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1、西南科技大学课程设计报告课程名称：数字通信课程设计设计名称：抑制载波双边带调幅和解调的实现 姓 名：学 号：班 级：指导教师：起止日期：西南科技大学信息工程学院制学生班级：学生姓名：学号： 设计名称： 抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调的实现起止日期： 指导教师：设计要求:对于信号f （t）=sin c(200t)0其它（其中t = 2 s，载波为cos2兀ft，f二200Hz），用抑制载波的双边带调幅实现对信0cc号进行调制和解调。要求：采用matlab或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调，并且绘制：（1）信号f （t）及其频谱；（2）载波cos2兀f
2、t ；c（3）DSB-SC调制信号及其频谱；（4）DSB-SC调制信号的功率谱密度；（5）说明：相干解调后的信号波形。采用matlab实现时可以使用matlab工具箱中的函数。时间设计内容2011.6.21查阅资料，确定方案2011.6.24设计总体方案2011.6.25看书复习抑制载波双边带调幅和解调的原理2011.6.28查阅matlab相关书籍2011.6.30根据题目编写m文件，生成所需的图2011.7.2检杳2011.7.3实验报告的撰写2011.7.4答辩周星期一星期二星期三星期四星期五课程设计评语表指导教师评语:成绩：指导教师：抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调的实现设计目
3、的和意义设计目的：通过做这个课程设计，掌握常用的软件的使用，能够把通信原理上面学 习的一些理论知识经过软件设计出一个完整的抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调。设计意义：通过设计抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调，对通信原理中的抑制 载波双边带调幅(DSB-SC)和解调能进一步深入理解和学习。把书上的理论通过自己的 设计与现实的问题结合起来，在加强理论学习的同时增强了自己的动手能力。课程设计 使我对通信系统的认识不再只是停留在书本上，通过软件仿真的结果与书上的结论相对 比,能够更加直观的理解书上的理论。在做课程设计的同时,进一步深入的学习了 MATLAB 的使用，认识到了 MATLA
4、B在通信系统设计方面的优势。虽然还不能说完全掌握了它的 使用，但是却对它产生了很大的兴趣，对以后的学习打下了坚实的基础。二、设计原理I sin c(200t)111 t、丄由题知调制函数为f(t) = 0 (其中t = 2s )，载波函数为10其匕0c (t) = cos(2 兀 ft)c ，s(T) = f (t)cos w t =DSBcsin c (2001 )*cos(400Kt)0t 2其它，调制的原理图为:f(t)sDS$)=f(t)c(t).fc = 200Hz，即c(t) = cos(405t)所以调制后的函数是c(t)=cos(400 n t)图a抑制载波双边带调幅调制原 由
5、于调制信号发发f(t)为确知信号，所以已调信号的频谱为S(w) = F (w - w ) + F (w + w )DSB2c 2c双边带调幅频谱如图b所示：3 )-0图b抑制双边带调幅频谱分析已调信号频谱，要恢复原始信号，由于DSB是线性调制，所以可以采用相干解调的方式来解调出原始信号，而相干解调是已调制的信号乘以同频同相的相干载波后,再经过低通滤波器，就可以恢复原始信号。其原理框图如下:* LPFf(t)c(t)图c DSB解调原理框图最后关于功率谱密度的分析，通信中，调制信号通常是平稳随机过程。其功率谱密 度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。这样就可以先找到信号的自相关函数，然后 通过付
6、氏变换来实现信号的功率谱密度。三、详细设计步骤(1)利用matlab绘制信号f(t)及其频谱由于我们知道f(t)表达示f (t)=sin c(200t)01 其它0, f0 = 2s。所以可以直接根据表达式画出信号f(t)的图形。而要画f(t)的频谱，根据f(t)的表达示而根据已调信号的 表达示，求傅立叶变换来实现信号的频谱，设定适当的采样频率，取4000个点来计算, 可以用mat lab函数fft (x,N )(N为采样点数)来求傅里叶变换，为了左后对称，可 以通过频谱搬移来实现，具体代码和结果如下已调信号发即已知信号聊的频谱subplot(l,2,l),plot(t,yl) title (
7、已调信号发f(t) xlabel(时间：s) ylabel (幅度) grid on xlim(-0.1,0.1) fs=200; y2=sinc(t*200); yk=fft(y2,4000); yw=abs(fftshift(yk); fw=-2000:1999/4000*fs; subplot(1,2,2),plot(fw,yw) title(已知信号f(t)的频谱) xlabel(频率：Hz) ylabel (幅度)grid onxlim(-50,50)(2) 绘制载波由给定的载波表达式cos 2k ft , f = 200Hz ,可以由matlab直接绘制载波图形,cc具体代码和结果
8、如下：plo t(t ,y3) title(载波信号) xlabel(时间：s) ylabel(幅度) grid on(3)绘制DSB-SC调制信号及频谱 由上面设计原理得 DSB-SC 调制信号表达式为I sinc(2001)*cos(400Kt)s(T) = f (t)cos wt = DSBc I0t 2其它，可以直接用matlab直接画出图形。而根据已调信号的表达示，求傅立叶变换来实现信号的频谱，设定适当的采样频率，取4000个 点来计算，可以用matlab函数fft (x,N )(N为采样点数)来求傅里叶变换，为了左 后对称，可以通过频谱搬移来实现，具体代码和结果如下：plot（t,
9、 y4） title（已调信号） xlabel（时间：s） ylabel（幅度） grid on xlim（-0.03,0.03） fsl=200;t=-2:0.001:2;y4=sinc(t*200). *cos(2*pi*200*t); yk=ff t(y4,4000);yw=abs(f ft shi ft( yk); fw=-2000:1999/4000*fs1;subpl ot( 1,2,2),pl ot( fw,yw);title(已调信号的频谱)xlabel(频率：Hz)ylabel(幅度)grid xlim(-100,100)(4)绘制DSB-SC调制信号的功率谱密度通信中，调制
10、信号通常是平稳随机过程。其功率谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。此时先求调制信号的自相关函数，利用命令c,lags=xcorr(y4,20)以及plot(lags/fs,c)就可以实现调制信号的自相关函数，此时将自相关函数求付氏变换。DSBI号目相天函数2.5 I11DS日信号功率谱密度70.6型0M文件：-c图：4 DsB111 111帖I.-SC调制信号的11;=200;:1,lags=xcorr(1114. 200); %DSB 信bplo t( 1,2,1)1ot( lags/fs,c)111111tle(D$B信号自相关函数) abel(t)ifxl4 XC3自相关函:y.l
11、abel(Rw( t).；0.51grid on-SDSBp=fft(c,4000); %DSB 功率谱WO-500w50100fw=-2000:1999/4000*fs;yw=abs(fftshift(SDSBp); subpl ot( 1,2,2) plot( fw,yw)title(DSB信号功率谱密度) xlabel(w) ylabel(Rxx( t) grid on(5)绘制相干解调后的信号波形由抑制载波双边带调幅的解调过程实际上实际是将已调信号乘上一个同频同相的 载波。即 y5二sinc(t5*200). *cos(2*兀 *fc*t).*cos(2*兀 *fc*t)。再用一个低通
12、滤波器 就可以恢复原始的调制信号，这种调制方法称为相干解调。主要程序语句为 n,Wn二ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs) ； b,a二ellip(n,Rp,Rs,Wn)；这样可以实现求取阶数 n 和传递函数的分子分母b,a；经多次验证，Rp=0.2，Rs=40，Wp=0.04，Ws=0.1时，滤波 后得出的图形最完美，通过这样可以使滤波后的波形失真更小。title（乘上同频同相本地载波的信号） xlabel（时间：s） ylabel（幅度）grid onxlim（-0.03,0.03）Rp=0.2;Rs=40;Wp=0.04;Ws=0.1;%n,Wn二ellipord(Wp,Ws,Rp
13、,Rs);%阶数 nb,a二ellip(n,Rp,Rs,Wn);%传递函数分子分母 b,axl=5 *filt er(b,a,y5);subpl ot( 1,2,2); plot(t ,xl);tit le(相干解调后恢复的信号)； xlabel(时间单位:s);ylabel(幅度); grid on;xlim(0.03,0.03)四、设计结果及分析(1) 原始信号以及频谱的分析：由于原始信号是辛格函数，所以经过傅立叶变换后 应该是一个方波。(2) 由于载波信号为余弦，故图形如图2,频率为200HZ。(3) 对于已调信号则是由原信号与载波信号相乘的结果。由于辛格函数只是中间幅 度大，故与载波信
14、号相乘后，主要幅度仍然集中在0附近。此时在对已调信号求取频谱， 由已调信号可知，只是一个双边带信号，而且频率应该在200HZ左右，而结果图形如图 3所示，恰好与分析相吻合。此过程证明了双边带调制过程中有频谱的搬移。(4) 在求已调信号的的功率谱密度函数波形时，可间接来求，即首先要求自相关函 数。这一个过程即为两个辛格函数的乘积。故如图4所示。然后在把自相关函数经过傅 立叶变换，此时即可得到相应的功率谱密度函数波形，如图4所示，同样也是将频率搬 移到200HZ附近。(5) 最后将已调的信号通过乘以同频同相的本地载波，再经过低通处理，即为相干 解调。此时的波形没有经过低通滤波器，所以波形与原始信号有点不一致，如图5所示。 最后通过椭圆滤波器后，在设计参数的调整下，可以恢复出原始的信号。但要求本过程 的参数选择一定要合理，最到最理想，最后得出的波形去图5所示。综上所述，通过画原始信号的
