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西电随机实验二——模拟调制VSB信号的产生及分析

来源:CSDN 时间:2023-01-31 13:37:01

模拟调制VSB信号的产生及分析


(资料图片仅供参考)

包含西电随机实验二的各个实验代码(包括软硬结合): 需要代码的私信联系,此处可能不能下载

文章目录

模拟调制VSB信号的产生及分析一、实验目的二、实验仪器三、实验原理四、实验步骤1.MATLAB仿真2.软硬结合 五、实验结果及分析六、心得体会

一、实验目的

1、掌握VSB调制的原理及其调制信号的产生方法。 2、掌握通过MATLAB产生VSB信号及发送到示波器观测的方法。 3、对VSB信号的特性进行分析。

二、实验仪器

1、PC 一台 2、Matlab2016b 3、Quartus II 11.0 4、双踪示波器 5、XSRP 软件无线电平台

三、实验原理

残留边带调制VSB是一种幅度调制法,它是在双边带调制的基础上,通过设计滤波器,使信号一个边带的频谱成分原则上保留,另一个边带频谱成分只保留小部分(残留),其调制原理如下: VSB信号的产生: VSB调制的频谱图如下: 对H(w)需要满足的特性通过研究VSB的解调过程来分析,VSB信号的解调原理如下: 对 S V S B ( t ) S_{VSB}\left( t \right) SVSB(t)作傅里叶变化得: S V S B ( w ) = S D S B ( w ) ⋅ H ( w ) = 1 2 [ M ( w + w c ) + M ( w − w c ) ] ⋅ H ( w ) S_{VSB}\left( w \right) =S_{DSB}\left( w \right) \cdot H\left( w \right) =\frac{1}{2}\left[ M\left( w+w_c \right) +M\left( w-w_c \right) \right] \cdot H\left( w \right) SVSB(w)=SDSB(w)⋅H(w)=21[M(w+wc)+M(w−wc)]⋅H(w) 已调VSB信号与c(t)相乘后: 经过LPF后输出为: S d ( w ) = 1 2 M ( w ) [ H ( w + w c ) + H ( w − w c ) ] S_d\left( w \right) =\frac{1}{2}M\left( w \right) \left[ H\left( w+w_c \right) +H\left( w-w_c \right) \right] Sd(w)=21M(w)[H(w+wc)+H(w−wc)] 所以接收端若要无失真地恢复出调制信号,则低通滤波器的传输特性需要满足: H ( w + w C ) + H ( w − w C ) = 常数 H\left( w+w_C \right) +H\left( w-w_C \right) =\text{常数} H(w+wC)+H(w−wC)=常数 上式表明,实现VSB的低通滤波器在载频𝜔𝑐处具有互补对称性。

四、实验步骤

1.MATLAB仿真

①在MATLAB新建脚本用于编写VSB调制代码。 ②设置采样频率5MHz,调制信号频率50KHz,幅度为6V,载波频率500KHz,幅度为1V。 ③产生调制信号和载波信号,打印其图形检测是否符合参数。 ④将调制信号与载波相乘,得到DSB信号,打印其图形观测DSB波形是否正确。 ⑤设计滤波器,打印其幅频特性曲线检测其是否符合要求。 ⑥将DSB信号通过滤波器,在滤波器输出端得到VSB信号,加上噪声后分析其波形、频谱,功率谱、自相关函数、均值、方差。 ⑦学生按照实验编号或其他规则设置参数,改变调制信号与载频的频率、幅度,按上述步骤产生各级信号并分析参数变化对输出信号的影响,分析最终产生的加噪VSB信号特性。

2.软硬结合

采用信号数据通过网络接口下载到XSRP硬件平台。 ①实测调制信号时域波形及频谱; ②实测载波时域波形及频谱; ③实测VSB信号时域波形及频谱; ④实测加噪 VSB 信号时域波形及频谱;

五、实验结果及分析

这部分的图片以及分析内容请前往报告下载 1.MATLAB仿真(1)调制信号时域波形及频谱; (2)载波时域波形及频谱; (3)VSB 信号时域波形及频谱; (4)加噪VSB信号时域波形及频谱; (5)加噪VSB信号时域波形的自相关函数; (6)已调信号功率谱; (7)加噪VSB信号时域波形的均值及方差。 2.软硬结合信号数据通过网络接口下载到XSRP硬件平台,该过程是将MATLAB 产生的数据文件通过网络接口将数据下载到XSRP平台,然后通过示波器观察测量硬件平台输出的实际信号。 (1)实测调制信号时域波形及频谱; (2)实测载波时域波形及频谱; (3)实测VSB信号时域波形及频谱; (4)实测加噪VSB信号时域波形及频谱; 3.实验结论通过MATLAB仿真和软硬结合实验,对VSB调制特性有了深刻的认识,残留边带调制VSB介于SSB与DSB之间,它既克服了DSB信号占用频带宽的特点,又解决了SSB实现中的困难,它不像SSB那样完全抑制 DSB的一个边带,而是逐渐切割,使其残留一小部分。

六、心得体会

通过此次随机信号实验2中的VSB调制实验,加深了对VSB调制的理解,对MATLAB编程更加熟练,了解和掌握了新的函数,提高了面对问题以及解决问题的能力。 其中在加噪声时,用到了WGN和AWGN函数在答辩时对函数参数含义是功率还是幅度不明确,所以对这两个函数进行学习。WGN用于产生高斯白噪声,AWGN则用于在某一信号中加入高斯白噪声。其中:<1>WGN:产生高斯白噪声y = wgn(m,n,p) 产生一个m行n列的高斯白噪声的矩阵,p以dBW为单位指定输出噪声的强度。 y = wgn(m,n,p,imp) 以欧姆(Ohm)为单位指定负载阻抗。 y = wgn(m,n,p,imp,state) 重置RANDN的状态。 在数值变量后还可附加一些标志性参数: y = wgn(…,POWERTYPE) 指定p的单位。POWERTYPE可以是’dBW’, ‘dBm’或’linear’。线性强度(linear power)以瓦特(Watt)为单位。 y = wgn(…,OUTPUTTYPE) 指定输出类型。OUTPUTTYPE可以是’real’或’complex’。<2>AWGN:在某一信号中加入高斯白噪声y = awgn(x,SNR) 在信号x中加入高斯白噪声。信噪比SNR以dB为单位。x的强度假定为0dBW。如果x是复数,就加入复噪声。 y = awgn(x,SNR,SIGPOWER) 如果SIGPOWER是数值,则其代表以dBW为单位的信号强度;如果SIGPOWER为’measured’,则函数将在加入噪声之前测定信号强度。 y = awgn(x,SNR,SIGPOWER,STATE) 重置RANDN的状态。 y = awgn(…,POWERTYPE)指定SNR和SIGPOWER的单位。POWERTYPE可以是’dB’或’linear’。如果POWERTYPE是’dB’,那么SNR以dB为单位,而SIGPOWER以dBW为单位。如果POWERTYPE是’linear’,那么SNR作为比值来度量,而SIGPOWER以瓦特为单位。

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