SSB信号调制解调滤波法.docx
《SSB信号调制解调滤波法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SSB信号调制解调滤波法.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
SSB信号调制解调滤波法
SSB信号调制解调（滤波法）
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
%SSB信号调制解调
clear;clc;
f0=1;%信源信号频率（Hz）
E0=1;%信源信号振幅（V）
E=1;%载波分量振幅（V）
fc=10;%载波分量频率（Hz）
t0=1;%信号时长
snr=15;%解调器输入信噪比dB
dt=0.003;%系统时域采样间隔
fs=1/dt;%系统采样频率
df=0.001;%所需的频率分辨率
t=0:
dt:
t0;
Lt=length（t）;%仿真过程中，信号长度
snr_lin=10^（snr/10）;%解调器输入信噪比
%-------------画出调制信号波形及频谱
%产生模拟调制信号
m=E*cos（2*pi*f0*t）;
L=min（abs（m））;%包络最低点
R=max（abs（m））;%包络最高点
%画出调制信号波形和频谱
clf;
figure
（1）;
%%
%画出调制信号波形
subplot（411）;
plot（t,m（1:
length（t）））;
axis（[0,t0,-R-0.3,R+0.3]）;%设置坐标范围
xlabel（'t'）;title（'调制信号'）;
set（gca,'YTick',-R:
1:
R）;
subplot（412）;
[M,m,df1,f]=T2F_new（m,dt,df,fs）;%求出调制信号频谱
[Bw_eq]=signalband（M,df,t0）;%求出信号等效带宽
f_start_low=fc-Bw_eq;%求出产生下边带信号的带通滤波器的起始频率f_cutoff_low=fc;%求出产生下边带信号的带通滤波器的截止频率f_start_high=fc;%求出产生上边带信号的带通滤波器的起始频率f_cutoff_high=fc+Bw_eq;%求出产生上边带信号的带通滤波器的截止频率
plot（f,fftshift（abs（M）））;%画出调制信号频谱%M：
傅里叶变换后的频谱序列
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
xlabel（'f'）;title（'调制信号频谱'）;
axis（[-fc-5*f0,fc+5*f0,0,max（M）+0.3]）;
set（gca,'XTick',-10:
10:
10）;
set（gca,'XGrid','on'）;
%%
%载波及其频谱
subplot（413）;
c=cos（2*pi*fc*t）;%载波
plot（t,c）;
axis（[0,t0,-E-0.2,E+0.2]）;
xlabel（'t'）;title（'载波'）;
subplot（414）;%载波频谱
[C,c,df1,f]=T2F_new（c,dt,df,fs）;
plot（f,fftshift（abs（C）））;%画出载波频谱
xlabel（'f'）;title（'载波频谱'）;
axis（[-fc-5*f0,fc+5*f0,0,max（C）+0.3]）;
set（gca,'XTick',-10:
10:
10）;
set（gca,'XGrid','on'）;
%%
%已调信号及其频谱
figure
（2）;
subplot（321）;%画已调信号
u=m（1:
Lt）.*c（1:
Lt）;
plot（t,u）;
axis（[0,t0,-max（u）-0.5,max（u）+0.5]）;
xlabel（'t'）;title（'DSB信号'）;
set（gca,'YTick',-max（u）:
1:
max（u））;
subplot（322）;
[U,u,df1,f]=T2F_new（u,dt,df,fs）;
plot（f,fftshift（abs（U）））;%画出已调信号频谱
xlabel（'f'）;title（'DSB信号频谱'）;
axis（[-fc-5*f0,fc+5*f0,0,max（U）+0.3]）;
set（gca,'XTick',-10:
10:
10）;
set（gca,'XGrid','on'）;
%%
%滤波法产生SSB信号
[H_low,f_low]=bp_f（length（u）,f_start_low,f_cutoff_low,df1,fs,1）;%求滤波法产生下边带需要的带通滤波器
[H_high,f_high]=bp_f（length（u）,f_start_high,f_cutoff_high,df1,fs,1）;
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
%[H,f]=bp_f（length（sam）,f_start,f_cutoff,df1,fs,1）;
subplot（323）;
plot（f_low,fftshift（abs（H_low）））;%画出带通滤波器
xlabel（'f'）;title（'下边带带通滤波器'）;
axis（[-f_cutoff_low-1,f_cutoff_low+1,-0.05,1.05]）;
subplot（324）;
plot（f_high,fftshift（abs（H_high）））;%画出带通滤波器xlabel（'f'）;title（'上边带带通滤波器'）;
axis（[-f_cutoff_high-1,f_cutoff_high+1,-0.05,1.05]）;
subplot（325）;
plot（f_low,fftshift（abs（H_low）））;holdon;%画出带通滤波器
plot（f,fftshift（abs（U）））;%画出已调信号频谱axis（[-fc-5,fc+5,-0.05,1.05]）;
xlabel（'f'）;title（'下边带信号'）;
subplot（326）;
plot（f_high,fftshift（abs（H_high）））;holdon;%画出带通滤波器
plot（f,fftshift（abs（U）））;%画出已调信号频谱axis（[-fc-5,fc+5,-0.05,1.05]）;
xlabel（'f'）;title（'上边带信号'）;
%%
%----------------经过带通滤波器，产生单边带信号（以上边带信号为例）
samuf=H_high.*U;%滤波器输出信号的频谱
[samu]=F2T_new（samuf,fs）;%滤波器输出信号的波形
figure（3）;
subplot（321）;
plot（t,samu（1:
Lt））;
axis（[0,t0,-max（samu）-0.3,max（samu）+0.3]）;
xlabel（'t'）;title（'上边带信号'）;
%%
[samuf,samu,df1,f]=T2F_new（samu（1:
Lt）,dt,df,fs）;%上边带信号频谱
subplot（322）;
plot（f,fftshift（abs（samuf）））;%画出经过理想带通滤波器后信号频谱xlabel（'f'）;title（'上边带信号频谱'）;
axis（[-fc-5*f0,fc+5*f0,0,max（samuf）+0.1]）;
set（gca,'XTick',-10:
10:
10）;
set（gca,'XGrid','on'）;
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
%%
%将已调信号送入信道
%先根据所给信噪比产生高斯白噪声
signal_power=power_x（samu（1:
Lt））;%已调信号的平均功率
noise_power=（signal_power*fs）/（snr_lin*4*Bw_eq）;%求出噪声方差（噪声均值为0）noise_std=sqrt（noise_power）;%噪声标准差
noise=noise_std*randn（1,Lt）;%产生噪声
%画出信道高斯白噪声波形及频谱，此时，噪声已实现，为确知信号，可求其频谱
subplot（323）;
plot（t,noise）;
axis（[0,t0,-max（noise）,max（noise）]）;
xlabel（'t'）;title（'噪声信号'）;
subplot（324）;
[noisef,noise,df1,f]=T2F_new（noise,dt,df,fs）;%噪声频谱
plot（f,fftshift（abs（noisef）））;%画出噪声频谱
xlabel（'f'）;title（'噪声频谱'）;
%%
%信道中的信号%叠加了噪声的已调信号频谱
sam=samu（1:
Lt）+noise（1:
Lt）;
subplot（325）;
plot（t,sam）;
axis（[0,t0,-max（sam）,max（sam）]）;
xlabel（'t'）;title（'信道中的信号'）;
subplot（326）;
[samf,sam,df1,f]=T2F_new（sam,dt,df,fs）;%求出叠加了噪声的已调信号频谱plot（f,fftshift（abs（samf）））;%画出叠加了噪声的已调信号频谱xlabel（'f'）;title（'信道中信号的频谱'）;
axis（[-fc-5*f0,fc+5*f0,0,max（samf）+0.1]）;
set（gca,'XTick',-10:
10:
10）;
set（gca,'XGrid','on'）;
%%
%----------------经过带通滤波器
%经过理想滤波器后的信号及其频谱
DEM=H_high.*samuf;%滤波器输出信号的频谱
[dem]=F2T_new（DEM,fs）;%滤波器输出信号的波形
figure（4）;
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
subplot（321）;%经过理想带通滤波器后的信号波形
plot（t,dem（1:
Lt））;%画出经过理想带通滤波器后的信号波形
axis（[0,t0,-max（dem）-0.3,max（dem）+0.3]）;
xlabel（'t'）;title（'理想BPF输出信号'）;
%%
[demf,dem,df1,f]=T2F_new（dem（1:
Lt）,dt,df,fs）;%求经过理想带通滤波器后的信号频谱subplot（322）;
plot（f,fftshift（abs（demf）））;%画出经过理想带通滤波器后信号频谱xlabel（'f'）;title（'理想BPF输出信号频谱'）;
axis（[-fc-5*f0,fc+5*f0,0,max（demf）+0.1]）;
set（gca,'XTick',[-10:
10:
10]）;
set（gca,'XGrid','on'）;
%%
%--------------和本地载波相乘，即混频
subplot（323）;
plot（t,c（1:
Lt））;
axis（[0,t0,-E-0.2,E+0.2]）;
xlabel（'t'）;title（'本地载波'）;
subplot（324）;%频谱载波
[C,c,df1,f]=T2F_new（c（1:
Lt）,dt,df,fs）;
plot（f,fftshift（abs（C）））;%画出载波频谱
xlabel（'f'）;title（'本地载波频谱'）;
axis（[-fc-5*f0,fc+5*f0,0,max（C）+0.3]）;
set（gca,'XTick',[-10:
10:
10]）;
set（gca,'XGrid','on'）;
%再画出混频后信号及其频谱
der=dem（1:
Lt）.*c（1:
Lt）;%混频
%%
subplot（325）;%画出混频后的信号
plot（t,der）;
axis（[0,t0,-R,R]）;
xlabel（'t'）;title（'混频后的信号'）;
subplot（326）;
[derf,der,df1,f]=T2F_new（der,dt,df,fs）;%求出混频后的信号频谱
plot（f,fftshift（abs（derf）））;%画出混频后的信号频谱
xlabel（'f'）;title（'混频后的信号频谱'）;
axis（[-2*fc-5*f0,2*fc+5*f0,0,max（derf）+0.3]）;
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
set（gca,'XTick',[-10:
10:
10]）;
set（gca,'XGrid','on'）;
%%
%-----------------经过低通滤波器
%画出理想低通滤波器
figure（5）;
[LPF,f]=lp_f（length（der）,Bw_eq,df1,fs,1）;%求出低通滤波器
subplot（411）;
plot（f,fftshift（abs（LPF）））;%画出理想低通滤波器
xlabel（'f'）;title（'理想LPF'）;
axis（[-f0-Bw_eq,f0+Bw_eq,-0.05,1.05]）;
%%
%混频信号经过理想低通滤波器后的频谱及波形
DM=LPF.*derf;%理想低通滤波器输出的频谱
[dm]=F2T_new（DM,fs）;%滤波器的输出波形
subplot（412）;
plot（t,dm（1:
Lt））;%画出经过低通滤波器后的解调波形axis（[0,t0,-max（dm）-0.2,max（dm）+0.2]）;
xlabel（'t'）;title（'恢复信号'）;
set（gca,'YTick',[-1:
0.5:
1]）;
set（gca,'YGrid','on'）;
subplot（413）;
[dmf,dm,df1,f]=T2F_new（dm（1:
Lt）,dt,df,fs）;%求LPF输出信号的频谱
plot（f,fftshift（abs（dmf）））;%画出LPF输出信号的频谱xlabel（'f'）;title（'恢复信号频谱'）;
axis（[-fc,fc,0,max（abs（dmf））+0.1]）;
set（gca,'XTick',[-10:
10:
10]）;
set（gca,'XGrid','on'）;
%%
subplot（414）;
plot（t,m（1:
Lt））;%画出调制信号波形
xlabel（'t'）;title（'调制信号'）;
set（gca,'YTick',[-R:
1:
R]）;
axis（[0,t0,-R-0.3,R+0.3]）
xlabel（'t'）;title（'调制信号'）;
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
子函数
%序列的傅里叶变换
%各参数含义与子函数T2F中的完全相同，完成序列的傅里叶变换
function[M,m,df]=fftseq（m,ts,df）
fs=1/ts;
ifnargin==2
n1=0;
else
n1=fs/df;
end
n2=length（m）;
n=2^（max（nextpow2（n1）,nextpow2（n2）））;
M=fft（m,n）;
m=[m,zeros（1,n-n2）];
df=fs/n;
end
%计算信号功率
functionp=power_x（x）
%x:
输入信号
%p:
返回信号的x功率
p=（norm（x）.^2）./length（x）;
end
%将信号从频域转换到时域
function[m]=F2T（M,fs）
%----------------输入参数
%M：
信号的频谱
%fs:
系统采样频率
%----------------输出（返回）函数
%m:
傅里叶逆变换后的信号，注意其长度为2的整数次幂，利用其画波形时，要注意选取m的一部分，选取长度和所给时间序列t的长度要一致，plot（t,m（1:
length（t）））,否则会出错m=real（ifft（M））*fs;
end
%将信号从时域转换到频域
function[M,m,df1,f]=T2F（m,ts,df,fs）
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
%----------------输入参数
%m：
信号
%ts:
系统时域采样间隔、
%df:
所需的采样频率
%fs:
系统采样频率
%----------------输出（返回）函数
%M：
傅里叶变换后的频谱序列
%m:
输入信号参与傅里叶变换后对应序列，需要注意的是，该序列与输入信号m的区别，其长度是不一样的，输入的m长度不一定是2的整数次幂，而傅里叶变换要求输入信号长度为2的整数次幂，
%故傅里叶变换前需要对m信号进行补零操作，其长度有所增加，估输出参数中的m为补零后的输入信号，其长度与输入参数m不一样，但与M,f的长度是一样的，
%并且，其与时间序列t所对应的序列m（1:
length（t））与输入参数中的m是一致的。
%df1:
返回的频率分辨率
%f:
与M相对应的频率序列
[M,m,df1]=fftseq（m,ts,df）;
f=[0:
df1:
df1*（length（m）-1）]-fs/2;
M=M/fs;
End
%低通滤波器
function[H,f]=lp_f（n,f_cutoff,df1,fs,p）
%低通滤波器函数输入设计的滤波器参数，产生低通滤波器频率特性函数H和频率向量f%------------输入参数
%n低通滤波器的输入信号长度
%f_cutoff低通滤波器截止频率
%df1频率分辨率
%fs抽样频率
%p滤波器振幅
%------------输出（返回）函数
%H低通滤波器频率响应
%f频率向量
%滤波器设计
n_cutoff=floor（f_cutoff/df1）;
f=[0:
df1:
df1*（n-1）]-fs/2;
H=zeros（size（f））;
H（1:
n_cutoff）=p*ones（1,n_cutoff）;
H（length（f）-n_cutoff+1:
length（f））=p*ones（1,n_cutoff）;
end
%带通滤波器
SSB（滤波法法）调制解调Matlab.m文件源码
function[H,f]=bp_f（n,f_start,f_cutoff,df1,fs,p）
%带通滤波器函数，输入设计的滤波器参数，产生带通滤波器频率特性函数H和频率向量f%------------输入参数
%n带通滤波器的输入信号长度
%f_start通带起始频率
%f_cutoff带通滤波器截止频率
%df1频率分辨率
%fs抽样频率
%p滤波器振幅
%------------输出（返回）函数
%H带通滤波器频率响应
%f频率向量
%滤波器设计
n_cutoff=floor（f_cutoff/df1）;
n_start=floor（f_start/df1）;
f=[0:
df1:
df1*（n-1）]-fs/2;
H=zeros（size（f））;
H（n_start+1:
n_cutoff）=p*ones（1,n_cutoff-n_start）;
H（length（f）-n_cutoff+1:
length（f）-n_start）=p*ones（1,n_cutoff-n_start）;
end
function[Bw_eq]=signalband（sf,df,T）
%计算信号等效带宽
%sf:
信号频谱
%df:
频率分辨率
%T:
信号持续时间
sf_max=max（abs（sf））;
Bw_eq=sum（abs（sf）.^2）*df/T/sf_max.^2;
升级会员 