通信系統(tǒng)仿真-

1、通信系統(tǒng)仿真教材：詳解MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真 劉學(xué)勇編著電子工業(yè)出版社2011年出版主講教師：陳智麗Email: zzc09aber.ac.uk2C(3卑軟華學(xué)朗通仕果鏡仿鼻_通仿工10主講:除Email： zzcO9abrr.ac.uk參考文獻(xiàn)1. 基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真趙靜，張瑾，高新科編著.北京航空航天大學(xué)出版社,20072. MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實例精講 邵佳，董辰輝編著.電子工業(yè)出版社,20093. 信息與通信系統(tǒng)仿真別志松編著.北京郵電大學(xué)出版社,2010通仕泵 H仿臭4tX10fclX*:總關(guān) EmaU： cO9(fl

2、aber.acMk考核方法1. 考査課(1.5學(xué)分)成績：優(yōu)、良、中、及、不及2. 成績分配課堂表現(xiàn)(10%)上機(jī)實驗(20%)作業(yè)(20%)考試(50%)祝大家好運(yùn)！-珂鐵拿竽期週仕系統(tǒng)仿鼻通仕工10X*:總*Fmail： -cO9eabfr.acMk第5章模擬調(diào)制5.I幅度調(diào)制5調(diào)幅(AM)5.1.2 AM信號的仿真5.1.3 AM店號的解調(diào)5.2角度調(diào)制5.2.1 調(diào)頻(FM)5.2.2 PM信號的仿真5.2.3 FM倍號的解調(diào)通仕泵統(tǒng)仿臭4txai0tt X*:總* EmaU： zzcO9 X h(t) sra(t)Tcosqt幅度調(diào)制器的一般模型m(t)為調(diào)制信號，頻譜為M(e),沖

3、激響應(yīng)為h(t)的濾波器的 傳輸函數(shù)為H(e)。則已調(diào)信號sjt)的時域和頻域喪達(dá)式為 sm(t) = m(t)cost*h(t) =丄M(+ 叫)+22珂秋華竽朗通仕泉統(tǒng)仿臭X*:總*關(guān)Email： z：c09flaber.ac.uk5J.I 調(diào)幅(AM)假設(shè)h(t)=s(t),即濾波器h(0)= i為全通網(wǎng)絡(luò)，調(diào)制信 號m(t)疊加直流.后與戦波相乘，形成AM信號。其時域和頻域的表達(dá)式分別為：Sam “)二A)+ m(t)cos t 二 A cos Qt + m(t)cos yctS/w (“)二碼 |S(+c)+$(-)】+叫)+M(e-儀)通仕果仿臭4iX10ftl X*:總 EmaU

4、： zzcO9flaber.acMk5.I.I 調(diào)幅(AM)AM信號圧帶有載波的雙邊帶倍號，它的帶寬是基帶信號 帶寬的兩倍。IpZvWWv2a珂秋華竽朗通仕泵 H仿臭4ftX10ftlX*:總Emailt zzcO9flaber.aeMk5.I.I 調(diào)幅(AM)AM信號在1Q電阻上的平均功率等于S/t)的均方值，即 為其平方的時間平均，即Pam =8Jm(t)A + m(t)F cos2 a)ct= cos2rwct + m(t)2 cos，+ 2.,m(t)cos2叫t通常假設(shè)調(diào)制信號沒有直流分量，即 麗=0,因此P-y+=Pt+P.式中，R =心/2為載波功率；P,=顧/2為邊帶功率。由此

5、町見，AM信號的功率利用率比較低。2a珂秋華竽朗通仕泵 H仿臭4ftX10ftl X*:總 EmaU： zzcO9flaber.aeMk5.I.2A M信號的仿真例5.1消息信號是卜3,3均勻分布的隨機(jī)整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為 1/10S,用AM方法調(diào)制載波 cos2cto 假設(shè)f； = 100, A)=4,OtlO, 試求：(1)消息信號和已調(diào)信號的頻譜。(2)已調(diào)信號的功率和調(diào)制效率。程序代碼如下：clear allts=0.0025:%信號抽樣時間間隔t=0:ts:10-ts;%時間矢就fs=1As;%抽樣頻率df=fsength(t);%fft的頻率分辨率msg=randint(100.

6、l(-3.3).123);%生成淆息序列.隨機(jī)數(shù)種 f W23msg1=msg*ones( 1 .fs/10);%擴(kuò)展成抽樣信號形式msg2=reshape(msg 1 ,1 .length(t);Pm=ffi(msg2yfs;%求消息信號的頻譜f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(2.1.1) plot(f,ffishift(abs(Pm)%tfi 出消息信 E 的頻譜IttleC消感信號類普)2a珂秋拿竽朗A*：aih zzcO9flabfr.acMk5.I.2A M信號的仿真接上頁：A=4;fc=1OO：%拔波輔率Sam=(A+msg2) cos(2*pi*fcwt);%

7、l!調(diào)信號Pam=fft(Sam)s;%己調(diào)倍號頻誥subplot(2J,2)plot(f,mshift(abs(Pam)%価出(2 調(diào)信號頻譜TitleCAMOV 頻弊)axts(|-200 200 0 23)Pc=sum(abs(Sam).A2)/length(Sam) %己調(diào)信號功率 Ps=Pc-AA2/2%消息3號功率eta=Ps/Pc%調(diào)制效率運(yùn)行結(jié)果為：Pc =9.5100Ps =1.5100 eta =0.15882a珂秋華竽朗通仕泵統(tǒng)仿臭X*:總 EmaU： cO9flaber.acMk5.I.2A M信號的仿真Q幾滬通仕系 It仿臭4ftxai0ft( X*:總* 關(guān) Ema

8、U： z：cO9 BrowwrUwincMam mom：UXHSQjece Operate* 5wc C9-.C ，4 : wiwrwrt*Shewrgimy “2S3卑秋拿學(xué)朗運(yùn)仕系統(tǒng)仿JI 4tXai0tt 主講：總關(guān) FmaU： zzeOabrr.acMk5.I.2A M信號的仿真例5.2用Simulinkfi新仿真例5.1。通仕案統(tǒng)仿臭4ftxaiOMX*:總*Email： 39心皿5.I.2A M信號的仿真FW Vw 4.0 :T” V心 HclO消息信號頻譜已調(diào)信號的頻譜通仕案統(tǒng)仿臭4ftxaiOMX*:總*Email： 39心皿5.I.2A M信號的仿真消息信號時域波形口Li調(diào)信

9、號時域波形2C(珂秋拿學(xué)朗通仕案統(tǒng)仿臭4tX10X*:Email： zzcC9Mm皿5.I.3A M信號的解調(diào)當(dāng)調(diào)制倍號滿足條件m(t)|_ 時，AM信號的包絡(luò)與 調(diào)制信號成正比，所以用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)出原始 的調(diào)制信號。一個帶通信號的包絡(luò)可以表示成它的低通等效 信號的幅度，因此為了得到AM信號的包絡(luò)，只要求得其低通 等效信號就可以了。例5.3消息信號是卜3,3均勻分布的隨機(jī)整數(shù)，產(chǎn)生的時間間隔為 1/2S,用AM方法調(diào)制戟波cos2t o假設(shè)fc = lOO,入二4, 00(0製 X*：Email： zzc09aber.ac.uk程序代碼如下:5.I.3A M信號的解調(diào)clear a

10、llts=0.0025;%信號抽樣時間間隔t=0:ts:5-ts;%時何向業(yè)fs=1/ts;%抽樣頻率msg=randint(10.1.3.3lJ23); %生成消息序列,融機(jī)數(shù)種 了 為 123 msg1=msg#ones(1 tfs/2);%擴(kuò)展成取樣信 ；形Nmsg2=reshape(msg1 1,length(t);subplot(3JJ)plo*,msg2)%誦出消息侑號title(消息信印)A=4;fc=1OO;%戦波頻率Sam=(A+msg2).ecos(2epifct); %已調(diào)信號dems=abs(hilbert(Sam).A;%包絡(luò)檢波.并II去掉直流分呈subplot(3

11、 J ,2)plottdems)%畫出解調(diào)后的信弓title(無噪聲的解調(diào)信號)通仕泵鏡仿臭4rx10ftl X*:總* 關(guān)EmaU： z：cO9-A;subplot(3J.3)plot(t.dems2)title(信噪比為20dB的解調(diào)信號J號通過 AWGN%包絡(luò)檢波并且去掉血流分址%畫出解調(diào)信號負(fù)Simulink中也提供了調(diào)幅 信號的解調(diào)模塊(DSB AM Demodulator Passband) 9它位 于 Communications BlocksetM 下的Modulation 下的 uAnalog Passband Modulation 模塊庫中.通仕泵鏡仿臭4rx10ftl X

12、*:總* 關(guān)EmaU： z：cO9ZA(W|53S3 1 二 ABS D *S B日 Q, , A(2& 勺通仕果統(tǒng)仿臭4ftxaiO X*:總* U Eih zzcO9flaber.aeMk5.2角度調(diào)制幅度調(diào)制屬于線性調(diào)制，它是通過改變載波的幅度，以實 現(xiàn)調(diào)制倍號頻譜的平移及線性變換。使高頻載波的頻率或相位按調(diào)制宿號的規(guī)律變化而振幅保 持怛定的調(diào)制方式，稱為頻率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制(PM),分 別簡稱為調(diào)頻和調(diào)相，也統(tǒng)稱為角度調(diào)制。角度調(diào)制已調(diào)信號頻譜不再是原調(diào)制信號頻譜的線形搬移, 而見頻譜的非線件變換，會產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率成 分，故又稱為非線性調(diào)制。通仕泵統(tǒng)仿鼻4txaiO

13、ttl X*:總* EmaU： zzcO9abtr.ac.uk5.2.1 調(diào)頻(FM)若使瞬時頻率直接隨調(diào)制信號線性地變化，則稱為頻率調(diào)制。 這時，瞬時角頻率為e(t) = + 2kfm(t)式中，人是調(diào)頻器的靈敏度，M位是Hz/Vo瞬時相位為y?(t) = Jfw(t)dt 4-(p0 =ft?ct- 2kf J*+他假設(shè)調(diào)制佶號m入cos 2禮t,已調(diào)倍號的表達(dá)式為sf(t)= Acos血t + 幾 cos%t|竺、為FM的調(diào)制指數(shù)。通仕泵統(tǒng)仿鼻4txai0ttl X*:總* EmaU： zzc09abtr.ac.uk5.2.2 FM信號的仿真例55消息信號是卜3,3之間均勻分布的隨機(jī)幣數(shù)

14、，產(chǎn)生的時間間隔為 1/10S,用FM方法調(diào)制ttcos2t o 假設(shè)kf =50,fc = 250, 0tl0, 消總信號的帶寬W-50HZ,試求：(1) 消息信號和已調(diào)信號的頻譜，(2) 已調(diào)信號的功率和調(diào)制效率.程序代碼如下:clear all%信號抽樣時間間隔 %時間矢雖%抽樣頻率%fft的頻率分辨率ts=0 001;t=0:ts:10-ts;fs=1As;df=fs/length(t);msg=randint(100.1.3.3,123); %生成消息序列.隨機(jī)數(shù)種為 123 msg仁m sg*ones(1.fs/10);%擴(kuò)展成取樣信號形式msg2=reshape(msg1 : 1

15、 ,length(t);Pm=fft(msg2)/fs;%求消總倚號的頻誥通仕果統(tǒng)仿臭X*:總關(guān) EmaU： zzcO9flaber.acMk5.2.2 FM信號的仿真接上頁：仁fs/Zdtfs/2df;subplot(2,1J)plot(t.fftshift(abs(Pm)TitleC消息信號頻譜)int_msg(1)=0;%消息侑號枳分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1 )=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=250;%我波頻率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %FMfu -JPfm=f

16、ft(Sfm)/fs;%=M信號頻譜subplot(2.1.2)plot(tfftshift(abs(Pfm)%畫出已調(diào)FM信號頻譜titleC FM信號頻譜)2a 3卑秋拿竽朗通仕果統(tǒng)仿臭X*:總關(guān) EmaU： zzcO9flaber.acMk522 FM信號的仿真接上頁：Pc=sum(abs(Sfm).A2)/length(Sfm)% 已調(diào)信號功率Ps=sum(abs(msg2).A2)/length(msg2) %消息伯號功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm% 調(diào)制指數(shù)W=2*(betaf+ 1)*fm%調(diào)制信號帶寬運(yùn)行結(jié)果為：Pc =0 5000Ps = 3.500

17、0 betaf =3W =4002a珂秋拿竽朗通仕泵統(tǒng)仿鼻4txaio( X#:Email： zzcO9aaber.acMk522 FM信號的仿真通仕泵統(tǒng)仿臭4txaio( X*:總* 關(guān) EmaU： zzcO9aaber.acMk5.2.2 FM信號的仿真Simulink中提供了FM調(diào)制模塊(FM Modulator Passband)，它 位于Communications Blockset” 下的Modulation” 下的 “Analog Pass band Modulation” 模塊庫中。追仕案統(tǒng)仿真通仕工410ftX*:總* FaU： ZZCO9abfr.ac.Uk5.2.2 FM

18、信號的仿真例5.6用Simulink生成例5.5中的FM信號。 W16IvarlableyepDIUfewiooe譏2dy通仕泵H仿臭4ftxaiOM X*:EmaU： zzeWZ.w皿5.2.2 FM信號的仿真消息信號頻譜已調(diào)信號的頻譜通仕案統(tǒng)仿臭4tX10ttl X#:總*關(guān) Email： zzcO9M.zk5.2.3 FM信號的解調(diào)由于調(diào)頻信號的瞬時頻率正比于調(diào)制信號的幅度，因而調(diào)頻 信號的解調(diào)器必須能產(chǎn)生正比丁輸入頻率的輸出電壓。最簡取的 解調(diào)器是具有頻率電壓轉(zhuǎn)換特性的鑒頻器。整頻器組成sd(t) = + 2kfm(t)sinyct + 2kfJ* m(r)dr用包絡(luò)檢波器將其幅度取db并濾去宜流后輸出，即叫=瓦只冋 式中Kd為鑒頻器靈敏度。通仕泵 H仿臭4tX10ttl X*:總Email： zzcO91=1; % 調(diào)制信 號限幅 y1(find(y1-1=-1; phase1=ang