FDMA频分多址通信课程设计

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1、 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 2007 级 6 班 学 号： 姓 名： 指导教师： 二一年 01 月 一、课程设计目的 综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应结 论， 并利用 MA TLAB作为编程工具进行计算机实现， 从而复习巩固了课堂所学的理论知识， 提高了对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现了对数字信号的处理。 二、课程设计内容及要求 设计内容：设计内容： 在 Matlab 环境中，利用编程方法对 FDMA 通信模型进行仿真研究。 载波信号1 载波信号2 载波信号n 乘法器 乘法器

2、 乘法器 加 法 器 信号传输 带通1 带通2 带通n 乘法器 原始信号1 原始信号2 原始信号n 乘法器 乘法器 载波信号1 载波信号2 载波信号n 低通1 低通2 低通n 恢复信号1 恢复信号2 恢复信号n 频分多址（频分多址（FDMA）通信系统模型）通信系统模型 . . . . . . . . . . . . 设计要求：设计要求： （1）Matlab 支持麦克风，可直接进行声音的录制，要求录制 3 路不同人的语音信号，并对 录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 （2）将各路语音信号分别与各自的不同的高频载波信号相乘，由于各高频载波

3、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。画出复用信号的画出复用信号的频谱图频谱图。 （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；给定滤波器的性 能指标，设计合适数字滤波器，并画出并画出带通带通滤波器的频率响应滤波器的频率响应。 （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。画出解调后画出解调后 3 路信号各自的频谱图。路信号各自的频谱图。 （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。

4、画出画出低通低通滤波器的频率响应滤波器的频率响应，恢复恢复信号的时域波形和频谱信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比， 分析信号的变化。回放语音信号。 三、详细设计过程 (1)录音模块：首先，Matlab中支持麦克风，因此可直接录制三段语音信号，并保存和播放。 由时域采样定理知采样频率要大于信号高频率的两倍，而且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fs为44100Hz, 为CD音质。 (2)调制与解调模块：首先设计载波频率，各个载频的间隔既要大于 2 倍的声音的最高截止 频率,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

5、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。然后将三路调制信号相加得到复用信号，并对其进行频谱分析。 接着经过带通滤波出三路信号后，再解调并分析各路信号的频谱。 (3)滤波器模块：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 43007400H

6、z， 760011000Hz， 1460018000Hz。 由于三个信号都是人的声音信号，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 03400Hz。 四、代码及图形 %(1)获取录音文件 fs=44100; %声音的采样频率为 44.1khz duration=3; %录音的时间 fprintf(按任意键开始录音 1:n); pause fprintf(录音中n); sd1=wavrecord(duration*fs,fs); %duration*fs 每次获得总的采样数为 132300,保存声音 fprintf(放音中n); %文件名为 s1,以下类同. wavplay(sd1,fs); fprintf(录音 1 播放完毕。n); wavwrite(sd1,fs,sound1.wav); %将录音文件保存为 wav 格式的声音文件，下同 f