通-省略该参数、高通-ftype=high、带阻-ftype=stop）、Window是窗函数。
例6.1：
设计一个长度为8的线性相位FIR滤波器。
其理想幅频特性满足
Window=boxcar（8）;
b=fir1（7,0.4,Window）;
freqz（b,1）
例6.2：
设计线性相位带通滤波器，其长度N=15，上下边带截止频率分别为W1=0.3π，w2=0.5
π
Window=blackman（16）;
b=fir1（15,[0.30.5],Window）;
freqz（b,1）
例6.3：
MATLAB中的chirp.mat文件中存储信号ｙ的数据，该信号的大部分号能量集中在Fs/4（或二分之一奈奎斯特）以上，试设计一个34阶的FIR高通滤波器，滤除频率低于Fs/4的信号成分，其中滤波器的截止频率为0.48，阻带衰减为30dB，滤波器窗采用切比雪夫窗
clearall;
loadchirp
window=chebwin（35,30）;
b=fir1（34,0.48,’high’,window）;
yfit=filter（b,1,y）;
[Py,fy]=pburg（y,10,512,Fs）;
[Pyfit,fyfit]=pburg（yfit,10,512,Fs）;
plot（fy,10*log10（Py）,’.’,fyfit,10*log10（Pyfit））;
gridon
ylabel（‘幅度（dB）’）
xlabel（‘频率（Hz’）
legend（‘滤波前的线性调频信号’,‘滤波后的线性调频信号’）
实验内容：
1用矩形窗设计线性相位FIR低通滤波器。
该滤波器的通带截止频率wc=pi/4，单位脉冲响h（n）的长度M=21。
并绘出h（n）及其幅度响应特性曲线。
2试用频率抽样法设计一个FIR低通滤波器，该滤波器的截止频率为0.5pi，频率抽样点数为33。
四实验原理
1模拟通信系统的仿真原理
调制的作用:
（1）实现信号的频谱搬移，适应在频带信道内的传输；
（2）当频带信道带宽远大于信号带宽时，可以将多路基带信号调制到互不重叠的频带上，充分利用信道带宽，实现频分复用（FDM）；
（3）不同的调制方式具有不同的有效性和可靠性（如FM的可靠性好而有效性差，AM有效性好而可靠性差），可以根据需要选用合适的调制方法。
1.1AM信号的调制解调原理
调制原理：
AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程,就是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。
图1-1AM调制原理框图
AM信号的时域和频域的表达式分别为:
式（1-1）
式（1-2）
在式中，
为外加的直流分量；
可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即
。
其频谱是DSBSC-AM信号的频谱加上离散大载波的频谱。
解调原理：
AM信号的解调是把接收到的已调信号
还原为调制信号
。
AM信号的解调方法有两种：
相干解调和包络检波解调。
AM相干解调原理框图如图1-2。
相干解调（同步解调）：
利用相干载波（频率和相位都与原载波相同的恢复载波）进行的解调，相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。
相干载波的提取：
（1）导频法：
在发送端加上一离散的载频分量，即导频，在接收端用窄带滤波器提取出来作为相干载波，导频的功率要求比调制信号的功率小；
（2）不需导频的方法：
平方环法、COSTAS环法。
图1-2AM相干解调原理框图
AM信号波形的包络与输入基带信号
成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成：
（1）整流：
只保留信号中幅度大于0的部分；
（2）低通滤波器：
过滤出基带信号；
（3）隔直流电容：
过滤掉直流分量。
可以使用包络检波器进行解调，成本低，大功率离散载波造成的成本问题由广播电台解决，解调不需要载波提取电路。
并且在高信噪比情况下，包络检波解调具有与相干解调相同的解调输出信噪比，在小信噪比时，输出信噪比不是按比例的随着输入信噪比下降，而是急剧下降，这种现象称为“门限效应”，相干解调不存在门限效应，因为有用信号和噪声在相干解调中不会相混，包络检波中输出有用信号和噪声不再是相加的，而是相混的，即是有用信号分量乘以噪声，这时已经很难从输出中区分出有用信号了。
1.2DSB信号的调制解调原理
调制原理：
在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（
＝1），调制信号
中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号（DSB）。
每当信源信号极性发生变化时，调制信号的相位都会发生一次突变π。
式（1-3）
调制的目的就是进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。
DSB调制原理框图如图1-3:
图1-3DSB调制原理框图
DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，频域上就是卷积，表示式为：
式（1-4）
（1）经调制后，调制信号的带宽变为原基带信号的2倍：
模拟基带信号带宽为W，则调制信号的带宽为2W；
（2）调制信号中不含离散的载频分量：
因为原模拟基带信号中不含离散直流分量。
（3）包含上下两个边带，且携带相同信息（双边带）；
（4）不论是确定信号的频谱，还是随机信号的功率谱，都是基带信号频谱/功率谱的线性搬移。
因而被称为线性调制。
解调原理：
DSB只能进行相干解调，其原理框图与AM信号相干解调时完全相同，利用恢复的载波与信号相乘，将频谱搬移到基带，还原出原基带信号。
图1-4DSB解调原理框图
（1）当恢复载波与原载波频率不完全一样时，解调信号是原基带信号与低频正弦波的乘积；
（2）若恢复载波与原载波频率相同，而相位不同时，输出信号达不到最大值。
2数字通信系统的仿真原理
数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
通常使用键控法来实现数字调制，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。
数字调制：
（1）数字信号通过正弦载波调制成频带信号；
（2）数字信号控制正弦载波的某个参量；
（3）键控信号：
对载波参量的离散调制。
2.1ASK信号的调制解调原理
调制原理：
数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即ASK（Amplitude－ShiftKeying），OOK就是用单极性不归零码控制正弦载波的开启与关闭，实现非常简单，抗噪声性能不好。
ASK有两种实现方法：
1.乘法器实现法2.键控法。
乘法器实现法的输入是随机信息序列，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后的信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。
键控法是产生ASK信号的另一种方法。
二元制ASK又称为通断控制（OOK）。
最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。
图1-8ASK乘法器实现法框图
解调原理：
ASK的解调有两种方法：
1.包络检波法2.相干解调。
同步解调也称相干解调,信号经过带通滤波器抑制来自信道的带外干扰，乘法器进行频谱反向搬移，以恢复基带信号。
低通滤波器用来抑制相乘器产生的高次谐波干扰。
由于AM信号波形的包络与输入基带信号
成正比，故也可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
相干解调框图和包络检波框图分别如图4-9和图4-10：
图1-9ASK相干解调框图
图1-10ASK包络检波框图
四.通信系统仿真结果及分析
5.1模拟通信系统结果分析
Simulink仿真流程（完成的Simulink总体框图、每个模块所在位置及参数设置的说明，自定义模块的框图及参数）
5.1.1AM模拟通信系统
5.1.1.1AM相干解调框图
图5-1AM相干解调框图
信源参数参数：
幅度1频率10rad/s
载波参数：
幅度1频率100rad/s
BPF参数：
下限频率90rad/s上限频率110rad/s
LPF参数：
截止频率10rad/s
高斯白噪声参数：
均值0标准差0.01
5.1.1.2AM包络检波解调框图
图5-2AM包络检波框图
信源参数：
幅度1频率10rad/s
载波参数：
幅度1频率100rad/s
BPF参数：
下限频率90rad/s上限频率110rad/s
LPF参数：
截止频率10rad/s
高斯白噪声参数：
均值0标准差0.01
全波整流器参数参数：
下限0上限inf
5.1.2DSB模拟通信系统
5.1.2.1DSB相干解调框图
图5-3DSB相干解调框图
信源参数参数：
幅度1频率10rad/s
载波参数：
幅度1频率100rad/s
BPF参数：
下限频率90rad/s上限频率110rad/s
LPF参数：
截止频率10rad/s
高斯白噪声参数：
均值0标准差0.01
图5-4SSB滤波法USB框图
5.1.3.2滤波法LSB框图
5.2仿真结果框图
5.2.1AM模拟系统仿真结果
5.2.1.1AM相干解调波形
上：
解调波形下：
信源波形
图5-6AM相干解调波形
5.2.1.2AM在调制过程中的调制波形
上：
调制波形下：
信源波形
图5-7AM调制波形
5.2.1.3AM包络检波解调波形
上：
解调波形下：
信源波形
图5-8AM包络检波解调波形
5.2.2DSB模拟系统仿真结果
5.2.2.1DSB相干解调波形
上：
解调波形下：
信源波形
图5-9DSB相干解调波形
5.2.2.2DSB在调制过程中的调制波形
上：
调制波形下：
信源波形
图5-10DSB调制波形
从波形图可以看出，不论是AM、SSB、DSB，由于系统模型经历多个模块，会造成一定的时延。
解调过后的信号波形不仅有相位的延迟，而且在幅度上也低于信源波形。
AM解调时，应注意滤除直流分量，AM相干解调减去的直流分量与计算结果相符，然而AM包络检波需要减去一个工程值，这个数值并非计算所能得出，需要进行仿真尝试得出。
5.3数字通信系统结果分析
Simulink仿真流程（完成的Simulink总体框图、每个模块所在位置及参数设置的说明，自定义模块的框图及参数）
5.3.1ASK数字通信系统
5.3.1.1ASK模拟相乘法、相干解调框图
图5-14ASK模拟相乘法、相干解调框图
信源参数：
0码概率0.5采样时间1s
载波参数：
幅度1频率100rad/s
高斯白噪声参数：
均值0标准差0.001
BPF参数：
下限频率90rad/s上限频率110rad/s
LPF参数：
截止频率10rad/s
判决器参数：
门限0.25
5.3.1.2ASK模拟相乘法、包络检波解调框图
图5-15ASK模拟相乘法、包络检波解调框图
信源参数：
0码概率0.5采样时间1s
载波参数：
幅度1频率100rad/s
高斯白噪声参数：
均值0标准差0.001
BPF参数：
下限频率90rad/s上限频率110rad/s
LPF参数：
截止频率10rad/s
判决器参数：
门限0.25
全波整流器参数：
下限0上限inf
5.3.1.3ASK键控法、相干解调框图
图5-16ASK键控法、相干解调框图
信源参数：
0码概率0.5采样时间1s
载波参数：
幅度1频率100rad/s
高斯白噪声参数：
均值0标准差0.001
BPF参数：
下限频率90rad/s上限频率110rad/s
LPF参数：
截止频率10rad/s
判决器参数：
门限0.25
键控器参数：
门限1U2≥门限
5.3.1.4ASK键控法、包络检波解调框图
图5-17ASK键控法、包络检波解调框图
信源参数：
0码概率0.5采样时间1s
载波参数：
幅度1频率100rad/s
高斯白噪声参数：
均值0标准差0.001
BPF参数：
下限频率90rad/s上限频率110rad/s
LPF参数：
截止频率10rad/s
判决器参数：
门限0.25
键控器参数：
门限1U2≥门限
全波整流器参数：
下限0上限inf
5.4仿真结果框图
5.4.1ASK数字系统仿真结果
5.4.1.1ASK模拟相乘法调制相干解调波形
上：
信源波形下：
解调信号波形
图5-26ASK模拟相乘法调制相干解调波形
5.4.2.1ASK模拟相乘法调制包络检波法解调波形
上：
信源波形下：
解调信号波形
图5-27ASK模拟相乘法调制包络检波法解调波形
5.4.2.2ASK键控法调制相干解调波形
上：
信源波形下：
解调信号波形
图5-28ASK键控法解调波形
5.4.2.3ASK键控法调制包络检波法解调波形
上：
信源波形下：
解调信号波形
图5-29ASK键控法调制包络检波法解调波形
5.4.2.4ASK在调制过程中调制信号波形与信源波形
上：
信源波形下：
调制信号波形
图5-30ASK调制波形
五、实验报告要求
实验报告应包括实验目的、实验内容、程序清单、运行结果以及实验的收获与体会
升级会员 