通信原理實驗報告

湖北民族學院信息工程學院試驗匯報班級：15班姓名：董非凡學號：k成績：試驗時間：年4月21日1.2節(jié)試驗地點：試驗樓五樓課程名稱：通信原理試驗試驗目標掌握模擬線性和模擬角調制信號波形及產生方法掌握模擬線性和模擬角調制信號頻譜特點掌握模擬線性和模擬角調制信號解調方法掌握模擬線性和模擬角調制系統(tǒng)MATLAB仿真實現(xiàn)掌握AM、DSB、SSB、VSB、FM調制原理和實現(xiàn)方法試驗原理1模擬線性調制常規(guī)調制（AM）設調制信號為，其平均值。疊加直流后對載波幅值進行調制，就形成了常規(guī)調幅信號，也稱標準條幅信號或完全調幅信號，其時間波形表示式為：式中為載波信號角頻率；為載波信號起始相位。頻域表示式為調整器模型如圖1所表示：AM時域波形和頻譜波形如圖2所表示：AM調制時、頻域波形雙邊帶調制（DSB）在消息信號上不附加直流分量，直接用調制載波幅度，便可得到抑制載波雙邊帶調幅信號，簡稱雙邊帶信號。雙邊帶信號時間波形表示式為：頻域表示式為DSB時域波形和頻域波形如圖3所表示:單邊帶調制（SSB）雙邊帶信號時間波形表示式為：保留上邊帶單邊帶調制信號為：保留下邊帶單邊帶調制信號為：上邊帶濾波器為：下邊帶濾波器為：由單邊帶信號頻譜為：殘留邊帶調制（VSB）在單邊帶調制和雙邊帶調制之間有一個折中調制方法，稱為殘留邊帶調制。殘留邊帶除了保留一個邊帶絕大部分認為還保留領一個邊帶一小部分，即殘留部分。其代價是傳輸帶寬介于單邊帶信號和雙邊帶信號帶寬之間。VSB時域表示式為：殘留邊帶信號頻域表示式為：2模擬角調制寬帶調頻（FM）設調制信號為單頻信號，即，假如調制信號對載波進行頻率調制，則調頻信號表示式為：其中調頻指數(shù)經過變換，得到調頻信號級數(shù)展開式為：調頻信號頻域表示式：貝塞爾函數(shù)三、程序及程序流程圖（一）試驗內容1模擬線性調制解調設信源，載波，窄帶高斯噪聲功率為0.1，幅度和頻率值自行設定。依據調制原理，采取腳本語言方式分別實現(xiàn)AM、DSB、SSB、VSB（殘留為0.2）調制，畫出已調信號波形以及其信號功率譜密度。采取相干解調方式，對上述信號進行解調，畫出解調信號波形。2模擬角調制設信源，載波，調頻器靈敏度為5Hz/V，載波平均功率為1W，幅度和頻率值自行設定。畫出調頻信號波形求出調頻信號震蕩譜（二）程序及程序流程圖參數(shù)設置：dt=0.001;%采樣間隔fmax=1;%采樣點最大頻率fc=10;%采樣點中心頻率T=5;N=T/dt;t=[0:N-1]*dt;A1=sqrt(2);ft=A1*cos(2*pi*fmax*t);N0=0.1;%功率密度（1）AM調制程序%%%AM調制A=2;s_am=(A+ft).*cos(2*pi*fc*t);BAM=2*fmax;noise=GaussNB(fc,BAM,N0,t);figure(1);subplot(311);plot(t,s_am);holdon;plot(t,A+ft,'r--');title('?T??éùμt?óAMμ÷??D?o??°??°ü??');xlabel('t');s_am_n=s_am+noise;holdon;plot(t,s_am_n,'r-');%%%功率譜密度[f,Xf]=FFT_SHIFT(t,s_am);[fn,Xfn]=FFT_SHIFT(t,s_am_n);PSD=(abs(Xf).^2)/T;PSDn=(abs(Xfn).^2)/T;subplot(312);plot(f,PSD);axis([-2*fc2*fc01.5*max(PSD)]);title('AMD?o?1|?ê?×');xlabel('f');holdon;plot(f,PSDn,'r');%%%AM相干解調id_amt=s_am_n.*cos(2*pi*fc*t);id_amt=id_amt-mean(id_amt);[f,AMf]=FFT_SHIFT(t,id_amt);[t,id_amt]=RECT_LPF(f,AMf,BAM);title('AMD?o?');xlabel('t');subplot(313);plot(t,id_amt);holdon;plot(t,ft/2,'r--');title('AM?aμ÷D?o?');xlabel('t');流程圖：AM時域波形 高斯噪聲噪聲疊加AM信號AM頻域波形解調（2）DSB調制程序%DSBμ÷??s_dsb=ft.*cos(2*pi*fc*t);BDSB=2*fmax;noise=GaussNB(fc,BDSB,N0,t);figure(2);subplot(311);plot(t,s_dsb);holdon;plot(t,s_dsb,'r--');title('?T??éùμt?óDSBD?o?');xlabel('t');s_dsb_n=s_dsb+noise;holdon;plot(t,s_dsb_n,'r--');%%%1|?ê?μ?×?ü?è[f,Xf]=FFT_SHIFT(t,s_dsb);[fn,Xfn]=FFT_SHIFT(t,s_dsb_n);PSD=(abs(Xf).^2)/T;PSDn=(abs(Xfn).^2)/T;subplot(312);plot(t,PSD);axis([-2*fc2*fc01.5*max(PSD)]);title('DSBD?o?1|?ê??');xlabel('f');holdon;plot(f,PSDn,'r');%%%DSB?à?é?aμ÷id_dsbt=s_dsb_n.*cos(2*pi*fc*t);id_dsbt=id_dsbt-mean(id_dsbt);[f,DSBf]=FFT_SHIFT(t,id_dsbt);[t,id_dsbt]=RECT_LPF(f,DSBf,BDSB);title('DSBD?o?');xlabel('t');subplot(313);plot(t,id_dsbt);holdon;plot(t,ft/2,'r--');title('DSB?aμ÷D?o?');xlabel('t');程序流程圖：產生DSB時域信號波形，經過高斯噪聲信道，產生噪聲疊加DSB信號，再經過傅里葉變換，產生DSB頻域中功率頻譜密度函數(shù)，最終經過傅里葉反變換，得到DSB解調信號波形。（3）SSB調制程序%SSBμ÷??BSSB=fmax;s_ssb=real(hilbert(ft).*exp(j*2*pi*fc*t));%s_ssb=ft.*cos(2*pi*fc*t)+hilbert(ft).*sin(2*pi*fc*t);niose=GaussNB(fc,BSSB/2,N0,t);figure(3)subplot(311)plot(t,s_ssb);title('SSBD?o?');xlabel('t');s_ssb_n=s_ssb+noise;holdon;plot(t,s_ssb_n,'r--');%%%1|?ê?μ?×?ü?è[f,Xf]=FFT_SHIFT(t,s_ssb);[fn,Xfn]=FFT_SHIFT(t,s_ssb_n);PSD=(abs(Xf).^2)/T;PSDn=(abs(Xfn).^2)/T;subplot(312);plot(f,PSD);axis([-2*fc2*fc01.5*max(PSD)]);title('SSBD?o?1|?ê?×');xlabel('f');holdon;plot(f,PSDn,'r');%%%SSB?aμ÷id_ssbt=s_ssb_n.*cos(2*pi*fc*t);id_ssbt=id_ssbt-mean(id_ssbt);[f,SSBt]=FFT_SHIFT(t,id_ssbt);[t,ids_mt]=RECT_LPF(f,SSBt,2*fmax);subplot(313);plot(t,ids_mt);holdon;plot(t,ft/2,'r--');title('SSB?aμ÷');xlabel('t');程序流程圖：產生SSB信號時域波形，然后做上邊帶單邊帶調制信號和下邊帶單邊帶調制信號，經過傅里葉改變求出SSB信號時域波形，最終經過傅里葉反改變做出解調信號時域波形。（4）VSB調制程序%%VSBμ÷??vsb=ft.*cos(2*pi*fc*t);BVSB=1.2*fmax;[f,vsbf]=FFT_SHIFT(t,vsb);[t,s_vsb]=vsbmd(f,vsbf,0.2*fmax,1.2*fmax,fc);noise=GaussNB(fc,BVSB,N0,t);figure(4)subplot(221)plot(t,s_vsb);title('VSBD?o?');xlabel('t');s_vsb_n=s_vsb+noise;subplot(222)%holdonplot(t,s_vsb_n,'r--');title('′???éùμ?VSBD?o?');xlabel('t');%%%1|?ê?×?ü?è[f,sf]=FFT_SHIFT(t,s_vsb);PSD=(abs(sf).^2)/T;subplot(223)plot(f,PSD);axis([-2*fc2*fc01.5*max(PSD)]);title('VSBD?o?1|?ê?×');xlabel('f');subplot(224)[f,sfn]=FFT_SHIFT(t,s_vsb_n);PSDn=(abs(sfn).^2)/T;holdonplot(f,PSDn,'r');axis([-2*fc2*fc01.5*max(PSDn)]);title('′???éùμ?1|?ê?×');%VSB?aμ÷vsbd=s_vsb_n.*cos(2*pi*fc*t);vsbd=vsbd-mean(vsbd);[f,VSBf]=FFT_SHIFT(t,vsbd);[t,vsb_t]=RECT_LPF(f,VSBf,2*fmax);figure(5)plot(t,vsb_t);title('VSB?à?é?aμ÷');holdonplot(t,-ft/2,'r')程序流程圖：作出VSB調制信號，經過高斯白噪聲通道，得到帶有噪聲VSB信號，分別對VSB調制信號和帶有噪聲VSB信號進行傅里葉變換，得到VSB功率譜密度函數(shù)和帶噪聲VSB信號功率譜密度，最終分別進行傅里葉逆變換，得到VSB解調信號和帶噪聲VSB信號。FM調制程序%%FMμ÷??oí?aμ÷Kf=5;%FMμ÷??mti=1/2/pi/fmax*sin(2*pi*fmax*t);FMt=A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*Kf*mti);figure(6);subplot(311);plot(t,FMt);holdon;plot(t,ft,'r--');xlabel('t');ylabel('FMD?o?');subplot(312);[f,sf]=FFT_SHIFT(t,FMt);plot(f,abs(sf));axis([-252503]);xlabel('f');ylabel('μ÷?μD?o??è?×');%%%FM?aμ÷N=length(FMt);dFMt=zeros(1,N);fork=1:N-1dFMt(k)=(FMt(k+1)-FMt(k))/dt;endenvlp=A*2*pi*Kf*ft+A*2*pi*fc;subplot(313);plot(t,dFMt);holdon;plot(t,envlp,'r--');xlabel('t