DSB调制解调系统设计与仿真通信原理
《通信原理》课程设计报告DSB调制解调系统设计与仿真
姓名 : 专业 : 信息工程
班级 : 063232
学号 : 06323229
指导老师 :
设计时间2008年11月
目录
引言 (2)
1、课程设计目的 (2)
2、课程设计要求 (2)
一、DSB调制解调模型的建立 (3)
1、DSB信号的模型 (3)
2、DSB信号调制过程分析 (4)
3、高斯白噪声信道特性分析 (5)
4、DSB解调过程分析 (9)
5、DSB调制解调系统抗噪声性能分析 (10)
二、仿真过程 (12)
三、心得体会 (15)
四、参考文献 (16)
引言
本课程设计用于实现DSB信号的调制解调过程。信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。双边带DSB 信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。
1、课程设计目的
本课程设计是实现DSB的调制解调。在此次课程设计中，我将通过多方搜集资料与分析，来理解DSB调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法。预期通过这个阶段的研习，更清晰地认识DSB的调制解调原理，同时加深对MATLAB这款通信仿真软件操作的熟练度，并在使用中去感受MATLAB的应用方式与特色。利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考，分析和解决问题的能力，为我今后的自主学习研究提供具有实用性的经验。
2、课程设计要求
（1）熟悉MATLAB中M文件的使用方法，掌握DSB信号的调制解调原理，以此为基础用M文件编程实现DSB信号的调制解调。
（2）绘制出SSB信号调制解调前后在时域和频域中的波形，观察两者在解调前后的变化，通过对分析结果来加强对DSB信号调制解调原理的理解。
（3）对信号分别叠加大小不同的噪声后再进行解调，绘制出解调前后信号的时域和频域波形，比较未叠加噪声时和分别叠加大小噪声时解调信号的波形有何区别，由所得结果来分析噪声对信号解调造成的影响。
（4）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
一、DSB 调制解调模型的建立
1、DSB 信号的模型
在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，只需在将直流0A 去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB ）。 DSB 调制器模型如图1所示。
图1 DSB 调制器模型
其中，设正弦载波为
0()cos()c c t A t ω?=+
式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；
0?为初始相位（假定0?为0）
。
调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。
双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。在解调过程中，输入信号和噪声可以分别单独解调。相干解调的原理框图如图2所示：
图2 相干解调器的数学模型
信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为2
σ。
2、DSB 信号调制过程分析
假定调制信号()m t 的平均值为0，与载波相乘，即可形成DSB 信号，其时域表达式为
()cos DSB c s m t t ω=
式中，()m t 的平均值为0。DSB 的频谱为
()1
[()()]2
DSB c c s M M ωωωωω=++-
DSB 信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号， 需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号()m t 的过零点处，高频载波相位有180°的突变。
除了不再含有载频分量离散谱外，DSB 信号的频谱与AM 信号的频谱完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。所以DSB 信号的带宽与AM 信号的带宽相同，也为基带信号带宽的两倍， 即
2DSB AM H B B f ==
式中，H f 为调制信号的最高频率。 调制信号产生的代码及波形为
clf; %清除窗口中的图形 ts=0.01; %定义变量区间步长 t0=2; %定义变量区间终止值 t=-t0+0.0001:ts:t0; %定义变量区间 fc=10; %给出相干载波的频率 A=1; %定义输入信号幅度 fa=1; %定义调制信号频率 mt=A*cos(2*pi*fa.*t); %输入调制信号表达式 ct=cos(2*pi*fc.*t); %输入调制信号表达式 psnt=mt.*cos(2*pi*fc.*t); %输出调制信号表达式 subplot(3,1,1); %划分画图区间 plot(t,mt,'g'); %画出输入信号波形
title('输入信号波形');
xlabel('Variable t'); ylabel('Variable mt'); subplot(3,1,2);
plot(t,ct,'b'); %画出输入信号波形
title('输入载波波形'); xlabel('Variable t'); ylabel('Variable ct'); subplot(3,1,3);
plot(1:length(psnt),psnt,'r');
%length 用于长度匹配 title('已调信号波形'); %画出已调信号波形 xlabel('Variable t'); ylabel('Variable psnt'); 运行结果：
-2
-1.5
-1
-0.5
00.5
1
1.5
2
-1-0.500.51
输入信号波形
Variable t V a r i a b l e m t
-2
-1.5
-1
-0.5
00.5
1
1.5
2
-1-0.500.51
输入载波波形
Variable t V a r i a b l e c t
50
100
150
200250
300
350
400
-2-1012
已调信号波形
Variable t
V a r i a b l e p s n t
图3 调制信号、载波、已调信号波形
3、高斯白噪声信道特性分析
在实际信号传输过程中，通信系统不可避免的会遇到噪声，例如自然界中的各种电磁波噪声和设备本身产生的热噪声、散粒噪声等，它们很难被预测。而且大部分噪声为随机的高
斯白噪声，所以在设计时引入噪声，才能够真正模拟实际中信号传输所遇到的问题，进而思考怎样才能在接受端更好地恢复基带信号。信道加性噪声主要取决于起伏噪声，而起伏噪声又可视为高斯白噪声，因此我在此环节将对双边带信号添加高斯白噪声来观察噪声对解调的影响情况。
为了具体而全面地了解噪声的影响问题，我将分别引入大噪声（信噪比为20dB ）与小噪声（信噪比为2dB ）作用于双边带信号，再分别对它们进行解调，观察解调后的信号受到了怎样的影响。
在此过程中，我用函数randn 来添加噪声，此函数功能为向信号中添加噪声功率为其方差的高斯白噪声。
正弦波通过加性高斯白噪声信道后的信号为
()cos()()c r t A t n t ωθ=++
故其有用信号功率为
2
2
A S =
噪声功率为
2N σ=
信噪比S
N
满足公式
1010log ()S
B N
=
则可得到公式
22
10
210
B A σ=
?
我们可以通过这个公式方便的设置高斯白噪声的方差。
为了便于比较，我显示了双边带信号加入两种噪声后的时频波形图。实现代码和波形如图4：
clf; %清除窗口中的图形 ts=0.01; %定义变量区间步长 t0=2; %定义变量区间终止值 t=-t0+0.0001:ts:t0; %定义变量区间
fc=10; %给出相干载波的频率
A=1; %定义输入信号幅度
fa=1; %定义调制信号频率
mt=A*cos(2*pi*fa.*t); %输入调制信号表达式
xzb=2; %输入小信躁比(dB)
snr=10.^(xzb/10);
[h,l]=size(mt); %求调制信号的维数
fangcha=A*A./(2*snr); %由信躁比求方差
nit=sqrt(fangcha).*randn(h,l); %产生小信噪比高斯白躁声
psmt=mt.*cos(2*pi*fc.*t); %输出调制信号表达式
psnt=psmt+nit; %输出叠加小信噪比已调信号波形xzb=20; %输入大信躁比(dB)
snr1=10.^(xzb/10);
[h,l]=size(mt); %求调制信号的维数
fangcha1=A*A./(2*snr1); %由信躁比求方差
nit1=sqrt(fangcha1).*randn(h,l); %产生大信噪比高斯白躁声
psnt1=psmt+nit1; %输出已调信号波形
subplot(2,2,1); %划分画图区间
plot(t,nit,'g'); %画出输入信号波形
title('小信噪比高斯白躁声');
xlabel('Variable t');
ylabel('Variable nit');
subplot(2,2,2);
plot(t,psnt,'b');
title('叠加小信噪比已调信号波形');
xlabel('Variable t');
ylabel('Variable psnt');
subplot(2,2,3);
plot(t,nit1,'r'); %length用于长度匹配
title('大信噪比高斯白躁声'); %画出输入信号与噪声叠加波形
xlabel('Variable t'); ylabel('Variable nit'); subplot(2,2,4); plot(t,psnt1,'k');
title('叠加大信噪比已调信号波形'); %画出输出信号波形
xlabel('Variable t'); ylabel('Variable psmt');
-2
-1.5
-1
-0.5
00.51
1.5
2
-2-1.5-1-0.500.51
1.52小信噪比高斯白躁声
Variable t
V a r i a b l e n i
t
-2
-1.5-1-0.5
00.51 1.52
-3-2-1012
3叠加小信噪比已调信号波形
Variable t
V a r i a b l e p s n
t
-2
-1.5
-1
-0.5
00.51
1.5
2
-0.03
-0.02-0.0100.010.02
0.03大信噪比高斯白躁声
Variable t
V a r i a b l e n i
t
-2
-1.5-1-0.5
00.51 1.52
-1.5-1-0.500.51
1.5叠加大信噪比已调信号波形
Variable t
V a r i a b l e p s m t
图4 不同信噪比的噪声及含噪声的已调波形
可以清晰地看出，加大噪声后，解调信号的波形杂乱无章，起伏远大于加小噪声时的波形。
造成此现象的原因是当信噪比较小时，噪声的功率在解调信号中所占比重较大，所以会造成杂波较多的情况；而信噪比很大时，噪声的功率在解调信号中所占比重就很小了，噪声部分造成的杂乱波形相对就不是很明显，甚至可以忽略。
综上所述，叠加噪声会造成解调信号的失真，信噪比越小，失真程度越大。所以当信噪比低于一定大小时，会给解调信号带来严重的失真，导致接收端无法正确地接收有用信号。所以在解调的实际应用中，应该尽量减少噪声的产生。
4、DSB 解调过程分析
所谓相干解调是为了从接收的已调信号中，不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。相干解调的一般数学模型如图所示。
图5 DSB 相干解调模型
设图四的输入为DSB 信号
0()()()cos()m DSB c S t S t m t t ω?==+
乘法器输出为
000()()()cos()cos()
1
()[cos()cos(2)]2
DSB c c c t S t m t t t m t t ρω?ω???ω??==++=-+++
通过低通滤波器后
001
()()cos()2
m t m t ??=
- 当0??==常数时，解调输出信号为
01
()()2
m t m t =
大小不同信噪比的解调波形，如图6：
200
250300
350400450500550600
-500
50
大信噪比解调信号波形
Variable t
V a r i a b l e j t
200
250300350
400450500550600
-500
50
小信噪比解调信号波形
Variable t
V a r i a b l e j t 1
图6 不同信噪比解调波形
5、DSB 调制解调系统抗噪声性能分析
由于加性噪声只对已调信号的接收产生影响，因而调制系统的抗噪声性能主要用解调器的抗噪声性能来衡量。为了对不同调制方式下各种解调器性能进行度量，通常采用信噪比增益G （又称调制制度增益）来表示解调器的抗噪声性能。
有加性噪声时解调器的数学模型如图7所示。
图7 有加性噪声时解调器的数学模型
图7中()m t S 为已调信号，()n t 为加性高斯白噪声。 ()m t S 和()n t 首先经过带通滤波器，滤出有用信号，滤除带外的噪声。经过带通滤波器后到达解调器输入端的信号为()m t S 、噪声为高斯窄带噪声()i n t ，显然解调器输入端的噪声带宽与已调信号的带宽是相同的。最后
经解调器解调输出的有用信号为()o m t ，噪声为()o n t
。
图8 有加性噪声时解调器的数学模型
设解调器输入信号为
()()cos m c s t m t t ω=
与相干载波cos c t ω相乘后，得
211
()cos ()()cos 222
c c m t t m t m t t ωω=
+ 经低通滤波器后，输出信号为
1
()()2o m t m t =
因此，解调器输出端的有用信号功率为
2
2
1()()4
o o S m t m t ==
解调DSB 信号时，接收机中的带通滤波器的中心频率o ω与调制载频c ω相同，因此解调器输出端的窄带噪声()i n t 可表示为
()()cos ()sin i c c s c n t n t t n t t ωω=-
它与相干载波相乘后，得
()cos [()cos ()sin ]
11
()[()cos 2()sin 2]22
i c c c s c c c c s c n t t n t t n t t n t n t t n t t ωωωωω=-=+- 经低通滤波器后，解调器最终的输出噪声为
1
()()2
o c n t n t =
故输出噪声功率为
2211
()()44
o o c o N n t n t n B ==
= 这里，2H B f =，为DSB 信号的带通滤波器的带宽。
解调器输入信号平均功率为
2
22
1()[()cos ]()2
i c m S s t m t t m t ω===
可得解调器的输入信噪比
21()2
i i o m t S N n B
=
同时可得解调器的输出信噪比
2
21()()
414
o o o i m t S m t N n B N ==
因此制度增益为
2o
o DSB i i
S N G S N =
= 由此可见，DSB 调制系统的制度增益为2。也就是说DSB 信号的解调器使信噪比改善了一倍。这是因为采用相干解调，使输入噪声中的正交分量()s n t 被消除的缘故。
二、仿真过程
源程序：
clf; %清除窗口中的图形 ts=0.01; %定义变量区间步长 t0=2; %定义变量区间终止值 t=-t0+0.0001:ts:t0; %定义变量区间 fc=10; %给出相干载波的频率 A=1; %定义输入信号幅度 fa=1; %定义调制信号频率 mt=A*cos(2*pi*fa.*t); %输入调制信号表达式 xzb=20; %输入信噪比(dB) snr=10.^(xzb/10);
[h,l]=size(mt); %求调制信号的维数 fangcha=A*A./(2*snr); %由信躁比求方差
nit=sqrt(fangcha).*randn(h,l); %产生高斯白噪声
snit=mt+nit; %调制信号与噪声叠加
psmt=mt.*cos(2*pi*fc.*t); %输出调制信号表达式
pnit=nit.*cos(2*pi*fc.*t); %输出噪声表达式
psnt=psmt+pnit; %输出已调信号波形
jic=psnt.*cos(2*pi*fc.*t); %调制信号乘以相干载波
ht=(2*pi*fc.*sin(2*pi*fc.*t)./(2*pi*fc.*t))./pi; %低通滤波器的时域表达式
htw=abs(fft(ht)); %低通滤波器的频域表达式
jt=conv(ht,jic); %解调信号的时域表达式subplot(3,3,1); %划分画图区间
plot(t,mt,'g'); %画出输入信号波形
title('输入信号波形');
xlabel('Variable t');
ylabel('Variable mt');
subplot(3,3,2);
plot(t,nit,'b');
title('输入噪声波形');
xlabel('Variable t');
ylabel('Variable nit');
subplot(3,3,3);
plot(1:length(snit),snit,'r'); %length用于长度匹配
title('输入信号与噪声叠加波形'); %画出输入信号与噪声叠加波形xlabel('Variable t');
ylabel('Variable snit');
subplot(3,3,4);
plot(t,psmt,'k');
title('输出信号波形'); %画出输出信号波形
xlabel('Variable t');
ylabel('Variable psmt');
subplot(3,3,5);
plot(t,pnit,'k');
title('输出噪声波形'); %画出输出噪声波形
xlabel('Variable t');
ylabel('Variable pnit');
subplot(3,3,6);
plot(t,psnt,'k');
title('输出信号与输出噪声叠加波形'); %画出输出信号与输出噪声叠加波形xlabel('Variable t');
ylabel('Variable psnt');
subplot(3,3,7);
plot(1:length(htw),htw,'k');
title('低通滤波器频域波形'); %画出低通滤波器频域波形
xlabel('Variable w');
ylabel('Variable htw');
axis([0 60 0 150]);
subplot(3,3,8);
plot(1:length(ht),ht,'k');
title('低通滤波器时域波形'); %画出低通滤波器时域波形
xlabel('Variable t');
ylabel('Variable psnt');
axis([150 250 -20 25]); %给出坐标轴范围
subplot(3,3,9);
plot(1:length(jt),jt,'k');
title('输出信号与输出噪声叠加波形'); %画出输出信号与输出噪声叠加波形xlabel('Variable t');
ylabel('Variable jt');
axis([200 600 -50 50]);
仿真结果：
-2
-1
012
-1-0.500.51
输入信号波形
Variable t V a r i a b l e m t
-2
-1
012
-0.2-0.100.10.2
输入噪声波形
Variable t V a r i a b l e n i t
100
200300400-2-1012
输入信号与噪声叠加波形
Variable t
V a r i a b l e s n i t
-2
-1
012
-1-0.500.51输出信号波形
Variable t
V a r i a b l e p s m t
-2
-1
012
-0.2-0.100.10.2输出噪声波形
Variable t
V a r i a b l e p n i t
-2
-1
012-2-1012
输出信号与输出噪声叠加波形
Variable t
V a r i a b l e p s n
t
204060
50
100150
低通滤波器频域波形Variable w
V a r i a b l e h t
w
150
200250
-20-1001020
低通滤波器时域波形Variable t
V a r i a b l e p s n
t
200
300
400500600
-500
50
输出信号与输出噪声叠加波形
Variable t
V a r i a b l e j t
图9 仿真结果
三、心得体会
通过这次的课程设计，我觉得最大的收获就是既了解了噪声对信号传输的影响，又回顾了MA TLAB 的相关知识。在代码的编制过程中 ,我分了三步走。第一步，给出一个确定的噪声信号，并观察其对有用信号的影响；第二步，对信号进行调制，采用的方法是将信号乘以一个相干载波；第三步，对调制信号进行解调，其中涉及到一个低通滤波器的设计。虽然有函数可以直接实现这个功能，但我们都没有用，而是自己动手设计。我的基本思路是由低通滤波器的频域特性，通过傅里叶逆变换，得到低通滤波器的时域表达式，进而通过频域和时域的对称性，得到解调信号，通过仿真可直观的看出解调信号和原信号的波形。
其次，在这次课程设计中，我第一次明白了零点的重要性。尤其是在一个自变量作为分母时，必须加上任意一个无穷小数，使其跨过零点。而且，也正是由于这次课程设计，我学会了如何在WORD 里面书写一些数学表达式，比如说平均值之类的表示方法。
一周的设计，在时间上来说是很短的，可是它恰好可以让我们更明白，其实知识是要适应社会发展，我们要学会的不仅是现在的知识，更重要的是以后我们在短时间内如何获得我们所要的知识。每次课程设计我们都会用到新软件，平时从未听说过，更不用说是学过了、用过了，可是经过几次课程设计我们更适应应急学习应用软件了，也许时间会让我们忘记我
们现在所学的知识，可是我们不会忘记这种学习方法和思想。
但是，当我刚拿到课题的时候，确实不知道如何下手，觉得什么都知道，可是又不能将其具体化，但是我坚信，老师既然布置了这项任务，就说明我们一定可以实现它，所以我也非常努力的去做，整整花了个上午的时间去调试代码，终于还是功夫不负有心人。世上很多事情，不是因为难以做到，我们才失去信心；相反，是因为我们失去了信心，事情才显得难以做到。是的，我们得承认，我们还很多很多的东西不知道，但我们可以努力，努力可能得到我们想要的，但是不努力一定得不到；优秀的人到处是，努力的人也随时可以看到，我们可以通过努力使自己变得更优秀。努力是希望的代价，希望是努力的动力。
在整整一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
四、参考文献
1、樊昌信，曹丽娜。通信原理（第六版）。国防工业出版社。
2、孙祥，徐流美，吴清。MATLAB 7.0基础教程。北京：清华大学出版社。
3、唐向宏，岳恒立，邓雪峰。MATLAB及在电子信息类课程中的应用。电子工业出版社。
东华理工大学长江学院
课程设计评分表
学生姓名：曾智英班级：063232 学号：06323229
课程设计题目：DSB调制解调系统设计与仿真
项目内容满分实评
选题能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要求
（5人一题）
10 工作量适中，难易度合理10
能力水平能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力10 理论依据充分，数据准确，公式推导正确10
能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、
制图等
10 能体现创造性思维，或有独特见解10
成果质量总体设计正确、合理，各项技术指标符合要求。10 说明书综述简练完整，概念清楚、立论正确、技术用语准确、
结论严谨合理；分析处理科学、条理分明、语言流畅、结构
严谨、版面清晰
10
设计说明书栏目齐全、合理，符号统一、编号齐全。格式、
绘图、表格、插图等规范准确，符合国家标准
10 有一定篇幅，字符数不少于5000 10
总分100
指导教师评语：
指导教师签名：
年月日
通信原理课程设计报告书
通信原理课程设计 题目：脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真 院（系）：电气与信息工程学院 班级：电信04-6班 姓名：朱明录 学号： 0402020608 指导教师：赵金宪 教师职称：教授
摘要 : SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。脉冲编码调制（PCM ）是现 代语音通信中数字化的重要编码方式。利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。通过仿真展示了PCM 编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。 关键词: PCM 编译码 1、引言 随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView 具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。 SystemView 具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。 本文主要阐述了如何利用SystemView 实现脉冲编码调制（PCM ）。系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM 编码模块、PCM 译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。 2、系统介绍 PCM 即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。PCM 的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A 律和μ律方式，我国采用了A 律方式，由于A 律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化PCM 编码示意图见图1。 图1 PCM 原理框图 下面将介绍PCM 编码中抽样、量化及编码的原理： (a) 抽样 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。 (b) 量化 从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。如图2所示，量化器Q 输出L 个量化值k y ，k=1，2，3，…，L 。k y 常称为重建电
DSB波的调制与解调课程设计报告
现代通信系统原理课程设计说明书 题目：DSB-SC调制与解调 学生姓名： 学号： 院（系）： 专业： 指导教师： 年月日
目录 一、调幅与解调原理： (4) 二、DSB的调制调制与解调总系统框：………………………………………… ..4 三、DSB调制与解调： (4) 3.1.双边带调制原理 (4) 3.2调幅波的解调：......................................................... .. (6) 3.3乘法器原理 (7) 四、单元电路设计： (7) 4.1调幅电路图、波形图以及频谱图及理论分析 (8) 4.2解调电路图、波形图以及频谱图及理论分析 (9) 4.3低通滤波器电路图、已调波波形图以及频谱图及理论分析 (10) 五：总电路图： (18) 六、自设问题并解答以及心得体会 (19) 七、附录元器件清单： (20) 八、参考文献 (21) 摘要 模拟通信系统具有直观，容易实现等优点，在早期的通信系统中得到了广泛的应用，例如早期的电话系统就是模拟通信系统。抑制双边带调幅（DSB-SC）作为最经典的模拟通
信系统之一，具有调制效率高,抗噪性能好等优点，得到了广泛的研究与应用。MATLAB仿真软件具有编程效率高，使用方便等优点广泛应用与电子通信，航空航天等科学领域，而SIMUINK作为一种可视化的仿真工具直观以及便捷等优点。本次仿真就是基于这两种仿真平台对DSB通信系统进行仿真建模，在对一个系统进行仿真建模时需要我们对原理部分熟练掌握，在建模过程中达到学以致用的目的，因此仿真建模对于教学研究具有积极作用。 本次设计首先在简要概述DSB通信系统原理的基础上，建立了基于MATLAB与SIMULINK 的仿真建模，其中主要包括调制部分，信道与解调部分的仿真建模。整个通信系统中以正弦信号为基带信号，经过加性高斯白噪声信道后通过巴特沃斯低通滤波器以及相干解调方式解调得到解调信号；在SIMULINK对整个DSB系统进行建模的基础上再对该系统的各个部分进行了MATLAB仿真建模。在仿真后的数据分析中得到了与理论分析一致的结果，从而也验证了此次仿真建模的成功。 关键词：模拟通信系统；仿真建模； DSB； MATLAB； SIMULINK 绪论 课题研究的意义
通信原理课程设计报告书
通信原理课程设计 ＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿___ 班级＿＿＿＿＿
目录 一、目录 (2) 二、任务书 (3) 三、具体容及要求 (4) 3.1 题目一 (4) 3.1.1题目容 (4) 3.1.2设计思想或方法 (4) 3.1.3实现的功能或方法 (4) 3.1.4程序流程图 (4) 3.1.5程序代码 (5) 3.1.6仿真框图 (5) 3.1.7模块描述及参数设置 (5) 3.1.8结果运行…………………………………………………………… 10 3.1.9结果分析…………………………………………………………… 11 3.2 题目二………………………………………………………………… 11 3.2.1题目容 (11) 3.2.2设计思想或方法…………………………………………………… 11 3.2.2程序流程图 (12) 3.2.4程序代码…………………………………………………………… 13 3.2.5仿真框图…………………………………………………………… 13 3.2.6模块描述及参数设置………………………………………………… 14 3.2.7结果运行…………………………………………………………… 20 3.2.8结果分析…………………………………………………………… 20
3.3 题目三………………………………………………………………… 20 3.3.1题目容 (20) 3.3.2设计思想或方法 (20) 3.2.3程序流程图 (21) 3.2.4程序代码 (21) 3.2.5结果运行 (23) 3.2.6结果分析 (23) 四、心得与体会 (23) 五、参考文献 (23) 《通信原理课程设计》任务书 一、目的和要求： 要求学生在熟练掌握MATLAB和simulink仿真使用的基础上，学会通信仿真系统的基本设计与调试。并结合通信原理的知识，对通信仿真系统进行性能分析。 二、实验环境 PC机、Matlab/Simulink 三、具体容及要求 (1)试用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信 噪比之间的关系； (2)试用Matlab/Simulink研究BPSK+信道编码（取汉明码）在加性高斯白噪声信 道下的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。 (3)试用Matlab编程实现HDB3码的编解码过程，并画出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、编码和解码图形。 四、提交设计报告
通信原理课程设计
通信原理课程设计 --基于FPGA的时分多路数字基带传输系统的设计与开发 指导老师：戴慧洁武卫华 班级：通信111班 组长：徐震震 组员：胡彬、韦景山、谢留香、 徐勇、周晶晶、张秋红 日期：
一、课程设计目的 通信系统课程设计是一门综合设计性实践课程。使大家在综合已学现代通信系统理论知识的基础上，借助可编程逻辑器件及EDA技术的灵活性和可编程性，充分发挥自主创新意识，在规定时间内完成符合实际需求的通信系统电路设计与调试任务。 它不仅能够提高大家对所学理论知识的理解能力，更重要的是能够提高和挖掘大家对所学知识的实际运用能力，为将来进入社会从事相关工作奠定较好的“能力”基础。 二、课程设计内容 时分多路数字电话基带传输系统的设计与开发 三、课程设计要求任务 1、64Kb/S的A律PCM数字话音编译码器的开发设计 2、PCM 30/32一次群时分复接与分接器的开发设计 3、数字基带编码HDB3编译码器的开发设计 4、同步（帧、位、载波同步（可选））电路的开发设计
四、小组分工 小组成员负责项目 徐震震同步（帧同步、位同步） 谢留香PCM 30/32一次群时分复接 韦景山64Kb/S的A律PCM数字话音编码 胡彬PCM 30/32一次群时分分接 徐勇64Kb/S的A律PCM数字话音译码 周晶晶数字基带编码HDB3译码 张秋红数字基带编码HDB3编码 五、时分多路数字电话基带传输系统框图
PCM编码设计 一、设计要求 1、PCM编码器输入信号为: 一个13位逻辑矢量的均匀量化值:D0,D1…D12 其中:D0为极性位,取值范围在-4096～+4096之间； 一个占空比为1/32的8K/S的取样时钟信号； 一个占空比为50%的2.048Mb/S的合路时钟信号； 2、PCM编码器输出信号为: 一个8位逻辑矢量的13折线非均匀量化值:C0,C1…C7 其中:C0为极性位.C0=1为正,C0=0为负； 一个占空比为1/32的8K/S的取样时钟信号； 一个占空比为50%的2.048Mb/S的合路时钟信号； 二、PCM编码分析 脉冲编码调制(PCM)在通信系统中完成将语音信号数字化功能。是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样8000 次；每次取样为8个位，总共64kbps。PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A 律和μ律方式，本设计采用了A律方式。 在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示
DSB调制与解调
DSB调制与解调 1 课程设计目的 本课程设计是实现DSB的调制解调。在此次课程设计中，我将通过多方搜集资料与分析，来理解DSB调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法。预期通过这个阶段的研习，更清晰地认识DSB的调制解调原理，同时加深对MATLAB这款通信仿真软件操作的熟练度，并在使用中去感受MATLAB的应用方式与特色。利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考，分析和解决问题的能力，为我今后的自主学习研究提供具有实用性的经验。 2 课程设计要求 （1）熟悉MATLAB中M文件的使用方法，掌握DSB信号的调制解调原理，以此为基础用M文件编程实现DSB信号的调制解调。 （2）绘制出SSB信号调制解调前后在时域和频域中的波形，观察两者在解调前后的变化，通过对分析结果来加强对DSB信号调制解调原理的理解。 （3）对信号分别叠加大小不同的噪声后再进行解调，绘制出解调前后信号的时域和频域波形，比较未叠加噪声时和分别叠加大小噪声时解调信号的波形有何区别，由所得结果来分析噪声对信号解调造成的影响。 （4）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。 3 相关知识 在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，只需在将直流0A去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB）。?DSB调制器模型如图1所示。 图1 DSB调制器模型 其中，设正弦载波为 式中，A为载波幅度；cω为载波角频率；0?为初始相位（假定0?为0）。
调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。 双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。在解调过程中，输入信号和噪声可以分别单独解调。相干解调的原理框图如图2所示： 图2 相干解调器的数学模型 。 信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为2 4 课程设计分析 DSB信号调制过程分析 m t的平均值为0，与载波相乘，即可形成DSB信号，其时域表达式为假定调制信号() m t的平均值为0。DSB的频谱为 式中，() DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢 m t的过零点处，高频载复调制信号，需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号() 波相位有180°的突变。 除了不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的频谱完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。所以DSB信号的带宽与AM信号的带宽相同，也为基带信号带宽的两倍，即 式中，H f为调制信号的最高频率。 调制信号产生的代码及波形为 clf; %清除窗口中的图形 ts=; %定义变量区间步长 t0=2; %定义变量区间终止值 t=-t0+:ts:t0; %定义变量区间 fc=10; %给出相干载波的频率 A=1; %定义输入信号幅度 fa=1; %定义调制信号频率 mt=A*cos(2*pi*fa.*t); %输入调制信号表达式
通信原理课设-基于Systemview的通信系统的仿真
目录 第1章绪论 (1) 第2章 SystemView的基本介绍 (2) 第3章二进制振幅键控 2ASK (4) 3.1 2ASK调制系统 (4) 3.2 2ASK调制解调系统 (6) 3.3 2ASK系统仿真结果分析 (9) 第四章二进制频移键控 2FSK (10) 4.1 2FSK调制系统 (10) 4.2 2FSK调制解调系统 (12) 4.3 2FSK仿真结果分析 (17) 第5章二进制移相键控 2PSK (18) 5.1 2PSK调制系统 (18) 5.2 2PSK调制解调系统 (19) 5.3 2PSK仿真结果分析 (23) 第6章二进制差分移相键控 2DPSK (24) 6.1 2DPSK实验原理 (24) 6.2 2DPSK仿真结果分析 (29) 第7章实验总结 (30) 第8章参考文献 (30) 第9章谢辞 (32)
第1章绪论 通信按照传统的理解就是信息的传输，信息的传输离不开它的传输工具，通信系统应运而生，我们此次课题的目的就是要对调制解调的通信系统进行仿真研究。 数字信号的传输方式可以分为基带传输和带通传输。为了使信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道特性相匹配。在这个过程中就要用到数字调制。 在通信系统中，利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，来实现数字调制，这种方法通常称为键控法，主要对载波的振幅，频率，和相位进行键控。键控主要分为：振幅键控，频移键控，相移键控三种基本的数字调制方式。 本次课程设计的目的是在学习以上三种调制的基础上，通过Systemview仿真软件，实现对2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK等数字调制系统的仿真，同时对以上系统有深入的了解。 Systemview是美国ELANIX公司于1995年开始推出的软件工具，它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化软件环境，能进行模拟、数字、数模混合系统、线性和非线性系统的分析设计，可对线性系统进行拉氏变换和Z变换分析。 SystemView基本属于一个系统级工具平台，可进行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析，并配置了大量图符块（Token）库，用户很容易构造出所需要的仿真系统，只要调出有关图符块并设置好参数，完成图符块间的连线后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。 在此次课程设计之前，先学会熟练掌握Systemview的用法，在该软件的配合下完成各个系统的结构图，还有调试结果图。 Systemview对系统的分析主要分为两大块，调制系统的分析和解调系统的分析。由于调制是解调的基础，没有调制就不可能有解调，为了表现解调系统往往需要很高的采样频率来减少滤波带来的解调失真，所以调制的已调信号通过波形模块观察起来不是很清楚，为了更好的弄清楚调制是怎么样的一个过程，在这里，我们把调制单独列出来，用较低的频率实现它，就能从单个周期上观察调制系统的运作模式，更深刻地表现调制系统的调制过程。
通信原理课程设计(1)
通信原理课程设计报告 题目：基于MATLAB 的M-QAM调 制及相干解调的设计与仿真班级：通信工程1411 姓名：杨仕浩(2014111347） 解博文(2014111321） 介子豪(2014111322） 指导老师：罗倩倩 成绩： 日期：2016 年12 月21 日
基于MATLAB的M-QAM调制及相干解调的设计与仿真 摘要：正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在自适应信道调制技术中得到了较多应用。本次课程设计主要运用MATLAB软件对M =16 进制正交幅度调制系统进行了仿真，从理论上验证16进制正交幅度调制系统工作原理，为实际应用和科学合理地设计正交幅度调制系统,提供了便捷、高效、直观的重要方法。实验及仿真的结果证明，多进制正交幅度调制解调易于实现，且性能良好，是未来通信技术的主要研究方向之一，并有广阔的应用前景。 关键词：正交幅度调制系统；MATLAB；仿真
目录 1引言 (1) 1.1课程设计的目的 (1) 1.2课程设计的基本任务和要求 (1) 1.3仿真平台Matlab (1) 2 QAM系统的介绍 (2) 2.1正交幅度调制技术 (2) 2.2QAM调制解调原理 (5) 2.3QAM的误码率性能 (7) 3 多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调原理框图 (9) 4 基于MATLAB的多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调设计与仿真 (10) 4.1系统设计 (10) 4.2随机信号的生成 (10) 4.3星座图映射 (11) 4.4波形成形（平方根升余弦滤波器） (13) 4.5调制 (14) 4.6加入高斯白噪声之后解调 (15) 5 仿真结果及分析 (20) 6 总结与体会 (23) 6.1总结 (23) 6.2心得体会 (24) 【参考文献】 (25) 附录 (26)
AM,DSB,SSB调制和解调电路的设计。
东北大学分校电子信息系 综合课程设计 基于Multisim的调幅电路的仿真 专业名称电子信息工程 班级学号5081411 学生曹翔 指导教师王芬芬 设计时间2011/6/22
基于Multisim的调幅电路的仿真 1.前言 信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。 AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分，所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。 论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关容。同时加强了团队合作意识，培养分析问题、解决问题的综合能力。 本次综合课设于2011年6月20日着手准备。我团队四人：曹翔、婷婷、赖志娟、少楠分工合作，利用两天时间完成对设计题目的认识与了解，用三天时间完成了本次设计的仿真、调试。 2.基本理论 由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。 所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相[1]。 振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为
通信原理大作业
通信原理大作业 1、说明 在通信原理课程中，介绍了通信系统的基本理论，主要包括信道、基带传输、调制 / 解调方法等。为了进一步提高和改善学生对课程基本内容的掌握，进行课程作业方法的改革的试点，设立计算机仿真大作业。成绩将计入平时成绩。 2、要求 参加的同学3~5人一组，选择1?2个题目，协作和共同完成计算机编程和仿真，写出计算机仿真报告。推荐的计算机仿真环境为MATLAB也可以 选择其它环境。 3、大作业选题 (1) 信道噪声特性仿真产生信道高斯白噪声，设计信道带通滤波器对高斯白噪 声进行滤波， 得到窄带高斯噪声。对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析，画出其时域和频域的图形。 (2) 基带传输特性仿真利用理想低通滤波器作为信道，产生基带信号，仿真验证奈氏第一准则的给出的关系。改变低通滤波器的特性，再次进行仿真，验证存在码间干扰时的基带系统输出，画出眼图进行观察。加入信道噪声后再观 察眼图。 (3) 2ASK言号传输仿真 按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK言号和高斯白噪声，经过信道传
输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(4) 2FSK信号传输仿真 按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(5) 2PSK信号传输仿真 按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2PSK信号的解调选用相干解调法。 ⑹2DPSK言号传输仿真 按照2DPSK产生模型和解调模型分别产生2DPSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2DPSK信号的解调可以选用非相干解调或者相干解调法。 (7) 模拟信号的数字传输 产生模拟语音信号，进行PCM编码过程的计算机仿真。仿真发送端采样、 量化编码的过程、仿真接收端恢复语音信号的过程。按照有或者无信道噪 声两种情况分别进行仿真。
《通信原理课程设计》
信息工程学院 2014 / 2015学年第一学期 课程设计报告 课程名称：通信原理课程设计 专业班级：统本电信1201 学生学号：12610304152213 12520527151362 学生姓名：陈钰康 夏涛 指导教师：田亚楠
摘要 8PSK(8 Phase Shift Keying，8移相键控)是八进制相移键控，它是一种相位调制算法。相位调制（调相）是频率调制（调频）的一种演变，载波的相位被调整用于把数字信息的比特编码到每一词相位改变（相移）。 8PSK中的“PSK”表示使用移相键控方式，移相键控是调相的一种形式，用于表达一系列离散的状态，8PSK对应8种状态的PSK。如果是其一半的状态，即4种，则为QPSK，如果是其2倍的状态，则为16PSK。因为8PSK拥有8种状态，所以8PSK每个符号(symbol)可以编码3个比特(bits)。8PSK抗链路恶化的能力（抗噪能力）不如QPSK，但提供了更高的数据吞吐容量。本次课程设计过程中，利用了MATLAB7.1仿真实现了8PSK信号的调制与解调，并仿真8PSK载波调制信号在高斯白噪声信道下的误码率及误比特率性能，并用MATLAB仿真出了调制信号、载波信号及已调信号的波形图和频谱图。并在高斯白噪声下，讨论了8PSK 误码率及误比特率性能。 关键字：8PSK;载波的调制；解调;
目录 一．设计内容及要求（PSK信号的仿真） (1) 二．相关理论知识的论述分析 (1) 2. 1.1、8PSK的概念 (1) 2. 1.2、8PSK的特点 (1) 2.2.1、 PSK的调制 (2) 2.2.2、调制的概念 (2) 2.2.3、调制的种类 (2) 2.2.4、调制的作用 (3) 2.2.5、调制方式 (3) 三．系统原理框图及分析(8PSK的原理) (3) 四．完整的设计仿真过程 (4) 五．仿真结果输出及结论 (6) 六．仿真调试中出现的错误、原因及排除方法 (7) 七．总结本次设计，指出设计的核心及应用价值，提出改进意见和展望 (7) 八．收获、体会 (7) 九．参考文献 (8)
DSB调制解调系统设计与仿真
DSB调制解调系统设计与仿真 姓名： 学号： 学院：信息工程学院 专业：通信工程 指导老师：
目录 (2) 绪论 (2) 课程设计目的 (3) 课程设计要求 (3) 1. 建立DSB调制解调模型 (4) 1.1 DSB信号的模型 (4) 1.2 DSB信号调制过程分析 (5) 1.3 高斯白噪声信道特性分析 (8) 1.4 DSB解调过程分析 (11) 1.5 DSB调制解调系统抗噪声性能分析 (14) 2. 调制解调仿真过程 (16) 3. 课程设计心得体会 (19) 4. 参考文献 (20)
本课程设计信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。双边带DSB信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。 课程设计目的 《通信原理》是通信工程专业的一门极为重要的专业基础课，但内容抽象，基本概念较多，是一门难度较大的课程。本课程设计是DSB调制解调系统的设计与仿真，用于实现DSB信号的调制解调过程，信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用，调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置，解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。在此次课程设计中，我需要通过多方搜集资料与分析，来理解并掌握DSB 调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法。通过这个课程设计，我将更清晰地了解DSB的调制解调原理，同时加深对MATLAB这款《通信原理》辅助教学操作的熟练度。 课程设计要求 1．掌握DSB信号的调制解调原理，以此为基础实现DSB信号的调制解调，所有的仿真用matlab或VC程序实现（如用Matlab则只能用代码的形式，不能
通信原理仿真作业
实验一 双极性矩形随机信号的归一化功率谱密度 1.1实验要求 1.了解平稳随机信号功率谱的概念及计算方法 2.仿真不同占空比，等概、非等概双极性矩形随机信号的归一化功率谱密度 3.分析不同信号所包含的频谱分量，有无直流分量和定时分量信息 1.2 基本原理 平稳过程的任何一个非零样本函数的持续时间为无限长，显然都不满足绝对可积和总能量有限的条件。因此，它的傅里叶变换不存在即没有频谱函数。所以我们用功率谱密度来表述其频谱特性。 随机过程的任一实现是一个确定的功率型信号。而对于任意的确定功率信号f(t)，它的功率谱密度为： 2 () ()lim T f T F P T ωω→∞ = 式中，()T F ω是f(t)的截短函数()T f t 对应的频谱函数。f(t)是平稳随机过程()t ξ的一个实现。而随机过程某一个实现的功率谱密度不能作为过程的功率谱密度。过程的功率谱密度应该看作是任一实现的功率谱密度的统计平均，即 2 () ()[()]lim T f T E F P E P T ξωωω→∞== 虽然该式给出了平稳随机过程的功率谱密度，但我们通常都不利用这个式子来计算功率谱。 我们知道，确知的非周期功率信号的自相关函数与功率谱密度是一对傅里叶变换。对于平稳随机过程，也有类似的关系，即 ()()j P R e d ωτ ξωττ∞ --∞ =?和1 ()()2j R P e d ωτ ξτωωπ ∞ -∞ = ? 对于平稳随机过程我们通常先求出其自相关函数再利用上式求出其功率谱密度。 1.3仿真结果与分析 仿真信号的频率为1Hz ，采样频率为10Hz ，采样点数为10000. 1、占空比30%，码元1概率0.3功率谱密度
通信原理课程设计报告2
￥ 课程设计报告? < 课程名称通信原理 设计题目 DSB与2ASK调制与解调 专业通信工程 班级 学号 姓名 完成日期 …
课程设计任务书 设计题目：DSB与2ASK调制与解调 设计内容与要求： 设计内容： 1.根据DSB的调制原理设计线路，进行仿真模拟调制DSB的调制和解调过程，并通过仿真软件观察信号以及的调制过程中信号波形和频谱的变化。 2. 根据ASK的调制原理设计线路，进行仿真模拟调制DSB的调制和解调过程，并通过仿真软件观察信号以及的调制过程中信号波形和频谱的变化。 3.在设计过程中分析信号变化的过程和思考仿真过程的设计原理。 ; 设计要求： 1.独立完成DSB与ASK的调制与解调； 2.运用仿真软件设计出DSB与ASK的调制线路 3.分析信号波形和频谱 指导教师：范文 2012年12月16日 课程设计评语 （ 成绩： 指导教师：_______________
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一．调制原理： 调制: 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)； 时域定义：调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。 频域定义：调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程，而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程. 根据所控制的信号参量的不同，调制可分为： 调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。 调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。 调相，利用原始信号控制载波信号的相位。 调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的代通信号。该信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程。该过程称为解调。
DSB 调制与解调仿真
实验3：DSB 调制与解调仿真 一、实验目的 1．掌握DSB 的调制原理和Matlab Simulink 仿真方法 2．掌握DSB 的解调原理和Matlab Simulink 仿真方法 二、实验原理 1. DSB 信号的调制解调原理: 1.1 调制原理：在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（H(w) ＝1），调制信号中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号（DSB）。每当信源信号极性发生变化时，调制信号的相位都会发生一次突变π。SDSB(t)=m(t)coswCt调制的目的就是进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。 DSB调制原理框图如下图 1.2 解调原理：DSB只能进行想干解调，其原理框图与AM信号相干解调时 完全相同，利用恢复的载波与信号相乘，将频谱搬移到基带，还原出原基带信号，DSB解调原理框图如下图 三、实验步骤
1、DSB模拟系统调制方式的MATLAB Simulink仿真（1）原理图 （2）仿真图 （3）仿真分析 ①调制器
②调制后信号对比调制前的信号，周期变小，频率变大了，幅度随时间在不断的呈现周期性变化，在0~0.6之间，小于调制前的幅度。 2、DSB解调方式的MATLAB Simulink仿真 （1）原理图 （2）仿真图
（3）仿真分析 ①调制器 ②解调后周期变大，频率变小，幅度会有所减小，在0~0.25之间。 3、用示波器观察DSB调制解调输入和输出信号波形 （1）原理图
（2）仿真图 （3）仿真分析 解调后周期不变，频率也不会改变，幅度会有所减小，在0 ~0.25之间。 4、Zero-Order Hold和Spectrum Scope观察DSB调制仿真前后的频谱图（1）原理图
通信原理(虚拟仿真实验)
实验五双极性不归零码 一、实验目的 1.掌握双极性不归零码的基本特征 2.掌握双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法 3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析 二、实验仪器 1.序列码产生器 2.单极性不归零码编码器 3.双极性不归零码编码器 4.示波器 5.功率谱分析仪 三、实验原理 双极性不归零码是用正电平和负电平分别表示二进制码１和０的 码型，它与双极性归零码类似，但双极性非归零码的波形在整个码元持续期间电平保持不变．双极性非归零码的特点是：从统计平均来看，该码型信号在１和０的数目各占一半时无直流分量，并且接收时判决电平为０，容易设置并且稳定，因此抗干扰能力强．此外，可以在电缆等无接地的传输线上传输，因此双极性非归零码应用极广．双极性非归零码常用于低速数字通信．双极性码的主要缺点是：与单极性非归零码一样，不能直接从双极性非归零码中提取同步信号，并且１码和０码不等概时，仍有直流成分。 四、实验步骤
1.按照图3.5-1 所示实验框图搭建实验环境。 2.设置参数：设置序列码产生器序列数N=128；观察其波形及功率谱。 3.调节序列数N 分别等于6 4.256，重复步骤2. 图3.5-1 双极性不归零码实验框图 实验五步骤2图 N=128
实验五步骤3图N=64 N=256
六、实验报告 （1）分析双极性不归零码波形及功率谱。 （2）总结双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法。 实验六 一、实验目的 1.掌握双极性归零码的基本特征 2.掌握双极性归零码的波形及功率谱的测量方法 3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析 二、实验仪器 1.序列码产生器 2.单极性不归零码编码器 3.双极性归零码编码器
通信原理课程设计报告(基于Matlab)
2DPSK调制与解调系统的仿真 设计原理 (1) 2DPSK信号原理 1.1 2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。定义为本码元初相与前一码元初相之差，假设： →数字信息“0”； →数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK信号相位：0
或 ： 1.2 2DPSK 信号的调制原理 一般来说，2DPSK 信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK 信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0” 时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi 。 图1.2.2 键控法调制原理图 1.3 2DPSK 信号的解调原理 2DPSK 信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。 码变换 相乘 载波 s(t) e o (t)
通信原理课程设计心得体会
通信原理课程设计心得体会 、时分解复用原理 为了提高信道利用率，使多路已抽样的信号组合起来沿同一信道传输而互相不干扰，称时分多路复用。时分复用的解调过程称为时分解复用。目前采用较多的是频分多路解复用和时分多路解复用。频分多路解复用用于模拟通信，而时分多路解复用用于数字通信。为了实现TDM传输，要把传输时间分成若干个时隙，在每个时隙内传输一路信号，将若干个原始的脉冲调制信号在时间上进行交错排列，从而形成一个复合脉冲串，该脉冲串扰码后经信道传输到达接收端。时分解复用通信，是把各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信分离出原来的模拟信号。由抽样定理可知，将时间上离散的信号变成时间上连续的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。时分解复用是建立在抽样定理的基础上的,因为抽样定理连续的基带信号由可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替.具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的。抽样脉冲占据时间一般较短,在抽样脉冲之间就留出间隙.利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样,因此,就可能用一条信道同时传送若干个基带信号,并且每一个抽
样值占用的时间越短,能够传输的数据也就越多.时分解复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离,各个信号就能分别互相分开，互不干扰并不失真地还原出原来的模拟信号。 在通信系统中，同步具有相当重要的地位。通信系统能否具有有效、可靠地工作，在很大程度上依赖有无良好的同步系统。同步可分为载波同步、位同步、帧同步和网同步几大类型。他们在通信系统中都具有相当重要的作用。时分解复用通信中的同步技术包括位同步和帧同步，这是数字通信的又一个重要特点。时分解复用的电路原理就是先通过帧同步信号和位同步信号把各路信号数据分开,然后通过移位寄存器构成的并/串转换电路输出串行的数据，把时分复用的调制信号不失真的分离出来。 位同步 位同步的目的是确定数字通信中的个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接受端得到一连串的码元序列，这一连串的码元列代表一定的信息。位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提。位同步的基本含义是收、发两端机的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。因此,接收端必须提供一个确定抽样判决时刻的定时脉冲序列.
通信原理MATLAB仿真
小学期报告 实习题目通信原理Matlab仿真专业通信与信息工程 班级 学号 学生姓名 实习成绩 指导教师 2010年
通信原理Matlab仿真 目录 一、实验目的------------------------------------------------------------------------------------------------2 二、实验题目------------------------------------------------------------------------------------------------2 三、正弦信号波形及频谱仿真------------------------------------------------------------------------2 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------2 （二）仿真原理及思路--------------------------------------------------------------------------------------2 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------------------- 3 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------3 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------5 四、单极性归零波形及其功率谱密度仿真--------------------------------------------------------5 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------6 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ -------6 （三）程序流程图-------------------------------------------------------------------------------------------6 （四）仿真程序及运行结果--------------------------------------------------------------------------------6 （五）实验结果分析-------------------------------------------------------------------------------- -------6 五、升余弦滚降波形的眼图及功率谱密度仿真-------------------------------------------------8 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------8 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ -------9 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------- -----------9 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------10 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------11 六、PCM编码及解码仿真-----------------------------------------------------------------------------12 （一）通信原理知识---------------------------------------------------------------------------------- ---12 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ ------ 13 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------- -----------14 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------15 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------18 七、实验心得---------------------------------------------------------------------------- -------------------18