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2

Χ

sin ω1

基带信号1

Χ

+

sin ω2

sin ω1

Χ

Χ

sin ω2

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100-200hz

fs1=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330-430hz

fs1=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100hz

Wn=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');grid on;

%subplot(1,2,2);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H))); xlabel('频率HZ');ylabel('幅值dB');grid on;

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