西電隨機實驗二——模擬調制VSB信號的產生及分析

模擬調制VSB信號的產生及分析

(資料圖片僅供參考)

包含西電隨機實驗二的各個實驗代碼(包括軟硬結合)： 需要代碼的私信聯系，此處可能不能下載

文章目錄

模擬調制VSB信號的產生及分析一、實驗目的二、實驗儀器三、實驗原理四、實驗步驟1.MATLAB仿真2.軟硬結合 五、實驗結果及分析六、心得體會

一、實驗目的

1、掌握VSB調制的原理及其調制信號的產生方法。 2、掌握通過MATLAB產生VSB信號及發送到示波器觀測的方法。 3、對VSB信號的特性進行分析。

二、實驗儀器

1、PC 一臺 2、Matlab2016b 3、Quartus II 11.0 4、雙蹤示波器 5、XSRP 軟件無線電平臺

三、實驗原理

殘留邊帶調制VSB是一種幅度調制法，它是在雙邊帶調制的基礎上，通過設計濾波器，使信號一個邊帶的頻譜成分原則上保留，另一個邊帶頻譜成分只保留小部分(殘留)，其調制原理如下： VSB信號的產生： VSB調制的頻譜圖如下： 對H(w)需要滿足的特性通過研究VSB的解調過程來分析，VSB信號的解調原理如下： 對 S V S B ( t ) S_{VSB}\left( t \right) SVSB(t)作傅里葉變化得： 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) 已調VSB信號與c(t)相乘后： 經過LPF后輸出為： 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)] 所以接收端若要無失真地恢復出調制信號，則低通濾波器的傳輸特性需要滿足： H ( w + w C ) + H ( w ? w C ) = 常數 H\left( w+w_C \right) +H\left( w-w_C \right) =\text{常數} H(w+wC)+H(w?wC)=常數 上式表明，實現VSB的低通濾波器在載頻????處具有互補對稱性。

四、實驗步驟

1.MATLAB仿真

①在MATLAB新建腳本用于編寫VSB調制代碼。 ②設置采樣頻率5MHz，調制信號頻率50KHz，幅度為6V，載波頻率500KHz，幅度為1V。 ③產生調制信號和載波信號，打印其圖形檢測是否符合參數。 ④將調制信號與載波相乘，得到DSB信號，打印其圖形觀測DSB波形是否正確。 ⑤設計濾波器，打印其幅頻特性曲線檢測其是否符合要求。 ⑥將DSB信號通過濾波器，在濾波器輸出端得到VSB信號，加上噪聲后分析其波形、頻譜，功率譜、自相關函數、均值、方差。 ⑦學生按照實驗編號或其他規則設置參數，改變調制信號與載頻的頻率、幅度，按上述步驟產生各級信號并分析參數變化對輸出信號的影響，分析最終產生的加噪VSB信號特性。

2.軟硬結合

采用信號數據通過網絡接口下載到XSRP硬件平臺。 ①實測調制信號時域波形及頻譜； ②實測載波時域波形及頻譜； ③實測VSB信號時域波形及頻譜； ④實測加噪 VSB 信號時域波形及頻譜；

五、實驗結果及分析

這部分的圖片以及分析內容請前往報告下載 1.MATLAB仿真(1)調制信號時域波形及頻譜； (2)載波時域波形及頻譜； (3)VSB 信號時域波形及頻譜； (4)加噪VSB信號時域波形及頻譜； (5)加噪VSB信號時域波形的自相關函數； (6)已調信號功率譜； (7)加噪VSB信號時域波形的均值及方差。 2.軟硬結合信號數據通過網絡接口下載到XSRP硬件平臺，該過程是將MATLAB 產生的數據文件通過網絡接口將數據下載到XSRP平臺，然后通過示波器觀察測量硬件平臺輸出的實際信號。 (1)實測調制信號時域波形及頻譜； (2)實測載波時域波形及頻譜； (3)實測VSB信號時域波形及頻譜； (4)實測加噪VSB信號時域波形及頻譜； 3.實驗結論通過MATLAB仿真和軟硬結合實驗，對VSB調制特性有了深刻的認識，殘留邊帶調制VSB介于SSB與DSB之間，它既克服了DSB信號占用頻帶寬的特點，又解決了SSB實現中的困難，它不像SSB那樣完全抑制 DSB的一個邊帶，而是逐漸切割，使其殘留一小部分。

六、心得體會

通過此次隨機信號實驗2中的VSB調制實驗，加深了對VSB調制的理解，對MATLAB編程更加熟練，了解和掌握了新的函數，提高了面對問題以及解決問題的能力。 其中在加噪聲時，用到了WGN和AWGN函數在答辯時對函數參數含義是功率還是幅度不明確，所以對這兩個函數進行學習。WGN用于產生高斯白噪聲，AWGN則用于在某一信號中加入高斯白噪聲。其中：<1>WGN：產生高斯白噪聲y = wgn(m,n,p) 產生一個m行n列的高斯白噪聲的矩陣，p以dBW為單位指定輸出噪聲的強度。 y = wgn(m,n,p,imp) 以歐姆(Ohm)為單位指定負載阻抗。 y = wgn(m,n,p,imp,state) 重置RANDN的狀態。 在數值變量后還可附加一些標志性參數： y = wgn(…,POWERTYPE) 指定p的單位。POWERTYPE可以是’dBW’, ‘dBm’或’linear’。線性強度(linear power)以瓦特(Watt)為單位。 y = wgn(…,OUTPUTTYPE) 指定輸出類型。OUTPUTTYPE可以是’real’或’complex’。<2>AWGN：在某一信號中加入高斯白噪聲y = awgn(x,SNR) 在信號x中加入高斯白噪聲。信噪比SNR以dB為單位。x的強度假定為0dBW。如果x是復數，就加入復噪聲。 y = awgn(x,SNR,SIGPOWER) 如果SIGPOWER是數值，則其代表以dBW為單位的信號強度；如果SIGPOWER為’measured’，則函數將在加入噪聲之前測定信號強度。 y = awgn(x,SNR,SIGPOWER,STATE) 重置RANDN的狀態。 y = awgn(…,POWERTYPE)指定SNR和SIGPOWER的單位。POWERTYPE可以是’dB’或’linear’。如果POWERTYPE是’dB’，那么SNR以dB為單位，而SIGPOWER以dBW為單位。如果POWERTYPE是’linear’，那么SNR作為比值來度量，而SIGPOWER以瓦特為單位。