北郵通信原理軟件實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

1、北郵通信原理軟件實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息與通信工程學(xué)院通信原理軟件實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：序號(hào)：日期：2013年12月 實(shí)驗(yàn)一 調(diào)幅信號(hào)波形頻譜仿真 一、實(shí)驗(yàn)題目假設(shè)基帶信號(hào)為()sin(2000)2cos(1000)m t t t =+，載波頻率為20khz ，請仿真出am 、dsb-sc 、ssb 信號(hào)，觀察已調(diào)信號(hào)的波形及頻譜。二、實(shí)驗(yàn)原理1、am 調(diào)制原理：對于單音頻信號(hào)()sin(2)m m m t a f t =進(jìn)行am 調(diào)制的結(jié)果為()(sin(2)sin 2(1sin(2)sin 2am c m m c c m c s t a a a f t f t a a a f t f t =+=+

2、 其中調(diào)幅系數(shù)ma a a=，要求1a 以免過調(diào)引起包絡(luò)失真。 由max a 和min a 分別表示am 信號(hào)波形包絡(luò)最大值和最小值，則am 信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)為max minmax mina a a a a -=+2、dsb-sc 調(diào)制原理：dsb 信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為()()cos dsb c s t m t t =頻域表達(dá)式為1()()()2dsb c c s m m =-+3、ssb 調(diào)制原理： ssb 信號(hào)只發(fā)送單邊帶，比dsb 節(jié)省一半帶寬，其表達(dá)式為：11()cos cos sin 22ssb m m m m c s t a t w t a t w t = 三、仿真思路及程序框圖 定義

3、時(shí)域采樣率、截?cái)鄷r(shí)間和采樣點(diǎn)數(shù)，可得到載波和調(diào)制信號(hào)。根據(jù)調(diào)制原理寫出各調(diào)制信號(hào)表達(dá)式，由此可以直接畫出時(shí)域波形圖。另外，對時(shí)域信號(hào)進(jìn)行fft變換，此處使用預(yù)先定義的t2f.m函數(shù)替代，進(jìn)行傅立葉變換，得到頻譜，在頻域作圖即可。則其程序框圖如下：四、仿真源代碼1、am調(diào)制源代碼%am信號(hào)的產(chǎn)生clear all;close all;fs= 800; %khzt= 200; %msn= t*fs;dt= 1/fs;t= -t/2:dt:t/2-dt;df= 1/t;f=-fs/2:df:fs/2-df;fm= 1; % khzfc= 20; % khzm= sin(2*pi*fm*t)+2*co

4、s(1*fm*pi*t);c= cos(2*pi*fc*t);s= (1+0.3*m).*cos(2*pi*fc*t); %am signals= t2f(s,fs);subplot(2,2,1)plot(t,m) xlabel(t/ms) ylabel(m(t)title(m(t)波形)grid onaxis(0,4,-max(abs(m),max(abs(m)subplot(2,2,2)plot(t,c)xlabel(t/ms)ylabel(c(t)title(c(t)波形)grid onaxis(0,2/fc,-1,1)subplot(2,2,3)plot(t,s)xlabel(t/ms

5、)ylabel(s(t)title(am信號(hào)波形圖)grid onaxis(0,4,-max(abs(s),max(abs(s)subplot(2,2,4)plot(f,abs(s) %觀察已調(diào)信號(hào)的幅度頻譜 xlabel(f/khz)ylabel(s(f)title(am信號(hào)頻譜圖)grid onaxis(10,30,0,max(abs(s)2、dsb-sc調(diào)制源代碼%dsb-sc信號(hào)的產(chǎn)生clear all;close all; fs= 800; %khz t= 200; %msn= t*fs;dt= 1/fs;t= -t/2:dt:t/2-dt;df= 1/t;f=-fs/2:df:fs

6、/2-df;fm= 1; % khzfc= 20; % khzm= sin(2*pi*fm*t)+2*cos(1*fm*pi*t);c= cos(2*pi*fc*t);s= m.*cos(2*pi*fc*t); %dsb-sc signal s= t2f(s,fs);subplot(2,2,1)plot(t,m)xlabel(t/ms)ylabel(m(t)title(m(t)波形)grid onaxis(0,4,-max(abs(m),max(abs(m)subplot(2,2,2)plot(t,c)xlabel(t/ms)ylabel(c(t)title(c(t)波形)grid onaxi

7、s(0,2/fc,-1,1)subplot(2,2,3)plot(t,s)xlabel(t/ms)ylabel(s(t)title(dsb-sc信號(hào)波形圖) grid on axis(0,4,-max(abs(s),max(abs(s)subplot(2,2,4)plot(f,abs(s) %觀察已調(diào)信號(hào)的幅度頻譜xlabel(f/khz)ylabel(s(f)title(dsb-sc信號(hào)頻譜圖)grid onaxis(10,30,0,max(abs(s)3、ssb調(diào)制源代碼%ssb信號(hào)的產(chǎn)生clear all;close all;fs= 800; %khzt= 200; %msn= t*fs

8、;dt= 1/fs;t= -t/2:dt:t/2-dt;df= 1/t;f=-fs/2:df:fs/2-df;fm= 1; % khzfc= 20; % khzm= sin(2*pi*fm*t)+2*cos(1*fm*pi*t);c= cos(2*pi*fc*t);m= t2f(m,fs);mh=-j*sign(f).*m; %在頻域進(jìn)行希爾伯特變換 mh= real(f2t(mh,fs); %希爾伯特變換后的信號(hào) s= m.*cos(2*pi*fc*t)-mh.*sin(2*pi*fc*t); %ssb signals= t2f(s,fs); subplot(2,2,1) plot(t,m)

9、xlabel(t/ms)ylabel(m(t)title(m(t)波形)grid onaxis(0,4,-max(abs(m),max(abs(m)subplot(2,2,2)plot(t,c)xlabel(t/ms)ylabel(c(t)title(c(t)波形)grid onaxis(0,2/fc,-1,1)subplot(2,2,3)plot(t,s)xlabel(t/ms)ylabel(s(t)title(ssb 信號(hào)波形圖)grid onaxis(0,4,-max(s),max(s)subplot(2,2,4)plot(f,abs(s) %觀察已調(diào)信號(hào)的幅度頻譜 xlabel(f/k

10、hz)ylabel(s(f)title(ssb 信號(hào)頻譜圖)grid onaxis(10,30,0,max(abs(s) 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析： 上圖所示為am調(diào)制的波形和頻譜圖，從仿真的結(jié)果看出，am調(diào)制信號(hào)包絡(luò)清晰，可利用包絡(luò)檢波恢復(fù)原信號(hào)，接收設(shè)備較為簡單。其頻譜含有離散大載波，從理論分析可知，此載波占用了較多發(fā)送功率，使得am調(diào)制雖然容易實(shí)現(xiàn)但是同時(shí)也使發(fā)送設(shè)備功耗較大，造成傳送效率比較低。 上圖所示為雙邊帶抑制載波dsb-sc調(diào)幅信號(hào)波形和頻譜，其時(shí)域波形有相位翻轉(zhuǎn)，頻譜不含離散大載波。解調(diào)時(shí)必須使用相干解調(diào)，可用多種方法提取載 波，常用方式為在發(fā)端加入離散導(dǎo)頻分量，在收端利用調(diào)諧于載

11、頻f的窄帶濾波c器濾出導(dǎo)頻分量。理論分析可知，dsb-sc調(diào)制雖然解決了am信號(hào)效率低下的問題，但仍然存在的問題是調(diào)制信號(hào)的帶寬為基帶信號(hào)的兩倍，頻譜利用率仍然較低。上圖所示為ssb信號(hào)波形和頻譜仿真圖。ssb信號(hào)相對于dsb信號(hào)節(jié)省一半帶寬，但隨之而來的是其可靠性的降低。ssb調(diào)制方法適合于語聲信號(hào)的調(diào)制，因?yàn)槠錄]有直流分量，也沒有很低頻的成分。解調(diào)時(shí)可采用相干解調(diào)或者在發(fā)端加入離散大載波進(jìn)行包絡(luò)檢波。 實(shí)驗(yàn)二 調(diào)頻信號(hào)波形頻譜仿真 一、 實(shí)驗(yàn)題目假設(shè)基帶信號(hào)為：()sin(2000)2cos(1000)4sin(500/3)m t t t t =+，載波頻率為40khz ，仿真產(chǎn)生fm 信

12、號(hào)，觀察波形與頻譜，并與卡松公式做對照。fm 的頻率偏移常數(shù)為5khz/v 。 二、實(shí)驗(yàn)原理單音頻信號(hào)：()cos(2)m m t a f t =經(jīng)fm 調(diào)制后的表達(dá)式為()cos2()fm c c s t a f t t ?=+其中對于fm 有： 則有： ()sin 2sin 2f m m mak t f t f t f ?=調(diào)制指數(shù)f mak f =。由卡松公式可知fm 信號(hào)的帶寬為2(1)m b f +。三、仿真思路及程序框圖在本次進(jìn)行仿真的實(shí)驗(yàn)中，只需要定義必要的仿真參數(shù)，在此基礎(chǔ)上可得到載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)。根據(jù)()2()tf t k m t dt ?-=?可得到頻偏，由此可寫出最終的fm 信號(hào)的表達(dá)式進(jìn)行仿真計(jì)算。對fm 信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換可得頻譜特性，變換依舊使用實(shí)驗(yàn)一中給出的t2f.m 函數(shù)。 由此得到程序框圖如下所示： 四、仿真源代碼clear all;close