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基于MATLAB的频分多址(FDMA)仿真研究课程设计.pdf
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***大学
信息科学与工程学院
课程设计报告书
课程名称: 数字信号处理课程设计
班 级: 电子信息工程
学 号:
姓 名:
指导教师:
二○○ 年 02 月
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数字信号处理课程设计
一、需求分析
1、设计题目
:
在 Matlab 环境中,利用编程方法对 FDMA 通信模型进行仿真研究。
2、设计要求:
(1)Matlab 支持麦克风,可直接进行声音的录制,要求至少获取 3 路语音信号。
(2)将各路语音信号分别与各自的高频载波信号相乘,由于各高频载波信号将各语音信
号频谱移到不同频段,复用信号频谱为各信号频谱的叠加,因此,只需传输该复用信号便可
在同一信道上实现各路语音信号的同时传输。
(3)传输完成后,通过选择合适的带通滤波器,即可获得各个已调信号。
(4)再进行解调,即将各个已调信号分别乘以各自的高频载波信号,这样,原始低频信
号被移到低频段。
(5)最后通过选择合适的低通滤波器恢复出各原始语音信号,从而实现 FDMA 通信传
输。
3、系统功能分析:
此系统要求能实现 FDMA 通信,要求至少能同时传输三路语音信号,实现三路语音
信号的调制与解调,并恢复出原来的三路信号。
二、原理分析和设计
FDMA 通信模型原理:为了有效、可靠地进行 FDMA 通信,需将一高频载波信号与原
信号相乘,原始信号与载频相乘后,其频谱被线性移到正负载频的频率点上。基于上述分析,
假设系统现同时传输几路信号,由于各高频载波把各信号频谱移段,复用信号频谱为各信号
频谱的叠加,因此,只需传输该复用信号便可在同一信道上实现 n 路信号的同时传输,传输
完成后,通过 n 个合适的带通滤波器,即可获得 n 个已调信号,然后,通过解调出各个信号,
最后,通过低通滤波器滤出即可恢复原始信号。从而实现了 FDMA 通信传输。
三、详细设计
Matlab中支持麦克风,因此可直接进行声音的录制。先编写一个录音的函数,因为调
制时要将音频调到不同的频段,所以选取采样频率时,可选高一点,便于调制。可选44100Hz,
然后调用三次录音函数,可得到3路语音信号。再分别对这3路信号进行fft ,做频谱分析。再
分别选用三个载波频率进行调制,再叠加,然后由带通滤波器分别滤波、解调、通过低通滤
波器,即可恢复原三路信号。
载波频率的设计:各个载频的间隔既要大于 2 倍的声音的最高截止频率(3.4KHz),而
且最高的载频与采样频率也必须大于 2 倍的声音的最高截止频率。因为由时域采样定理可
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得,时域采样导致频域的周期延拓。因为 fs 为 44100Hz,所以选择载波频率时,最好不超
过 fs/2,否则
容易与
fs
相混淆(
为载频,
为声音最高截止频率,
f
为
采样频率)。综合考虑三个载频分别取为 4000Hz,11000Hz,18000Hz。
滤波器的设计:为达到较好效果,采用切比雪夫 2型滤波器,并且取
Rp=0.5;Rs=40;
三
个带通滤波器分别要滤出三路信号,其通频带要依据载频而定,可以滤出上边频,也可以滤
出 下 边 频 。 综 合 最 后 的 试 听 效 果 , 分 别 同 频 带 取 4300~7400Hz , 7600~11000Hz ,
14600~18000Hz。由于三个信号都是语音信号,有着相同的频率范围,所以可以共用一个低
通滤波器,且低通滤波器的通带范围为0~3400Hz。
详细程序清单:
录音函数:
function y=luyin(Fs,Tp)
fprintf('按任意键开始录音:');
pause
fprintf('正在录音,请稍等!');
y=wavrecord(Fs*Tp,Fs);
wavwrite(y,'zqc1');
(注:录取三个音频文件时,每次调用录音函数时,先将 wavwrite 函数中的文件名分别改
为 zqc1,zqc2,zqc3.)
主函数:
Fs=44100;Tp=2;
y=luyin(Fs,Tp); % 录音函数调用 3 次,每次调用前先将 wavwrite 函数中的文件名分改
改为 zqc1,zqc2,zqc3.
[y1,Fs,bits]=wavread('zqc1'); %打开已录的音频 zqc1,并命名为 y1;
wavplay(y1,Fs);
[y2,Fs,bits]=wavread('zqc2'); %打开已录的音频 zqc2,并命名为 y2;
wavplay(y2,Fs);
[y3,Fs,bits]=wavread('zqc3'); %打开已录的音频 zqc3,并命名为 y3;
wavplay(y3,Fs);
yy1=fft(y1);
yy2=fft(y2);
yy3=fft(y3);
N=Tp*Fs;
t=0:2/N:2-2/N;
figure(1);
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资源评论
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