基于Simulink的模擬通信系統(tǒng)仿真—采用AM調(diào)制系統(tǒng)

1、-PAGE . z . I . . r . .科信學院通信系統(tǒng)仿真二級工程設計說明書2012/2013學年第二學期課程名稱 ： 通信系統(tǒng)仿真二級工程 題 目 ： 基于Simulink的模擬通信系統(tǒng)仿真采用AM調(diào)制系統(tǒng)專業(yè)班級 ： 通信工程11-2班學生 ： 璐 庭敏 夢璐 玉學 號：110312203 110312205 110312208 110312209指導教師 ： 侯華、任丹萍、龍 設計周數(shù) ： 1周 設計成績 ：2013年7月12日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc3613236431 工程目的3HYPERLINK l _Toc3613236442

2、 工程設計平臺 PAGEREF _Toc361323644 h 3HYPERLINK l _Toc3613236453 工程設計容 PAGEREF _Toc361323645 h 3HYPERLINK l _Toc3613236463.1 雙邊帶幅度調(diào)制及解調(diào)原理 PAGEREF _Toc361323646 h 3HYPERLINK l _Toc3613236473.1.1 AM信號的表達式、頻譜及帶寬 PAGEREF _Toc361323647 h 3HYPERLINK l _Toc3613236493.1.2 AM信號的解調(diào)相干解調(diào) PAGEREF _Toc361323649 h 4HYP

3、ERLINK l _Toc3613236513.2 數(shù)學模型 PAGEREF _Toc361323651 h 5HYPERLINK l _Toc3613236523.3基于Simulink的仿真模塊 PAGEREF _Toc361323652 h 5HYPERLINK l _Toc3613236533.4參數(shù)設定 PAGEREF _Toc361323653 h 5HYPERLINK l _Toc3613236543.5仿真結果 PAGEREF _Toc361323654 h 7HYPERLINK l _Toc3613236554 工程總結 PAGEREF _Toc361323655 h 7HY

4、PERLINK l _Toc3613236565 心得體會 PAGEREF _Toc361323656 h 7HYPERLINK l _Toc3613236576 參考文獻 PAGEREF _Toc361323657 h 81 工程目的本課程設計是在MATLAB集成環(huán)境下，設計一個AM調(diào)制與相干解調(diào)通信系統(tǒng)，并在Simulink平臺上仿真，并把運行仿真結果輸入顯示器，拿解調(diào)輸出的波形與基帶信號進展比擬，根據(jù)顯示結果分析所設計的系統(tǒng)性能。它以數(shù)字電路、模擬電子線路低頻局部和高頻局部、信息論與編碼等課程為根底，將學生所學理論有機地結合起來，樹立通信系統(tǒng)的概念，建立通信系統(tǒng)的模型，并通過仿真軟件實現(xiàn)

5、通信系統(tǒng)的模擬仿真。加強學生利用仿真軟件進展系統(tǒng)的設計、參數(shù)調(diào)整等根本技能的訓練，培養(yǎng)學生科學運算、繪圖及分析能力、提高理論聯(lián)系實踐的水平。通過本工程的設計讓學生掌握利用仿真軟件進展通信系統(tǒng)的構建及調(diào)試的方法。2 工程設計平臺Simulink是Matlab環(huán)境下的一局部，它通過使用框圖的方式編輯建模，比擬直觀。Simulink是一種基于MATLAB的框圖設計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。Simulink是Matlab最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量

6、書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應面廣、構造和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應用于控制理論和數(shù)字信號處理的復雜仿真和設計。Simulink是用于動態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領域仿真和基于模型的設計工具。對各種時變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進展設計、仿真、執(zhí)行和測試。Simulink是一種可視化工具。構架在Simulink根底之上的其他產(chǎn)品擴展了Simulink多領域建模功能，也提供了用于設計、執(zhí)行、驗

7、證和確認任務的相應工具。Simulink與MATLAB; 嚴密集成，可以直接MATLAB大量的工具來進展算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)立、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。3工程設計容3.1 雙邊帶幅度調(diào)制及解調(diào)原理AM信號的表達式、頻譜及帶寬假設假設濾波器為全通網(wǎng)絡1，調(diào)制信號疊加直流后再與載波相乘，則輸出的信號就是常規(guī)雙邊帶調(diào)幅AM調(diào)制器模型如圖1所示。圖1常規(guī)雙邊帶調(diào)幅AM調(diào)制器模型AM信號的時域和頻域表達式分別為式中，為外加的直流分量；是調(diào)制信號，AM信號的典型波形和頻譜分別如圖2a、b所示，圖中假定調(diào)制信號的上限頻率為。顯然，調(diào)制信號的帶寬為。圖2 AM信號的

8、波形和頻譜由圖2a可見，AM信號波形的包絡與輸入基帶信號成正比，故用包絡檢波的方法很容易恢復原始調(diào)制信號。 但為了保證包絡檢波時不發(fā)生失真，必須滿足 ，否則將出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而帶來失真。AM信號的頻譜是由載頻分量和上、下兩個邊帶組成通常稱頻譜中畫斜線的局部為上邊帶，不畫斜線的局部為下邊帶。上邊帶的頻譜與原調(diào)制信號的頻譜構造一樣，下邊帶是上邊帶的鏡像。顯然，無論是上邊帶還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號的完整信息。故AM信號是帶有載波的雙邊帶信號，帶寬為基帶信號帶寬的兩倍，即式中,為調(diào)制信號的帶寬，為調(diào)制信號的最高頻率。AM信號的解調(diào)相干解調(diào)由AM信號的頻譜可知，如果將已調(diào)信號的頻譜搬回到原點位置，即可

9、得到原始的調(diào)制信號頻譜，從而恢復出原始信號。解調(diào)中的頻譜搬移同樣可用調(diào)制時的相乘運算來實現(xiàn)2。相干解調(diào)的原理框圖如圖3所示。圖3相干解調(diào)原理框圖將已調(diào)信號乘上一個與調(diào)制器同頻同相的載波，得由上式可知，只要用一個低通濾波器，就可以將第1項與第2項別離，無失真的恢復出原始的調(diào)制信號3.2 數(shù)學模型信號發(fā)生器產(chǎn)生一個調(diào)制信號對信號進展AM調(diào)制對調(diào)制的信號相干解調(diào)輸出波形及調(diào)制信號頻譜3.3基于Simulink的仿真模塊圖4仿真模塊圖5-1調(diào)制信號3.4參數(shù)設定圖5-2載波信號調(diào)制信號：頻率10HZ,振幅1V。 載波：頻率100HZ,振幅1V。圖5-3帶通濾波器帶通濾波器：帶寬 100-120HZ。3

10、.5仿真結果圖6波形1 解調(diào)后通過低通濾波器的波形波形2 信號發(fā)生源調(diào)制信號的波形波形3 解調(diào)后的波形波形4 調(diào)制后的波形波形5 調(diào)制波參加高斯白噪聲后的波形波形6 載波信號波形波形7 調(diào)制波加噪聲后經(jīng)過帶通濾波器后的波形4 工程總結調(diào)制信號f=10HZ A=1V，載波信號f=100HZ A=1V，由上圖可知經(jīng)過調(diào)制后的波形頻率根本不變，即波形根本不變，參加高斯白噪聲后，不僅振幅有所改變，波形也發(fā)生失真，但經(jīng)過帶通濾波器后失真情況消失得到頻率不變，振幅變?yōu)樵瓉淼?/2，將已調(diào)信號乘上一個與調(diào)制器同頻同相的載波得到解調(diào)波形，經(jīng)過低通濾波器波形恢復原來的那樣，振幅變?yōu)樵瓉淼?/4，與理論運算結果根

11、本一致。5 心得體會這周的課程設計很短，但收獲很多。我用MATLAB中的Simulink進展了AM調(diào)制解調(diào)及抗噪性的研究。不但又加深了課本的知識，而且也對Simulink的根本知識有了一定掌握。本次課程設計中實現(xiàn)了通信根本知識與MATLAB的結合，并在實際中設計并仿真AM調(diào)制解調(diào)的過程。這次課程設計中我不得不對AM原理其設計步驟進展更深一層次的理解，對書中原來學到的只知其果不懂其因的理論，在設計中也有了更深刻的認識。這次設計需要自己設計而我的MATLAB的根底不是很好。這次課程設計雖然很簡單，由于沒有根底，查找了很多相關的資料，并且上網(wǎng)搜集了很多的相關設計，但由于很多資料上面對于AM都是只簡單介紹了原理以及調(diào)制解調(diào)，還都不是很全。而且這讓我在編譯和調(diào)試過程中除了很屢次錯誤，這是過程，學習就是在過程中進展的，經(jīng)過自己幾天的勞動，再加上同學們和教師的幫助，不僅對讀Simulink了很大提高，更加熟系了MATLAB的應用，也對其中的函數(shù)有了大概的了解總之這次課程設計收獲很大，是一場難得的鍛煉時機。6 參考文獻1