通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)

1、XXXXXXXXXXXXXX題目模擬調(diào)制系統(tǒng)GUI實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)通信工程年級(jí)2012級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)四川大學(xué)錦江學(xué)院通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)要求運(yùn)用MATLABGUI仿真軟件對(duì)模擬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行仿真。設(shè)計(jì)任務(wù)如下：1、雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB）及相干解調(diào)原始信號(hào)為頻率fO=1Hz的余弦信號(hào)m（t）,載波頻率fc=10Hz;2、具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（AM）及相干解調(diào)原始信號(hào)為頻率f0=1Hz的余弦信號(hào)m（t）,載波頻率fc=10Hz;3、單邊帶調(diào)幅（SSB）及相干解調(diào)原始信號(hào)為頻率f0=1Hz的余弦信號(hào)m（t）,載波頻率fc=10Hz;4、殘留邊帶調(diào)幅（VSB）及相干解調(diào)頻率fO1=5Hz的余弦信

2、號(hào)與頻率為fO2=2.5Hz的正弦信號(hào)疊加作為信源m（t）,載波fc=20Hz.二、設(shè)計(jì)目的1、熟練掌握MATLAB軟件GUI的使用方法。2、編程實(shí)現(xiàn)上述幾中模擬調(diào)制技術(shù)及解調(diào)，并畫(huà)出已調(diào)信號(hào)的波形，解調(diào)信號(hào)的波形,將解調(diào)信號(hào)與原始信號(hào)進(jìn)行比較，完成設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。三、設(shè)計(jì)思路3.1設(shè)計(jì)原理模擬信號(hào)的載波傳輸是指用基帶信息信號(hào)調(diào)制正弦載波的參數(shù)形成已調(diào)信號(hào)后再送往信道傳輸?shù)男畔鬏敺绞健Ｍǔ０巡缓畔⒌母哳l信號(hào)，它可能是正弦波，也可能是脈沖序列，稱(chēng)之為載波；攜帶信息并且需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)（或低頻信號(hào)）稱(chēng)之為調(diào)制信號(hào)；按調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律去改變載波的摸個(gè)或默寫(xiě)參數(shù)的過(guò)程稱(chēng)之為調(diào)制。用調(diào)制信號(hào)改變

3、載波的某個(gè)或某些參數(shù)鎖形成的攜帶信息的帶通信號(hào)稱(chēng)之為已調(diào)信號(hào)，多數(shù)情況下已調(diào)信號(hào)是一個(gè)窄帶帶通信號(hào)；將攜帶信息的帶通信號(hào)變回到基帶信息信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為解調(diào)。3.2抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB）調(diào)制DSB的定義：抑制載波分量的傳送，既不影響信息的傳輸，而且還會(huì)提高功率利用率,這種調(diào)制方式就是雙邊帶抑制載波調(diào)幅，簡(jiǎn)稱(chēng)雙邊帶調(diào)幅，記作：DSB。1、信號(hào)表達(dá)式為：5曲）=顧8砂2、頻譜表達(dá)式為：E遊（皿）右敗®+叫）+MS-叫）3、雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的波形和頻譜示意圖：20解調(diào)解調(diào)一般要用相干解調(diào)器，它由乘法器和低通濾波器組成，這種方法要求接收端提供一個(gè)與發(fā)送端載波信號(hào)完全同頻同相的相干載波（或稱(chēng)為

4、同步載波），因此又稱(chēng)為相干解調(diào)（或同步解調(diào)）。1、相干解調(diào)表達(dá)式：仏“'cos=朋）cos2皿/=丄鴉$）+丄朋（f）cos2m#222、通過(guò)低通濾波器后：3、原理框圖如下：DSB的產(chǎn)生原理DSB的相干解調(diào)4、GUI界面截圖：模擬調(diào)制系統(tǒng)的MATLAB仿真-鑫盤(pán)設(shè)宣詭制方式DSB調(diào)制信號(hào)浪形載浪信號(hào)浪形1戟滾嫁率100HZ采樣規(guī)率1000Hz0.50-0.500.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01-1DS日調(diào)制的時(shí)域信號(hào)3.3標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM）調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的調(diào)制器可用一個(gè)加法器與乘法器共同來(lái)實(shí)現(xiàn)。1、信號(hào)表達(dá)式：£血山

5、）=4）+鴉（切匚”叫0）=Aqcos%0）+配（f）cos%（/）2、頻譜表達(dá)式：%（皿）=碣盹+叫）+占3-叫+叫）+Me-叫）3、標(biāo)準(zhǔn)條幅信號(hào)的波形和頻譜示意圖十削L解調(diào)解調(diào)一般要用相干解調(diào)器，它由乘法器和低通濾波器組成，這種方法要求接收端提供一個(gè)與發(fā)送端載波信號(hào)完全同頻同相的相干載波（或稱(chēng)為同步載波），因此又稱(chēng)為相干解調(diào)（或同步解調(diào)）。1、相干解調(diào)表達(dá)式：s觀&）-=A+恥（切cos2陽(yáng)=+恥（切+Xo+朋鮒cos2皿/222、通過(guò)一個(gè)低通濾波器過(guò)后：+必）3、原理框圖如下：AM的產(chǎn)生原理AM的相干解調(diào)4、GUI界面截圖：3.4單邊帶調(diào)幅（SSB）調(diào)制由于DSB信號(hào)的上、下兩個(gè)

6、邊帶是完全對(duì)稱(chēng)的，皆攜帶了調(diào)制信號(hào)的全部信息，因此,從信息傳輸?shù)慕嵌葋?lái)考慮，僅傳輸其中一個(gè)邊帶就夠了。這就又演變出另一種新的調(diào)制方式單邊帶調(diào)制（SSB）。1、信號(hào)表達(dá)式：電迪CO=1陀i；f）cos干3諭：?sin附222、頻譜表達(dá)式：S妙）=呂辭（）豆述）=£艇+%）+M-）豆趣（）解調(diào)解調(diào)一般要用相干解調(diào)器，它由乘法器和低通濾波器組成，這種方法要求接收端提供一個(gè)與發(fā)送端載波信號(hào)完全同頻同相的相干載波（或稱(chēng)為同步載波），因此又稱(chēng)為相干解調(diào)（或同步解調(diào)）。1、相干解調(diào)表達(dá)式：s?(Z)=&妙(f)-cos辺f=燃(f)cosa)ct+禺sin回丸cosa)ct=cos2e/干

7、一矗f)cos石sin/22=+m(tcos+sin44“4“2、通過(guò)一個(gè)低通濾波器過(guò)后:謊我）=評(píng)門(mén)3、原理框圖如下：朋|?。┵饪ㄐ模??)->LPK%(f)Tcos呼COS砂SSB的產(chǎn)生原理圖SSB的相干解調(diào)4、GUI界面截圖:3.5調(diào)頻信號(hào)（FM）調(diào)制頻率調(diào)制又稱(chēng)調(diào)頻（FM），它是高頻振蕩信號(hào)的頻率按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的一種調(diào)制方式1、信號(hào)表達(dá)式：5北）=Acosf-_kftiiT）dT解調(diào)解調(diào)一般要用相干解調(diào)器，它由乘法器和低通濾波器組成，這種方法要求接收端提供一個(gè)與發(fā)送端載波信號(hào)完全同頻同相的相干載波（或稱(chēng)為同步載波），因此又稱(chēng)為相干解調(diào)（或同步解調(diào)）。1、原理

8、框圖如下:調(diào)制信號(hào)FM的產(chǎn)生原理m(t)5、GUI界面截圖：FM信號(hào)的相干解調(diào)Qwangd|p回且采樣嫁走1000Hz模擬調(diào)制系統(tǒng)的MATLAB仿真3.6殘留邊帶信號(hào)（VSB）調(diào)制殘留邊帶調(diào)制介于單邊帶調(diào)制與雙邊帶調(diào)制之間的一種調(diào)制方式，它既克服了DSB信號(hào)占用頻帶寬的問(wèn)題，又解決了單邊帶濾波器不易實(shí)現(xiàn)的難題。在殘留邊帶調(diào)制中，除了傳送一個(gè)邊帶外，還保留了另外一個(gè)邊帶的一部分。對(duì)于具有低頻及直流分量的調(diào)制信號(hào)，用濾波法實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制時(shí)所需要的過(guò)渡帶無(wú)限陡的理想濾波器，在殘留邊帶調(diào)制中已不再需要，這就避免了實(shí)現(xiàn)上的困難。1、信號(hào)表達(dá)式：日曲皿+叫）+廳噸（皿-叫）=常數(shù)，|皿卜皿耳2、頻譜表達(dá)式

9、：=叫）+叫）廳哪皿）Lj3、殘留邊帶濾波器解調(diào)解調(diào)一般要用相干解調(diào)器，它由乘法器和低通濾波器組成，這種方法要求接收端提供一個(gè)與發(fā)送端載波信號(hào)完全同頻同相的相干載波（或稱(chēng)為同步載波），因此又稱(chēng)為相干解調(diào)（或同步解調(diào)）。1、相干解調(diào)表達(dá)式：*Q）=畑.COSiil2、相應(yīng)頻域表達(dá)式：耳（町=片仏（皿-叫）+弘（皿+心Li代入公式，得：屯3）=扌厲啦®-叫）必-2叫）+必（皿）+扌刃噸S+叫）必（町+必®+2叫）=£曲（皿）禺豳（皿一磯）+厲吒的+叫）+fM（e-2叫）刃叱-叫）+必（皿+他）刃啦（G+%）3、通過(guò)一個(gè)低通濾波器過(guò)后:陸(e)=Me)H啦(-叫)+廳噸

10、®+叫)4、原理框圖如下:sdsbV')sVSB)cos牡fcos陽(yáng)VSB的產(chǎn)生原理VSB信號(hào)的相干解調(diào)5、GUI界面截圖:程序代碼AM代碼：figure('Name','信號(hào)調(diào)制過(guò)程中波形及其頻譜','NumberTitle','off')a0=2;f0=10;fc=50;fs=1000;snr=5;t=-20:0.001:20;am1=cos(2*pi*f0*t);%信息信號(hào)am=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t);%載波s_am=am.*t1;AM1=fft(am1);T1=fft(t1);S

11、_AM=fft(s_am);f=(0:40000)*fs/40001-fs/2;y=awgn(s_am,snr);a=35,65;b=30,70;Wp=a/(fs/2);Ws=b/(fs/2);Rp=3;Rs=15;N,Wn=Buttord(Wp,Ws,Rp,Rs);B,A=Butter(N,Wn,'bandpass');q=filtfilt(B,A,y);%解調(diào)ss_am=q.*t1;Wp=15/(fs/2);Ws=40/(fs/2);Rp=3;Rs=20;N,Wn=Buttord(Wp,Ws,Rp,Rs);B,A=Butter(N,Wn,'low');m0=

12、filtfilt(B,A,ss_am);subplot(3,2,1);plot(t(19801:20200),am1(19801:20200);title('信息信號(hào)波形');subplot(3,2,3);plot(t(19801:20200),t1(19801:20200);title(載波信號(hào)');subplot(3,2,5);plot(t(19801:20200),s_am(19801:20200);holdon;subplot(3,2,5);plot(t(19801:20200),m0(19801:20200),'r');title('已

13、調(diào)信號(hào)解調(diào)信號(hào)');FM代碼:figure(1);dt=0.0004;%設(shè)定時(shí)間步長(zhǎng)t=0:dt:1.5;%產(chǎn)生時(shí)間向量am=15;fm=5;%設(shè)定調(diào)制信號(hào)幅度%設(shè)定調(diào)制信號(hào)頻%生成調(diào)制信號(hào)mt=am*cos(2*pi*fm*t);fc=50;mmt=cos(2*pi*fm*t);%設(shè)定載波頻率%生成載波kf=10;ct=cos(2*pi*fc*t);%設(shè)定調(diào)頻指數(shù)vt=cos(2*pi*fc*t+10*15*sin(2*pi*fm*t)/(2*pi*fm);%調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)subplot(3,1,1);plot(mt);axis(0,1500,-20,20);title(調(diào)制信號(hào)

14、的時(shí)域圖');subplot(3,1,2);plot(ct);axis(0,1500,-1,1);title('載波信號(hào)的時(shí)域圖');subplot(3,1,3);plot(vt);holdon;plot(mmt,'r');holdoff;axis(0,1500,-1.2,1.2);title(已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖');SSB代碼：figure('Name','SSB信號(hào)調(diào)制過(guò)程中波形及其頻譜','NumberTitle','off')f0=10;fc=50;fs=1000;snr=5;

15、t=-20:0.001:20;am=cos(2*pi*f0*t);am1=sin(2*pi*f0*t);t1=cos(2*pi*fc*t);t2=sin(2*pi*fc*t);s_dsb=am.*t1;%DSB信號(hào)Wp=55/(fs/2);Ws=4W(fs/2);Rp=3;Rs=20;%高通濾波器N,Wn=Buttord(Wp,Ws,Rp,Rs);B,A=Butter(N,Wn,'high');ssb1=filtfilt(B,A,s_dsb);%上邊帶Wp=45/(fs/2);Ws=55/(fs/2);Rp=3;Rs=20;%低通濾波器N,Wn=Buttord(Wp,Ws,Rp

16、,Rs);B,A=Butter(N,Wn,'low');ssb2=filtfilt(B,A,s_dsb);%下邊帶AM=fft(am);T1=fft(t1);SSB1=fft(ssb1);SSB2=fft(ssb2);f=(0:40000)*fs/40001-fs/2;y=awgn(ssb2,snr);%以下邊帶為例設(shè)計(jì)a=35,65;b=30,70;Wp=a/(fs/2);Ws=b/(fs/2);Rp=3;Rs=15;N,Wn=Buttord(Wp,Ws,Rp,Rs);B,A=Butter(N,Wn,'bandpass');q=filtfilt(B,A,y);

17、%解調(diào)s_ssb2=q.*t1;Wp=15/(fs/2);Ws=40/(fs);Rp=3;Rs=20;N,Wn=Buttord(Wp,Ws,Rp,Rs);B,A=Butter(N,Wn,'low');m0=filtfilt(B,A,s_ssb2);M0=fft(m0);subplot(3,1,1);plot(t(19801:20200),am(19801:20200);title(信息信號(hào)波形');subplot(3,1,2);plot(t(19801:20200),t1(19801:20200);title(載波信號(hào)');subplot(3,1,3);plot

18、(t(19801:20200),m0(19801:20200);title(解調(diào)信號(hào)');holdon;subplot(3,1,3);plot(t(19801:20200),ssb1(19801:20200),':',t(19801:20200),ssb2(19801:20200),T);title('已調(diào)信號(hào)(虛線-上邊帶/實(shí)線-下邊帶)')legend('上邊帶','下邊帶');DSB代碼：clf;closeall;fn=1e+3;fc=1e+4;fs=1e5;t=0:1/fs:(0.01-1/fs);nt=cos(2

19、*pi*fn*t);ct=cos(2*pi*fc*t);dsb=nt.*ct;figure;subplot(3,1,1);plot(t,nt,'r');xlabel('t/s');ylabel('n(t)');title('調(diào)制信號(hào)波形');subplot(3,1,2);plot(t,ct,'b');xlabel('t/s');ylabel('c(t)');title('載波信號(hào)波形');subplot(3,1,3);plot(t,dsb,'g');x

20、label('t/s');ylabel('DSB');title('DSB調(diào)制的時(shí)域信號(hào)');VSB代碼：dt=0.001;fm=5;fc=20;T=5;t=0:dt:T;mt=sqrt(2)*(sin(2*pi*fm*t)+cos(2*pi*0.5*fm*t);s_vsb=mt.*cos(2*pi*fc*t);B=2*fm;subplot(3,1,1);plot(t,mt);holdon;title('基帶信號(hào)');subplot(3,1,2);plot(t,s_vsb,'k-');holdon;on;plot(

21、t,mt,'r-');title('vsb調(diào)制信號(hào)與輸入信號(hào)的比較');xlabel('t');gridlegend('vsb調(diào)制信號(hào)','基帶信號(hào)');Sp=s_vsb.*cos(2*pi*fc*t)*2;subplot(3,1,3);plot(t,Sp,'b-');holdon;plot(t,mt/2,'r-')；title('相干解調(diào)都得信號(hào)與輸入信號(hào)的比較')；xlabel('t');gridon;五、設(shè)計(jì)體會(huì)基于MATLAB軟件的GUI界面設(shè)計(jì)，讓我更加清楚的認(rèn)識(shí)到一個(gè)一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成它包含了很多方面，不僅僅的我們所看到的那些部分，還有一些作為背后的支持。