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基于simulink的抑制载波的双边带调制解调系统仿真
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文档介绍：
双边带抑制载波调幅
通信原理实验报告
计算机与信息工程学院综合性、设计性实验报告
1. 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。;
二、实验仪器或设备
计算机一台(装有MATLAB软件)
三、总体设计(设计原理、设计方案及流程等)
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。
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:
河南师范大学计算机与信息技术学院
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
SDSB=1/2F??-?c?+1/2F(?+?c). 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。
(3):功率谱密度分析
通信中,调制信号通常是平稳随机过程。其功率谱密度与自相关函数之间是
一对付氏变换关系。这样就可以先找到信号的自相关函数,然后通过付氏变
换来实现信号的功率谱密度。
四、实验步骤(包括主要步骤、代码分析等)
(1)利用matlab绘制已知信号f(t)
?sinc(200t)f(t)???0 根据f(t)表达示|t|?t0其它t0?2s,。由于函数是辛
格函数,故利用时间t与f(t)的关系,再利用subplot函数实现子图的画法,
并且对所画的图做标识,如标题,幅度。具体图形如图4:
河南师范大学计算机与信息技术学院
图4:已知信号波形
(2)利用matlab绘制已知信号f(t)的频谱
根据f(t)的表达示,通过求傅立叶变换来实现信号的频谱,具体可以取40000个点来实现。并且运用算法yw=2*?/40000*abs(fftshift(yk)),fw=[-]/50000*fs。这样再利用subplot函数实现子图的画法,并且对所画的图做标识,如标题,幅度。具体图形如图5:
图5:已知信号波形的频谱
(3)利用matlab绘制载波信号
由给定的载波为cos2?fct,fc?200Hz,的出余弦信号的画法,这样再利用subplot函数实现子图的画法,并且对所画的图做标识,如标题,幅度,时间。具体图形如图6:
河南师范大学计算机与信息技术学院
图6 :载波信号
(4)利用matlab绘制已调信号
由调制信号知:抑制载波双边带调幅的调制过程实际上就是调制信号与载波的相乘运算。故此时将上述两个信号相乘,就可以得出已调信号y4, y4=sinc(t.*200).*cos(2*?.*fc3.*t). 这样再利用subplot函数实现子图的画法,并且对所画的图做标识,如标题,幅度,时间。具体图形如图7:
图7:已调信号
(5) 利用matlab绘制已调信号的频谱
根据已调信号的表达示,提高求傅立叶变换来实现信号的频谱,具体可以取4000个点来实现。并且运用算法yw=2*? /4000*abs(fftshift(yk)),fw=[-]/5000*fs。这样再利用subplot函数实现子图的画法,并且对所画的图做标识,如标题,幅度。具体图形如图8:
河南师范大学计算机与信息技术学院
图8:已调信号波形的频谱
(6)利用matlab绘制DSB-SC调制信号的功率谱密度
通信中,调制信号通常是平稳随机过程。其功率谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。此时先求调制信号的自相关函数,利用命令
[c,lags]=xcorr(y4,20)以及plot(lags/fs,c)就可以实现调制信号的自相关函数,此时将自相关函数求付氏变换。利用SDSBp=fft(c,5000; fw=[-]/5000*yw=2*?/4000*abs(fftshift(SDSBp))即可实现,此时用figure和subplot可以在另一页画出自相关函数波形和功率谱密度波形,具体图形如图
图9 调制信号自相关函数波形和功率谱密度波形
(7)利用matlab绘制相干解调后的信号波形
由抑制载波双边带调幅的解调过程实际上实际是将已调信号乘上一个同频同相的载波。即y7=sinc(t7*200).*cos(2*?*fc3*t7).*cos(2*? *fc3*t3)。此时解调图形如图10:
图10 乘上同频同相的载波后的信号波形
再用一个低通滤波器就可以恢复原始的调制信号,这种调制方法称为相干解调。主要程序语句为[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wn);这样可以实现求取阶数n和传递函数的分子分母b,a;Wp=40/100;Ws=45/100; 这时的100是最高频率的一半,而40则是在100/?和45之间。Xl=5*filter(b,a,y7)。通过这样可以使滤波后的波形失真更小。此时可得相干解调后的信号波形,具体波形如图11:
河南师范大学计算机与信息技术学院
图11相干解调后的信号波形
总结:通过利用matlab程序实现了题目的要求,完成了对抑制载波双边带调幅(DSB-SC)的解调。
五、结果分析与总结
本环节的主要任务是验证设计的结果以及分析原由。
(1) 原始信号以及频谱的分析:由于原始信号是辛格函数,所以经过傅立叶
变换后应该是一个方波。频率为100/?。经设计得出图形5,故正确得
出了原信号的频谱。
(2) 由于载波信号为余弦,故图形如图6。频率为200HZ。
河南师范大学计算机与信息技术学院1
内容来自淘豆网转载请标明出处.中文摘 要从理论上对通信系统进行深入细致的研究是非常必要的。在深刻理解通信系统理论的基础上，利用仿真软件对通信系统进行仿真也是不可或缺的。因为通信系统的仿真是衡量通信系统性能的工具。我们把仿真分为三个步骤，即仿真建模、仿真实验、仿真分析。通过使用SIMULINK进行通信系统的仿真设计，可以达到高性能、低成本的仿真效果。通过对线性模拟调制系统原理与特点的了解和SIMULINK工具箱中模块的学习，着重介绍了在MATLAB软件平台上利用MATLAB编程和SIMULINK工具箱，对模拟幅度调制系统——常规双边带调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）、单边带调幅（SSB）进行的仿真实现。
关键词& 调制解调& 模拟调制系统& 幅度调制& 仿真分析
Title Amplitude modulation of the simulation analysis&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& AbstractThe theory of communication systems in-depth and meticulous research is essential. In the profound understanding communications system theory's foundation, carries on the simulation using the simulation software to the communications system is also indispensable. Because communications system's simulation is weighs the communications system performance the tool. We divide into the simulation three steps, namely simulation modelling, simulation experiment, simulation analysis. SIMULINK through the use of a communication system simulation designed to achieve high performance, low-cost simulation effect.This article through to the linearity analog modulation system principle and the characteristic understanding and in the SIMULINK toolbox connection module's study, introduced emphatically uses the MATLAB programming and the SIMULINK toolbox in the MATLAB software platform, to simulates the simulation which the amplitude modulation system - - convention amplitude modulation double sideband (AM), the quiescent carrier amplitude modulation double sideband (DSB-SC), the amplitude modulation single sideband (SSB) carries on to realize.
Key Words& modem modulation and demodulation&& analog modulation system& amplitude modulation&& simulation analysis模拟调制模拟调制，一般指调制信号和载波都是连续波的调制方式。它有调幅、调频和调相三种基本形式。①调幅(AM)：用调制信号控制载波的振幅，使载波的振幅随着调制信号变化。已调波称为调幅波。调幅波的频率仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号的波形。调幅系统实现简单,但抗干扰性差,传输时信号容易失真。②调频(FM)：用调制信号控制载波的振荡频率，使载波的频率随着调制信号变化。已调波称为调频波。调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏离载波频率的量与调制信号的瞬时值成比例。调频系统实现稍复杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波波段。但抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率也较高。③调相(PM)：用调制信号控制载波的相位，使载波的相位随着调制信号变化。已调波称为调相波。调相波的振幅保持不变，调相波的瞬时相角偏离载波相角的量与调制信号的瞬时值成比例。在调频时相角也有相应的变化，但这种相角变化并不与调制信号成比例。在调相时频率也有相应的变化，但这种频率变化并不与调制信号成比例。在模拟调制过程中已调波的频谱中除了载波分量外在载波频率两旁还各有一个频带，因调制而产生的各频率分量就落在这两个频带之内。这两个频带统称为边频带或边带。位于比载波频率高的一侧的边频带，称为上边带。位于比载波频率低的一侧的边频带，称为下边带。在单边带通信中可用滤波法、相移法或相移滤波法取得调幅波中一个边带，这种调制方法称为单边带调制(SSB)。单边带调制常用于有线载波电话和短波无线电多路通信。在同步通信中可用平衡调制器实现抑制载波的双边带调制(DSB-SC)。在数字中为了提高频带利用率而采用残留边带调制(VSB),即传输一个边带（在邻近载波的部分也受到一些衰减）和另一个边带的残留部分。在解调时可以互相补偿而得到完整的基带。调制的目的1. 将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号；2. 改善系统的抗噪性能；3.实现信道的多路复用。目&& 录1引言…………………………………………………………………… 12 幅度调制仿真运行环境介绍 …………………………………………………… 42.1 MATLAB仿真技术发展及应用介绍 ……………………………………42.2 SIMULINK………………………………………………………………………… 63& 幅度调制系统原理…………………………………………………………………… 73.1幅度调制的一般模型………………………………………………………………… 73.2常规双边带调幅(AM)………………………………………………………………… 83.3抑制载波的双边带调幅(DSB-SC)……………………………………………………113.4单边带调幅(SSB)…………………………………………………………………… 123.5残留边带调幅…………………………………………………………………………144 SIMULINK工具箱的模拟与解调模块…………………………………………… 154.1 DSB AM幅度调制解调模块………………………………………………………… 164.2 DSB SC幅度调制解调模块………………………………………………………… 174.3 SSB AM幅度调制解调模块………………………………………………………… 19(优秀:) 5 线性模拟系统的SIMULINK仿真与分析………………………………………… 215.1常规双边带调幅的仿真与分析………………………………………………………215.2抑制载波双边带调幅的仿真与分析…………………………………………………265.3单边带调幅的仿真与分析……………………………………………………………31结论 ………………………………………………………………………………… 41致谢 ………………………………………………………………………………… 42参考文献………………………………………………………………………………43
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运用Simulink实现抑制载波双边带调制的载波提取
【摘要】：分析了在接收端对抑制载波双边带调制信号的载波提取的重要性和可行性,运用matlab中的仿真工具箱simulink实现了载波提取的具体过程。其中包括:平方变换法提取载波和插入导频法提取载波,并举例验证其可行性。最后比较了两个方法的适用范围。结论表明:实验仿真和理论推导的结果基本一致,并可推广到单边带和残留边带调制信号的载波提取中。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TN911【正文快照】：
由于在信号发送和接收过程中,不可能使得接收端和发送端像抑制载波双边带调制解调的原理仿真图中那样,使用同一载波发生器发送载波,所以,现实信号传输过程中,若按原理仿真图中所示的那样设计抑制载波双边带调制解调则不可能实现。为了实现载波同步技术则必须使用同步载波提取
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