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1、/(.1 iiint I nleu nuitifin ichnohJy现代通信原理课程设计报告设计题目：题目一专业班级：学 号：姓 名:任课教师：设计时间：A0COS( c t +0题目一一、设计任务与要求设信源m(t)二*2 cos 2兀t,载波s(t) = A cos 20兀t,在Matlab中画出： A=2的AM调制信号； A=1 的 DSB 调制信号； A=1 的 SSB 调制信号； 在信道中各自加入经过带通滤波器后的窄带高斯白噪声,功率为 0.1 解调以上各个信号,并画出解调后的波形。二、设计任务分析调制是使信号m(t)控制载波的某一个(或几个)参数，使这个参数按照信号 m( t)的
2、规律变化的过程。载波可以是正弦波或脉冲序列。连续波调制,已调信号可表示为：s(t) = A(t) cose t + 0(t)信号由振幅 、频率 和相位 三个参数构成。改变三个参数中的任何一个都可能携带信息。因此,连续波调制可分为调幅、调频和调相。本题目用到的是调幅。调幅又分为标准调幅(AM)、抑制载波双边带调幅(DSB)、单边带调幅(SSB)。信号源：m(t)二cos 2兀t 载波：s(t) = A cos 20兀t实现调幅的方法主要是利用乘法运算,数学模型如下m(t) +、标准调幅(AM) 信号频谱表示为： 写成指数形式：实现线性调幅则应该还需要满足一个条件：m(t)maxs t)二 Ia
3、+ mt) cosCo t + 0 )AM0c 0s (t) = L + m(t)吐5仝亠2AM02傅立叶变换：由傅立叶频移性质：代入得到：工边 S）-叫 FS %）+&S + 畋）+*fS 畋）+fo）+咯4。= 2（外加直流分量）c = 20n （载波频率）30 = 0（起始相位）调幅过程的波形及频谱从上面可以分析出：频谱包含了两部分，载波调幅过程是原始频谱F（w）简单搬移了 :分量和边带分量2F C -代）+ f C +忍51a. AM波占用的带宽是消息带宽的2倍，即2b .AM波幅度谱SAM（w）是对称的。c对于正频率而言，高于c的频谱 部分叫做上边带，低于c的频谱部分叫做下边带。由于
4、幅度谱对于原点是偶对称的，所以对于负频率而言，上边带落在低于-的频谱部分, c下边带落在高于-c的频谱部分。 抑制载波双边带调幅（DSB）AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波 抑制，只需不附加直流分量，即可得到抑制载波双边带信号，简称双边 带信号（DSB）波形表达式为：/频谱表达式为：、* （ 八宀 小 订由于Pc=O, PDSB=Pf，因此调制效率。抑制载波双边带调幅信号的时间 波形的包络已不再与调制信号形状一致，因而不能采用简单的包络检波 来恢复调制信号。 单边带调幅（SSB）在AM和DSB中，调制的结果是将原始频谱搬移了，同时使信号带宽增加 了一倍。即原始信号
5、占用带宽为WH（图5-10）,而同一信号经调制后所占 用的带宽为2WH。由上图可见，出现了两个与性状完全相同的频谱。因此，发送整个频谱时，发送了多余的信息。然而，传输其中一个频谱是不可能的，因为任何物理上可实现信号的频谱都是3的偶函数。产生单边带信号的方法：滤波法对于保留上边带的单边带调制来说，有H (SSBUSB1,33c0,33cH ()对于保留下边带的单边带调制来说，有：H )SSBLSBc1,33IcH (则单边带频谱为：s(3) = s ) - H()SSBDSBSSB载波 c(t) 解调a.标准调幅和抑制载波双边带调幅的解调将已调信号乘上一个同频同相的载波，得=2m(t)(1 +
6、cos23t)s (t) cos 31 = m(t) cos2 31DSBcc由上式可知，用一个低通滤波器就可以将第 1 项与第2 项分离，无 失真的恢复出原始的调制信号。这种解制方法称为同步解调或相干 解调，原理方框图如图所示cos( 3 ct+ e0)b.单边带调幅信号的解调已知单边带信号的时域表达式为:S ()= 1 m()cos t 土 1 imt)sin t ssb2c 2乘上同频同相载波后得S (t) = S (t) cos e tpSSBc=1 m(t) + 1 m(t) cos 2e t22c经低通滤波后的解调输出为S (t) = 1 m(t)d 2cos( 3 t+ e )c
7、0因而可得到无失真的调制信号：S、设计结果和分析实验步骤:新建一个M文件输入调用的FFT_SHIFT函数分别新建三个M文件输入AM DSB SSB调制信号程序 运行以上三个程序,得到输出图形1. 备调用FFT_SHIFT函数 function f, sf=FFT_SHIFT(t, st) dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(t);f=-N/2:N/2-1*df; sf=fft(st);sf=T/N*fftshift(sf);2. A=2的AM调制信号程序:dt=0.001;fmax=1;fo=10;T=5;N=T/dt; t=0:N-1*dt;%时间采样
8、间隔%信源最高频率%载波中心频率%信号时长mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fmax*t);%信源%AM调制A=2;s_am=(A+mt).*cos(2*pi*fo*t); figure(1)subplot(211);plot(t,s_am);hold on; plot(t,A+mt,r-);titl e(A M调制信号及其包络)；%画出AM信号波形%标示AM的包络xlabel(t);2. A=2的AM调制信号图:3.(1). A=1的DSB调制信号程序:dt=0.001;fmax=1;fc=10;T=5;t=0:dt:T; mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fmax*t);%DS
9、B modulation s_dsb=mt.*cos(2*pi*fc*t); %Power Spectrum Density f,sf=FFT_SHIFT(t,s_dsb);PSD=(abs(sf).人2)/T;%时间采样间隔%信源最高频率 %载波中心频率 %信号时长%信源%求调制信号的频谱%求调制信号的功率谱密度%plot DSB and PSD figure(1)%画出 DSB 信号波形%标示 mt 的波形subplot(211)plot(t,s_dsb);hold on;plot(t,mt,r-);title(DSB 调制信号及其包络);xlabel(t);subplot(212)plo
10、t(f,PSD);axis(-2*fc 2*fc 0 max(PSD);title(DSB 信号功率谱);xlabel(f);3. (2). A=1的DSB调制信号图:D胡调旬伯号耀苴包g占4. (1). A=1的SSB调制信号程序：dt=0.001;%时间采样间隔fmax=1;%信源最高频率fc=10;%载波中心频率T=5;%信号时长t=0:dt:T;mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fmax*t);%信源 %SSB modulation s_ssb=real(hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t);%Power Spectrum Density f,sf=FFT_
11、SHIFT(t,s_ssb);PSD=(abs(sf).人2)/T;figure(1)subplot(211)plot(t,s_ssb);hold on;plot(t,mt,r-);title(SSB 调制信号);xlabel(t);subplot(212)plot(f,PSD);axis(-2*fc 2*fc 0 max(PSD);title(SSB 信号功率谱);%单边带信号频谱%单边带信号功率谱%画出SSB信号波形%标示 mt 的包络xlabel(f);4.(2).A=1的SSB调制信号图:.571.5nEo四、结论结果分析：本设计通过标准调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB）、单边
12、带调幅（SSB）分别对信号进行调制解调。通过本次课程设计，我们主要了解了有关DSB系统的相关问题，把本学期学 的通信原理等科目的内容应用到本课程设计中来，进一步巩固复习通信原理等课 程，以达到融会贯通的目的。同时也掌握了简单电子产品的设计方法。在设计时 根据课题要求，复习相关的知识，查询相关的资料。同时也加强了对高频电子线 路通信原理的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及仿真等环节，进 一步提高了分析解决实际问题的能力。在学习通信原理理论后进行一次电子设计 与制作，锻炼了分析、解决电子电路问题的实际本领。做设计的过程中，需要对 已经学过的课本上的知识进行回顾总结，达到了对知识巩固的目的
13、，同时还需要 应用到Matlab/Simulink软件进行仿真，这就需要对这个软件有更深的了解，进 一步熟悉了 Matlab/Simulink软件的操作过程，为以后的工作打下良好的基础。 相信这此的经历对以后在社会上工作和学习会有很多帮助，让我们能更好的进入 工作状态。作为一名电信工程的大三学生，我们觉得做通信原理课程设计是十分 有意义的，而且是十分必要的。虽然过去从未独立应用过它们去做电子产品，但 在学习的过程中带着问题去学我们发现效率很高，这是我们做这次课程设计的又 一收获。本次设计的时间仓促，难免有不完善之处，望老师谅解，感谢老师的批 阅指导！ 五、参考文献1. 樊昌信等.通信原理（第六版）. 北京：国防工业出版社 2006.22. 郭文彬，桑林等.通信原理基于 MATLAB 的计算机仿真.北京邮电大学出版 社.2006.63. 曹志刚等. 现代通信原理.北京：清华大学出版社,1992.8月 4.罗军辉等. MATLAB7.0 在数字信号处理中的应用. 北京：机工业出版社
