通信原理课程设计(数字滤波器设计)

内蒙古科技大学

本科生课程设计论文

题目：频分复用系统

学生姓名：刘云鹏

学号：1167119205

专业：通信工程

班级：2班

指导教师：赵晓燕

2014年1月3日

内蒙古科技大学课程设计答辩书

目录

一、课程设计目的 (1)

二、设计题目涉及的理论知识 (1)

三、设计思路（流程图） (2)

四、仿真模块 (2)

五、仿真模型和模块的参数设置 (3)

六、仿真结果 (8)

七、问题解决 (13)

用Simulink系统建模实现频分复用

一、设计目的

1、学习频分复用工作原理。

2 、熟噢练使用Simulink建模仿真。

二、设计题目涉及的理论知识

题目：频分复用系统

要求：搭建模型模拟三路信号的频分复用，各路均采用SSB调制方法，显示复用前后信号频谱变化。分析：

a)正弦波模块、零阶保持模块、滤波器中的采样频率有何关系，它们相同和不相同时对

输出信号的影响。

b)滤波器的输出信号出现了延时，如何解决。

c)SSB调制模块中的希尔伯特滤波器的阶数如何来设置，怎样才合理。

理论知识：是为了充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。通常方法有，当一条物理信道的传输能力高于一路信号的需求时，该信道就可以被多路信号共享，例如电话系统的干线通常有数千路信号的在一根光纤中传输。复用就是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术。信号多路复用有两种常用方法：频分复用（FDM）和时分复用（TDM）。时分复用通常用于数字信号的多路传输。频分复用主要用于模拟信号的多路传输，也可用于数字信号。频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。

在FDM中，信道的带宽被分成多个相互不重叠的频段（子通道），没路信号占据其中一个子通道，并且各路之间必须留有未被使用的频带（防护频带）进行分隔，以防止信号重叠。在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。

在物理信道的可用带宽超过单个原始信号（如原理图中输入信号1、2、3这3路信号）所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道；然后在每个子信道上传输一路信号，以实现在同一信道中同时传输多路信号。多路原始信号在频分复用前，先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，使各信号的带宽不相互重叠（搬移后的信号如图中的中间3路信号波形）；然后用不同的频率调制每一个信号，每个信号都在以它的载波频率为中心，一定带宽的通道上进行传输。为了防止互相干扰，需要使用抗干扰保护措施带来隔离每一个通道。

三、设计思路（流程图）

整个系统的流程为：

输入正弦信号→低通滤波器→调制器→带通滤波器→高斯信道→带通滤波器→解调→低通滤波器→输出信号

四、仿真模块

正弦信号；Sine Wave模块

滤波器：Anlog filter Design模块;

调制器：SSB AM Modulator Passband模块；

带通滤波器：Digital Filter Design模块；

信道：AWGN channel,加性高斯白噪声信道；

解调器：SSB AM Demodulator Passband模块；

输出：Scope模块；

加法：Sum模块；

五、仿真模型和模块的参数设置仿真模型

参数设置

正弦波信号参数

第二路滤波器参数

第一路解调模块参数设置

第二路解调模块参数设置

第三路解调模块参数设置

零阶保持器参数设置

高斯加性白噪声信道参数

六、仿真结果调制输出信号频谱

解调输出信号频谱

七、问题解决

问题一：正弦波模块、零阶保持模块、滤波器中的采样频率有何关系，它们相同和不相同时对输出信号的影响。

解决：它们的采样频率必须都得一样，否则会产生其他频率分量，造成仿真失败。

问题二：滤波器的输出信号出现了延时，如何解决。

解决：采用Equiripple方法设计滤波器，调节specify order 参数为最小，但不为零，或者直接选Minimun order使得群延时最小。

题三：SSB调制模块中的希尔伯特滤波器的阶数如何来设置，怎样才合理。

解决：阶数必须为Even（偶数），采用观察法，即输入信号和输出信号相差90度，直到接近为止，然后调节幅度，使之幅度增益为1。