实验三、模拟调制与解调

一、实验目的

    1、学习用MATLAB进行模拟调制与解调的方法。

    2、理解各种模拟调制解调系统的性能。

3、掌握幅度调制和角度调制的仿真方法。

二、实验设备与器件

    1、 计算机              2、 MATLAB软件

三、实验原理与步骤

一）、调幅

1、AM信号的仿真与解调

项目1、给定消息信号，，使用该信号以AM方式调制一个载波频率为300Hz，幅度为1的正弦载波，试求：

（1）消息信号的频谱和已调信号的频谱。

（2）消息信号的功率和已调信号的功率。

clear all

ts=0.001;                      

t=0:ts:10-ts;                   

fs=1/ts;                        

df=fs/length(t);                

msg=randint(100,1,[-3,3],123);  

msg1=msg*ones(1,fs/10);        

msg2=reshape(msg1.',1,length(t));

Pm=fft(msg2)/fs;                

f=-fs/2:df:fs/2-df; 

subplot(2,1,1)

plot(f,fftshift(abs(Pm))) ;xlabel('李啊兴');       

title('消息信号频谱')

A=1;

fc=300;                         

Sam=(A+msg2).*(cos(2*pi*fc*t)+exp(-t).*sin(4*pi*fc*t));  

Pam=fft(Sam)/fs;                

subplot(2,1,2)

plot(f,fftshift(abs(Pam))); xlabel('李啊兴');    

title('AM信号频谱')

axis([-500 500 0 23])

Pc=sum(abs(Sam).^2)/length(Sam)     

Ps=Pc-A^2/2                       

eta=Ps/Pc

Pc =

    2.3077

Ps =

    1.8077

eta =

0.7833

项目2、用Simulink重做项目1。

2、DSBSC信号的仿真与解调

项目3、用DSBSC调制方式重做项目1。

clear all

ts=0.001;                     

t=0:ts:10-ts;                  

fs=1/ts;                       

df=fs/length(t);               

msg=randint(100,1,[-3,3],123); 

msg1=msg*ones(1,fs/10);         

msg2=reshape(msg1.',1,length(t));

Pm=fft(msg2)/fs;               

f=-fs/2:df:fs/2-df; 

subplot(2,1,1)

plot(f,fftshift(abs(Pm)));xlabel('李啊兴');      

title('消息信号频谱')

A=1;

fc=300;                         

Sdsb=msg2.*(cos(2*pi*fc*t)+exp(-t).*sin(4*pi*fc*t));     

Pdsb=fft(Sdsb)/fs;             

subplot(2,1,2)

plot(f,fftshift(abs(Pdsb)));xlabel('李啊兴');     

title('DSBSC信号频谱')

axis([-500 500 0 2])

Pc=sum(abs(Sdsb).^2)/length(Sdsb)  

Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2)

Pc =

    1.8657

Ps =

3.5000

4、SSBSC信号的仿真与解调

项目4、用Simulink重做项目3。

4、SSBSC信号的仿真与解调

项目5、给定消息信号，，用滤波法调制调制一个载波频率为250Hz，幅度为1的正弦载波，试求：

（1）消息信号的频谱和已调信号的频谱。

（2）已调信号分别通过信噪比为15dB、20 dB 、25 dB的AWGN信道，求解调后的信号频谱，并与原始消息信号频谱进行对比。

clear all

ts=0.0025;                    

t=0:ts:20-ts;                   

fs=1/ts;                       

df=fs/length(t);                        

msg2=sinc(t-10);

Pm=fft(msg2)/fs;               

f=-fs/2:df:fs/2-df; 

subplot(511)

plot(f,fftshift(abs(Pm)))     

title('消息信号频谱')

fc=250;                         

Sdsb=msg2.*sinc(t-10);      

Pdsb=fft(Sdsb)/fs;            

f_stop=300;                  

n_stop=floor(f_stop/df);

Hlow=zeros(size(f));            

Hlow(1:n_stop)=1;

Hlow(length(f)-n_stop+1:end)=1;

Plssb=Pdsb.*Hlow;                

subplot(512)

plot(f,fftshift(abs(Plssb)))     

title('LSSB信号频谱');

axis([-20 20 0 2]);

y11=awgn(Sdsb,15,'measured');

y12=y11.*sin(2*pi*fc*t);          

Y12=fft(y12)./fs;                 

DEM1=Y12.*Hlow;                 

dem1=real(ifft(DEM1))*fs;  

subplot(513)

plot(t,dem1);

title('信噪比为15dB时的解调信号'); 

y21=awgn(Sdsb,20,'measured');

y22=y21.*sin(2*pi*fc*t);         

Y22=fft(y22)./fs;                 

DEM2=Y22.*Hlow;                 

dem2=real(ifft(DEM2))*fs;      

subplot(514)

plot(t,dem2)

title('信噪比为25dB时的解调信号');

y31=awgn(Sdsb,25,'measured');

y32=y31.*sin(2*pi*fc*t);         

Y32=fft(y32)./fs;                

DEM3=Y32.*Hlow;                  

dem3=real(ifft(DEM3))*fs;      

subplot(515)

plot(t,dem3)

title('信噪比为25dB时的解调信号');

xlabel('李啊兴') 

项目6、用相移法重做项目5。

clear all

ts=0.0025;                      

t=0:ts:20-ts;                  

fs=1/ts;                      

df=fs/length(t);             

msg2=sinc(t-10);

Pm=fft(msg2)/fs;             

f=-fs/2:df:fs/2-df; 

subplot(5,1,1)

plot(t,msg2)                   

title('消息信号')

fc=250;                         

s1=0.5*msg2.*cos(2*pi*fc*t);  

hmsg=imag(hilbert(msg2));       

s2=0.5*hmsg.*sin(2*pi*fc*t);  

Sussb=s1-s2;                   

y=Sussb.*sin(2*pi*fc*t);        

Y=fft(y)./fs;                   

f_stop=300;                    

n_stop=floor(f_stop/df);

Hlow=zeros(size(f));          

Hlow(1:n_stop)=4;

Hlow(length(f)-n_stop+1:end)=4;

DEM=Y.*Hlow;                   

dem=real(ifft(DEM))*fs;         

subplot(5,1,2)

plot(t,dem);

title('无噪声的解调信号')

y11=awgn(Sussb,15,'measured');    

y12=y11.*sin(2*pi*fc*t);         

Y12=fft(y12)./fs;                

DEM1=Y12.*Hlow;                  

dem1=real(ifft(DEM1))*fs;      

subplot(5,1,3)

plot(t,dem1)

title('信噪比为15dB时的解调信号')

y21=awgn(Sussb,20,'measured');   

y22=y21.*sin(2*pi*fc*t);         

Y22=fft(y22)./fs;                 

DEM2=Y22.*Hlow;                 

dem2=real(ifft(DEM2))*fs;      

subplot(5,1,4)

plot(t,dem2)

title('信噪比为20dB时的解调信号')

y31=awgn(Sussb,25,'measured');   

y32=y31.*sin(2*pi*fc*t);          

Y32=fft(y32)./fs;             

DEM3=Y32.*Hlow;                 

dem3=real(ifft(DEM3))*fs;       

subplot(5,1,5)

plot(t,dem3)

title('信噪比为25dB时的解调信号')

xlabel('李啊兴')

项目7、用Simulink重做项目5。

二）、调频

项目8、用FM重做项目5

clear all

ts=0.001; t=0:ts:20-ts; fs=1/ts;                         

df=fs/length(t);                    

msg2=sinc(t-10);

Pm=fft(msg2)/fs;                 

f=-fs/2:df:fs/2-df; 

subplot(5,1,1)

plot(t,msg2)                       

title('消息信号')

int_msg(1)=0;                       

for ii=1:length(t)-1

    int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;

end

kf=50;fc=250;                           

Sfm=sin(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); 

phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t));   

phi=unwrap(phase);                              

dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts);                

dem(length(t))=0;

subplot(5,1,2)

plot(t,dem);

title('无噪声的解调信号')

y1=awgn(Sfm,15,'measured');            

y1(find(y1>1))=1;

y1(find(y1<-1))=-1;

phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t));   

phi1=unwrap(phase1);

dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);

dem1(length(t))=0;

subplot(5,1,3)

plot(t,dem1);title('信噪比为15dB时的解调信号')

y2=awgn(Sfm,20,'measured');            

y2(find(y2>1))=1;

y2(find(y2<-1))=-1;

phase2=angle(hilbert(y2).*exp(-j*2*pi*fc*t));   

phi2=unwrap(phase1);

dem2=(1/(2*pi*kf)*diff(phi2)/ts);

dem2(length(t))=0;

subplot(5,1,4)

plot(t,dem2);title('信噪比为20dB时的解调信号')

y3=awgn(Sfm,25,'measured');            

y3(find(y3>1))=1;

y3(find(y3<-1))=-1;

phase3=angle(hilbert(y3).*exp(-j*2*pi*fc*t));   

phi3=unwrap(phase1);

dem3=(1/(2*pi*kf)*diff(phi3)/ts);

dem3(length(t))=0;

subplot(5,1,5)

plot(t,dem3);title('信噪比为25dB时的解调信号')

xlabel('李啊兴')