课程设计__频分多路复用系统设计

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1、*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年秋季学期信号处理课程设计题目：频分多路系统的设计专业班级：12级通信工程姓名：学号：指导教师：成绩：I摘要频分多路复用，是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种多路复用技术。FDM常用于模拟传输的宽带网络中。在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。在频分复用系统中，信道的可用

2、频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。本设计是用FFT实现对三个同频带信号的频分复用，就是通过Matlab语言来实现的。本设计报告分析了数字信号处理课程设计的过程。用Matlab进行数字信号处理课程设计的思路，并阐述了课程设计的具体方法、步骤和内容。  关键词：滤波器设计；频分复用；频谱分析II目录前言1一、设计任务及要求21.1设计任务21.2设计要求2二、设计作用及其目的3三、设计过程及原理43.1频分复用通信系统模型建立43.2语音信号采样63.3语音信号的调制83.4系统

3、的滤波器设计93.5信道噪声10四、MATLAB仿真114.1语音信号的时域和频域仿真114.2复用信号的频谱仿真134.3传输信号的仿真134.5解调信号的频谱仿真144.6恢复信号的时域与频域仿真15五、心得体会18六、附录19七、参考文献25II前言当一条物理信道的传输能力高于一路信号的需求时，该信道就可以被多路信号共享。复用就是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术。其目的是为了充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。信号多路复用有两种常用的方法，即频分复用和时分复用。频分复用主要用于模拟信号的多路传输，也可用于数字信号。 频分复用

4、是一种用频率来划分信道的复用方式。在FDM中，信道的带宽被分成多个相互不重叠的频段（子通道），每路信号占据其中一个子通道，并且各路之间必须留有未被使用的频带（防护频带）进行分隔，以防止信号重叠。在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号 频分复用系统的主要优点是信道复用率高，允许复用的路数多，分路也很方便，技术成熟。因此，它成为目前模拟通信中最主要的一种复用方式。特别是在有线和微波通信系统中应用十分广泛。频分复用系统的主要缺点是设备生产比较复杂，会因滤波器件特性不够理想和信道内存在非线性而产生路间干扰。 本课程设计利用SIMU

5、LINK仿真工具对频分复用系统进行仿真。SIMULINK是MATLAB中的一个建立系统方框图和基于方框图级的系统仿真环境，是一个对动态系统进行建模、仿真并对仿真结果进行分析的软件包。第25页一、概述1.1设计任务根据频分复用的通信原理，运用Matlab软件采集两路以上的语音信号，选择合适的高频载波进行调制，得到复用信号。然后设计必要的带通滤波器、低通滤波器，从复用信号中恢复所采集的语音信号。整个过程运用Matlab进行仿真，并对各个信号进行时域和频域分析。1.2设计要求（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

6、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）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。第25页二、设计作用及其目的FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess）是数据通信中的一种技术，也是现在移动通信中使用最大的一种通信方式。FDMA通信技术可以使不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上传输。按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要

7、求分配给用户。同固定分配系统相比，FDMA使通道容量可根据要求动态地进行交换。本次课程设计通过Matlab软件对FDMA系统进行仿真研究，可以加深对FDMA通信系统的理解和掌握。通过这次课程设计可达到以下的目的：（1）巩固课本所学的有关理论知识。（2）加深对FDMA通信系统的理解和掌握相关知识。（3）掌握带通滤波器和低通滤波器的设计（4）掌握Matlab软件的基本使用。（5）学会运用Matlab软件进行一些仿真和设计。第25页三、设计过程及原理3.1频分复用通信系统模型建立频分多址（FDMA）是使用最早、目前使用较多的一种多址接入方式，广泛应用于卫星通

8、信、移动通信、一点多址微波通信系统中。FDMA通信系统核心的思想是频分复用（FDM），复用是一