数字信号处理在通信中的应用.docx

《数字信号处理》课程研究性学习报告姓名1学号姓名2学号姓名3学号指导教师时间数字信号处理综合应用专题研讨——数字信号处理在通信中的应用【目的】（1）复习对信号幅度调制与解调基本原理和方法的理解。（2）掌握多速率信号处理的原理及时频域相互关系；（3）掌握数字滤波器设计的基本方法；（4）锻炼学生综合利用所学理论和技术，分析与解决工程实际问题的能力。【知识点】信号调制与解调、信号的频谱分析、数字滤波器设计、多速率信号处理【背景知识】频分复用：复用是一种将若干个彼此独立的信号，合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法。比如，传输的音乐信号的频谱为带限的，为了使若干个这种信号能在同一信道上传输，可以把它们的频谱调制到不同的频段，合并在一起而不致相互影响，并能在接收端通过滤波器分离解调可将彼此分离开来。多速率信号处理：提高采样速率可提高采样量化的信噪比，高采样后的数据流会导致信号处理计算量很大，很难满足实时性要求，因此需要对数字序列的采样率进行调整。此外，不同数据源的数字序列，其对应采样率也会不同，为了统一进行数字信号处理，通常会将两个不同采样率的数字序列进行速率匹配，即使用多速率信号处理的方法让两个序列的采样率相同。【研讨内容】【研讨内容】多路不同采样率的音乐数字信号频分复用调制的实现读取音乐信号Chuanqi_1.wav，将其调制到中心频率的频带上。要求将信号Chuanqi_1.wav的抽样频率提高到705600Hz后再调制。读取音乐信号Shanghaitan_2.wav，将其调制到中心频率的频带上。要求将信号Chuanqi_1.wav的抽样频率提高到705600Hz后再调制。(3) 将(1)(2)中的已调信号相加得到频分复用信号Modulated_signal.mat。频分复用信号的解调对于题目1中得到的频分复用信号（Modulated_signal.mat文件，抽样频率为705600Hz）进行解调。根据频分复用调制的基本原理，画出解调频分复用信号的原理框图。设计解调系统中用到的各数字滤波器。要求确定数字滤波器的设计指标，并进行滤波器设计，IIR、FIR滤波器均可，另外，实现的方法使用数字方法或者模拟的方法不限。用filterbuilder工具设计l滤除“传奇”的FIR带通滤波器Hbp2参数如下：Hbp2滤波器的频率响应：用filterbuilder工具设计l滤除“上海滩”的FIR带通滤波器Hbp参数如下：Hbp2滤波器的频率响应：(3) 按照(1)中原理框图对Modulated_signal.mat进行解调，并将解调后的两路信号进行存储，中心频率的信号以44100Hz抽样频率存储，中心频率的信号以11025Hz抽样频率存储。【温馨提示】(1) 可使用audioread读取音乐信号，并获得其抽样率。可使用audiowrite函数保存音乐信号。(2) 对解调后的两路信号进行存储时，需要降低抽样频率。【温馨提示】(1) 可使用audioread读取音乐信号，并获得其抽样率。可使用audiowrite函数保存音乐信号。(2)对解调后的两路信号进行存储时，需要降低抽样频率。【研讨要求】编写实现上述研讨内容的MATLAB仿真程序，画出程序运行结果图。[x,Fs,Nbits]=wavread(cq.wav);x=x(:,1);N =length(x);t=(0:N-1)/Fs;figure(1);subplot(211)plot(t,x); title(“传奇”时域波形)xlabel(Time(s)); X = fftshift(fft(x)); f=-Fs/2+(0:N-1)*Fs/N;subplot(212)plot(f,abs(X)); title(“传奇”频谱)xlabel(Hz); figure(2)subplot(211)N1=720004; L=512000; f0=5000; fs=30000; T=1/fs; t=(0:N1-1)*T;x1=cos(2*pi*f0*t);ws=2*pi*fs;X1=fftshift(fft(x1,L)); w=-ws/2+(0:L-1)*ws/L;plot(w/pi,abs(X1)); title(调制信号cos(2*pi*100000*t)的频谱)xlabel(Hz); subplot(212)N1=720004; L=512000; f0=5000; fs=30000; T=1/fs; t=(0:N1-1)*T;x1=x.*cos(2*pi*f0*t);ws=2*pi*fs;X1=fftshift(fft(x1,L));