FDM系统调制与解调

XX大学毕业设计（论文）第1页FDM技术及其Matlab仿真摘要随着数据业务的爆炸增长，数据信道带宽需求不断增加，由于信道资源有限，要想在有限的信道中尽可能多的传送数据，信道复用是目前最好的解决方法。频分复用（Frequency-divisionmultiplexing，FDM）技术，特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而取得了非常广泛的应用。本论文根据频分复用的通信原理，建立了频分复用通信系统模型，运用Matlab软件采集三路语音信号，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；模拟了调制、信道传输、解调等通信过程，实现了多路语音信号的传输。关键字：FDM；高频调制；滤波器设计；信号恢复XX大学毕业设计（论文）第2页FDM技术及其Matlab仿真AbstractWiththeexplosivegrowthindataservices,thedemandofchannelbandwidthcontinuesincreasing.Duetothelimitedchannelresources,inordertotransportinformationasmuchaspossibleinthelimitedchannel,channelmultiplexingisthebestsolution.Frequency-divisionmultiplexingtechnology,whichtransportssignalsinallsub-channelsinaparallelmanner,andthetransmissiondelayofeachsub-channelcantakenoconsideration,hasbecomewidelyused.Inthispaper,accordingtothefrequency-divisionmultiplexingprinciples,establishafrequency-divisionmultiplexingcommunicationsystem,useMatlabsoftwaretocapturethree-wayvoicesignals,selecttheappropriatehigh-frequencycarriermodulation,getthemultiplexedsignal,andthendesignthreedifferentkindsofbandpassfiltersandakindoflowpassfiltertorecoverthevoicesignalfromthemultiplexed.What’smore,simulatesignalmodulation,channeltransmissionandsignaldemodulationofcommunicationprocess.Finally,achievethegoalofmulti-channeltransmissionofvoicesignals.KeyWords：FDM；HighFrequencyModulation；FilterDesign；SignalRecoveryXX大学毕业设计（论文）第3页目录第一章前言..................................................................................................................41.1FDM技术简介..............................................................................................41.2FDM技术的发展及应用.................................................................................41.3本论文主要研究内容与工作安排..................................................................5第二章FDM系统研究................................................................................................62.1频分复用原理..................................................................................................62.2系统设计...........................................................................................................82.2.1语音信号采样........................................................................................82.2.2语音信号的调制....................................................................................92.2.3系统的滤波器设计..............................................................................112.2.4信道噪声..............................................................................................12第三章MATLAB仿真..............................................................................................143.1Matlab软件介绍............................................................................................143.2语音信号的时域和频域仿真........................................................................143.3调制信号的仿真............................................................................................153.4复用信号仿真................................................................................................163.5信号传输仿真.................................................................................................173.6解调信号仿真................................................................................................184本章总结...........................................................................................................21第四章总结................................................................................................................22致谢..............................................................................................................................23参考文献......................................................................................................................24XX大学毕业设计（论文）第4页第一章前言1.1FDM技术简介随着数据业务的爆炸增长，数据信道带宽需求不断增加，由于信道资源有限，要想在有限的信道中尽可能多的传送数据，信道复用是目前最好的解决方法。信道复用，就是利用一条信道同时传输多路信号的一种技术，目前常用的复用技术有：时分复用（TDM）、频分复用（FDM）、码分复用（CDMA）、以及波分复用（WDM）。对于频分复用（Frequency-divisionmultiplexing，FDM）技术，但多路信号带宽小于信道带宽时，可以将信道分割成若干个不交叉的子信道，每个子信道用来传输一路信号，在频域上，是将信道的频率划分为不同的频率段，不同路的信号在不同的频率段内传送，各个频率段之间不会相互影响，从而实现不同信号的同时传送。FDM技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而取得了非常广泛的应用。频分复用技术除传统意义上的频分复用(FDM)外，还有一种是正交频分复用(OFDM)。1.2FDM技术的发展及应用历史上，电话网络曾使用FDM技术在单个物理电路上传输多条语音信号，每条信号占据4KHz带宽。同时高频调制、传输12路信号，该路占据60－108KHz频段的复合信号成为一个组单位，五个信号组继续多路复用到一个包含60条语音信道的超级组中。进一步甚至有更高层次的多路复用，这样使得单个电路中传输几千条语音信道成为可能。从原理分析可知，FDM比较适合于传输模拟信号，而TDM则比较适合于传输数字信号。因此在在电话系统所使用的数字传输方式中，TDM（时分多路复用，Time-DivisionMultiplexing）逐渐代替了FDM技术。在无线网路的应用上，除了以FDM在各个频率作传输，为了使不同的封包能在同一通道上传输，也同时使用了CDM（分码多工，Code-DivisionMultiplexing）多路复用技术。FDM也能被用于在最终调制到载波上之前合并多路信号。在这种情况下，所载信号被认为是次载波。立体声调频（stereoFM）传输就是这样一个例子：38KHz次载波被用于在复合信号频率调制之前从中央左右合并信道中分离出左右不同的信号。当频分多路复用被用于允许多路用户共享一个物理通信信道时，它又被称为频分多址（FDMA）技术。不同的频分复用技术在不同领域和用途上应用广泛，例如，无线电广播、电视广播、模拟通信电台等都广泛采用频XX大学毕业设计（论文）第5页分复用方法。1.3本论文主要研究内容与工作安排本文主要进行FDM技术的研究以及利用MATLAB平台对FDM通信系统模型进行性能仿真，共分为四章进行论述。第一章，前言部分简要介绍信道复用技术，FDM技术的发展概况以及该技术的应用领域。第二章，简要介绍FDM通信系统模型，详细介绍模型各部分性能、设计方法和实现过程。第三章，利用MATLAB平台，对设计的通信系统模型进行仿真，对不同信号进行了分析和总结。第四章，对本论文进行总结。XX大学毕业设计（