FDMA通信模型仿真Word文档下载推荐.docx
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起止日期:
2011.6.21-2011.7.3
西南科技大学信息工程学院制
课程设计任务书
学生班级:
学生姓名:
学号:
2011.6.21-2011.7.3
指导教师:
詹曦
设计要求:
1、录制三段语音信号,作为三路原始语音信号,并分别绘制三路语音信号的波形和频谱;
2、将各路语音信号分别与各自的高频载波信号相乘(即进行调制),由于各路高频载波信号将各路语音信号频谱移到不同频段,复用信号频谱为各路信号频谱的叠加,因此,只需传输该复用信号便可在同一信道上实现各路语音信号的同时传输。
高频载波信号的频率自己确定,并分别绘制三路调制后信号的波形和频谱,以及复用信号(各路信号的叠加)的波形和频谱;
3、传输完成后,通过选择合适的带通滤波器,即可获得各路已调信号。
分别设计三个带通滤波器对复用信号进行滤波,得到三路已调信号,并分别绘制三个带通滤波器的幅度响应曲线,以及得到的三路已调信号的波形;
4、进行解调,即将各路已调信号分别乘以各自的高频载波信号。
将三路已调信号分别乘以各自的高频载波信号,得到三路解调后信号,并分别绘制三路解调后信号的波形和频谱;
5、最后通过选择合适的低通滤波器恢复出各路原始语音信号,从而实现FDMA通信传输。
设计低通滤波器分别对三路解调后信号进行滤波,从而恢复出三路原始语音信号,并分别绘制恢复出的三路原始语音信号的波形和频谱。
课程设计学生日志
时间
设计内容
示例
查阅资料,确定方案
设计总体方案
编写程序
校对
答辩
课程设计考勤表
周
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
!
课程设计评语表
指导教师评语:
成绩:
年月日
一、计题目:
二、原理分析和设计
1、FDMA模型
频分多址(FDMA)是一种以传输信号的载波频率的不同划分来建立多址接入的方法。
该系统的模型如图:
2、模型分析
因信号的时域特征不太明显,不易对信号进行分析,特别是录制的语音信号更是如此。
而信号的频率特征清晰可见,为信号的分析提供了有效的途径。
因而可以在频域上比较和分析信号传输前后的特征变化。
假设系统创数以连续非周期信号f(t),琪频率表征为傅立叶变换,则该信号的傅立叶变换为
为了有效的进行FDMA通信,需将该信号进行调制,即需将该信号与高频载波信号相乘,所得信号的傅立叶变换为
比较上面两式可得,时域上原始信号与高频载波信号相乘,在频域上就是一个频谱搬移的过程,即原始信号的频谱线被线性的包一道正负载频的频率点上。
由上分析,我们不难看出,当系统同时传输多路信号时,所传输的复信号就可以表示为
其中
、
……信号;
……高频载波;
复用信号。
由于高频载波把各信号的频谱搬移到不同的频段,复用信号的频谱为各信号频谱的叠加,因此,只要传输该复用信号便可在同一信道上实现多路信号的同时传输,传输完成后,通过选择合适的带通滤波器,即可获得各个已调信号。
再进行解调,即将各个已调信号分别乘以各自的高频载波信号,这样,原始低频信号被移到低频段。
最后通过选择合适的低通滤波器恢复出各原始语音信号,从而实现FDMA通信传输。
三、详细设计
根据以上原理分析,在Matlab环境中,利用编程方法对FDMA通信模型进行仿真研究。
首先我们要通过matlab录制三段语音,对录制的语音进行频谱分析,找出各信号的主频率,结合分析的结果,为尽可能完整的恢复原信号和防止谱间干扰,确定各语音信号的高频载波频率。
对复用信号进行频谱分析,确定选用的带通滤波器的类型以及设计滤波器的各种参数,结合所得参数、针对各路信号设计出所需要的滤波器,对复用信号进行带通滤波,得到各信号的调制信号,对调制信号进行解调后,根据对信号频谱分析得到的参数设计出合适的低通滤波器,还原出原始信号。
为了完成该次课程设计的基本任务,我采用了两种方法。
这两种方法的不同之处主要体现在两个方面。
第一,在对信号的频谱分析时采用的函数不同,一个是fft,一个是freqz。
第二就是设计带通和低通滤波器的方法是不同的。
两种方法的结果对比,很明显的得出两种方法的优劣,其实质是体现出了滤波器设计方法的优劣。
方法一源程序:
调用的子函数:
functionhd=ideal(w,N);
alpha=(N-1)/2;
n=[0:
(N-1)];
m=n-alpha+eps;
hd=sin(w*m)./(pi*m);
functionhd=ideal_bp1(Wc1,Wch,N)
n=0:
1:
N-1;
m=n-alpha-eps;
hd=[sin(Wch*m)-sin(Wc1*m)]./(pi*m);
主函数:
disp('
你即将看到的是FDMA仿真模型'
);
pause(3);
fs=44100;
%声音的采样频率
t=0:
1/fs:
4-1/fs;
m1=cos(2*pi*4000*t);
%高频载波信号
m2=cos(2*pi*12000*t);
m3=cos(2*pi*19000*t);
x1=wavread('
sample1'
%读入事先录制的声音,即将处理的信号
x2=wavread('
sample2'
x3=wavread('
sample3'
xx1=x1'
.*m1;
%对信号进行调制,得到已调信号
xx2=x2'
.*m2;
xx3=x3'
.*m3;
你将听到三种未经处理的原始信号'
wavplay(x1,fs);
%播放原始信号
pause
(1);
wavplay(x2,fs);
wavplay(x3,fs);
pause
(2);
s=xx1+xx2+xx3;
%已调信号相叠加所得的复合信号
sk=fft(s);
%对复合信号,三种原始信号进行DFT
xk1=fft(x1);
xk2=fft(x2);
xk3=fft(x3);
figure
(1);
%画出复合信号,三种原始信号的时域、频域图
subplot(2,1,1);
plot(x1);
title('
原始信号一的时域图'
subplot(2,1,2);
plot(abs(xk1));
原始信号一的频谱图'
figure
(2);
plot(x2);
原始信号二的时域图'
plot(abs(xk2));
原始信号二的频谱图'
figure(3);
plot(x3);
原始信号三的时域图'
plot(abs(xk3));
原始信号三的频谱图'
figure(4);
plot(s);
复合信号的时域图'
plot(abs(sk));
复合信号的频谱图'
i=input('
请选择你想从复合信号中提取出的信号:
(1,2,3
退出请按0)
'
while(i)
if(i==1)
%各种带通滤波器的技术参数
Wpl=9000*pi/(2*fs);
Wph=24000*pi/(2*fs);
Wsl=8000*pi/(2*fs);
Wsh=25000*pi/(2*fs);
fc=4000;
j=5;
end
if(i==2)
Wpl=44000*pi/(2*fs);
Wph=52000*pi/(2*fs);
Wsl=43000*pi/(2*fs);
Wsh=53000*pi/(2*fs);
fc=12000;
j=10;
if(i==3)
Wpl=72000*pi/(2*fs);
Wph=80000*pi/(2*fs);
Wsl=71000*pi/(2*fs);
Wsh=81000*pi/(2*fs);
fc=19000;
j=15;
tr_width=min((Wpl-Wsl),(Wsh-Wph));
%设计带通滤波器
N=ceil(11*pi/tr_width)+1;
Wcl=(Wsl+Wpl)/2;
Wch=(Wsh+Wph)/2;
hd=ideal_bp1(Wcl,Wch,N);
%理想带通滤波器单位脉冲响应
h=hd.*(blackman(N))'
;
%得到的带通滤波器
hk=fft(h,4*fs);
%求其频率响应
figure(j);
subplot(2,1,1)
plot(h);
plot(abs(hk));
yk=hk.*sk;
%带通滤波
y=iff
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- FDMA 通信 模型 仿真
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