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。