我是靠谱客的博主 幸福花卷,这篇文章主要介绍《通信原理》AM/DSBSC/SSB信号的调制与解调仿真,现在分享给大家,希望可以做个参考。

一、实验内容

利用matlab实现以下内容:

1.信号的调幅。根据随机产生的整数和已知条件来计算:

(1)AM、DSBSC、SSB信号的消息信号和已调信号的频谱;

(2)AM、DSBSC、SSB信号的消息信号和已调信号的功率及调制效率。

2.信号的解调。在1的基础上计算:

(1)用包络检波器解调该信号,画出AM、DSBSC、SSB信号的原始信号和解调信号。

(2)假设调制信号通过AWGN信道,信噪比为20dB,画出AM、DSBSC、SSB信号的解调后的信号与原始信号。

二、实验结果

        实验一:消息信号是[-3,3]均匀分布的随机整数,产生的时间间隔为1/10s,用AM、DSBSC、LSSB、移相法方法调制载波cos2πfct。假设fc=100,A0=4,0<=t<=10,求:

  1. AM/DSBSC/SSB信号的消息信号和已调信号的频谱。
  2. AM/DSBSC/SSB信号的消息信号和已调信号的功率及调制效率。

1.实验代码

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%% AM/DSBSC/SSB信号调幅 ts=0.0025; %信号抽样时间间隔。 t=0:ts:10-ts; %时间矢量。 fs=1/ts; %抽样频率。 df=fs/length(t); %fft的频率分辨率。 z=rng(123); %生成123个种子数。 msg=randi([-3,3],100,1); %生成消息序列。 msg1=msg*ones(1,fs/10); %扩展成取样信号形式。 msg2=reshape(msg1.',1,length(t)); Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频率。 f=-fs/2:df:fs/2-df; figure('name','AM和DSBSC信号仿真','position',[0,40,2000,750]); subplot(3,2,1); plot(f,fftshift(abs(Pm)),'r'); %画出消息信号频谱。 title('AM和DSBSC的消息信号频谱','fontname','黑体'); xlabel('f'); ylabel('消息信号频谱','fontname','黑体'); grid on; A=4; fc=100; %载波频率。 Sam=(A+msg2).*cos(2*pi*fc*t); %AM已调信号。 Pam=fft(Sam)/fs; %AM已调信号频谱。 Sdsb=msg2.*cos(2*pi*fc*t); %DSBSC已调信号。 Pdsb=fft(Sdsb)/fs; %DSBSC已调信号频谱。 subplot(3,2,3); plot(f,fftshift(abs(Pam)),'b',f,fftshift(abs(Pdsb)),'g');%画出已调信号频谱。 title('AM和DSBSC的已调信号频谱','fontname','黑体'); axis([-200,200,0,3]); xlabel('f'); ylabel('消息信号频谱','fontname','黑体'); legend('AM已调信号频谱','DSBSC已调信号频谱','location','n'); grid on; Pc_AM=sum(abs(Sam).^2)/length(Sam); %已调信号功率。 Ps_AM=Pc_AM-A^2/2; %消息信号功率。 eta_AM=Ps_AM/Pc_AM; %调制效率 Pc_DSBSC=sum(abs(Sdsb).^2)/length(Sdsb); %已调信号功率。 Ps_DSBSC=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2); %消息信号功率。 %% SSB的调制-用滤波法形成单边带(SSB)信号 ts=0.0025; %抽样信号的时间间隔。 t=0:ts:10-ts; %时间矢量。 fs=1/ts; %抽样频率。 df=fs/length(t); %fft的频率分辨率。 msg=randi([-3,3],100,1); %生成消息序列。 z=rng(123); %随机种子数为123。 msg1=msg*ones(1,fs/10); %扩展成取样信号形式。 msg2=reshape(msg1.',1,length(t)); Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱。 f=-fs/2:df:fs/2-df; subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(Pm))); %画出消息信号频谱。 title('SSB的消息信号频谱'); fc=100; %载波频率。 Sdsb=msg2.*cos(2*pi*fc*t); %DSB信号。 Pdsb=fft(Sdsb)/fs; %DSB信号频谱。 f_stop=100; %低通滤波器的截止频率。 n_stop=floor(f_stop/df); Hlow=zeros(size(f)); %设计低通滤波器。 Hlow(1:n_stop)=1; Hlow(length(f)-n_stop+1:end)=1; Plssb=Pdsb.*Hlow; %LSSB信号频谱。 subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(Plssb)),'y'); %画出已调信号频谱。 Slssb=real(ifft(Plssb))*fs; Pc_SSB_FM=sum(abs(Slssb).^2)/length(Slssb); %滤波法的SSB已调信号功率。 Ps_SSB_FM=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2); %滤波法的SSB消息信号功率。 %% SSB的调制-用相移法形成单边带(SSB)信号 s1=0.5*msg2.*cos(2*pi*fc*t); %USSB信号的同相分量。 hmsg=imag(hilbert(msg2)); %消息信号的Hibert变换。 s2=0.5*hmsg.*sin(2*pi*fc*t); %USSB信号的正交分量。 Sussb=s1-s2; %完整的USSB信号。 Pussb=fft(Sussb)/fs; %USSB信号频谱。 subplot(3,2,4); hold on; plot(f,fftshift(abs(Pussb))); %画出已调信号频谱。 title('滤波法和相移法的SSB已调信号频谱'); axis auto; legend('滤波法的SSB已调信号频谱','相移法的SSB已调信号频谱','location','n'); Pc_SSB_PSM=sum(abs(Sussb).^2)/length(Sussb);%相移法的SSB已调信号功率。 Ps_SSB_PSM=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2); %相移法的SSB消息信号功率。 %% AM和DSBSC的功率及占比值 fprintf('AM已调信号功率:Pc_AM=%.2fn',Pc_AM); fprintf('AM消息信号功率:Ps_AM=%.2fn',Ps_AM); disp(['AM调制效率:eta_AM=',num2str(100*eta_AM),'%']); fprintf('DSBSC已调信号功率:Pc_DSBSC=%.2fn',Pc_DSBSC); fprintf('DSBSC消息信号功率:Ps_DSBSC=%.2fn',Ps_DSBSC); %% SSB的功率及占比值 fprintf('滤波法的SSB已调信号功率:Pc_SSB_FM=%.2fn',Pc_SSB_FM); fprintf('滤波法的SSB消息信号功率:Ps_SSB_FM=%.2fn',Ps_SSB_FM); fprintf('相移法的SSB已调信号功率:Pc_SSB_PSM=%.2fn',Pc_SSB_PSM); fprintf('相移法的SSB消息信号功率:Ps_SSB_PSM=%.2fn',Ps_SSB_PSM); W=[Pc_AM,Ps_AM,Pc_DSBSC,Ps_DSBSC,Pc_SSB_FM,Ps_SSB_FM,Pc_SSB_PSM,Ps_SSB_PSM]; %% AM/DSBSC/SSB的功率占比图 subplot(3,2,6); pie3(W); title('AM/DSBSC/SSB的功率占比图','fontname','黑体'); legend('AM已调信号功率','AM消息信号功率','DSBSC已调信号功率','DSBSC消息信号功率','滤波法的SSB已调信号功率','滤波法的SSB消息信号功率','相移法的SSB已调信号功率','相移法的SSB消息信号功率');

2.实验结果

         

实验二:消息信号是[-3,3]均匀分布的随机整数,产生的时间间隔为1/2s,用AM、DSBSC、移相法方法调制载波cos2πfct。假设fc_AM=fc_DSBSC=100,fc_SSB=300,A0=4,0<=t<=5,求:

(1)   用包络检波器解调该信号,画出AM信号的原始信号和解调信号。

(2)   假设调制信号通过AWGN信道,信噪比为20dB,画出AM信号的解调后的信号与原始信号。

(3)   用同步检波解调该信号,设低通滤波器的截止频率为100Hz,增益为2,画出DSBSC信号的原始信号和解调信号。

(4)   假设调制信号通过AWGN信道,信噪比为20dB,画出DSBSC信号的解调后的信号与原始信号。

(5)   用同步检波解调该信号,设低通滤波器的截止频率为100Hz,增益为4,画出SSB信号的原始信号和解调信号。

(6)   假设调制信号通过AWGN信道,信噪比为20dB,画出SSB信号的解调后的信号与原始信号。

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%% AM/DSBSC/SSB信号的解调 %% AM和DSBSC信号的解调 a=2;b=2; ts=0.0025; %信号抽样时间间隔。 t=0:ts:5-ts; %时间矢量。 fs=1/ts; %抽样频率。 df=fs/length(t); %fft的频率分辨率。 f=-fs/2:df:fs/2-df; z=rng(123); %生成123个种子数。 msg=randi([-3,3],10,1); %生成消息序列。 msg1=msg*ones(1,fs/2); %扩展成取样信号形式。 msg2=reshape(msg1.',1,length(t)); figure('name','AM和DSBSC信号解调','position',[0,40,2000,750]); subplot(a,b,1); plot(t,msg2,'r'); %画出消息信号频谱。 ylim([0,5]); title('AM和DSBSC的消息信号','fontname','黑体'); fc_DSBSC=100;A=4; Sdsb=msg2.*cos(2*pi*fc_DSBSC*t); %DSBSC已调信号。 y_AM=Sdsb.*cos(2*pi*fc_DSBSC*t); %DSBSC相干解调。 Y_AM=fft(y_AM)./fs; %DSBSC解调后的频谱。 f_stop=100; %DSBSC低通滤波器的截止频率。 n_stop=floor(f_stop/df); Hlow=zeros(size(f)); %DSBSC设计低通滤波器。 Hlow(1:n_stop)=2; Hlow(length(f)-n_stop+1:end)=2; DEM=Y_AM.*Hlow; %DSBSC解调信号通过低通滤波器。 dem=real(ifft(DEM))*fs; %DSBSC最终得到的解调信号。 Sam=(A+msg2).*cos(2*pi*fc_DSBSC*t); %AM已调信号。 dems=abs(hilbert(Sam))-A; %AM包络检波,并且去掉直流分量。 subplot(a,b,2); plot(t,dems,'b',t,dem,'g'); %画出解调信号。 ylim([0,5]); title('AM和DSBSC的无噪声解调信号','fontname','黑体'); legend('AM的无噪声解调信号','DSBSC的无噪声解调信号','location','b'); y_AM=awgn(Sam,20,'measured'); %AM调制信号通过AWGN信道。 dems2=abs(hilbert(y_AM))-A; %AM包络检波,并且去掉直流分量。 y1_DSBSC=awgn(Sdsb,20,'measured'); %DSBSC调制信号通过AWGN信道。 y2_DSBSC=y1_DSBSC.*cos(2*pi*fc_DSBSC*t);%DSBSC相干解调。 Y2_DSBSC=fft(y2_DSBSC)./fs; %DSBSC解调信号的频谱。 DEM1=Y2_DSBSC.*Hlow; %DSBSC解调信号通过低通滤波器。 dem1=real(ifft(DEM1))*fs; %DSBSC最终得到的解调信号。 subplot(a,b,3); plot(t,dems2,'b',t,dem1,'g'); %画出AM解调信号。 ylim([0,5]); title('信噪比为20dB时的AM和DSBSC的解调信号','fontname','黑体'); legend('信噪比为20dB时的AM的解调信号','信噪比为20dB时的DSBSC的解调信号','location','b'); %% SSB信号的解调 y1_SSB=awgn(Sussb,20,'measured'); %调制信号通过AWGN信道。 y2_SSB=y1_SSB.*cos(2*pi*fc*t); %相干解调。 Y2_SSB=fft(y2_SSB)./fs; %解调信号的频谱。 DEM1=Y2_SSB.*Hlow; %解调信号通过低通滤波器。 dem1=real(ifft(DEM1))*fs; %最终得到的解调信号。 subplot(a,b,4); plot(t,dem1,'m'); title('SSB信噪比为20dB时的解调信号'); fc=300; %载波频率。 s1=0.5*msg2.*cos(2*pi*fc*t); %USSB信号的同相分量。 hmsg=imag(hilbert(msg2)); %消息信号的Hibert变换。 s2=0.5*hmsg.*sin(2*pi*fc*t); %USSB信号的正交分量。 Sussb=s1-s2; %完整的USSB信号。 y_SSB=Sussb.*cos(2*pi*fc*t); %相干解调。 Y_SSB=fft(y_SSB)./fs; %解调后的频谱。 f_stop=100; %低通滤波器的截止频率。 n_stop=floor(f_stop/df); Hlow=zeros(size(f)); %设计低通滤波器的截止频率。 Hlow(1:n_stop)=4; Hlow(length(f)-n_stop+1:end)=4; DEM=Y_SSB.*Hlow; %解调信号通过低通滤波器。 dem=real(ifft(DEM))*fs; %最终得到的解调信号。 subplot(a,b,4); hold on; plot(t,dem,'b'); title('SSB无噪声的解调信号'); msg1=msg*ones(1,fs/2); %扩展取样信号形式。 msg2=reshape(msg1.',1,length(t)); Pm=fft(msg2)/fs; %求信息信号的频谱。 subplot(a,b,4); hold on; plot(t,msg2,'g'); %画出消息信号频谱。 title('SSB的原始消息信号','fontname','黑体'); ylim([0,5]); legend('SSB的原始消息信号','SSB无噪声的解调信号','SSB信噪比为20dB时的解调信号','location','b');

2.实验结果

最后

以上就是幸福花卷最近收集整理的关于《通信原理》AM/DSBSC/SSB信号的调制与解调仿真的全部内容,更多相关《通信原理》AM/DSBSC/SSB信号内容请搜索靠谱客的其他文章。

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