基于MATLAB的通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真

1、基于MATLAB的通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真摘要通信是通過某種媒體進(jìn)行的信息傳遞，目的是傳輸信息，通信系統(tǒng)是用以完成信息傳輸過程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，作用是將信息從信源發(fā)送到一個或多個目的地。調(diào)制與解調(diào)在信息的傳輸過程中占據(jù)著重要的地位，是不可或缺的，因此研究系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程就極為重要。MATLAB是集數(shù)值計算、圖形繪制、圖像處理及系統(tǒng)仿真等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計算語言，它強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和圖形可視化的功能以及豐富的工具箱，為通信系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程的分析提供了極大的方便。本論文首先介紹了通信系統(tǒng)的概念，進(jìn)而引出調(diào)制和解調(diào)，然后介紹了我們常用的幾種調(diào)制和解調(diào)的方法。由于MATLAB具有的強(qiáng)大功能所以詳

2、細(xì)介紹了MATLAB通信系統(tǒng)工具箱，并給出了基于MATLAB的通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)的實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用MATLAB仿真軟件進(jìn)行仿真。關(guān)鍵詞通信系統(tǒng)；調(diào)制與解調(diào)；MATLAB4SimulationAndDesignOfCommunicationSystemsBasedOnMATLABAbstractCommunicationisthroughamediafortransportation.Communicationsystemwhichisusedtocompletetheprocessofinformationtransmissionsystems,ingeneral,istosendtheinfor

3、mationfromthesourcetooneormoredestinations.Modulationanddemodulationoccupiedanimportantpositioninthetransmissionofinformationwhichisessential,sotheresearchaboutthemodulationanddemodulationprocessinthecommunicationsystemisextremelyimportant.MATLABisanumericalcomputation,graphicsrendering,imageprocess

4、ingandsystemsimulationandotherpowerfulfeaturesinoneofthescientificcomputinglanguage,itisapowerfulmatrixcalculationandgraphicalvisualizationfeaturesandarichtoolboxprovidesagreatconvenienceforthecommunicationsystemofmodulationanddemodulationprocess.Thispaperintroducestheconceptofthecommunicationsystem

5、,andthenleadstomodulationanddemodulation,andthenintroducedseveralofourcommonlyusedmethodofmodulationanddemodulation.AsthepowerofMATLABsoweintroducedthecommunicationsystemtoolboxintheMATLAB.WegivesseveralexamplesaboutthecommunicationsystembasedonMATLABmodulationanddemodulationandusethesoftwareofMATLA

6、Btosimulatethem.KeywordsCommunicationSystems;Modulationanddemodulation;MATLAB目錄1引言12通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)22.1通信系統(tǒng)的概念22.2調(diào)制和解調(diào)的概念42.3幅度調(diào)制和相干解調(diào)的原理53MATLAB通信系統(tǒng)工具箱74基于MATLAB的模擬調(diào)制和解調(diào)實(shí)例84.1用MATLAB分析雙邊帶幅度調(diào)制（DSM-AM）84.2用MATLAB分析相干解調(diào)過程10總結(jié)12參考文獻(xiàn)13致謝141引言通信按照傳統(tǒng)的理解就是信息的傳輸，在當(dāng)今高度信息化得社會，信息和通信已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的“命脈”。信息作為一種資源，只有通過廣泛的傳播

7、與交流，才能產(chǎn)生利用價值，促進(jìn)社會成員之間的合作，推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而通信作為傳輸信息的手段或方式，與傳感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)相互融合，已經(jīng)成為21世紀(jì)國際社會和世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大推動力，所以未來的通信對人們的生活方式和社會的發(fā)展將會產(chǎn)生更加重大和意義深遠(yuǎn)的影響。在信息傳輸過程中，要求天線的尺寸要和信號的波長相比擬，信號才能有效的被輻射。對于語音信號來說，相應(yīng)的天線尺寸要在幾十公里以上，實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)，所以需要經(jīng)過調(diào)制將信號頻譜搬移到較高的頻率范圍，如果不進(jìn)行調(diào)制就把信號直接輻射出去，那么各電臺所發(fā)出信號的頻率就會相同。調(diào)制作用的實(shí)質(zhì)就是使相同頻率范圍的信號分別依托于不

8、同頻率的載波上，接收機(jī)就可以分離出所需的頻率信號，不致互相干擾。有時信號過于復(fù)雜，人工計算其調(diào)制和解調(diào)過程較難實(shí)現(xiàn)，對其結(jié)果的分析又缺乏可視化的直觀表現(xiàn)，影響了所得結(jié)果在實(shí)際生活中的應(yīng)用，美國MathWorks公司開發(fā)的MATLAB解決了這一問題。它應(yīng)用于自動控制、數(shù)學(xué)計算、信號分析、信號處理等諸多領(lǐng)域,也是國內(nèi)高校和研究部門進(jìn)行許多科學(xué)研究的重要工具。MATLAB的出現(xiàn)給通信系統(tǒng)的分析提供了極大的方便。本文主要包括三部分：第一部分介紹了通信系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)，第二部分介紹了MATLAB通信工具箱，第三部分給出了基于MATLAB的通信系統(tǒng)的分析。2通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)2.1通信系統(tǒng)的概念通信是為

9、了傳輸信息，通信系統(tǒng)就是將信息從信源發(fā)送到一個或多個目的地，對于電通信來說，首先要把消息轉(zhuǎn)變成電信號，然后經(jīng)過發(fā)送設(shè)備，將信號送入信道，在接收端利用接受設(shè)備對接收信號作相應(yīng)的處理后，送給信宿再轉(zhuǎn)換為原來的消息，這一過程可利用圖1所示的通信系統(tǒng)一般模型來概括。圖1通信系統(tǒng)的一般模型通信(Communication)傳輸?shù)南⑹嵌喾N多樣的，可以分成兩大類：一類稱為連續(xù)消息；另一類稱為離散消息。消息的傳遞是通過它的物理載體電信號來實(shí)現(xiàn)的，按信號參量的取值不同，可以把信號分為兩類：模擬信號和數(shù)字信號。通常按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)的可以把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。1模擬

10、通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，其模型如圖2所示，其中包含兩種重要變換。第一種變換是，在發(fā)送端把連續(xù)消息變換成原始電信號，在接收端進(jìn)行相反的變換，這種變換由信源和信宿來完成，通常稱為原始電信號為基帶信號，基帶的意思是指信號的頻譜從零頻附近開始。有些信道可以直接傳輸基帶信號，而以自由空間作為信道的無線電傳輸卻無法直接傳輸這些信號。因此，模擬通信系統(tǒng)中常常需要進(jìn)行第二種變換：把基帶信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘枺⒃诮邮斩诉M(jìn)行反變換。完成這種變換和反變換的通常是調(diào)制器和解調(diào)器1。圖2模擬通信系統(tǒng)模型型2.數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)（DigitalCommunicationS

11、ystem,DCS）是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，如圖3所示。數(shù)字通信所涉及的技術(shù)問題很多，其中主要有信源編碼與譯碼、信道編碼與譯碼、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、同步以及加密與解密等。圖3數(shù)字通信系統(tǒng)模型與模擬通信相比，數(shù)字通信具有許多優(yōu)良的特性：（1）抗干擾能力強(qiáng)，且噪聲不積累。數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖请x散取值的數(shù)字波形，接收端的目標(biāo)不是精確的還原被傳輸?shù)牟ㄐ?，而是從收到噪聲干擾的信號中判決出發(fā)送端所發(fā)送的是哪一個波形。（2）傳輸差錯可控。在數(shù)字同喜系統(tǒng)中，可以通過信道編碼技術(shù)進(jìn)行檢錯與糾錯，降低誤碼率，提高傳輸質(zhì)量。（3）便于用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)對數(shù)字信息進(jìn)行處理、變換、存儲。這種數(shù)字處理的靈活

12、性表現(xiàn)為可以將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸。（4）易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕。（5）易于加密處理，且保密性好。數(shù)字通信的缺點(diǎn)是，一般需要較大的傳輸帶寬，設(shè)備復(fù)雜。近年來，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜程度和技術(shù)難度大大降低了，數(shù)字傳輸方式日益受到歡迎。數(shù)字處理的靈活性使得數(shù)字傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)字信息既可以來自計算機(jī)、電傳機(jī)等數(shù)據(jù)終端的各種數(shù)字代碼，也可以來自模擬信號經(jīng)過數(shù)字化處理后的脈沖編碼（PCM）信號等。原理上，數(shù)字信息可以直接用數(shù)字代碼序列表示和傳輸，但在世紀(jì)傳輸中，視系統(tǒng)的要求和信道情況，一般需要進(jìn)行不同形式的編碼，并且選用一組取值有限的離散波形來表示，這些取

13、值離散的波形可以是未經(jīng)調(diào)制的電信號，也可以是調(diào)制后的信號。未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開始，稱為數(shù)字基帶信號。2.2調(diào)制和解調(diào)的概念調(diào)制：把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程，廣義的調(diào)制分為基帶調(diào)制和帶通調(diào)制（也稱為載波調(diào)制）。在無線通信中和其他大多數(shù)場合，調(diào)制均指載波調(diào)制【2】。載波調(diào)制，就是用調(diào)制信號去控制載波的參數(shù)的過程，使載波的某一個或某幾個參數(shù)按照調(diào)制信號的規(guī)律而變化。調(diào)制信號是指來自信源的消息信號（基帶信號），這些信號可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。未受調(diào)制的周期性振蕩信號稱為載波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波（如周期性脈沖序列）。載波調(diào)制后稱為已調(diào)信

14、號，它含有調(diào)制信號的全部特征。解調(diào)：將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來，是調(diào)制的逆過程。調(diào)制方式不同，解調(diào)方法也不一樣。解調(diào)可以分為正弦波解調(diào)（有時也稱為連續(xù)波解調(diào)）。正弦波解調(diào)還可再分為幅度解調(diào)、頻率解調(diào)和相位解調(diào)，此外還有一些變種如單邊帶信號解調(diào)、殘留邊帶信號解調(diào)等。同樣，脈沖波解調(diào)也可分為脈沖幅度解調(diào)、脈沖相位解調(diào)、脈沖寬度解調(diào)和脈沖編碼解調(diào)等。調(diào)制方式有很多，根據(jù)調(diào)制信號是模擬信號還是數(shù)字信號，載波是連續(xù)波（通常是正弦波）還是脈沖序列，相應(yīng)的調(diào)制方式有模擬連續(xù)波調(diào)制（簡稱模擬調(diào)制）、數(shù)字連續(xù)波調(diào)制（簡稱數(shù)字調(diào)制）、模擬脈沖調(diào)制和數(shù)字脈沖調(diào)制等。最重要和最常用的模擬調(diào)制方式是用正弦波作為載波

15、的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。常見的調(diào)幅、雙邊帶、單邊帶和殘留邊帶等調(diào)制就是幅度調(diào)制的幾個典型實(shí)例。解調(diào)的方法可以分為兩類：相干解調(diào)和非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）。解調(diào)過程與采用何種解調(diào)方式有關(guān)，對于常規(guī)幅度調(diào)制，一般用包絡(luò)檢波進(jìn)行解調(diào)，由于在這種解調(diào)方式中，接收機(jī)對載波頻率和相應(yīng)精度的了解是無關(guān)緊要的，所以解調(diào)過程相對簡單。對于DSB-AM調(diào)制和SSB-AM調(diào)制，用相干解調(diào)的方法，它要求在接收機(jī)中有一個與載波同頻同相的信號，接收機(jī)中產(chǎn)生所需要的正弦波振蕩器，為本地振蕩器。數(shù)字通信系統(tǒng)中，發(fā)送信號某一參數(shù)的離散取值（如正弦波的振幅、頻率、相位等）于所承載消息的數(shù)字信號（即離散符號）之間通常是一種一一對應(yīng)關(guān)系

16、。如同模擬信號的頻帶傳輸時一樣，傳輸數(shù)字信號時也有三種基本的調(diào)制方式：振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。它們分別對應(yīng)于利用載波（正弦波）的振幅、頻率和相位來承載數(shù)字基帶信號，可以是模擬線性調(diào)制和角度調(diào)制的特殊情況。理論上數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制在本質(zhì)上沒有什么不同，它們都屬于正弦波調(diào)制。但是，數(shù)字調(diào)制是源信號為離散型的正弦波調(diào)制，而模擬調(diào)制則是源信號為連續(xù)型的正弦波調(diào)制，因而，數(shù)字調(diào)制具有由數(shù)字信號帶來的一些特點(diǎn)。這些特點(diǎn)主要包括兩個方面：第一，數(shù)字調(diào)制信號的產(chǎn)生，除把數(shù)字的調(diào)制信號當(dāng)做模擬信號的特例而直接采用模擬調(diào)制方式產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制信號外，還可以采用鍵控載波的方法。第二，

17、對于數(shù)字調(diào)制信號的解調(diào)，為提高系統(tǒng)的抗噪聲性能，通常采用與模擬調(diào)制系統(tǒng)中不同的解調(diào)方式。數(shù)字信息由二進(jìn)制和多進(jìn)制之分，因此，數(shù)字調(diào)制可分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制。在二進(jìn)制調(diào)制中，信號參量只有兩種可能取值；而在多進(jìn)制調(diào)制中，信號參量可能有M（M>2）中取值。2.3幅度調(diào)制和相干解調(diào)的原理1)幅度調(diào)制(線性調(diào)制)的原理幅度調(diào)制是由調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號作線性變化的過程，設(shè)正弦型載波為c(t)=Acos(®ct+90)(2.3-1)式中：A為載波幅度；®c為載波角頻率；90為載波初始相位(以后可以假定為90為0，而不失討論的一般性)。根據(jù)調(diào)制定義，幅度

18、調(diào)制信號(已調(diào)信號)一般可表示成Sm(t)=Am(t)cos(®ct)(2.3-2)式中：m(t)為基帶調(diào)制信號。設(shè)調(diào)制信號m(t)的頻譜為M佃)，則由上式(2.3-2)不難得到已調(diào)信號Sm(t)的頻譜S；S()_M(®+®c)+M(®-®c)(233)由以上表示式可見，在波形上，幅度已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律而呈正比地變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移(精確到常數(shù)因子)。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，這里的“線性”并不意味著已調(diào)信號與調(diào)制信號之間符合線性變換關(guān)系，實(shí)際上，任何調(diào)制過程都

19、是一種非線性的變換過程【3】。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅就是常規(guī)雙邊帶調(diào)制，簡稱調(diào)幅(AM)。假設(shè)調(diào)制信號m(t)的平均值為0,將其疊加一個直流偏量A0后與載波相乘(如圖4所示)，即可形成調(diào)幅信號。10其時域表示式為SAM(t)=A0+m(t)cosWct_Aocosed十口cosct(2.3-4)式中：AO為外加的直流分量；m(t)可以是確知信號，也可以是隨機(jī)信號。若m(t)是確知信號，則AM信號的頻譜為Sam(e)=nA08+ec)+8(eec)+1/2M(e+ec)+M(eec)(2.3-5)2)相干解調(diào)相干解調(diào)也叫同步檢波，解調(diào)與調(diào)制的實(shí)質(zhì)一樣，均是頻譜搬移。調(diào)制是把基帶信號的頻譜搬到了載波位置，這一過

20、程可以通過一個相乘器與載波相乘來實(shí)現(xiàn)。解調(diào)則是調(diào)制的反過程，即把在載頻位置的已調(diào)信號的頻譜搬回到原始基帶位置，因此同樣可以用相乘器與載波相乘來實(shí)現(xiàn)，相干解調(diào)的一般模型如圖4所示。相干解調(diào)時，為了無失真的恢復(fù)原基帶信號，接收端必須提供一個與接收的已調(diào)載波嚴(yán)格同步(同頻同相)的本地載波(稱為相干載波)，它與接收的已調(diào)信號相乘后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號。相干解調(diào)器適用于所有的線性調(diào)制信號的解調(diào)。送入解調(diào)器的已調(diào)信號的一般表達(dá)式為Sm(t)=Si(t)cosWct+SQ(t)sin®ct(2.3-6)與同頻同相的相干載波c(t)相乘后，得Sp(t)=Sm(t)c

21、osecf=1/2Si(t)+l/2SI(t)cos2®t+1/2SQ(t)sin2«ct(2.3-7)經(jīng)低通濾波器(LPF)后，得Sd(t)=1/2SI(t)(2.3-8)其中，SI(t)是m(t)通過一全通濾波器Hl()后的結(jié)果。因此，Sd(t)就是解調(diào)輸出，即Sd(t)=1/2SI(t)*m(t)由此可見，相干解調(diào)器適用于所有線性調(diào)制信號的解調(diào)，即對于AM、DSB、SSB和VSB都是適用的。只是AM信號的解調(diào)結(jié)果中含有直流成分A0，這時在解調(diào)后加上一個簡單的隔直流電容即可。3MATLAB通信系統(tǒng)工具箱MATLAB通信系統(tǒng)工具箱主要應(yīng)用于參數(shù)化模型，頻譜分析和估計等。通

22、信系統(tǒng)工具箱實(shí)際上是用MATLAB的基本語句變成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法。MATLAB的通信系統(tǒng)工具箱可以任意增減，不同的工具箱可以給不同領(lǐng)域的用戶提供豐富強(qiáng)大的功能。MATLAB中的通信系統(tǒng)工具箱是目前比較成熟的通信系統(tǒng)仿真工具，MATLAB通信系統(tǒng)工具箱提供的函數(shù)主要用于處理通信及傳輸問題，為我們分析通信系統(tǒng)中每個過程提供了極大的幫助，使我們能夠輕松直觀的解決問題【4】。常用的MATLAB函數(shù)主要有以下幾項(xiàng)：1、figure功能：創(chuàng)建新的圖形窗口(用于輸出圖形的窗口)。格式：figure說明：figure函數(shù)創(chuàng)建一個新的圖形窗口，并成為當(dāng)前圖形窗口，所

23、創(chuàng)建的圖形窗口的序號是按同一MATLAB程序中創(chuàng)建的順序號。2、plot功能：線型繪圖函數(shù)。格式：plot(x)plot(x,y)說明：plot(x)是一種最簡單的調(diào)用方式，x是長度為n的數(shù)值向量。plot(x)的作用是在坐標(biāo)系中順序地用直接連接頂點(diǎn)i,x(i),i=l,2,生成一條折線。當(dāng)向量元素充分多時，即可生成一條光滑的曲線。3、subplot功能：多坐標(biāo)設(shè)置與定位當(dāng)前坐標(biāo)系。格式：subplot(m,n,k)說明：subplot(m,n,k)將圖形窗口分成m行n列m*n塊子區(qū)域，按從上到下,從左到右的順序，在第k塊子區(qū)域定義一個坐標(biāo)系，使其成為當(dāng)前坐標(biāo)系，隨后的繪圖函數(shù)將在該坐標(biāo)系輸出

24、圖形。4、ezplot功能：該命令用來繪制符號表達(dá)式的自變量和對應(yīng)各函數(shù)值的二維曲線。格式：ezplot(F，xmin，xmax，fig)說明：其中F是要畫的符號函數(shù)；xmin,xmax是繪圖的自變量范圍，fip是窗口。5、axis功能：該命令用來控制坐標(biāo)軸的特性。格式：axis(xmin，xmax，ymin，ymax)說明：此為坐標(biāo)范圍，其中xminVxmax,yminVymax。7、angle功能：求復(fù)數(shù)的相角。格式：P=angle(Z)說明：當(dāng)Z為復(fù)數(shù)矩陣時，用來求矩陣Z中每個元素的相角，相角位于卜兀，兀。4基于MATLAB的模擬調(diào)制和解調(diào)實(shí)例4.1用MATLAB分析雙邊帶幅度調(diào)制(DS

25、M-AM)我們可以利用MATLAB強(qiáng)大的符號運(yùn)算功能來進(jìn)行運(yùn)算,再根據(jù)MATLAB的可視化結(jié)果進(jìn)行分析。在DSB-AM中，已調(diào)信號的時域表示為：u(t)=m(t)c(t)二Acm(t)c°s(2Hfct十“c)式中，m(t)是消息信號，c(t)=AcC0S(2nfCt十切)為載波，fc是載波的頻率(單位：HZ),忙是初始相位。為了討論方便取初相忙=0(以下類似)。隨u(t)作傅里葉變換，即可得到信號的頻域表示：U(f)=Ac/2M(/-fc)+Ac/2M(/+fc)傳輸帶寬Bt是消息信號帶寬W的兩倍，即：Bt=2W。廣1OVtVtO/3例1某消息信號m(t)U-2tO/3VtV2t0

26、/3j0其他用信號m(t)以DSB-AM方式調(diào)制載波c(t)=cos(2nfct),所得到的已調(diào)制信號記為u(t).設(shè)to=0.15s,fc=250Hz。試比較消息信號與已調(diào)信號，并繪制它們的頻譜。運(yùn)用如下MATLAB程序【5】：t0=0.15;ts=0.001;Fc=250；FS=1/ts；df=0.3;信號持續(xù)時間采樣時間間隔載波頻率采樣頻率頻率分辨率t=0:ts:t0;時間矢量m二ones(l,to/(3*ts),2*ones(l,to/(3*ts),zeros(l,to/(3*ts)+l)；C=cos(2*pi*Fc.*t)；u=m.*c；M,m,df1=fft_seq(m,ts,df

27、)；M=M/FS；U,u,df1=fft_seq(m,ts,df)；U=U/FS；定義信號序列載波信號調(diào)制信號傅里葉變換C,c,dfl二fft_seq(c,ts,df);f二O:dfl:dfl*(length(m)-l)-Fs/2;%頻率矢量subplot(2,2,l);plot(t,m(1:length(t);%未調(diào)制信號title('未調(diào)制信號')；subplot(2,2,2);plot(t,u(1:length(t);%已調(diào)制信號title('已調(diào)制信號')；subplot(2,2,3)；plot(f,abs(fftshift(M);%未調(diào)制信號頻譜tit

28、le('未調(diào)制信號頻譜')；subplot(2,2,4)；plot(f,abs(fftshift(U);%已調(diào)制信號頻譜title('已調(diào)制信號頻譜')；傅里葉變換函數(shù)fft_seq,源代碼如下：functionM,m,df二fft_seq(m,ts,df)%M,m,df=fft_seq(m,ts,df)%M,m,df=fft_seq(m,ts)%M為輸入序列m的傅里葉變換，ts為抽樣間隔，輸入df為頻率分辨率%輸出序列m按要求的頻率分辨率df進(jìn)行補(bǔ)零后的序列%輸出df為最終的頻率分辨率fs=1/ts;ifnargin=2,n1=0;else,n1=fs/df;

29、endn2=length(m);n=2"(max(nextpow2(nl),nexpow2(n2);M二fft(m,n);m=m,zeros(n-n2);df=fs/n;運(yùn)行后得到的信號和調(diào)制信號如圖所示:未調(diào)制信號已調(diào)制信號0.10.2D.10.2-5005004.2用MATLAB分析相干解調(diào)過程< 1OVtVtO/3例某消息信號m(t)2-2tO/3VtV2tO/3< 0其他用信號m(t)以DSB-AM方式調(diào)制載波c(t)=cos(2nfct),所得到的已調(diào)制信號記為u(t).設(shè)t0=0.15s,fc=250Hz。得到DSM-AM的調(diào)制信號，現(xiàn)試對該調(diào)制信號進(jìn)行相干解

30、調(diào)，并繪出消息信號的時域頻域曲線。MATLAB設(shè)計程序如下【6】：t0=0.15;ts=1/1500;Fc=250;FS=1/ts;df=0.3;信號持續(xù)時間采樣時間間隔載波頻率采樣頻率頻率分辨率t=0:ts:t0;時間矢量m二ones(l,to/(3*ts),2*ones(l,to/(3*ts),zeros(l,to/(3*ts)+l)；定義信號序列C=cos(2*pi*Fc.*t)；載波信號u=m.*c;調(diào)制信號y=u.*c;混頻M,m,df1=fft_seq(m,ts,df)；傅里葉變換M=M/Fs；縮放U,u,df1=fft_seq(m,ts,df)；U=U/FS；Y,y,df1=ff

31、t_seq(y,ts,df);Y=Y/Fs;f_cutoff=150;濾波器的截止頻率n_cutoff=floor(150/df1)；設(shè)計濾波器f=0:df1:df1*(length(m)1)Fs/2；頻率矢量H=zero(size(f)；H(1:n_cutoff)=2*ones(1,n_cutoff)；H(length(f)n_cutoff+1:length(f)=2*ones(1,n_cutoff)；DEM=H.*Y;濾波器輸出的頻譜dem=real(ifft(DEM)*Fs;濾波器的輸出subplot(2,2,1)；plot(t,m(1:length(t)；未調(diào)制信號title('未調(diào)制信號')；subplot(2,2,2);