DSP课程设计通信信号时频域分析及数字滤波器设计.docVIP

课程设计报告 题 目 通信信号时频域分析及数字滤波器设计 学 院 电子信息工程学院 专 业 电子信息工程 学生姓名 张康 学 号 201010312136 年级 2010级 指导教师 吴伟 职称 副教授 2013年12月10日 通信信号时频域分析及数字滤波器设计 摘要:在当今天社会，通信领域的发展速度是越来越快，通信信号也成为了人们研究的一个热点。通信信号主要是研究其调制方式，如ASK、PSK、FSK等。在这些调制方式中又主要以数字调制方式为主，并且生活中模拟信号数字化的重要性也日趋常态。研究这些信号主要从时域和频域来进行分析。本课题主要对一组码率为1MHz随机二制信号使用不同的采频率进行FSK、ASK、PSK的方式进行调制产生多组时域信号，并使用不同截止频率的低通滤波器对信号进行滤波。经过对时域信号分析后再通过FFT（快速傅立叶变换）得到多组频域信号。本设计主要使用MATLAB软件通过计算机辅助分析和设计技术来进行仿真和分析。 关键词：通信信号；时域；频域；滤波器； 第1章 引言 4 1.1 背景 4 1.2 选题的目的和意义 5 1.3 本课程设计的主要内容 5 第2章 模拟信号数字化 6 2.1 总体思想 6 2.2 信号的压缩和扩张 6 2.2.1 基本思想 6 第三章 实验仿真 8 3.1 课程设计要求设计要求： 8 3.2 课程设计流程 8 3.3 FSK调制信号产生与仿真 8 3.3.1 FSK简介 8 3.3.2 2FSK调制信号产生 8 3.3.3 2FSK调制信号仿真图 10 3.3.4 2FSK调制信号滤波 11 3.3.4 2FSK调制信号滤波仿真图 12 3.4 ASK信号调制 14 3.4.1 ASK简介 14 3.4.2 ASK调制信号产生 14 3.4.3 2ASK调制信号仿真图 16 3.4.4 2FSK调制信号滤波 17 3.4.5 2ASK调制信号滤波仿真图 18 3.5 BPSK信号调制 19 3.5.1 BPSK的基本原理 19 3.5.2 BPSK调制信号产生 19 3.5.3 BPSK调制信号仿真图 20 3.4.4 BPSK调制信号滤波 22 3.5.5 BPSK调制信号滤波仿真图 23 3.6 仿真结果分析 25 3.6.1 不同采样频率下的仿真结果分析 25 3.6.2 不同截止频率下低通滤波的仿真结果分析 25 第3章 总结 26 第1章 引言 1.1 背景 计算机辅助分析和设计技术发展十分迅速，出现了大量实用仿真软件与工具，并应用于通信系统建模，分析和设计，使得通信系统仿真发展很快。计算机辅助技术基本上有两大类，一是基于公式的方法，用计算机计算复杂的公式；二是用计算机仿真系统的信号波形，即波形仿真。 仿真是衡量系统性能的工具，它通过仿真模型的仿真结果来判断原系统的性能从而为新系统的建立或原系统的改造提供可靠的参考。通过仿真，可以降低新系统失败的可能性，消除系统中潜在的瓶颈，防止对系统中某些功能部件造成过盈的负载，优化系统的整体性能，因此，仿真是科学研究和工程建设中不可缺少的方法。 通信系统负责将包含信息的消息从发送方有效地传递到接收方。。通信系统又分为数字通信系统和模拟通信系统。如果信源输出时数字信号，或者信源输出的模拟信号经过数模转换后成为数字信号，再进行处理和传输，则这样的通信系统称为数字通信系统；如果信源输出是模拟信号，在发送设备中没有将其转换为数字信号，而是直接对其进行时域或频域的处理之后就进行传输，则这样的通信系统称为模拟通信系统。 与一般的通信系统仿真过程类似，在对本设计方案实施仿真之前，首先需要研究系统的特性，通过归纳和抽象建立系统的仿真模型。图1-1是关于通信系统仿真流程的一个示意图。 图1-1 系统仿真的一般流程 从图1-1中可以看到，系统仿真是一个循环往复的过程，它从当前系统出发，通过分析建立起一个能够在一定程度上描述原系统的仿真模型，然后通过仿真实验得到相关的数据。通过对仿真数据的分析可以得到相应的结论，然后把这个结论应用到对当前通信系统的改造中。如果改造后系统的性能并不像仿真结果那样令人满意还需要重新实施通信系统仿真，这时候改造后的系统就成了当前系统，并且开始新一轮的系统仿真过程。 1.2 选题的目的和意义 《数字信号处理》课程设计是在《数字信号处理》课程之后，通过课程设计将我们从理论知识学习的轨道逐步引向实际应用的重要环节，把理论上