[통신시스템] Design project 연속파형변복조 시스템 구현 및 분석 (AM, FM 변복조와 SNR을 구하는 프로젝트)

소개글

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목차

◎ Design project 연속파형변복조 시스템 구현 및 분석 ◎

1. 연속파형변조 통신시스템 구현
2. 연속파형 통신시스템 분석
3. 연속파형 통신시스템 성능 분석

본문내용

l signal(In Freq. domain)');
xlabel('freq(Hz)');
ylabel('M(j\omega)');
subplot(3,2,4)
plot(w,fftshift(Vo));
title('After LPF');
xlabel('freq(Hz)');
ylabel('Vo(j\omega)');
subplot(3,2,5)
plot(w,fftshift(S));
title('Amplitude modulation');
xlabel('freq(Hz)');
ylabel('S(j\omega)');
subplot(3,2,6)
plot(w,fftshift(V));
title('Coherent detection');
xlabel('freq(Hz)');
ylabel('V(j\omega)');
wavwrite(y,Fs,'output_noAM.wav'); %save result as output file
- 파형
#2 FM 변조기 & 복조기
① AWGN을 추가한 Frequency Modulation
- Source code
clear,clc
%Read Wave File
[m, Fs, bit] = wavread('Original2.wav'); %웨이브 파일의 셈플 배열을 읽어들임
mleg = length(m); %웨이브 파일 샘플의 수
m = m(:,1);
m=m';
Tmax = 10; %웨이브 파일의 마지막 초는 10초이므로
t = [1:mleg]/mleg*Tmax; %시간이 10초에 맞게 싱크로 시킴
Mmag = abs(fftshift(fft(m, mleg)))/mleg;
% Sinusoidal
fs1 = 44100; % Sampling frequency1
Ts1 = 1/fs1; % Sampling period1
fc = 10000; % Carrier frequency
Kf = 10000; % Deviation constant
t1 = 0:Ts1:0.06; % Time domain in sampling period
% FM modulation process
dt1=t(2)-t(1); % t1의 미소 미분값
for i=1:size(t1) % y1의 적분값 계산
intg_y1=cumsum(m*dt1); % cumsum함수를 이용하여 적분
end
% AWGN Channel
r = (sqrt(0.01)*randn(1,length(intg_y1)))';
ro = r';
St1=cos(2*pi*fc*t+2*pi*Kf*intg_y1) + ro; % FM 변조한 신호 St1
Smag = abs(fftshift(fft(St1, mleg)))/mleg;
w = [-length(t)/2 : (length(t)-2)/2 ];
% FM demodulation process
X=hilbert(St1); % Complex domain에서의 phase를 구한다.
dem_mss=(unwrap(angle(X))-2*pi*fc*t)/Kf; % Phase를 angle함수와 unwrap함수를
% 이용하여 mss 적분 값을 구한다.
Rt = diff(dem_mss)/(2*pi*Ts1); % Differentiator
t2=linspace(0,0.06,length(Rt)); % Time domain 영역을 재설정
% vector의 갯수를 맞춘다.
BW=fs1/2;
f2=linspace(-BW,BW,length(t2));
Rmag=abs(fftshift(fft(Rt)));
Rt_d = Rt(1:10:length(Rt));
K = hilbert(Rt_d);
kphase = angle(K);
subplot(3,2,1)
plot(t, m);
title('Original signal');
subplot(3,2,2)
plot(w, Mmag);
title('Original signal(In Freq. domain)');
subplot(3,2,3)
plot(t,St1);
axis([0,0.006,-2,2]);
title('Frequency modulation');
subplot(3,2,4)
plot(w, Smag);
title('Frequency modulation(In Freq. domain)');
subplot(3,2,5)
plot(t2,Rt);
axis([0,0.00056,-0.2,0.2]);
title('Demodulated signal');
subplot(3,2,6);
plot(f2,Rmag);
title('Demodulated signal(In Freq. domain)');
wavwrite(Rt, Fs, 'out2.wav');
- 파형
② SNR 값 계산
- Source code
clear all, clc
origin = wavread('Original2.wav');
outam = wavread('output_AM.wav');
outfm = wavread('out1.wav');
noam = wavread('output_noAM.wav');
nofm = wavread('out2.wav');
SNR1 = 10*log10(sum(origin.^2) ./ sum(outam.^2))
SNR2 = 10*log10(sum(origin.^2) ./ sum(outfm.^2))
SNR3 = 10*log10(sum(origin.^2) ./ sum(nofm.^2))
SNR4 = 10*log10(sum(origin.^2) ./ sum(nofm.^2))
SNR1 =
3.0612 2.6496
SNR2 =
0.6504 0.2388
SNR3 =
2.4733 2.0617
SNR4 =
0.3809 -0.0307
SNR2 는 FM에서 노이즈가 섞이지 않은 경우 SNR을 구한것이고 SNR4는 노이즈가 섞인 경우의 SNR값을 구한 것이다. 이 경우에서 우리는 노이즈가 섞인 경우 SNR이 더 작은값이 나오므로 그 효율이 변복조 효과가 현저하게 떨어진다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 그 값이 크지 않았는데 실제로도 음질을 확인해 보았을 때 크지 않은 잡음이 섞여있다는 것을 알 수 있었다. 이는 우리가 실험에서 조절한 noise값과 적분 상수 값 때문에 FM의 민감도가 우선 증가하였고 noise가 작았기 때문이라고 예상해 볼 수 있다.

키워드

통신시스템,   AM,   연속파형변복조 시스템 구현,   SNR,   연속파형변조 통신시스템,   Design project,   연속파형변복조,   FM