信息处理实践实验报告Word文档格式.docx
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3、通过信息处理实践的课程设计，掌握设计信息处理系统的思维方法和基本开发过程。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
一、学习Matlab软件
1、掌握Matlab软件的安装；
2、熟悉Matlab的运行环境；
3、根据所设计系统的需要会合理设定系统模块的各项参数；
4、根据所设计系统的需要，优化模块设计最优系统。
二、实践设计要求：
1、根据所选题目，设计实现系统的原理框图。
2、建立系统的模型，给出系统不同节点输出波形。
3、每三人一组，写出设计报告。
三、参考题目
题目1：
基于2DPSK通信系统仿真
1、应用MATLAB环境下的Simulink仿真平台，构建调制解调电路图；
2、采用脉冲编码调制，将模拟信号转换为数字信号；
3、观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后的频谱变化；
4、在调制解调电路中加上噪声源，分析误码率，并给出仿真波形；
5、完成2DPSK通信系统仿真，并对处理结果进行分析与比较；
题目2：
双音频信号滤波去噪
1、录制观察双音频信号的幅度谱和频率谱；
2、了解双音频信号的基本特性，对其进行人工加噪；
3、根据窗口特性设置相应滤波器过渡带宽和最小阻带衰减；
4、滤波器指标符合工程实际；
5、设计完后检查其频谱响应曲线是否满足指标。
题目3：
增量调制系统
1、用SIMULINK建立简单增量调制系统的模型；
2、进行正弦信号语音信号的传输；
3、改变抽样频率和量化台阶大小，观察重建信号以及量化噪声信号的波形；
4、对于语音信号主观评价声音质量的变化；
5、计算并画出量化信噪比曲线。
题目4：
QDPSK信号的调制与解调
1、采用Simulink建立模型；
2、对于100波特的二进制数字信号采用升余弦波形进行基带成型；
3、采用码变换QPSK调制的方法进行QDPSK数字调制和解调；
4、信道采用高斯噪声信道，改变输入信噪比，统计误码率；
用MATLAB编写程序仿真性能曲线（输入信噪比与误码率关系曲线）。
题目5：
4PSK信号的生成与接收滤波
1、产生二进制[0，1]随机信号波，信号速率为2000Hz；
2、将此信号分成2路，进行4PSK映射；
3、两路信号分别通过滚降系数为0.5的升余弦滚降滤波器，进行正交调制，合成输出；
4、载波频率为fc=2KHz加入高斯白噪声，画出相应波形和对应频谱；
5、在接收端进行带通滤波，在有噪声的情况下进行眼图仿真。
题目6：
1、用离散的方法生成DSB信号；
2、载波频率为150KHz，音频为500Hz和2000Hz的混合音；
3、加入高斯白噪声带通滤波，分别用正交解调和检波的方法实现解调；
4、抽样速率为600Hz；
5、画出各点的信号波形和频谱。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕：
每个同学独立完成自己的任务，每人写一份设计报告，在课程设计论文中写明自己设计的部分，给出设计结果。
4．主要参考文献：
1.樊昌信等.通信原理（第三版）.北京：
国防工业出版社.2004
2.郑君里等.信号与系统（第二版）.北京：
高等教育出版社.2000
5．设计成果形式及要求：
设计的原理框图，仿真模型。
课程设计说明书
6．工作计划及进度：
6月4日～6月6日
6月7日～6月10日
6月11日～6月13日
6月14日
6月15日
相关资料查阅；
相关软件的学习；
方案设计，完成并实现信息处理；
书写论文；
答辩、成绩考核。
系主任审查意见：
签字：
年月日
目录
一、设计目的…………………………………………1
二、设计任务与要求及软件介绍………………………1
三、设计步骤…………………………………………2
1、实验预习………………………………2
2、设计方案……………………………………3
3、实验原理……………………………………3
4、实验具体过程……………………………………4
5、实验代码……………………………………7
6、Simulink仿真……………………………………9
四、设计总结…………………………………………11
五、实验心得…………………………………………11
六、参考文献…………………………………………12
实验报告
一．设计目的：
1．DSB-SC信号的生成与解调
（1）进一步了解双边带抑制载波调幅信号的产生过程；
（2）理论联系实际通过实验仿真，获得双边带抑制载波调幅信号时域和频域的波形;
（3）练习matlab软件的使用，掌握常用函数的用法，以及M文件的用法，编写程序，仿真实现DSB-SC信号的生产与解调。
二．设计任务与要求及软件介绍：
设计任务及主要指标：
DSB-SC信号的生成与解调
5、画出各点的信号波形和频谱；
6、用SIMULINK进行仿真；
设计任务主要用的软件是：
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
比较适合这次课程设计的要求。
MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。
其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。
通过比较matlab比较能够全面实现本次设计的全部要求。
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
三．设计步骤：
1．实验预习：
首先要对DSB-SC信号有一定的了解：
在AM信号中，载波分量并不携带信息，仍占据大部分功率，如果抑制载波分量的发送，就能够提高功率效率，这就抑制载波双边带调制DSB-SC（DoubleSideBandwithSuppressedCarrier），简称双边带调制（DSB）。
其时域波形表达式为：
Sdsb（t）=m（t）cosωct
当调制信号为确知信号时，已调信号的频谱为
Sdsb（ω）=1/2[M（ω+ωc）+M（ω-ωc）]
2．设计方案：
由DSB信号的时域波形可知，DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，通常需要采用相干解调。
3、设计原理
调制：
抑制载波双边带调幅的调制过程是调制信号与载波的相乘运算，其数学模型图为
双边带调幅调制模型
解调:
如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，就可以恢复原始信号，解调的频谱搬移可用相乘运算来实现，已调信号乘上调制载波完全相同的载波，表达式为：
sDSB“cosωct=½
f（t）+½
f（t）cosωct，经过低通滤波器（LPF）滤除高频部分，得到sd（t）=½
f（t）,解调时所使用的载波与调制载波同频同相，因此成为想干载波，响应的解调方式成为相干解调，原理图为：
相干解调原理
如果载波信号为cosωct，那么正交解调的原理图为
正交解调原理
4、实验具体过程
1、用matlab绘制载波信号，载波为ct=cos（2*pi*fc*t），频率fc=150KHZ，利用subplot函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度，时间。
2、用matlab绘制调制信号，调制信号为音频500HZ和2000HZ的混合音，调制信号为mt=cos（2*pi*500*t）+cos（2*pi*2000*t），同样利用subplot函数实现子图的画法，对所画图做标识。
3、用matlab绘制已调信号，抑制载波双边带的信号是调制信号和载波信号的乘积，利用subplot实现函数子图的画法，并作标识
4、在已调信号中加入高斯白噪声，在信道中进行传输，利用subplot实现函数子图的画法，并作标识。
5、让信号进入带通滤波器，保留边带周围的信号，利用subplot实现函数子图的画法，并作标识。
6、将已调信号进行相干解调，并是解调信号进入低通滤波器，滤掉高频的部分，留下有用的部分，利用subplot实现函数子图的画法，并作标识。
7、生成调制信号频谱，并用包络检波的方式输出调制信号，利用subplot实现函数子图的画法，并作标识。
5、实验代码
clearall;
closeall;
clc;
t0=0.1
dt=0.000001;
t=[0:
dt:
0.005];
fc=150000;
ct=cos（2*pi*fc*t）;
%载波信号
mt=cos（2*pi*500*t）+cos（2*pi*2000*t）;
s_dsb=mt.*ct;
figure
（1）
subplot（3,1,1）,plot（t,mt）,title（'
mt----调制信号'
）
subplot（3,1,2）,plot（t,ct）,title（'
ct----载波信号'
subplot（3,1,3）,plot（t,s_dsb）,title（'
s_dsb----已调信号'
[m,n]=size（s_dsb）;
ni=0.1*randn（m,n）;
s_dsb0=s_dsb+ni;
figure
（2）
subplot（3,1,1）,plot（t,ni）,title（'
ni----高斯白噪声'
subplot（3,1,2）,plot（t,s_dsb0）,title（'
s_dsb0=s_dsb+ni----已调信号+高斯白噪声'
w1=2*dt*（fc-2*1667）;
w2=2*dt*（fc+2*1667）;
[b,a]=butter（4,[w1,w2],'
bandpass'
）;
s_dsb1=filter（b,a,s_dsb0）;
subplot（3,1,3）,plot（t,s_dsb1）,title（'
s_dsb1----信号进入带通滤波器'
figure（3）;
title（'
包络检波后输出波形'
s_dsb2=s_dsb1.*ct;
subplot（3,1,1）,plot（t,s_dsb2）,title（'
s_dsb2----信号经相干解调后的波形'
B=2*1667;
wn3=2*dt*B;
[b,a]=butter（4,wn3,'
low'
s_dsb3=filter（b,a,s_dsb2）;
subplot（3,1,2）,plot（t,-s_dsb3）,title（'
s_dsb3----解调后的信号'
subplot（3,1,3）,plot（t,s_dsb3）,title（'
s_dsb3----信号进入低通滤波器'
subplot（3,1,3）,plot（t,2*s_dsb3）,holdon,title（'
解调后的信号与原调制信号比较'
plot（t,mt,'
r'
ts=-30*pi:
0.01*pi:
30*pi;
%这个由采样频率而定。
这个是200的采样频率。
x=sin（2*pi*500*ts）+0.5*cos（2*pi*2000*ts）;
f=fft（x,2001）;
y=abs（f）;
%取模，整合幅频和相频
figure（4）
subplot（2,1,1）;
plot（y,'
r-'
）,title（'
调制信号的频谱'
envelop=abs（hilbert（s_dsb1+4*cos（2*pi*150000*t）））;
subplot（2,1,2）;
plot（t,envelop）,title（'
四．Simulink仿真
五．实验总结：
通过设计抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调，对通信原理中的抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调能进一步深入理解和学习。
把书上的理论通过自己的设计与现实的问题结合起来，在加强理论学习的同时增强了自己的动手能力。
课程设计使我对通信系统的认识不再只是停留在书本上，通过软件仿真的结果与书上的结论相对比，能够更加直观的理解书上的理论。
在做课程设计的同时，进一步深入的学习了MATLAB的使用，认识到了MATLAB在通信系统设计方面的优势。
虽然还不能说完全掌握了它的使用，但是却对它产生了很大的兴趣，对以后的学习打下了坚实的基础。
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，通过对它的使用使我对MATLAB有了更深的认识，同时发现自己对知识的学习还有很大的缺陷，需要课下更多的学习。
六．实验体会
通过本次课程设计，我学到了很多，很发现了很多自己的不足之处。
例如，对通信原理和数字信号处理的理论知识掌握的还很不扎实，一知半解的，这导致我做课程设计的时候遇到了很多问题。
还有matlab的使用也遇到了一些问题，虽然我曾经学过matlab的相关课程，但是真正运用起来的时候，有些小细节就体现出来了，比如乘和点乘的区别就有些弄不清楚了，这些都是需要在以后的学习中进一步改正的。
人都是在逆境中成长的，通过自己十多天的查阅书籍和询问同学，最后把想要的结果还是做出来了，这不仅提高了我的这方面的相关知识，同时也让我知道对知识要有‘温故而知新’的严谨态度。
七.参考文献
【1】.樊昌信等.通信原理（第三版）.北京：
【2】.郑君里等.信号与系统（第二版）.北京：
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