matlab課程設(shè)計(jì)

1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子信息系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì) 11 級(jí) 電子信息工程 專業(yè) 1113083 班級(jí)題 目 FM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 姓 名 董清山 學(xué)號(hào) 111308304 指導(dǎo)教師 閆利超 二一 三 年 十一 月 二十六 日 內(nèi) 容 摘 要頻率調(diào)制（FM）在常應(yīng)用通信系統(tǒng)中。FM廣泛應(yīng)用于電視信號(hào)的傳輸、衛(wèi)星和電話系統(tǒng)等。 FM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是通過對(duì)模擬通信系統(tǒng)主要原理和技術(shù)進(jìn)行研究，理解FM調(diào)制原理和FM系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)的基本過程，學(xué)會(huì)建立FM調(diào)制模型并利用集成環(huán)境下的M文件，對(duì)FM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并分別繪制出基帶信號(hào)，載波信號(hào)，已調(diào)信號(hào)的時(shí)域波形；再進(jìn)一步分別繪制出對(duì)已調(diào)信

2、號(hào)疊加噪聲后信號(hào)，相干解調(diào)后信號(hào)和解調(diào)基帶信號(hào)的時(shí)域波形；最后繪出FM基帶信號(hào)通過上述信道和調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)后的誤碼率與信噪比的關(guān)系，并通過與理論結(jié)果波形對(duì)比來分析該仿真調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的正確性及噪聲對(duì)信號(hào)解調(diào)的影響。在課程設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)為Windows XP，使用工具軟件為 7.0。在該平臺(tái)運(yùn)行程序完成了對(duì)FM調(diào)制和解調(diào)以及對(duì)疊加噪聲后解調(diào)結(jié)果的觀察。通過該課程設(shè)計(jì)，達(dá)到了實(shí)現(xiàn)FM信號(hào)通過噪聲信道，調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)的仿真目的。從而了解FM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，有利于以后設(shè)計(jì)應(yīng)用。關(guān) 鍵 詞 FM；調(diào)制；解調(diào)；MATLAB仿真；信噪比一、MATLAB軟件簡(jiǎn)介 MATLAB是由美國(guó)mathw

3、orks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB和mathematica、maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它以矩陣為基本數(shù)據(jù)單位，在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面

4、、連matlab開發(fā)工作界面接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。二、理論分析2.1 一般通信系統(tǒng)的組成 通信按照傳統(tǒng)理解就是信息傳輸。通信系統(tǒng)的作用就是將信息從信息源發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)目的地，且信息是多種多樣的。通信系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行兩種基本變換：第一、要把發(fā)送的消息要變換成原始電信號(hào)。第二、將原始電信號(hào)調(diào)制到頻率較高的載頻上，使其頻帶適合信道的輸。解調(diào)后的信號(hào)稱為基帶信號(hào)，已調(diào)信號(hào)也稱為頻帶信號(hào)。對(duì)于任何一個(gè)通信系統(tǒng)，均可視為由發(fā)送端、信道和接收端三大部分組成。 信息源發(fā)送設(shè)備信 道接受設(shè)備信息源噪聲源發(fā)送端接收端信道

5、圖1 通信系統(tǒng)組成2.2 調(diào)制解調(diào)原理分析 （1）調(diào)制原理 所謂調(diào)制，就是把信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。廣義的調(diào)制分為基帶調(diào)制和帶通調(diào)制。在無線通信中和其他大多數(shù)場(chǎng)合下，調(diào)制一詞均指載波調(diào)制。載波調(diào)制，就是用調(diào)制信號(hào)去控制載波的參數(shù)過程，是載波的某一個(gè)或某幾個(gè)參數(shù)按照調(diào)制信號(hào)的規(guī)律而變化。調(diào)制信號(hào)是指來自信源的消息信號(hào)，這些信號(hào)可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。未受調(diào)制的周期性振蕩信號(hào)稱為載波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。為什么要進(jìn)行載波調(diào)制呢？基帶信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制是為了實(shí)現(xiàn)下列一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)：第一，在無線傳輸中，信號(hào)是以電磁波的形式通過天線輻射到空間的。為了獲得較高的輻射效

6、率，天線的尺寸必須與發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng)想比擬。而基帶信號(hào)包含的較低頻率較長(zhǎng)，致使天線過長(zhǎng)而難以實(shí)現(xiàn)。第二，把多個(gè)基帶信號(hào)分別搬移到不同的載波處，以實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。第三，擴(kuò)展信號(hào)帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾，抗衰落能力，還可實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。因此，調(diào)制對(duì)通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有著很大的作用和影響。采用什么樣的調(diào)制方式將直接影響著通信系統(tǒng)的性能。信息源（簡(jiǎn)稱信源）的作用是把各種信息轉(zhuǎn)換成原始信號(hào)。信息源和發(fā)送設(shè)備統(tǒng)稱為發(fā)送端。在通信系統(tǒng)的發(fā)送端將基帶信號(hào)的頻譜搬移（調(diào)制）到適合信道傳輸?shù)念l率范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸。調(diào)頻的方法主要由兩種：直接調(diào)頻和間接調(diào)頻，本設(shè)計(jì)使用直接調(diào)頻。調(diào)頻就是

7、用調(diào)制信號(hào)控制載波的頻率變化，直接調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)直接去控制載波振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律線性地變化。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的要求下，可以獲得較大的頻偏；主要缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度不高。（2）解調(diào)原理解調(diào)是調(diào)制的逆過程，其作用是從接收的已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)原基帶信號(hào)。信號(hào)通過信道傳輸后，具有將信號(hào)放大和反變換功能的接收端將已調(diào)制的信號(hào)搬移（解調(diào)）到原來的頻率范圍。調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。相干解調(diào)也叫同步檢波。解調(diào)與調(diào)制的實(shí)質(zhì)一樣，軍事頻譜搬移。調(diào)制是把基帶信號(hào)的頻譜搬到了載波位置，這一過程可以通過一個(gè)相乘器與載波相乘來實(shí)現(xiàn)。解調(diào)則是調(diào)制的反過程，即把在載頻位置的已調(diào)

8、信號(hào)的頻譜搬回到原始基帶位置，因此同樣可以用相乘器與載波相乘來實(shí)現(xiàn)。相干解調(diào)僅適用于窄帶調(diào)頻信號(hào)，且需同步信號(hào)，故應(yīng)用范圍受限；而非相干解調(diào)不需要同步信號(hào)，是FM系統(tǒng)的主要解調(diào)方式，本設(shè)計(jì)采用非相干解調(diào)。（3）噪聲分類我們將信道中存在的不需要的電信號(hào)統(tǒng)稱為噪聲。通信系統(tǒng)中的噪聲是疊加在信號(hào)上的，沒有傳輸信號(hào)時(shí)通信系統(tǒng)中也有噪聲，噪聲永遠(yuǎn)存在于通信系統(tǒng)中。噪聲可以看成是信道中的一種干擾，也稱為加性干擾，因?yàn)樗钳B加在信號(hào)之上的。噪聲對(duì)于信號(hào)的傳輸是有害的，它能使模擬信號(hào)失真，是數(shù)字信號(hào)發(fā)生錯(cuò)碼，并限制著信息的傳輸速率。按照來源分類，噪聲可以分為人為噪聲和自然噪聲兩大類。人為噪聲是有人類的活動(dòng)產(chǎn)生

9、的，自然噪聲是自然界中存在的各種電磁波輻射，此外還有一種很重要的自然噪聲，即熱噪聲。熱噪聲來自一切電子型元器件中電子的熱運(yùn)動(dòng)。由于在一般的通信系統(tǒng)的工作頻率范圍內(nèi)熱噪聲的頻譜是均勻分布的，好像白光的頻譜在可見光的頻譜范圍內(nèi)均勻分布那樣，所以熱噪聲又常稱為白噪聲。由于熱噪聲是由大量自由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，其統(tǒng)計(jì)特性服從高斯分布，故常將熱噪聲稱為高斯白噪聲。在本仿真的過程中我們假設(shè)信道為高斯白噪聲信道。3、 調(diào)制模型的建立與分析3.1 FM調(diào)制模型 m(t) Sfm（t）FM調(diào)制器 圖2 FM調(diào)制模型其中，為基帶調(diào)制信號(hào)，設(shè)調(diào)制信號(hào)為設(shè)正弦載波為信號(hào)傳輸信道為高斯白噪聲信道，其功率為。3.2 無高斯

10、白噪聲調(diào)制過程分析在調(diào)制時(shí)，調(diào)制信號(hào)的頻率去控制載波的頻率的變化，載波的瞬時(shí)頻偏隨調(diào)制信號(hào)成正比例變化，即式中，為調(diào)頻靈敏度（）。這時(shí)相位偏移為則可得到調(diào)頻信號(hào)為3.3 調(diào)制程序%FM調(diào)制dt=0.001; %設(shè)定時(shí)間步長(zhǎng)t=0:dt:1.5; %產(chǎn)生時(shí)間向量am=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)幅度fm=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)頻率mt=am*cos(2*pi*fm*t); %生成調(diào)制信號(hào)fc=50; %設(shè)定載波頻率ct=cos(2*pi*fc*t); %生成載波kf=10; %設(shè)定調(diào)頻指數(shù)int_mt(1)=0;for i=1:length(t)-1 int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)

11、*dt; %求信號(hào)m(t)的積分end %調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %已調(diào)信號(hào)disp('按任意鍵可以看到原調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)的曲線')pause%*figure(1)*figure(1)subplot(3,1,1);plot(t,mt); %繪制調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖');subplot(3,1,2);plot(t,ct); %繪制載波的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('載波的時(shí)

12、域圖');subplot(3,1,3);plot(t,sfm); %繪制已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖');3.4 調(diào)制圖形 圖3 調(diào)制信號(hào)圖形3.5 含高斯白噪聲調(diào)制過程設(shè)正弦波通過加性高斯白噪聲信道后的信號(hào)為其中，白噪聲的取值的概率分布服從高斯分布。MATLAB本身自帶了標(biāo)準(zhǔn)高斯分布的內(nèi)部函數(shù)。函數(shù)產(chǎn)生的隨機(jī)序列服從均值為，方差的高斯分布。正弦波通過加性高斯白噪聲信道后的信號(hào)為故其有用信號(hào)功率為噪聲功率為信噪比滿足公式則可得到公式我們可以通過這個(gè)公式方便的設(shè)置高斯白噪聲的方差。3.6 含高斯白噪聲調(diào)制程序%

13、FM調(diào)制dt=0.001; %設(shè)定時(shí)間步長(zhǎng)t=0:dt:1.5; %產(chǎn)生時(shí)間向量am=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)幅度fm=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)頻率mt=am*cos(2*pi*fm*t); %生成調(diào)制信號(hào)fc=50; %設(shè)定載波頻率ct=cos(2*pi*fc*t); %生成載波kf=10; %設(shè)定調(diào)頻指數(shù)int_mt(1)=0;for i=1:length(t)-1 int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt; %求信號(hào)m(t)的積分end %調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %已調(diào)信號(hào)%添加高斯白噪聲sn1=10; %

14、設(shè)定信躁比(小信噪比)sn2=30; %設(shè)定信躁比(大信噪比)sn=0; %設(shè)定信躁比(無信噪比)db=am2/(2*(10(sn/10); %計(jì)算對(duì)應(yīng)的高斯白躁聲的方差n=sqrt(db)*randn(size(t); %生成高斯白躁聲nsfm=n+sfm; %生成含高斯白躁聲的已調(diào)信號(hào)（信號(hào)通%過信道傳輸）%FM解調(diào)for i=1:length(t)-1 %接受信號(hào)通過微分器處理diff_nsfm(i)=(nsfm(i+1)-nsfm(i)./dt;enddiff_nsfmn = abs(hilbert(diff_nsfm); %hilbert變換，求絕對(duì)值得到瞬時(shí)%幅度（包絡(luò)檢波）zer

15、o=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn)/2;diff_nsfmn1=diff_nsfmn-zero;%時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換ts=0.001; %抽樣間隔fs=1/ts; %抽樣頻率df=0.25; %所需的頻率分辨率m=am*cos(2*pi*fm*t); %原調(diào)信號(hào)fs=1/ts;if nargin=2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(m);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);M=fft(m,n);m=m,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上程序是對(duì)調(diào)制后的信號(hào)u求傅里變換M=M/fs; %

16、縮放，便于在頻譜圖上整體觀察f=0:df1:df1*(length(m)-1)-fs/2; %時(shí)間向量對(duì)應(yīng)的頻率向量 %對(duì)已調(diào)信號(hào)u求傅里變換fs=1/ts;if nargin=2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(sfm);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);U=fft(sfm,n);u=sfm,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上是對(duì)已調(diào)信號(hào)u求傅里變換U=U/fs; %縮放disp('按任意鍵可以看到原調(diào)制信號(hào)、小信噪比高斯白噪聲條件下已調(diào)信號(hào)和大信噪比高斯白噪聲條件下已調(diào)信號(hào)')pause%*f

17、igure(2)*figure(2)subplot(3,1,1);plot(t,mt); %繪制調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖');db1=am2/(2*(10(sn1/10); %計(jì)算對(duì)應(yīng)的小信噪比高斯白躁聲的方差n1=sqrt(db1)*randn(size(t); %生成高斯白躁聲nsfm1=n1+sfm; %生成含高斯白躁聲的已調(diào)信號(hào)（信號(hào)通for i=1:length(t)-1 %接受信號(hào)通過微分器處理 diff_nsfm1(i)=(nsfm1(i+1)-nsfm1(i)./dt;enddiff_nsfmn1

18、 = abs(hilbert(diff_nsfm1); %hilbert變換，求絕對(duì)值得到%瞬時(shí)幅度（包絡(luò)檢波）zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn)/2; diff_nsfmn1=diff_nsfmn1-zero;subplot(3,1,2);plot(1:length(diff_nsfm),diff_nsfm); %繪制含小信噪比高斯白噪聲已%調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('含小信噪比高斯白噪聲已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖');db1=am2/(2*(10(sn2/10); %計(jì)算對(duì)應(yīng)的大信噪比高斯白躁聲的方差

19、n1=sqrt(db1)*randn(size(t); %生成高斯白躁聲nsfm1=n1+sfm; %生成含高斯白躁聲的已調(diào)信號(hào)（信號(hào)通過信道傳輸）for i=1:length(t)-1 %接受信號(hào)通過微分器處理 diff_nsfm1(i)=(nsfm1(i+1)-nsfm1(i)./dt;enddiff_nsfmn1 = abs(hilbert(diff_nsfm1); %hilbert變換，求絕對(duì)值z(mì)ero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn)/2;diff_nsfmn1=diff_nsfmn1-zero;subplot(3,1,3);plot(1:length

20、(diff_nsfm1),diff_nsfm1); %繪制含大信噪比高斯%白噪聲已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('含大信噪比高斯白噪聲已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖');%*3.7 含高斯白噪聲調(diào)制圖形圖4 含高斯白噪聲已調(diào)信號(hào)時(shí)域圖四、解調(diào)過程4.1 FM解調(diào)模型4.3.2 解調(diào)過程分析輸入調(diào)頻信號(hào)為圖5 解調(diào)模型 設(shè)相干載波為乘法器的作用是把調(diào)頻信號(hào)變成有多種頻率的波的混合，乘法器輸出為 經(jīng)低通濾波器后取出器低頻分量為 在經(jīng)過微分器，即得出解調(diào)出的基帶信號(hào)： 相干解調(diào)可以恢復(fù)出原來的基帶信號(hào)，而且要求本地載波與調(diào)制載波同步，否則會(huì)使解調(diào)信號(hào)失真。4

21、.2 無噪聲條件下解調(diào)程序與圖形%FM調(diào)制dt=0.001; %設(shè)定時(shí)間步長(zhǎng)t=0:dt:1.5; %產(chǎn)生時(shí)間向量am=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)幅度fm=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)頻率mt=am*cos(2*pi*fm*t); %生成調(diào)制信號(hào)fc=50; %設(shè)定載波頻率ct=cos(2*pi*fc*t); %生成載波kf=10; %設(shè)定調(diào)頻指數(shù)int_mt(1)=0;for i=1:length(t)-1 int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt; %求信號(hào)m(t)的積分end %調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %已調(diào)信號(hào)

22、%添加高斯白噪聲sn1=10; %設(shè)定信躁比(小信噪比)sn2=30; %設(shè)定信躁比(大信噪比)sn=0; %設(shè)定信躁比(無信噪比)db=am2/(2*(10(sn/10); %計(jì)算對(duì)應(yīng)的高斯白躁聲的方差n=sqrt(db)*randn(size(t); %生成高斯白躁聲nsfm=n+sfm; %生成含高斯白躁聲的已調(diào)信號(hào)（信號(hào)通%過信道傳輸）%FM解調(diào)for i=1:length(t)-1 %接受信號(hào)通過微分器處理diff_nsfm(i)=(nsfm(i+1)-nsfm(i)./dt;enddiff_nsfmn = abs(hilbert(diff_nsfm); %hilbert變換，求絕對(duì)

23、值得到瞬時(shí)%幅度（包絡(luò)檢波）zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn)/2;diff_nsfmn1=diff_nsfmn-zero;%時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換ts=0.001; %抽樣間隔fs=1/ts; %抽樣頻率df=0.25; %所需的頻率分辨率，用在求傅里葉變換%時(shí)，它表示FFT的最小頻率間隔%對(duì)調(diào)制信號(hào)m(t)求傅里葉變換m=am*cos(2*pi*fm*t); %原調(diào)信號(hào)fs=1/ts;if nargin=2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(m);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);M=fft(m,n

24、);m=m,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上程序是對(duì)調(diào)制后的信號(hào)u求傅里變換M=M/fs; %縮放，便于在頻譜圖上整體觀察f=0:df1:df1*(length(m)-1)-fs/2; %時(shí)間向量對(duì)應(yīng)的頻率向量 %對(duì)已調(diào)信號(hào)u求傅里變換fs=1/ts;if nargin=2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(sfm);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);U=fft(sfm,n);u=sfm,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上是對(duì)已調(diào)信號(hào)u求傅里變換U=U/fs; %縮放disp('按任意

25、鍵可以看到原調(diào)制信號(hào)、無噪聲條件下已調(diào)信號(hào)和解調(diào)信號(hào)的曲線')pause%*figure(3)* figure(3)subplot(3,1,1);plot(t,mt); %繪制調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖');subplot(3,1,2);plot(t,sfm); %繪制已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('無噪聲條件下已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖');nsfm=sfm; for i=1:length(t)-1 %接受信號(hào)通過微分器處理 diff_nsfm(i)=(ns

26、fm(i+1)-nsfm(i)./dt;enddiff_nsfmn = abs(hilbert(diff_nsfm); %hilbert變換，求絕對(duì)值得到%瞬時(shí)幅度（包絡(luò)檢波）zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn)/2;diff_nsfmn1=diff_nsfmn-zero;subplot(3,1,3); %繪制無噪聲條件下解調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖plot(1:length(diff_nsfmn1)./1000,diff_nsfmn1./400,'r');xlabel('時(shí)間t'); title('無噪聲條件下解調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖

27、');圖5無噪聲解調(diào)信號(hào)時(shí)域圖4.2 含小信噪高斯白噪聲解調(diào)程序與時(shí)域圖形%FM調(diào)制dt=0.001; %設(shè)定時(shí)間步長(zhǎng)t=0:dt:1.5; %產(chǎn)生時(shí)間向量am=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)幅度fm=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)頻率mt=am*cos(2*pi*fm*t); %生成調(diào)制信號(hào)fc=50; %設(shè)定載波頻率ct=cos(2*pi*fc*t); %生成載波kf=10; %設(shè)定調(diào)頻指數(shù)int_mt(1)=0;for i=1:length(t)-1 int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt; %求信號(hào)m(t)的積分end %調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)sfm=am*cos(2*pi*fc

28、*t+2*pi*kf*int_mt); %已調(diào)信號(hào)%添加高斯白噪聲sn1=10; %設(shè)定信躁比(小信噪比)sn2=30; %設(shè)定信躁比(大信噪比)sn=0; %設(shè)定信躁比(無信噪比)db=am2/(2*(10(sn/10); %計(jì)算對(duì)應(yīng)的高斯白躁聲的方差n=sqrt(db)*randn(size(t); %生成高斯白躁聲nsfm=n+sfm; %生成含高斯白躁聲的已調(diào)信號(hào)（信號(hào)通%過信道傳輸）%FM解調(diào)for i=1:length(t)-1 %接受信號(hào)通過微分器處理diff_nsfm(i)=(nsfm(i+1)-nsfm(i)./dt;enddiff_nsfmn = abs(hilbert(d

29、iff_nsfm); %hilbert變換，求絕對(duì)值得到瞬時(shí)%幅度（包絡(luò)檢波）zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn)/2;diff_nsfmn1=diff_nsfmn-zero;%時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換ts=0.001; %抽樣間隔fs=1/ts; %抽樣頻率df=0.25; %所需的頻率分辨率，用在求%時(shí)，它表示FFT的最小頻率間隔%對(duì)調(diào)制信號(hào)m(t)求傅里葉變換m=am*cos(2*pi*fm*t); %原調(diào)信號(hào)fs=1/ts;if nargin=2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(m);n=2(max(nextpow2(n1),ne

30、xtpow2(n2);M=fft(m,n);m=m,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上程序是對(duì)調(diào)制后的信號(hào)u求傅里變換M=M/fs; %縮放，便于在頻譜圖上整體觀察f=0:df1:df1*(length(m)-1)-fs/2; %時(shí)間向量對(duì)應(yīng)的頻fs=1/ts;if nargin=2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(sfm);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);U=fft(sfm,n);u=sfm,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上是對(duì)已調(diào)信號(hào)u求傅里變換U=U/fs; %縮放disp('

31、;按任意鍵可以看到原調(diào)制信號(hào)、小信噪比高斯白噪聲條件下已調(diào)信號(hào)和解調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)的曲線')pause%*figure(4)*figure(4)subplot(3,1,1);plot(t,mt); %繪制調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖');db1=am2/(2*(10(sn1/10); %計(jì)算對(duì)應(yīng)的小信噪比高斯白躁聲的方差n1=sqrt(db1)*randn(size(t); %生成高斯白躁聲nsfm1=n1+sfm; %生成含高斯白躁聲的已調(diào)信號(hào)（信號(hào)通%過信道傳輸）for i=1:length(t)-1 %接

32、受信號(hào)通過微分器處理 diff_nsfm1(i)=(nsfm1(i+1)-nsfm1(i)./dt;enddiff_nsfmn1 = abs(hilbert(diff_nsfm1); %hilbert變換，求絕對(duì)值得到%瞬時(shí)幅度（包絡(luò)檢波）zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn)/2;diff_nsfmn1=diff_nsfmn1-zero;subplot(3,1,2);plot(1:length(diff_nsfm),diff_nsfm); %繪制含小信噪比高斯白噪聲已%調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('含小信噪

33、比高斯白噪聲已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖');subplot(3,1,3); %繪制含小信噪比高斯白噪聲解調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖plot(1:length(diff_nsfmn1)./1000,diff_nsfmn1./400,'r');xlabel('時(shí)間t'); title('含小信噪比高斯白噪聲解調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖');圖6 含小信噪比高斯白噪聲解調(diào)信號(hào)時(shí)域圖4.3含大信噪高斯白噪聲解調(diào)程序與時(shí)域圖形%FM調(diào)制dt=0.001; %設(shè)定時(shí)間步長(zhǎng)t=0:dt:1.5; %產(chǎn)生時(shí)間向量am=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)幅度fm=5; %設(shè)定調(diào)制信號(hào)頻率mt=am*co

34、s(2*pi*fm*t); %生成調(diào)制信號(hào)fc=50; %設(shè)定載波頻率ct=cos(2*pi*fc*t); %生成載波kf=10; %設(shè)定調(diào)頻指數(shù)int_mt(1)=0;for i=1:length(t)-1 int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt; %求信號(hào)m(t)的積分end %調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %已調(diào)信號(hào)%添加高斯白噪聲sn1=10; %設(shè)定信躁比(小信噪比)sn2=30; %設(shè)定信躁比(大信噪比)sn=0; %設(shè)定信躁比(無信噪比)db=am2/(2*(10(sn/10); %計(jì)算對(duì)應(yīng)的高

35、斯白躁聲的方差n=sqrt(db)*randn(size(t); %生成高斯白躁聲nsfm=n+sfm; %生成含高斯白躁聲的已調(diào)信號(hào)（信號(hào)通for i=1:length(t)-1 %接受信號(hào)通過微分器處理diff_nsfm(i)=(nsfm(i+1)-nsfm(i)./dt;enddiff_nsfmn = abs(hilbert(diff_nsfm); %hilbert變換，求絕對(duì)值得到瞬時(shí)%幅度（包絡(luò)檢波）zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn)/2;diff_nsfmn1=diff_nsfmn-zero;%時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換ts=0.001; %抽樣間隔fs

36、=1/ts; %抽樣頻率df=0.25; %所需的頻率分辨率，用在求傅里葉變換%時(shí)，它表示FFT的最小頻率間隔%對(duì)調(diào)制信號(hào)m(t)求傅里葉變換m=am*cos(2*pi*fm*t); %原調(diào)信號(hào)fs=1/ts;if nargin=2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(m);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);M=fft(m,n);m=m,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上程序是對(duì)調(diào)制后的信號(hào)u求傅里變換M=M/fs; %縮放，便于在頻譜圖上整體觀察f=0:df1:df1*(length(m)-1)-fs/2; %時(shí)間

37、向量對(duì)應(yīng)的頻率向量%對(duì)已調(diào)信號(hào)u求傅里變換fs=1/ts;if nargin=2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(sfm);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);U=fft(sfm,n);u=sfm,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上是對(duì)已調(diào)信號(hào)u求傅里變換U=U/fs; %縮放disp('按任意鍵可以看到原調(diào)制信號(hào)、大信噪比高斯白噪聲條件下已調(diào)信號(hào)和解調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)的曲線')pause%*figure(5)*figure(5)subplot(3,1,1);plot(t,mt); %繪制調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖xlabel('時(shí)間t');title('調(diào)制信號(hào)的時(shí)域圖');db1=am2/(2*(10(sn2