基于MATLAB调制解调仿真

数字信号处理实验八调制解调系统的实现一、实验目的:（1）深刻理解滤波器的设计指标及根据指标进行数字滤波器设计的过程（2）了解滤波器在通信系统中的应用二、实验步骤:1.通过SYSTEMVIEW软件设计与仿真工具，设计一个FIR数字带通滤波器，预先给定截止频率和在截止频率上的幅度值，通过软件设计完后，确认滤波器的阶数和系统函数，画出该滤波器的频率响应曲线，进行技术指标的验证。通过仿真验证，原理图如下：输入方波与锯齿波，都为10HZ，载波100hz与300hz正弦波，仿真的结果如下：还是可以比较好的恢复信号。建立一个两载波幅度调制与解调的通信系统，将该滤波器作为两个载波分别解调的关键部件，验证其带通的频率特性的有效性。系统框图如下：规划整个系统，确定系统的采样频率、观测时间、细化并设计整个系统，仿真调整并不断改进达到正确调制、正确滤波、正确解调的目的。（参考文件zhan3.svu）设计的思路是：基带信号乘上一个高频信号，称为调制，实现频谱搬移，与另一调制信号叠加，再分别通过以W为中心频率的带通FIR数字滤波器，再乘以带通滤波器1中心频率ω1带通滤波器2中心频率ω2基带信号2Χsinω1基带信号1Χ+sinω2sinω1ΧΧsinω2低通滤波低通滤波基带信号1基带信号2原来的高频信号，实现再频谱搬移，最后通过IIR低通滤波器得到解调信号。本实验是通过编程的方式完成的。1、首先，产生信号：n=1;f1=100;f2=300;fs=1000;%采样频率t=0:1/fs:n;fre=10;y1=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;y2=sawtooth(fre*2*pi*t)/2+1.1;观察图形与频谱：2、基带信号乘以一个高频载波：yy1=y1.*z1;yy2=y2.*z2;观察频谱：3、两调制信号相加：yy3=yy1+yy2;4、设计带通滤波器：设计100-200,330-430hz的FIR数字滤波器，用汉明窗实现。fp1=100;fp2=200;%FIR滤波器100-200hzfs1=50;fs2=250;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil((As-7.95)/(14.36*w));hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,[Ws1,Ws2],hamming);%figure(2);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy1=filter(b,2,yy3);zz1=filter(b,2,z1);fp1=330;fp2=430;%FIR滤波器330-430hzfs1=200;fs2=490;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil((As-7.95)/(14.36*w));hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,[Ws1,Ws2],hamming);%figure(4);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy2=filter(b,2,yy3);zz2=filter(b,2,z2);5、滤波后的信号再乘载波信号：k1=yyy1.*zz1;k2=yyy2.*zz2;6、设计低通滤波器为100hz的巴特沃斯低通滤波器。N=8;%8阶巴特沃斯低通滤波器上限频率100hzWn=100/(fs/2);[b,a]=butter(N,Wn,'low');kk1=filter(b,a,k1);%figure(5);%[H,W]=freqz(b,a);%返回频率响应%subplot(1,2,1);plot(W*fs/(2*pi),abs(H));xlabel('频率HZ');ylabel('幅值');gridon;%subplot(1,2,2);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H)));xlabel('频率HZ');ylabel('幅值dB');gridon;7、调制信号经过低通滤波器后的到的信号就是解调信号。8、观察调制信号的频谱：结论与体会：调制解调实际就是频谱的搬移，达到高频传播，本次实验的关键就是滤波器的设计，滤波器设计不好解调不了波形导致失真，通过写代码使我的编程能力加强了，学会了移植代码，matlab是个很不错的仿真软件。附录：n=1;f1=100;f2=300;fs=1000;%采样频率t=0:1/fs:n;fre=10;y1=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;dt=1/fs;%定义时间步长。n1=length(t);%样点个数%y1=cos(2*pi*fre*t);%余弦信号f_end=1/dt;%频率轴的显示范围f=(0:n1-1)*f_end/n1-f_end/2;%频率自变量Xf=dt*fftshift(fft(y1));%频谱figure(1);subplot(211);plot(t,y1);xlabel('t');title('时间波形');%时间波形subplot(212);plot(f,abs(Xf));xlabel('f');title('方波幅度频谱');%频谱波形y2=sawtooth(fre*2*pi*t)/2+1.1;Xf1=dt*fftshift(fft(y2));%频谱figure(2);subplot(211);plot(t,y2);xlabel('t');title('时间波形');%时间波形subplot(212);plot(f,abs(Xf1));xlabel('f');title('三角波幅度频谱');%频谱波形z1=10*sin(2*pi*f1*t);z2=10*sin(2*pi*f2*t);yy1=y1.*z1;yy2=y2.*z2;yy3=yy1+yy2;Xf=dt*fftshift(fft(yy1));%频谱figure(3);subplot(211);plot(t,yy1);xlabel('t');title('时间波形');%时间波形subplot(212);plot(f,abs(Xf));xlabel('f');title('调制信号频谱');%频谱波形Xf=dt*fftshift(fft(yy2));%频谱figure(7);subplot(211);plot(t,yy2);xlabel('t');title('时间波形');%时间波形subplot(212);plot(f,abs(Xf));xlabel('f');title('调制信号频谱');%频谱波形fp1=100;fp2=200;%FIR滤波器100-200hzfs1=50;fs2=250;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil((As-7.95)/(14.36*w));hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,[Ws1,Ws2],hamming);%figure(2);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy1=filter(b,2,yy3);zz1=filter(b,2,z1);fp1=330;fp2=430;%FIR滤波器330-430hzfs1=200;fs2=490;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil((As-7.95)/(14.36*w));hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,[Ws1,Ws2],hamming);%figure(4);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy2=filter(b,2,yy3);zz2=filter(b,2,z2);k1=yyy1.*zz1;k2=yyy2.*zz2;N=8;%8阶巴特沃斯低通滤波器上限频率100hzWn=100/(fs/2);[b,a]=butter(N,Wn,'low');kk1=filter(b,a,k1);figure(10);[H,W]=freqz(b,a);%返回频率响应subplot(1,2,1);plot(W*fs/(2*pi),abs(H));xlabel('频率HZ');ylabel('幅值');gridon;subplot(1,2,2);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H)));xlabel('频率HZ');ylabel('幅值dB');gridon;figure(4);subplot(211);plot(t,kk1);gridon;title('解调信号kk1');kk2=filter(b,a,k2);subplot(212);plot(t,kk2);gridon;title('解调信号kk2');Xf2=dt*fftshift(fft(kk1));%频谱figure(5);subplot(211);plot(t,kk1);xlabel('t');title('时间波形');%时间波形subplot(212);plot(f,abs(Xf2));xlabel('f');title('解调方波幅度频谱');%频谱波形Xf3=dt*fftshift(fft(kk2));%频谱figure(6);subplot(211);plot(t,kk2);xlabel('t');title('时间波形');%时间波形subplot(212);plot(f,abs(Xf3));xlabel('f');title('解调三角波幅度频谱');%频谱波形