基于MATLAB調制解調仿真設計

1、 PAGE11 / NUMPAGES11數(shù)字信號處理 實驗八調制解調系統(tǒng)的實現(xiàn)一、實驗目的: 深刻理解濾波器的設計指標與根據(jù)指標進行數(shù)字濾波器設計的過程了解濾波器在通信系統(tǒng)中的應用二、實驗步驟:1.通過SYSTEMVIEW軟件設計與仿真工具，設計一個FIR數(shù)字帶通濾波器，預先給定截止頻率和在截止頻率上的幅度值， 通過軟件設計完后，確認濾波器的階數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)，畫出該濾波器的頻率響應曲線，進行技術指標的驗證。通過仿真驗證，原理圖如下：輸入方波與鋸齒波，都為10HZ，載波100hz與300hz正弦波，仿真的結果如下：還是可以比較好的恢復信號。基帶信號1建立一個兩載波幅度調制與解調的通信系統(tǒng)，將該濾波

2、器作為兩個載波分別解調的關鍵部件，驗證其帶通的頻率特性的有效性。系統(tǒng)框圖如下：sin1基帶信號1+基帶信號2帶通濾波器1中心頻率1帶通濾波器2中心頻率2基帶信號2sin2sin1sin2低通濾波低通濾波規(guī)劃整個系統(tǒng)，確定系統(tǒng)的采樣頻率、觀測時間、細化并設計整個系統(tǒng)，仿真調整并不斷改進達到正確調制、正確濾波、正確解調的目的。（參考文件zhan3.svu）設計的思路是：基帶信號乘上一個高頻信號，稱為調制，實現(xiàn)頻譜搬移，與另一調制信號疊加，再分別通過以W為中心頻率的帶通FIR數(shù)字濾波器，再乘以原來的高頻信號，實現(xiàn)再頻譜搬移，最后通過IIR低通濾波器得到解調信號。本實驗是通過編程的方式完成的。1、首先

3、，產生信號：n=1;f1=100;f2=300;fs=1000;%采樣頻率t=0:1/fs:n;fre=10; y1=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;y2=sawtooth(fre*2*pi*t)/2+1.1;觀察圖形與頻譜：2、基帶信號乘以一個高頻載波：yy1=y1.*z1;yy2=y2.*z2;觀察頻譜：3、兩調制信號相加：yy3=yy1+yy2;4、設計帶通濾波器：設計100-200,330-430hz的FIR數(shù)字濾波器，用漢明窗實現(xiàn)。fp1=100;fp2=200;%FIR濾波器100-200hzfs1=50;fs2=250;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/f

4、s;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);%figure(2);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy1=filter(b,2,yy3);zz1=filter(b,2,z1);fp1=330;fp2=430;%FIR濾波器330-430hzfs1=200;fs2=490;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-

5、7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);%figure(4);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy2=filter(b,2,yy3);zz2=filter(b,2,z2);5、濾波后的信號再乘載波信號：k1=yyy1.*zz1;k2=yyy2.*zz2;6、設計低通濾波器為100hz的巴特沃斯低通濾波器。N=8;%8階巴特沃斯低通濾波器上限頻率100hzWn=100/(fs/2);b,a = butter(N,Wn,low);kk1=filter(b,a,k1);%figure(5

6、);%H,W=freqz(b,a); %返回頻率響應%subplot(1,2,1);plot(W*fs/(2*pi),abs(H); xlabel(頻率HZ); ylabel(幅值);grid on;%subplot(1,2,2);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H); xlabel(頻率HZ);ylabel(幅值dB);grid on;7、調制信號經(jīng)過低通濾波器后的到的信號就是解調信號。8、觀察調制信號的頻譜：結論與體會：調制解調實際就是頻譜的搬移，達到高頻傳播，本次實驗的關鍵就是濾波器的設計，濾波器設計不好解調不了波形導致失真，通過寫代碼使我的編程能力加強了，學

7、會了移植代碼，matlab是個很不錯的仿真軟件。附錄：n=1;f1=100;f2=300;fs=1000;%采樣頻率t=0:1/fs:n;fre=10; y1=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;dt=1/fs; %定義時間步長。n1=length(t); %樣點個數(shù)%y1=cos(2*pi*fre*t); %余弦信號f_end=1/dt; %頻率軸的顯示圍f=(0:n1-1)*f_end/n1-f_end/2; %頻率自變量Xf=dt*fftshift(fft(y1); %頻譜figure(1);subplot(211);plot(t,y1);xlabel(t);title(時

8、間波形);%時間波形subplot(212);plot(f,abs(Xf);xlabel(f);title(方波幅度頻譜);%頻譜波形y2=sawtooth(fre*2*pi*t)/2+1.1;Xf1=dt*fftshift(fft(y2); %頻譜figure(2);subplot(211);plot(t,y2);xlabel(t);title(時間波形);%時間波形subplot(212);plot(f,abs(Xf1);xlabel(f);title(三角波幅度頻譜);%頻譜波形z1=10*sin(2*pi*f1*t);z2=10*sin(2*pi*f2*t);yy1=y1.*z1;yy

9、2=y2.*z2;yy3=yy1+yy2;Xf=dt*fftshift(fft(yy1); %頻譜figure(3);subplot(211);plot(t,yy1);xlabel(t);title(時間波形);%時間波形subplot(212);plot(f,abs(Xf);xlabel(f);title(調制信號頻譜);%頻譜波形Xf=dt*fftshift(fft(yy2); %頻譜figure(7);subplot(211);plot(t,yy2);xlabel(t);title(時間波形);%時間波形subplot(212);plot(f,abs(Xf);xlabel(f);titl

10、e(調制信號頻譜);%頻譜波形fp1=100;fp2=200;%FIR濾波器100-200hzfs1=50;fs2=250;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);%figure(2);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy1=filter(b,2,yy3);zz1=filter(b,2,z1);fp1=330;fp2=430;%FIR濾波器330-430

11、hzfs1=200;fs2=490;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);%figure(4);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy2=filter(b,2,yy3);zz2=filter(b,2,z2);k1=yyy1.*zz1;k2=yyy2.*zz2;N=8;%8階巴特沃斯低通濾波器上限頻率100hzWn=100/(fs/2);b,a = but

12、ter(N,Wn,low);kk1=filter(b,a,k1);figure(10);H,W=freqz(b,a); %返回頻率響應subplot(1,2,1);plot(W*fs/(2*pi),abs(H); xlabel(頻率HZ); ylabel(幅值);grid on;subplot(1,2,2);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H); xlabel(頻率HZ);ylabel(幅值dB);grid on;figure(4);subplot(211);plot(t,kk1);grid on;title(解調信號kk1);kk2=filter(b,a,k2);subplot(212);plot(t,kk2);grid on;title(解調信號kk2);Xf2=dt*fftshift(fft(kk1); %頻譜figure(5);subplot(211);plot(t,kk1);xlabel(t);title(時間波形);%時間波形subplot(212);pl