实验二连续波MATLAB实现实验报告材料.doc
word实验二1小班连续波MATLAB实现某某：买提阿布都拉·奥布力喀斯木学号：PB12210174一、实验目的掌握线性模拟调制信号的波形与产生方法掌握线性模拟调制信号的频谱特点掌握线性模拟调制信号的解调方法掌握线性模拟调制系统的MATLAB仿真实现二、实验原理1. AM调制AM信号的时域表示式：频谱：调制器模型如图1所示：图1 AM调制器模型AM的时域波形和频谱如图2所示：时域频域图2 AM调制时、频域波形2. DSB-SC调制DSB信号的时域表示式频谱：DSB的时域波形和频谱如图3所示：时域频域图3 DSB调制时、频域波形DSB的相干解调模型如图4所示：图4 DSB调制器模型3. SSB调制SSB信号的时域表示式频谱：分为上边带和下边带，均为双边带的一半。三、实验内容任选一1.用matlab产生一个频率为1Hz，振幅为1的余弦信源，设载波频率为10Hz，A=2。AM系统中，当相干解调器输入信噪比为15dB时，系统各点的波形与其频谱，并对调制信号和解调信号进展比拟分析。主程序：clc;clear all;close all;A=2; fc=10; t0=1;snr=input('input snr'); dt=0.002 ;fs=1/dt; df = 0.02; t=0:dt:t0;Lt=length(t); snr_lin = 10(snr/10); m=cos(2*pi*t); L=2*min(m);R=2*max(abs(m)+A;pause clffigure(1);subplot(321); plot(t,m(1:length(t); axis(0 t0 -R/2 R/2);xlabel('t'); ylabel(' 调制信号');subplot(322); M,m,df1,f=T2F(m,dt,df,fs); Bw_eq=signalband(M,df,t0); f_start=fc-Bw_eq;f_cutoff=fc+Bw_eq;plot(f,fftshift(abs(M) ;axis(-3 3 0 1.2);xlabel('f');ylabel('调制信号频谱');pause subplot(323); c=cos(2*pi*fc*t); plot(t,c);axis(0 t0 -1.2 1.2);xlabel('t');ylabel(' 载波信号');subplot(324) C,c,df1,f=T2F(c,dt,df,fs);plot(f,fftshift(abs(C) ;axis(-20 20 0 1.2);xlabel('f');ylabel('载波信号频谱');pause subplot(325) u=(A+m(1:Lt).*c(1:Lt); plot(t,u); axis(0 t0 -R R);xlabel('t');ylabel('已调信号');subplot(326); U,u,df1,f=T2F(u,dt,df,fs);plot(f,fftshift(abs(U) ;axis(-20 20 0 1);xlabel('f');ylabel('已调信号频谱');signal_power = power_x(u(1:Lt); noise_power=(signal_power*fs)/(snr_lin*4* Bw_eq) ;noise_std = sqrt(noise_power); noise = noise_std*randn(1,Lt); pausefigure(2);subplot(321); plot(t,noise); axis(0 t0 -R R);xlabel('t');ylabel('噪声信号');subplot(322); noisef,noise,df1,f=T2F(noise,dt,df,fs); plot(f,fftshift(abs(noisef) ;axis(-15 15 0 1.2);xlabel('f');ylabel('噪声信号频谱');pause sam=u(1:Lt)+noise(1:Lt); subplot(323); plot(t,sam);axis(0 t0 -R R);xlabel('t');ylabel('信道中的信号');subplot(324); samf,sam,df1,f=T2F(sam,dt,df,fs); plot(f,fftshift(abs(samf) ;axis(-20 20 0 1.2);xlabel('f');ylabel('信道中的信号频谱');H,f=bp_f(length(sam),f_start,f_cutoff,df1,fs,1); subplot(326); plot(f,fftshift(abs(H) ;axis(-20 20 0 1.2);xlabel('f');ylabel('带通滤波器 );pause DEM = H.*samf; dem=F2T(DEM,fs); figure(3)subplot(321) plot(t,dem(1:Lt) axis(0 t0 -R R);xlabel('t');ylabel('理想BPF输出信号');demf,dem,df1,f=T2F(dem(1:Lt),dt,df,fs); subplot(322)plot(f,fftshift(abs(demf); xlabel('f');axis(-20 20 0 1.2);ylabel('理想BPF输出频谱');pause subplot(323)plot(t,c(1:Lt);axis(0 t0 -1.2 1.2);xlabel('t');ylabel(' 本地载波');subplot(324) C,c,df1,f=T2F(c(1:Lt),dt,df,fs);plot(f,fftshift(abs(C) ;axis(-20 20 0 1.2);xlabel('f');ylabel('本地载波频谱');pause der=dem(1:Lt).*c(1:Lt); subplot(325) plot(t,der);axis(0 t0 -R R);xlabel('t');ylabel(' 混频后的信号');subplot(326)derf,der,df1,f=T2F(der,dt,df,fs); plot(f,fftshift(abs(derf) ;axis(-30 30 0 1.2);xlabel('f');ylabel('混频后的信号频谱');pause figure(4)LPF,f=lp_f(length(der),Bw_eq,df1,fs,2); subplot(322)plot(f,fftshift(abs(LPF); xlabel('f');axis(-15 15 0 2);ylabel(' 理想LPF');pause DM = LPF.*derf; dm=F2T(DM,fs); subplot(323)plot(t,dm(1:Lt); axis(0 t0 -R R);xlabel('t');ylabel('LPF输出信号');dmf,dm,df1,f=T2F(dm(1:Lt),dt,df,fs); subplot(324)plot(f,fftshift(dmf); axis(-3 3 0 2);xlabel('f');ylabel('LPF 输出信号频谱');pause dmd=dm(1:Lt)-mean(dm(1:Lt);subplot(325)plot(t,dmd); axis(0 t0 -R/2 R/2);xlabel('t');ylabel(' 恢复信号');dmdf,dmd,df1,f=T2F(dmd,dt,df,fs); subplot(326)plot(f,fftshift(dmdf); axis(-3 3 0 1.2);xlabel('f');ylabel(' 恢复信号频谱');subplot(321); plot(t,m(1:Lt); axis(0 t0 -R/2 R/2);xlabel('t');ylabel('已调信号);子程序：序列的傅立叶变换function M,m,df=fftseq(m,ts,df)%各参数含义与子函数T2F中的完全一样，完成fs = 1/ts;if nargin =2 n1 =0;else n1 = fs/df;end n2 = length(m);n = 2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);M = fft(m,n);m = m,zeros(1,n-n2);df = fs/n;计算信号功率function p=power_x(x)p=(norm(x).2)./length(x);信号从频域转换到时域function m=F2T(M,fs)m = real(ifft(M)*fs; 信号从时域转换到频域function M,m,df1,f=T2F(m,ts,df,fs)M,m,df1=fftseq(m,ts,df);f = 0:df1:df1*(length(m)-1) -fs/2; M=M/fs;带通滤波器functionH,f=bp_f(n,f_start,f_cutoff,df1,fs,p) n_cutoff = floor(f_cutoff/df1); n_start = floor(f_start/df1); f = 0:df1:df1*(n-1) -fs/2; H = zeros(size(f);H(n_start+1:n_cutoff) = p*ones(1,n_cutoff-n_start);H(length(f) - n_cutoff+1:length(f)-n_start) = p*ones(1,n_cutoff-n_start低通滤波器function H,f=lp_f(n,f_cutoff,df1,fs,p)n_cutoff = floor(f_cutoff/df1); f = 0:df1:df1*(n-1) -fs/2; H = zeros(size(f);H(1:n_cutoff) = p*ones(1,n_cutoff);H(length(f) - n_cutoff+1:length(f) = p*ones(1,n_cutoff);计算信号有效带宽function Bw_eq=signalband(sf,df,T)sf_max=max(abs(sf);Bw_eq=sum(abs(sf).2)*df/T/sf_max.2;实验结果与分析：运行主程序，输入信噪比15得到如下结果：恢复信号的失真比拟大。分析比拟不同信噪比下的解调信号输入信噪比为30得到如下结果输入信噪比50，得到如下结果： 输入信噪比100，得到如下结果：分析：理论上，信噪比越大信号的失真越小，解调信号更加接近原信号，而从这个实验结果看，解调信号没有明显变化，说明本实验的算法设计的不够好。19 / 19
