通信过程中起着极其重要的作用:无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的,调制过程可以将信号的频谱搬移到容易一电磁波形式辐射的较高频范围;此外,调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上,实现多路复用,不至于互相干扰。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
调幅信号X(t)主要有调制信号和载波信号组成。
调幅器原理如图1所示:图一调幅器原理框图其中载波信号C(t)用于搭载有用信号,其频率较高。
幅度调制信号g(t)含有有用信息,频率较低。
运用MATLAB信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。
对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。
在接收端,分析已调信号的频谱,进而对它进行解调,以恢复原调制信号。
解调器原理如图2所示:图二 解调器原理框图 对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB 的相关函数实现。
基于MATLAB的DSB调制与解调分析
目录前言 (2)1 DSB调制与解调原理 (3)1.1DSB调制原理 (3)1.2DSB解调原理与抗噪性能 (5)2 DSB调制解调分析的MATLAB实现 (7)2.1正弦波调制 (7)2.1.1调制信号幅度=0.8×载波幅度 (7)2.1.2调制信号幅度=载波幅度 (9)2.1.3调制信号幅度=1.5*载波幅度 (11)2.2矩形波调制 (12)2.2.1调制信号幅度=0.8×载波幅度 (12)2.2.2调制信号幅度=载波幅度 (14)2.2.3调制信号幅度=1.5*载波幅度 (15)3结论 (17)4参考文献 (18)5附录 (19)前言调制在通信系统中有十分重要的作用。
通过调制,不仅可以进行频谱搬移,把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上,从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号,而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响,调制方式往往决定了一个通信系统的性能。
MATLAB软件广泛用于数字信号分析,系统识别,时序分析与建模,神经网络、动态仿真等方面有着广泛的应用。
本课题利用MATLAB软件对DSB调制解调系统进行模拟仿真,分别利用300HZ正弦波和矩形波,对30KHZ正弦波进行调制,观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布,并在解调时引入高斯白噪声,对解调前后信号进行信噪比的对比分析,估计DSB调制解调系统的性能。
第1章DSB调制与解调原理1.1 DSB调制原理DSB调制属于幅度调制。
幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按调制信号的规律而变化的过程。
设正弦型载波c(t)=Acos(ωc t),式中:A为载波幅度,ωc为载波角频率。
根据调制定义,幅度调制信号(已调信号)一般可表示为:Sm(t)=Am(t)cos(ωc t)(1-1),其中,m(t)为基带调制信号。
设调制信号m(t)的频谱为M(ω),则由公式1-1不难得到已调信号Sm(t)的频谱Sm(ω)=A[M(ωc+ω)+M(ωc+ω)]/2(1-2)由以上表示式可见,在波形上,幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
抑制载波双边带调幅
抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调的实现一、设计目的和意义本设计要求采用matlab或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调,并且绘制相关的图形。
在通信系统中,从消息变换过来的信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量(例如语音信号),如果将这些信号在信道中直接传输,则会严重影响信号传输的有效性和可靠性。
因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。
在通信系统的发射端通常需要调制过程,将信号的频谱搬移到所希望的位置上,使之转化成适合信道传输或便于信道多路复用的以调信号。
而在接收端则需要解调过程,以恢复原来有用的信号。
调制解调过程常常决定了一个通信系统的性能。
随着数字化波形测量技术和计算机技术的发展,可以使用数字化方法实现调制与解调的过程。
同时调制还可以提高性能,特别是抗干扰能力,以及更好的利用频带。
二、设计原理(1):调制与解调的MATLAB实现:调制在通信过程中起着极其重要的作用:无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的,调制过程可以将信号的频谱搬移到容易一电磁波形式辐射的较高频围;此外,调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上,实现多路复用,不至于互相干扰。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
调幅信号X(t)主要有调制信号和载波信号组成。
调幅器原理如图1所示:其中载波信号C(t)用于搭载有用信号,其频率较高。
幅度调制信号g(t)含有有用信息,频率较低。
运用MATLAB信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。
对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。
在接收端,分析已调信号的频谱,进而对它进行解调,以恢复原调制信号。
解调器原理如图2所示:对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB 的相关函数实现。
(2):频谱分析当调制信号f(t)为确定信号时,已调信号的频谱为()c c SDSB=1/2F -+1/2F(+)ωωωω. 双边带调幅频谱如图3所示:图3 双边带调幅频谱抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率,但已调西那的频带宽度仍为调制信号的两倍,与常规双边带调幅时相同。
DSB抑制载波双边带幅度调制、相干解调系统的MATLAB实现
抑制载波双边带幅度调制、相干解调系统的MATLAB实现目录一、作业要求 (1)二、DSB-SC原理描述 (1)三、DSB-SC实现框图 (2)四、MATLAB程序及注释 (3)五、仿真结果 (11)一、作业要求用MATLAB程序开发设计抑制载波双边带幅度调制、相干解调系统。
系统参数如下:信源为频率为3K、幅度为1的正弦信号,载波频率为信源频率的30倍。
要求有如下输出和显示:(1)调制前后的信号波形、信号频谱;(2)在信道输入信噪比分别为0dB和10dB两种情况下,解调器的输入和输出波形各有何不同;(3)绘出输入信噪比与输出信噪比之间的关系(不能直接使用制度增益的公式来绘制)。
二、DSB-SC原理描述所谓线性调制是指信号的频谱为调制信号(即基带信号)频谱的线性平移及变换,而非线性调制时已调信号与输入调制信号之间不存在这种对应关系,已调信号频谱中将出现与调制信号无线性关系的分量。
在常规双边带调幅(DSB )时,由于已调波中含有不携带信息的载波分量,故调制效率较低。
为了提高调制效率,在常规调幅的基础上抑制掉载波分量,使总功率全部包含在双边带中。
这种调制方式称为抑制载波双边带调制 (DSB-SC)。
在抑制载波双边带调幅(DSB-SC )中,实现双边带调制就是完成调制信号与载波信号的相乘运算,输出已调信号时域表达式为:()()()=DSB c S t f t cos w t其中f(t)为调制信号,可确切知道也可以为随机信号,通常认为平均值为0。
ωc 为载波频率。
双边带解调只能采用相干解调,把已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,将已调信号的频谱搬回到原点位置,时域表达式为:21()()()()(12)2==+DSB c c c S t cos w t f t cos w t f t cos w t 然后通过低通滤波器,滤除高频分量,使得无失真地恢复出原始调制信号。
三、DSB-SC 实现框图DSB_SC 信号的产生:f(t)cos(wt)S(t)DSB_SC信号的解调:四、MATLAB程序及注释clc;clear;tic;fm=3*10^3;%pre modulation freqfc=30*fm;%carrier freqfs=2*2^10*fc;%sampling freqT=1/fs;%sampling intervalL=256*2^10;%length of signalt=(0:L-1)*T;%time vectorft=sin(2*pi*fm*t);%pre-modulation signalplot(t,ft);title('premodulation signal');xlabel('t/s');ylabel('f(t)');saveas(gcf,'premodulation signal.bmp','bmp');s_dsb=ft.*cos(2*pi*fc*t);%modulated signalplot(t,s_dsb);title('modulated signal');xlabel('t/s');ylabel('dsb(t)');saveas(gcf,'modulated signal.bmp','bmp');NFFT=2^nextpow2(L);fw_ft=fft(ft,NFFT)/NFFT*2;%show reality ampltitudef=fs/NFFT*(0:1:NFFT-1);abs_fw_ft=abs(fw_ft);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_ft(1:NFFT/2));saveas(gcf,'premodulation signal spectrum.bmp','bmp');plot(f(1:ceil(10*fm*L*T)),abs_fw_ft(1:ceil(10*fm*L*T)));%better effectfw_dsb=fft(s_dsb,NFFT)/NFFT*2;abs_fw_dsb=abs(fw_dsb);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsb(1:NFFT/2));saveas(gcf,'modulated signal spectrum.bmp','bmp');plot(f(1:ceil(2*fc*L*T)),abs_fw_dsb(1:ceil(2*fc*L*T)));%better effect%--------------------------------------q2dsb_n0=awgn(s_dsb,0);%add noiseplot(t,dsb_n0);dsb_n10=awgn(s_dsb,10);plot(t,dsb_n10);fw_dsb_n0=fft(dsb_n0,NFFT);%fftabs_fw_dsb_n0=abs(fw_dsb_n0);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsb_n0(1:NFFT/2));fw_dsb_n10=fft(dsb_n10,NFFT);abs_fw_dsb_n10=abs(fw_dsb_n10);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsb_n10(1:NFFT/2));[max_n0,locat_n0]=max(abs_fw_dsb_n0(1:NFFT/2));%bpf_n0w_bpf=11;%适当的取带通滤波器的带宽,会影响最后的制度增益abs_fw_dsb_n0(:,1:(locat_n0-w_bpf))=0;abs_fw_dsb_n0(:,(locat_n0+w_bpf):NFFT-locat_n0-w_bpf)=0;abs_fw_dsb_n0(:,NFFT-locat_n0+w_bpf:NFFT)=0;fw_dsb_n0(:,1:(locat_n0-w_bpf))=0;fw_dsb_n0(:,(locat_n0+w_bpf):NFFT-locat_n0-w_bpf)=0;fw_dsb_n0(:,NFFT-locat_n0+w_bpf:NFFT)=0;[max_n10,locat_n10]=max(abs_fw_dsb_n10(1:NFFT/2));%bpf_n10 %w_bpf=5;abs_fw_dsb_n10(:,1:(locat_n10-w_bpf))=0;abs_fw_dsb_n10(:,(locat_n10+w_bpf):NFFT-locat_n10-w_bpf)=0; abs_fw_dsb_n10(:,NFFT-locat_n10+w_bpf:NFFT)=0;fw_dsb_n10(:,1:(locat_n10-w_bpf))=0;fw_dsb_n10(:,(locat_n10+w_bpf):NFFT-locat_n10-w_bpf)=0;fw_dsb_n10(:,NFFT-locat_n10+w_bpf:NFFT)=0;% tic;%bpf1 %slow time wasting,no loop% for i=1:size(fw_dsb_n0,2)% max_abs_fw_n0=max(abs_fw_dsb_n0);% if abs_fw_dsb_n0(i)<0.1*max_abs_fw_n0% fw_dsb_n0(i)=0;% abs_fw_dsb_n0(i)=0;% end% end% toc;% tic;%bpf2% for i=1:size(fw_dsb_n10,2)% max_abs_fw_n10=max(abs_fw_dsb_n10);% if abs_fw_dsb_n10(i)<0.1*max_abs_fw_n10% fw_dsb_n10(i)=0;% abs_fw_dsb_n10(i)=0;% end% end% toc;fti_n0=ifft(fw_dsb_n0);%input signalfti_n10=ifft(fw_dsb_n10);fti_n0=real(fti_n0);fti_n10=real(fti_n10);plot(t,fti_n0);plot(t,fti_n10);dsb_n0_temp=fti_n0.*cos(2*pi*fc*t);fw_dsbi_n0=fft(dsb_n0_temp,NFFT);fw_dsbi_n0(:,ceil((1.5*fm)*L*T):NFFT-ceil((1.5*fm)*L*T))=0;%lpf %适当的取低通滤波器的带宽,会影响最后的制度增益abs_fw_dsbi_n0=abs(fw_dsbi_n0);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsbi_n0(1:NFFT/2));fto_n0=ifft(fw_dsbi_n0);%output signalfto_n0=real(fto_n0);plot(t,fto_n0);dsb_n10_temp=fti_n10.*cos(2*pi*fc*t);fw_dsbi_n10=fft(dsb_n10_temp,NFFT);fw_dsbi_n10(:,ceil((1.5*fm)*L*T):NFFT-ceil((1.5*fm)*L*T))=0;%lpf abs_fw_dsbi_n10=abs(fw_dsbi_n10);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsbi_n10(1:NFFT/2));fto_n10=ifft(fw_dsbi_n10);%output signalfto_n10=real(fto_n10);plot(t,fto_n10);plot(t,fto_n10-fto_n0);%difference btw n10&n0%------------------------------------q3sini=zeros(1,201);sono=zeros(1,201);for snr=0:200dsb_n_snr=awgn(s_dsb,snr);%add noiseplot(t,dsb_n_snr);fw_dsb_n_snr=fft(dsb_n_snr,NFFT);%fftabs_fw_dsb_n_snr=abs(fw_dsb_n_snr);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsb_n_snr(1:NFFT/2));[max_n_snr,locat_n_snr]=max(abs_fw_dsb_n_snr(1:NFFT/2));%bpf_n _snr%w_bpf=5;abs_fw_dsb_n_snr(:,1:(locat_n_snr-w_bpf))=0;abs_fw_dsb_n_snr(:,(locat_n_snr+w_bpf):NFFT-locat_n_snr-w_bpf)=0; abs_fw_dsb_n_snr(:,NFFT-locat_n_snr+w_bpf:NFFT)=0;fw_dsb_n_snr(:,1:(locat_n_snr-w_bpf))=0;fw_dsb_n_snr(:,(locat_n_snr+w_bpf):NFFT-locat_n_snr-w_bpf)=0;fw_dsb_n_snr(:,NFFT-locat_n_snr+w_bpf:NFFT)=0;fti_n_snr=ifft(fw_dsb_n_snr);%input signalfti_n_snr=real(fti_n_snr);plot(t,fti_n_snr);dsb_n_snr_temp=fti_n_snr.*cos(2*pi*fc*t);fw_dsbi_n_snr=fft(dsb_n_snr_temp,NFFT);fw_dsbi_n_snr(:,ceil((1.5*fm)*L*T):NFFT-ceil((1.5*fm)*L*T))=0;%lpfabs_fw_dsbi_n_snr=abs(fw_dsbi_n_snr);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsbi_n_snr(1:NFFT/2));fto_n_snr=ifft(fw_dsbi_n_snr);%output signalfto_n_snr=real(fto_n_snr)*2;%after lpf we acquire ft/2,so we need to *2plot(t,fto_n_snr);sini(1,snr+1)=10*log10(abs(mean(mean(ft(32768:229376).*ft(327 68:229376)))/(mean(mean(fti_n_snr(32768:229376)-ft(32768:229376)).*(fti_n_snr(32768:229376)-ft(32768:229376))))));sono(1,snr+1)=10*log10(abs(mean(mean(ft(32768:229376).*ft(32 768:229376)))/(mean(mean(fto_n_snr(32768:229376)-ft(32768:229376)).*(fto_n_snr(32768:229376)-ft(32768:229376))))));%取不受加窗影响的信号段endsnr_x=0:200;plot(snr_x,sono./sini);toc;% subplot(3,1,1);plot(t(32768:229376),ft(32768:229376));% subplot(3,1,2);plot(t(32768:229376),fti_n_snr(32768:229376)); % subplot(3,1,3);plot(t(32768:229376),fto_n_snr(32768:229376));五、仿真结果在MATLAB仿真中,取系统参数如下:信源为频率为3K、幅度为1的正弦信号,载波频率为信源频率的30倍,即为90K。
抑制载波双边带幅度的调制和解调的实现
河南理工大学万方科技学院毕业设计(论文)毕业设计论文题目抑制载波双边带幅度的调制和解调的实现院(系部)专业名称学生姓名学生学号指导教师摘要我们知道,由各种信号源所产生的基带信号并不能在大多数信道内直接传输,而是需要经过调制之后再送到信道中去.在接收端就必须通过相反的过程,即调制或解调.调制是使信号m(t)控制载波的某一个(或几个)参数,使这个参数按照信号m(t)的规律变化的过程。
载波可以是正弦波或脉冲序列。
在AM信号中载波分量并不携带信息,信息完全由边带传送。
如果将载波抑制,不附加直流分量,既可以得到抑制载波双边带信号,简称双边带信号(DSB)。
而从高频信号中恢复出调制信号的过程又叫做解调.MATLAB软件是美国mathworks公司出品的商业数学软件,用于数学开发,数学可视化,数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,它主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
本文主要研究了在通信原理中和软件MATLAB中调幅和解调的原理以及为何进行解调的问题。
本文着重研究了抑制载波双边带调幅和解调的问题,并通过运用MATLAB软件进行仿真模拟,加深了对所学通信原理知识的理解,并熟悉了MATLAB软件的运行环境。
关键词:调制、解调、抑制载波双边带、信号、MATLAB、仿真ABSTRACTWe know, generated by various sources of baseband signal and cannot be transmitted directly in most channels, but need to go through the modulation in later sent to the channel. In the receiver must through the opposite process, namely the demodulation or modulation modulation signal are the M (T) and control one (or carrier a few) parameters, make this parameter according to the signals of M (T) process of change. The carrier can be sine wave or pulse sequence. In the AM signal carrier component does not carry information, information completely by the sideband transmission. If the carrier suppression, no additional DC component, which can get double sideband suppressed carrier signal, referred to as the double-sideband signal (DSB). And from the high-frequency signal recovery process of modulation signal demodulation of.MATLAB software is also called the United States of America commercial mathematical software produced by MathWorks company, used in mathematics development, mathematics visualization, data analysis and numerical calculation of senior technical computing language and interactive environment, it mainly includes two parts of MATLAB and Simulink.This paper mainly studied on the principle of amplitude modulation in the MATLAB and software of the communication principle and demodulation and the problem of why the demodulation. This paper focuses on the problem of double sideband suppressed carrier modulation and demodulation, and simulated by using MATLAB software, in order to learn communication theory knowledge, and familiar with the operating environment of MATLAB software.Key words: Modulation, demodulation, bilateral with carrier suppression, signal, MATLAB, simulation目录前言 (1)1 MATLAB软件简介 (2)1.1内容简介 (2)1.2发展环境 (3)1.3编程创造的功能 (3)1.4图形和3D (3)1.5 MATLAB常用基本数学函数 (4)1.6 MATLAB常用三角函数 (5)1.7 MATLAB基本绘图函数 (6)1.8 注解 (6)1.9 什么叫仿真 (6)2信号的介绍 (8)2.1 AM信号 (8)2.2 DSB信号 (9)2.3 SSB信号 (9)3信号的幅度的调制和解调 (11)3.1在通信原理中调制的定义 (11)3.2 通信中按调制方式的分类 (11)3.3通信原理中调幅的定义 (12)3.4 MATLAB中幅度调制的原理 (12)3.4.1 AM调幅原理 (12)3.4.2单边带调幅(SSB)产生原理 (14)3.4.3双边带调幅(DSB)产生原理 (14)3.5 DSB调制系统的抗噪声性能 (14)3.6解调定义 (17)3.7相干解调 (18)3.8非相干解调 (18)3.9相干解调与非相干解调的比较 (19)3.10为什么要调制解调 (20)4 信号的频谱和功率谱密度分析 (21)4.1信号功率谱分析 (21)4.2信号功率谱密度分析 (21)5 设计步骤 (23)5.1 绘制已知信号f(t) (23)5.2 绘制已知信号f(t)的频谱 (23)5.3 绘制载波信号 (23)5.4 绘制已调信号 (24)5.5 绘制已调信号的频谱 (24)5.6 绘制DSB-SC调制信号的功率谱密度 (24)5.7 绘制相干解调后的信号波形 (25)5.8 程序设计 (25)6设计结果及分析 (29)6.1结果如图所示: (29)6.2 结果分析 (29)6.3设计总结 (30)7心得与体会 (32)7.1设计体会 (32)7.2 对设计的建议 (32)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)前言本设计要求采用matlab或其他相关软件工具实现对信号进行抑制载波双边带幅度的调制和解调,并且绘制相关的图形。
基于matlab的DSB—FM调制
一、 设计内容信号)(t m 在区间[0,2]内给出为⎪⎩⎪⎨⎧<≤+-<≤=t t t t tt m 其余1.09.11211.0)(用该信号以DSB-AM 方式调制一载波频率为25HZ 幅度为1的载波产生已调信号)(t s m 。
写一个MATLAB 的M 文件,实现下述任务: (1)画出已调信号波形 (2)求出已调信号的功率 (3)画出已调信号的频谱(4)画出已调信号的功率谱密度,并与消息信号的功率谱密度作比较 二、 设计目的通过对模拟通信系统的仿真,学习通信系统的仿真方法,进一步理解模拟通信系统的调制解调方法,掌握各种模拟调制解调系统的性能,包括已调信号的时域表示、频域表示、已调信号的带宽、已调信号的功率含量,解调信号的信噪比等。
学会用傅立叶变换方法分析信号的频域成分及相关的数字信号处理方法。
三、 设计要求1)独立完成课题设计题目;2)对所设计的课题原理要有较深入的了解,画出原理框图; 3)提出设计方案;4)通过编写程序完成设计方案;5)中间各个过程的仿真过程给出仿真结果;6)提交详细的课程设计报告;同一题目设计报告雷同率达40%,双方均视为不合格。
四、 实验条件计算机,matlab 软件 五、 系统设计1、 系统原理简介在DBS —AM 系统中,已调信号的幅度正比于消息信号,这种调制通过使用乘法器完成,将消息信号码,m(t)与载波Acos(2πf t ),如图一所示,表示为:u (t )=Am (t )cos (2πft )其中c(t)= Acos(2πft)是载波,而m(t)是消息信号。
若以单频正弦信号调制为例,那么典型波形如图 2 所示。
现取u(t)的傅立叶变换,可以得到DSB-AM 信号的频域表示为:U(f)=A/2M(f−fc)+A/2M(f+fc)其中M(f)是m(t)的傅立叶变换。
很明显可以看出,这种调制方式将消息信号的频谱进 行了搬移,并在幅度上乘以A/2 ,传输带宽B 是消息信号带宽的两倍,也就是说:B=2W图3 显示了一个典型的消息信号的频谱及其相对应的DSB-AM 已调信号的频谱。
根据MATLAB的抑制载波的双边带幅度调制(DSB)与解调分析
目录1基于MATLAB的抑制载波的双边带幅度调制(DSB)与解调分析摘要 (2)2、设计目的 (3)3、设计要求 (4)4、系统原理 (4)4.1系统框图: (4)4.2各模块原理及M文件实现 (5)4.2.1.发送与接收滤波器 (8)4.2.2.解调部分 (8)5 Simulink仿真 (11)5.1:调制仿真 (11)5.2:调制+解调 (15)5.3:调制+高斯噪声+解调 (18)5.4总结: (21)6、M文件完整程序 (22)7、个人小结 (28)8、参考文献 (29)1基于MATLAB的抑制载波的双边带幅度调制(DSB)与解调分析摘要信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。
调制过程实际上是一个频谱搬移的过程,即是将低频信号的频谱(调制信号)搬移到载频位置(载波)。
而解调是调制的逆过程,即是将已调制信号还原成原始基带信号的过程。
调制与解调方式往往能够决定一个通信系统的性能。
幅度调制就是一种很常见的模拟调制方法,在AM信号中,载波分量并不携带信息,仍占据大部分功率,如果抑制载波分量的发送,就能够提高功率效率,这就抑制载波双边带调制DSB-SC(Double Side Band with Suppressed Carrier),因为不存在载波分量,DSB-SC信号的调制效率就是100%,即全部功率都用于信息传输。
但由于DSB-SC信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号,需采用同步检波来解调。
这种解调方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。
但是由于在信道传输过程中必将引入高斯白噪声,虽然经过带通滤波器后会使其转化为窄带噪声,但它依然会对解调信号造成影响,使其有一定程度的失真,而这种失真是不可避免的。
本文介绍了M文件编程和Simulink 两种方法来仿真DSB-SC系统的整个调制与解调过程。
关键词DSB-SC调制同步检波信道噪声M文件Simulink仿真2、设计目的本课程设计是实现模拟DSB-SC信号的调制解调。
基于MATLAB的DSB和FM的解调与调制
前言 (1)工程概况 (1)正文 (1)3.1设计的目的和意义 (1)3.1.1设计的目的 (1)3.1.2设计的意义 (1)3.2 DBS FM与解调原理 (2)3.2.DSB调制的原理 (2)3.2.2抑制载波的双边带调制与解调的原理 (2)3.3 DSB和AM的解调与调制分析 (3)3.3.1 DSB原始信号和已调信号的时域与频域 (3)3.3.2 FM原始信号和已调信号的时域与频域 (6)3.4 结论 (8)致谢 (8)参考文献 (9)在当今高度信息化的社会,信息和通信已成为现代社会的命脉。
信息作为一种资源,只有通过广泛的传播和交流,才能产生利用价值,促进社会成员的合作,推动社会生产力的发展,创造出巨大的经济效益。
而通信作为传输信息的手段或方式,与传感技术,计算机技术相互融合,已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。
可以预见,未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将产生更加重大和意义深远的影响。
信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。
调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。
解调是调制的逆过程,即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。
信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。
因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。
调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。
本课程设计主要论述了FM和DSB基本原理以及如何在MATALB环境中实现FM和DSB的调制与解调,在这里使用m(t)=sinc(100*t)作为基带信号进行调制,形式简单,便于产生及接收。
做此课程设计不仅加强了我们对原来的通信原理知识的巩固和了解,更加对利用MATLAB这个工具如何进行通信仿真有了更进一步的了解,为以后用MATLAB做诸如此类的学习与研究打下了基础。
工程概况本次课程设计的主题是采用MATLAB仿真实现FM、DSB的调制与解调。
首先要求对MATLAB 软件有着较为深入地了解和认识,掌握一些MATLAB语言的用法,对MATLAB代码进行仿真,例如:用MATLAB的代码实现电路的正弦波波形图、频谱分析图等等。
抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调的实现
数字通信原理课程设计报告书课题名称 抑制载波双边带调幅(DSB-SC )和解调的实现姓 名学 号 院、系、部 物理与电信工程系专 业 通信工程 指导教师2010年01月15日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※2007级学生数字通信原理课程设计抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调的实现1 设计目的掌握通信系统仿真软件。
加深对所学的通信原理知识理解,掌握通信系统的基本知识和技能,培养对通信电路系统的整机调试和检测的能力;通过专业课程设计掌握通信中常用的信号处理方法,能够分析简单通信系统的性能。
2 设计要求设计要求采用MATLAB软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调。
并绘制相关的图形,对实验结果进行分析总结。
3 设计原理3.1 调制与解调的MATLAB实现:调制在通信过程中起着极其重要的作用:无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的,调制过程可以将信号的频谱搬移到电磁波形式辐射的较高频范围;此外,调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上,实现多路复用,不至于互相干扰。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
调幅信号X(t)主要有调制信号和载波信号组成。
调幅器原理如图3.1.1所示:图3.1.1 调幅器原理框图其中载波信号C(t)用于搭载有用信号,其频率较高。
幅度调制信号g(t)含有有用信息,频率较低。
运用MATLAB信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。
对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。
在接收端,分析已调信号的频谱,进而对它进行解调,以恢复原调制信号。
解调器原理如图3.1.2所示:图3.1.2 解调器原理框图对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB 的相关函数实现。
3.2 频谱分析当调制信号f(t)为确定信号时,已调信号的频谱为()c c SDSB=1/2F -+1/2F(+)ωωωω (3.2)双边带调幅频谱如图3.2所示:图3.2 双边带调幅频谱抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率,但已调西那的频带宽度仍为调制信号的两倍,与常规双边带调幅时相同。
基于MATLAB的DSB调制与解调分析
X=DEMOD(Y,Fc,Fs,METHOD,OPT)
丫为DSB已调信号,Fc为载波频率,Fs为抽样频率,METHOD为解调 方式选择,DSB解调时为'am OPT在DSB调制时可不选。
为:mo(t)=m(t)/2。
因此,解调器输出端的有用信号功率为So=mo2(t)=m2(t)/4
(1-6)
解调DSB信号时,接收机中的带通滤波器的中心频率必与调制频率 此
相同,因此解调器输入端的窄带噪声ni=nc(t)cos(斶-ns(t)si n(zt),它与相干载波
cos(wct)相乘后,
得ni(t)cos(zt)=nc(t)/2+[nc(t)cos(2 at)-ns(t)sin(2wct)]/2
(1-1),
其中,m(t)为基带调制信号。设调制信号
m(t)的频谱为M(3),则由公式1-1不难得到已调信号Sm(t)的频谱
Sm(3)=A[M(c+3)+M(cd+3)]/2
(1-2)
由以上表示式可见,在波形上,幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地 变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
经低通滤波器后,解调器最终输出噪声为no(t)=nc(t)/2
故输出噪声功率为No=no2(t)=nc2(t)/4=Ni/4=noB/4
(1-7)
式中,B=2fH,为DSB的带通滤波器的带宽,no为噪声单边功率谱密度。
解调器输入信号平均功率为Si=m2(t)/2
可得解调器的输入信噪比Sj/Ni=m2(t)/2noB '解调器的输出信噪比
So/No=m2(t)/n°B
基于某matlab地抑制载波双边带(DSB)调制与解调分析报告
目录1 DSB调制的根本原理 (1)2 DSB调制与解调的MATLAB实现 (3) (3) (4) (6) (7)3 simulink仿真 (9)3.1 没有加高斯噪声的simulink仿真 (9)3.1.1电路图 (9)3.1.2参数设置 (10)3.1.3仿真结果 (13)3.2参加高斯噪声的simulink仿真 (15) (15) (16) (17) (17)4心得体会 (18)参考文献 (18)附录 (20)1 DSB 调制的根本原理在AM 信号中,载波分量并不携带信息,信息完全由边带传送。
AM 调制模型中将直流分量去掉,即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波双边带信号,即双边带信号〔DSB 〕。
DSB 信号的时域表示式频谱:DSB 的时域波形和频谱如图1-1所示:t t m t s c DSB ωcos )()(=)]()([21)(c c DSB M M S ωωωωω-++=HH时域频域图1-1 DSB调制时、频域波形DSB的相干解调模型如图1-2所示::图1-2 DSB调制器模型与AM信号相比,因为不存在载波分量,DSB信号的调制效率时100%,DSB 信号解调时需采用相干解调。
DSB调制与解调的系统框图如图1-3所示:图1-3 DSB 调制与解调系统框图 2 DSB 调制与解调的MATLAB 实现如果将AM 信号中的载波抑制,只需在将直流0A 去掉,即可输出抑制载波双边带信号〔DSB-SC 〕。
DSB-SC 调制器模型如图2-1所示:图2-1 B-SC 调制器模型其中,设正弦载波为0()cos()c c t A t ωϕ=+ 式中,A 为载波幅度;c ω为载波角频率;0ϕ为初始相位〔假定0ϕ为0〕。
假定调制信号()m t 的平均值为0,与载波相乘,即可形成DSB-SC 信号,其时域表达式为 ()cos DSB c s m t t ω=调制信号 调制器信道 发送滤波接收滤波载波 解调器 噪声 低通滤波 解调信号式中,()m t 的平均值为0。
MATLAB幅度调制与解调
绪论调制在通信过程中起着极其重要的作用,无线电通信是通过空间辐射方式传送信号的,调制过程可以将信号频谱搬移到容易以电磁波形式辐射的较高频率范围,此外调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上实现多路复用不致于互相干扰。
振幅调制是一种应用很广的连续波调制方式调幅信号。
现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。
作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。
从模拟调制到数字调制, 从二进制调制发展到多进制调制, 虽然调制方式多种多样, 但都是朝着使通信系统更高速、更可靠的方向发展。
一个系统的通信质量, 很大程度上依赖于所采用的调制方式。
因此对调制方式的研究直接决定着通信系统质量的好坏。
实际的通信系统需要完成从信源到信宿的全部功能, 这通常是比较复杂的。
对这个系统做出的任何改动(如改变系统的结构、改变某个参数的设置等) 都可能影响整个系统的稳定性和性能。
因此在设计新系统、对原有的系统做出修改或者进行相关研究时, 通常要进行建模和仿真, 通过仿真结果来衡量方案的可行性, 从中选择最合理的系统配置和参数设置, 然后再应用于实际系统中。
通过仿真, 可以提高研究开发工作的效率, 发现系统中潜在的问题, 优化系统整体的性能。
利用MATLAB编程可以很方便地实现对通信信号的调制的仿真。
本文针对模拟调制技术进行讨论,介绍了双边带幅度调制系统的基本原理和使MATLAB对其进行仿真的基本方法。
在MATLAB环境下模拟了双边带幅度调制的基本过程,构建了一个双边带幅度调制系统并进行了动态仿真, 得到较为直观的实验结果, 使得对调制系统的分析变得十分便捷。
由于本文的工作只限于原理性的仿真,所以在实际系统设计中还应考虑噪声、干扰和滤波等模块的引入。
同时, 各个模块的参数的设置也需要进行严格的分析和计算, 以更好的实现系统的性能。
1.信号幅度调制与解调在通信系统中从消息变换过来的原始信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量, 例如语音信号。
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目录1基于MA TLAB的抑制载波的双边带幅度调制(DSB)与解调分析摘要 (2)2、设计目的 (3)3、设计要求 (3)4、系统原理 (4)4.1系统框图: (4)4.2各模块原理及M文件实现 (4)4.2.1.发送与接收滤波器 (7)4.2.2.解调部分 (7)5 Simulink仿真 (9)5.1:调制仿真 (9)5.2:调制+解调 (12)5.3:调制+高斯噪声+解调 (15)5.4总结: (17)6、M文件完整程序 (18)7、个人小结 (24)8、参考文献 (25)1基于MATLAB的抑制载波的双边带幅度调制(DSB)与解调分析摘要信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。
调制过程实际上是一个频谱搬移的过程,即是将低频信号的频谱(调制信号)搬移到载频位置(载波)。
而解调是调制的逆过程,即是将已调制信号还原成原始基带信号的过程。
调制与解调方式往往能够决定一个通信系统的性能。
幅度调制就是一种很常见的模拟调制方法,在AM信号中,载波分量并不携带信息,仍占据大部分功率,如果抑制载波分量的发送,就能够提高功率效率,这就抑制载波双边带调制DSB-SC(Double Side Band with Suppressed Carrier),因为不存在载波分量,DSB-SC信号的调制效率就是100%,即全部功率都用于信息传输。
但由于DSB-SC信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号,需采用同步检波来解调。
这种解调方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。
但是由于在信道传输过程中必将引入高斯白噪声,虽然经过带通滤波器后会使其转化为窄带噪声,但它依然会对解调信号造成影响,使其有一定程度的失真,而这种失真是不可避免的。
本文介绍了M文件编程和Simulink两种方法来仿真DSB-SC系统的整个调制与解调过程。
关键词DSB-SC调制同步检波信道噪声M文件Simulink仿真2、设计目的本课程设计是实现模拟DSB-SC信号的调制解调。
加深对幅度调制的理解,建立对通信系统整体过程和框架的新认识,更好的理解幅度调制系统的各个模块的作用以及仿真实现方法。
同时加强对MATLAB操作的熟练度,在使用中去感受MATLAB的应用方式与特色。
利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考,分析和解决问题的能力,加强动手能力,在实验中提高对理论的领悟层次,明白通信的实质!3、设计要求(1)熟悉MATLAB中M文件的使用方法,掌握DSB-SC信号的调制解调原理,以此为基础用M文件编程、Simulink仿真实现DSB-SC信号的调制解调。
(2)绘制出DSB-SC信号调制解调前后在时域和频域中的波形,观察两者在解调前后的变化,通过对结果的分析来加强对DSB-SC信号调制解调原理的理解。
(3)用随机噪声来模拟信道中的高斯白噪声。
4、系统原理 4.1系统框图:4.2各模块原理及M 文件实现 4.2.1.调制部分如果将AM 信号中的载波抑制,只需在将直流0A 去掉,即可输出抑制载波双边带信号(DSB-SC )。
DSB-SC 调制器模型如图1所示。
图1 DSB-SC 调制器模型其中,设正弦载波为0()cos()c c t A t ωϕ=+式中,A 为载波幅度;c ω为载波角频率;0ϕ为初始相位(假定0ϕ为0)。
假定调制信号()m t 的平均值为0,与载波相乘,即可形成DSB-SC 信号,其时域表达式为()cos DSB c s m t t ω=式中,()m t 的平均值为0。
DSB-SC 的频谱为()1[()()]2DSB c c s M M ωωωωω=++-DSB-SC 信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号, 需采用相干解调(同步检波)。
另外,在调制信号()m t 的过零点处,高频载波相位有180°的突变。
除了不再含有载频分量离散谱外,DSB-SC 信号的频谱与AM 信号的频谱完全相同,仍由上下对称的两个边带组成。
所以DSB-SC 信号的带宽与AM 信号的带宽相同,也为基带信号带宽的两倍, 即2DSB AM H B B f ==式中,H f 为调制信号的最高频率。
仿真程序如下:Fs=500; %抽样频率为Fs/Hz T=[0:499]/Fs; %定义运算时间 Fc=50; %载波频率为Fc/Hz f=5; %调制信号频率为f/Hz x1=sin(2*pi*f*T); %调制信号 N=length(x1); %调制信号长度 X1=fft(x1); %傅里叶变换到频域 y1=amod(x1,Fc,Fs,'amdsb-sc');%调用函数amod()进行调制 绘图得到结果如下:4.1.2.高斯白噪声信道特性分析在实际信号传输过程中,通信系统不可避免的会遇到噪声,例如自然界中的各种电磁波噪声和设备本身产生的热噪声、散粒噪声等,它们很难被预测。
而且大部分噪声为随机的高斯白噪声,所以在设计时引入噪声,才能够真正模拟实际中信号传输所遇到的问题,进而思考怎样才能在接受端更好地恢复基带信号。
信道加性噪声主要取决于起伏噪声,而起伏噪声又可视为高斯白噪声,因此我在此环节将对双边带信号添加高斯白噪声来观察噪声对解调的影响情况。
在此过程中,我用函数randn 来添加噪声,正弦波通过加性高斯白噪声信道后的信号为()cos()()c r t A t n t ωθ=++故其有用信号功率为22A S =噪声功率为2N σ=信噪比SN 满足公式1010log ()SB N =到达接收端之前,已调信号通过信道,会叠加上信道噪声,使信号有一定程度的失真。
故接收端收到的信号应为:已调信号+信道噪声 仿真程序:noisy=randn(1,N); %模拟信道噪声 y1=y1+noisy; %接收端收到的信号 Y1=fft(y1); %傅里叶变换到频域调制信号、已调信号、加噪已调信号的绘图如下:4.2.1.发送与接收滤波器主要为了滤除带外噪声,传递有用信息,提高信噪比,减小失真,采用巴特沃斯带通滤波器实现。
仿真程序:rp=1;rs=10; %通带衰减和阻带衰减wp=2*pi*[43,58];ws=2*pi*[40,61]; %通带截止频率和阻带截止频率[N,wc]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s'); %得出巴特沃斯的阶数N1和3dB截止频率[B,A]=butter(N,wc,'s'); %计算系统函数分子和分母多项式系数[Bz,Az]=impinvar(B,A,Fs); %用脉冲响应不变法设计IIR,将模拟转数字yf=filter(Bz,Az,y1); %过带通滤波器滤除带外噪声Yf=fft(yf); %变换到频域得到带限加噪已调信号如下:4.2.2.解调部分所谓同步检波是为了从接收的已调信号中,不失真地恢复原调制信号,要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。
同步检波的一般数学模型如图所示。
DSB-SC同步检波模型设输入为DSB-SC信号0()()()cos()m DSB c S t S t m t t ωϕ==+乘法器输出为000()()()cos()cos()1()[cos()cos(2)]2DSB c c c t S t m t t t m t t ρωϕωϕϕϕωϕϕ==++=-+++通过低通滤波器后001()()cos()2m t m t ϕϕ=- 当0ϕϕ==常数时,解调输出信号为01()()2m t m t =程序实现:y2=ademod(y1,Fc,Fs,'amdsb-sc'); %用函数ademod()解调y1 Y2=fft(y2); %得出解调信号y2的频谱 fp1=6;fs1=9;rp1=1;rs1=10; %设计巴特沃斯低通滤波器 wp1=2*pi*fp1;ws1=2*pi*fs1; [N1,wc1]=buttord(wp1,ws1,rp1,rs1,'s');[B1,A1]=butter(N1,wc1,'s'); [Bz1,Az1]=impinvar(B1,A1,F s);yout=filter(Bz1,Az1,y2); %将y2过低通滤波器得多最后输出信号 Yout=fft(yout); %得出输出信号的频谱调制信号与解调信号的对比:5 Simulink仿真5.1:调制仿真调制仿真框图参数设置:输出波形:上面为信号波形下边为调制之后的波形原信号频谱:调制之后的频谱图:5.2:调制+解调调制解调仿真框图(一)解调参数:解调后的波形:解调后的频谱图:5.3:调制+高斯噪声+解调在调制之后加入均值为0 方差为1的高斯噪声调制解调仿真框图(二)图中:上部分是原始信号波形中间部分是调制后的波形下部分是解调后的波形最后是添加高斯噪声波形解调后信号的频谱图5.4总结:调制信号经过调制之后引入噪声,经过解调过程后,再经过低通滤波器来将噪声滤除,将调制信号解调出来,反应原来的信息(由于噪声必然存在,所以必然造成一定程度的失真,但都在可接受的范围内)。
6、M文件完整程序%*******************************************************调制部分Fs=500; %抽样频率为Fs/HzT=[0:499]/Fs; %定义运算时间Fc=50; %载波频率为Fc/Hzf=5; %调制信号频率为f/Hzx1=sin(2*pi*f*T); %调制信号N=length(x1); %调制信号长度X1=fft(x1); %傅里叶变换到频域y0=amod(x1,Fc,Fs,'amdsb-sc'); %调用函数amod()进行调制noisy=randn(1,N); %模拟信道噪声y1=y0+noisy/3; %接收端收到的信号Y0=fft(y0);Y1=fft(y1); %傅里叶变换到频域figure(1)subplot(3,2,1);plot(T,x1); %调制信号时域波形图title('调制信号波形');xlabel('时间');ylabel('幅度');s=abs(X1);frq=[0:N-1]*Fs/N; %横坐标频率/Hz subplot(3,2,2);plot(frq,s);axis([0 100 0 300]); %调制信号频谱图title('调制信号频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度');subplot(3,2,3);plot(T,y0); %已调信号时域波形图title('已调信号波形');xlabel('时间');ylabel('幅度');s0=abs(Y0);subplot(3,2,4);plot(frq,s0);axis([0 100 0 150]);title('已调信号频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度');subplot(3,2,5);plot(T,y1); %已调信号时域波形图title('加噪已调信号波形');xlabel('时间');ylabel('幅度');s1=abs(Y1);subplot(3,2,6);plot(frq,s1);axis([0 100 0 150]);title('加噪已调信号频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度');%***************************************************************带通滤波器rp=1;rs=10; %四项指标wp=2*pi*[43,58];ws=2*pi*[40,61]; %通带角频率和截止角频率[N,wc]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s'); %得出巴特沃斯的阶数N1和3dB截止频率[B,A]=butter(N,wc,'s'); %计算系统函数分子和分母多项式系数[Bz,Az]=impinvar(B,A,Fs); %用脉冲响应不变法设计IIR,将模拟转数字yf=filter(Bz,Az,y1);Yf=fft(yf);figure(2)subplot(2,2,1);plot(T,yf); %调制信号过带通滤波器title('带限信号波形');xlabel('时间');ylabel('幅度');s2=abs(Yf);subplot(2,2,2);plot(frq,s2);axis([0 100 0 120]);title('带限信号频谱');xlabel('时间');ylabel('幅度');%***************************************************************解调部分y2=ademod(y1,Fc,Fs,'amdsb-sc'); %用函数ademod()解调y1Y2=fft(y2); %得出解调信号y2的频谱subplot(2,2,3);plot(T,y2);title('接收信号波形');xlabel('时间');ylabel('幅度');s3=abs(Y2);subplot(2,2,4);plot(frq,s3);axis([0 100 0 250]);title('接收信号频谱');xlabel('时间');ylabel('幅度');%************************************************************接收低通滤波器fp1=6;fs1=9;rp1=1;rs1=10; %设计巴特沃斯低通滤波器wp1=2*pi*fp1;ws1=2*pi*fs1;[N1,wc1]=buttord(wp1,ws1,rp1,rs1,'s');[B1,A1]=butter(N1,wc1,'s');[Bz1,Az1]=impinvar(B1,A1,Fs);yout=filter(Bz1,Az1,y2); %将y2过低通滤波器得多最后输出信号Yout=fft(yout); %得出输出信号的频谱figure(3)subplot(2,2,1);plot(T,x1); %调制信号时域波形图title('调制信号波形');xlabel('时间');ylabel('幅度');s4=abs(X1);subplot(2,2,2);plot(frq,s4);axis([0 100 0 300]); %调制信号频谱图title('调制信号频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度');subplot(2,2,3);plot(T,yout); %调制信号时域波形图title('解调信号波形');xlabel('时间');ylabel('幅度');s5=abs(Yout);subplot(2,2,4);plot(frq,s5);axis([0 100 0 250]); %调制信号频谱图title('解调信号频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度');7、个人小结……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………8、参考文献[1] 樊昌信,曹丽娜。