通信原理源课设.docx

武汉理工大学《通信原理）》课程设计说明书  PAGE \* MERGEFORMAT 12 模拟通信系统的设计 1．技术目的： 设计一个模拟通信系统，要求： （1）设计一个模拟通信系统的结构； （2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）； （3）用Matlab或SystemView 实现该模拟通信系统； （4）观察仿真并进行波形分析； （5）系统的性能评价。 2. 实验方案 本设计主要完成以下模块：信号源产生模块、载波信号产生模块、调制器、解调器。 受信者 接收设备 信道 发送设备 信息源 噪声源 图1通信系统的一般模型 调制器有两种实现两种方案：方案一为AM调制器，采用实现的方法为模拟相乘器，方案2为FM变容二极管调频器，解调方案也可以是AM解调（二极管峰值包络检波器），FM解调（相位鉴频器）。 2.1 基本原理 2.1.1常规双边带调幅（AM） 幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。假设调制信号m(t)的平均值为0，加上一个直流偏量后与载波相乘，即可形调幅信号 图2 AM调制模型 在接收端要想得到原始基带信号需要先进行解调过程，AM信号的解调有相干解调和非相干解调两种方法，其中相干解调也叫同步检波，非相干解调也叫包络检波，用包络检 波的方法很容易恢复出原始基带信号，但也很容易出现“过调幅”现象从而使信号发生失真。为了无失真地恢复原始基带信号这里我采用相干解调法。 解调与调制的实质一样，都是频谱搬移。调制是把基带信号谱搬到载频位置，这可通过一个相乘器与载波相乘来实现，如上图所示。而解调则是调制的反过程，就是把载频位置的已调信号的谱搬回原始基带位置，因此可以用相乘器与载波相乘来实现，AM信号的相干解调模型如下图： 图3 AM相干解调模型 相干解调时，为了无失真地恢复原始基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波同频同相的本地载波。相干解调适用于所有线性调制信号的解调。 2.1.2 抑制载波的双边带调制（DSB） 设调制信号为m(t)，载波信号为?=cos2πfct, u(t)为调制后的信号，DEM为调制后的频谱，dem为解调后的信号 , DSB的调制与解调原理图如下: 图4 DSB调制与解调 2.1.3 单边带调制（SSB） SSB信号的解调方法与DSB信号相同，其区别仅在于解调器之前的带通滤波器的带宽和中心频率不同。前者的带通滤波器的带宽是后者的一半。 3 模拟通信系统结果分析 3.1 AM模拟通信系统 3.1.1 AM相干解调框图 图5 AM相干解调框图 信源参数：幅度1，频率10rad/s。 图6 信源参数 载波参数：幅度1，频率100rad/s。 图7 载波参数 BPF参数：下限频率90rad/s,上限频率110rad/s。 图8 BPF参数 LPF参数：截止频率啊10rad/s. 图9 LPF参数 高斯白噪声参数：均值0，标准差0.01. 图10 高斯白噪声参数 3.1.2 AM包络检波框图 图11 AM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：截止频率啊10rad/s.高斯白噪声参数：均值0，标准差0.01.全波整流器参数下限0，上限inf。 3.1.3 AM模拟仿真结果 1）AM相干解调波形，上：解调波形，下：信源波形 图12 AM相干解调波形 2）AM在调制过程中的调制波形，上：调制波形，下：信源波形 图13 AM调制波形 3）AM包络检波波形，上：解调波形，下：信源波形 图14 AM包络检波波形 3.2 DSB模拟通信系统 DSB原理框图如下： 图15 DSB原理框图 所得波形如下： 图16 DSB 调制解调波形 3.3 SSB模拟通信系统 SSB模拟通信系统框图如下： 图17 SSB模拟通信系统框图 所得调制解调波形如下： 图18 SSB调制解调波形 4 调试过程及结论 我们这次的调试主要是在电脑上利用MATLAB进行仿真得出调制解调过程的仿真图，这就要求我必须熟悉MATLAB的应用以及相关程序的编程，编程这一块是我的弱点，在这方面我上网搜索了相关资料以及在同学的帮助下最终得出仿真效果，刚开始效果不太好，在我改变相关参数后得出最终的效果仿真图，图形见前面的仿真图。这个模拟通信系统的设计理论上并不难，主要技术在于MATLAB仿真软件的应用。 5 心得体会 ? 本次课程设计我选的是AM信号的调制和解调，其原理很简单，然后参照AM，又仿出了DSB，SSB的相应波形。主要问题是MATLAB仿真软件的应用。虽然之前学过MATLAB，但学的