基于Simulink的模拟通信系统仿真采用AM调制系统Word格式文档下载.docx
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专业班级:
通信工程11-2班
学生姓名:
刘璐李庭敏李梦璐孙玉
学号:
110312203110312205
110312208110312209
指导教师:
侯华、任丹萍、张龙
设计周数:
1周
设计成绩:
用框图的方式编辑建模,比较直观。
Simulink是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink是Matlab最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。
对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
Simulink是一种可视化工具。
构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能,也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。
Simulink与MATLAB;
紧密集成,可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
3项目设计内容
3.1双边带幅度调制及解调原理
3.1.1AM信号的表达式、频谱及带宽
若假设滤波器为全通网络(
=1),调制信号
叠加直流
后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带调幅AM调制器模型如图1所示。
图1常规双边带调幅AM调制器模型
AM信号的时域和频域表达式分别为
式中,
为外加的直流分量;
是调制信号,AM信号的典型波形和频谱分别如图2(a)、(b)所示,图中假定调制信号
的上限频率为
。
显然,调制信号
的带宽为
由图2(a)可见,AM信号波形的包络与输入基带信号
成正比,故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。
但为了保证包络检波时不发生失真,必须满足
,否则将出现过调幅现象而带来失真。
AM信号的频谱
是由载频分量和上、下两个边带组成(通常称频谱中画斜线的部分为上边带,不画斜线的部分为下边带)。
上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。
显然,无论是上边带还是下边带,都含有原调制信号的完整信息。
故AM信号是带有载波的双边带信号,带宽为基带信号带宽的两倍,即
式中,
为调制信号
的带宽,
为调制信号的最高频率。
3.1.2AM信号的解调——相干解调
由AM信号的频谱可知,如果将已调信号的频谱搬回到原点位置,即可得到原始的调制信号频谱,从而恢复出原始信号。
解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现[2]。
相干解调的原理框图如图3所示。
图3相干解调原理框图
将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得
由上式可知,只要用一个低通滤波器,就可以将第1项与第2项分离,无失真的恢复出原始的调制信号
3.2数学模型
信号发生器(产生一个调制信号)
对信号进行AM调制
对调制的信号相干解调
输出波形及调制信号频谱
3.3 基于Simulink的仿真模块
图4仿真模块
3.4参数设定
调制信号:
频率10HZ,振幅1V。
载波:
频率100HZ,振幅1V。
图5-3带通滤波器
带通滤波器:
带宽100-120HZ。
3.5 仿真结果
图6
波形1解调后通过低通滤波器的波形
波形2信号发生源(调制信号)的波形
波形3解调后的波形
波形4调制后的波形
波形5调制波加入高斯白噪声后的波形
波形6载波信号波形
波形7调制波加噪声后经过带通滤波器后的波形
4项目总结
调制信号f=10HZA=1V,载波信号f=100HZA=1V,由上图可知经过调制后的波形频率基本不变,即波形基本不变,加入高斯白噪声后,不仅振幅有所改变,波形也发生失真,但经过带通滤波器后失真情况消失得到频率不变,振幅变为原来的1/2,将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波得到解调波形,经过低通滤波器波形恢复原来的那样,振幅变为原来的1/4,与理论运算结果基本一致。
5心得体会
这周的课程设计很短,但收获很多。
我用MATLAB中的Simulink进行了AM调制解调及抗噪性的研究。
不但又加深了课本的知识,而且也对Simulink的基本知识有了一定掌握。
本次课程设计中实现了通信基本知识与MATLAB的结合,并在实际中设计并仿真AM调制解调的过程。
这次课程设计中我不得不对AM原理其设计步骤进行更深一层次的理解,对书中原来学到的只知其果不懂其因的理论,在设计中也有了更深刻的认识。
这次设计需要自己设计而我的MATLAB的基础不是很好。
这次课程设计虽然很简单,由于没有基础,查找了很多相关的资料,并且上网搜集了很多的相关设计,但由于很多资料上面对于AM都是只简单介绍了原理以及调制解调,还都不是很全。
而且这让我在编译和调试过程中除了很多次错误,这是过程,学习就是在过程中进行的,经过自己几天的劳动,再加上同学们和老师的帮助,不仅对读Simulink了很大提高,更加熟系了MATLAB的应用,也对其中的函数有了大概的了解
总之这次课程设计收获很大,是一场难得的锻炼机会。
6参考文献
[1]樊昌兴,曹丽娜.通信原理[M].北京:
国防工业出版社,2007:
87296.
[2]王立宁,乐光新,詹菲.Matlab与通信仿真[M].北京:
人民邮电出版社,2000:
1432186.
[3]邵玉斌.Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].北京:
清华大学出版社,2008:
2152246.
项目设计
评语
成绩
指导教师
(签字)
年月日