信号与系统课程设计报告。

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1、信号与系统课程设计报告——频分复用通信系统的仿真设计指导老师：XXX小组成员：摘要：通过对信号与系统这门课程第八章通信系统学习，我们对频分复用（FDMA）技术产生了浓厚的兴趣，于是决定自己利用MATLAB强大的仿真功能来对频分复用系统进行仿真。本文首先录制三段不同的语音信号。然后通过推导，确定合适的载波信号的频率，对信号进行调制，调制后整合到一个复用信号上。再在复用信号上加一个随机的高斯白噪声得到在信道中传输的信号。之后根据通过对复用信号的频谱分析，得出切比雪夫滤波器的各项参数，通过设计好的滤波器进行信号分离后分别根据载波信号进行解调

2、，再通过一个低通滤波器，得到原始信号。通过此次对FDMA的仿真，我们更清楚了解了频分复用的工作原理，以及AM调制解调方法，和滤波器的设计方法。频分复用技术对与通信系统节省资源有着重要的意义。关键词：频分复用MATLAB高斯白噪声引言：在电话通信系统中，语音信号频谱在300—3400Hz内，而一条干线的通信资源往往远大于传送一路语音信号所需的带宽。这时，如果用一条干线只传一路语音信号会使资源大大的浪费，所以常用的方法是“复用”，使一条干线上同时传输几路电话信号，提高资源利用率。本文是基于MATLAB的简单应用，首先录制三段不同的语音信号

3、。然后选择合适的高频载波，对信号进行调制，调制后整合到一个复用信号上。确定合适的信噪比，在复用信号上加一个随机的高斯白噪声得到在信道中传输的信号。之后根据载波信号设计合适的带通滤波器将三种信号进行分离，信号分离后分别进行同步解调，再通过一个低通滤波器，得到通过频分复用系统传输后得到的各个信号，将得到的信号与原信号对比，要保证信号与原信号吻合较好。正文：一、设计要求：1、基本要求：（1）使用MATLAB软件画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。（2）选择合适的高频载波，对采样信号进行调制。（3）使用MATLAB软件画出复用信号的频谱图。

4、（4）设计合适的带通滤波器，并画出带通滤波器的频率响应。（5）对滤波后的信号进行解调，画出解调后各路信号的频谱图。（6）设计低通滤波器，画出低通滤波器的频率响应。恢复信号的时域波形和频谱图。（7）播放恢复信号，并与原信号进行比较。二、设计原理：1、设计的理论依据：（1）、根据设计要求分析系统功能，掌握设计中所需理论（采样频率、采样位数的概念，采样定理；信号的调制与解调方法；数字滤波器设计原理和方法）。（2）、熟悉MATLAB的编程语言。2、方案设计：（1）、语音信号采集：使用MATLAB的audiorecord方法录制3段长5秒的声音

5、信号（44.1khz采样，16位，单声道），并将这三段信号保存。（2）、声音信号的分析：使用MATLAB中的wavread()函数读取录制的3段信号，直接画出其时域图，然后进行快速傅立叶变换后画出其频域图。（3）、声音信号的调制：将3段语音信号利用AM调制原理调制到不同频带上，然后相加得到复用信号。（4）、加入高斯白噪声：使用MATLAB中的awgn函数得到一个高斯白噪声信号，然后加到复用信号上。（5）、分离出三个信号：设计合适的带通滤波器，将复用信号分离为三个信号。（6）、解调：根据调制时的载波信号，将分离后得到的三个信号进行解调。

6、（7）、低通滤波：设计合适的低通滤波器，对三个信号进行滤波。（8）、播放滤波后信号：播放滤波后得到的三个信号，并与原信号进行比较三、设计内容频分复用系统的模型1、原始信号的录制与作图（1）、使用“audiorecord”命令利用matlab录制3段信号，44.1kHz的采样频率，16bit量化，单声道，并分别保存为“sound1.wav”,”sound2.wav”,”sound3.wav”。用“fft”命令对声音信号做快速傅立叶转换，对频域上的信号进行分析、作图。（2）、对信号的时域和频域分析使用MATLAB软件可以对采集的语音信号进

7、行时域和频域分析。可以使用subplot（m,n,p）或者subplot（mnp）将多个图画到一个平面上的工具。其中，m表示是图排成m行，n表示图排成n列，也就是整个figure中有n个图是排成一行的，一共m行，p则是指要把曲线画到figure中哪个图上。MATLAB中绘图命令plot(x,y)，其含义是以x为横坐标，y为纵坐标，绘制图形。可得到时域分析图（3）、产生的原始声音信号的波形，以及其幅度、相位谱如下图所示：2、复用信号的产生（1）语音信号的调制即为频分复用的混频过程，该过程关键是对各路语音信号载波频率的选取。混频过程的时域

8、表示式如所示，为双边带信号（DSB），它的带宽是基带信号带宽的2倍，即调制后的带宽为：（1）为了使各个信号不会相互干扰，各个载频的间隔既要大于调制后带宽B，设各载波的频率间隔为，由于，所以（2）另外，在选取各路信号载波频