matlab作业DOC.docx

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matlab作业（DOC）

LT

可得到已调调频信号为

（3）原理

所谓频率调制（FM），是指瞬时频率偏移随调制信号m（t）成比例变化，即

式中Kf为调频灵敏度（rad/（s·V））。

这时相位偏移为

则可得到公式

假设信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为

。

①FM信号的仿真

下面给出一个用MATLAB仿真FM信号的示例。

已知：

消息信号是[-3,3]均匀分布的随机整数，产生的时间间隔为1/10s，用FM方法调制载波

。

假设调频器灵敏度

，

，

，消息信号的带宽W=50Hz，试求：

（1）画出消息信号和解调信号；

（2）已调信号的功率、消息信号的功率、调制指数及调制信号的带宽；

（3）用鉴频法解调该信号，画出原始信号和解调信号；

（4）假设调制信号通过AWGN信道，信噪比为20dB，显示解调后的信号与原始信号。

②FM调制Simulink系统仿真

Simulink中提供了调频模块（FMModulatorPassband），它位于“CommunicationBlockset→Modulation→AnalogPassbandModulation”模块库中。

它的参数设置对话框如图所示。

对话框中有如下两个参数：

（1）Carrierfrequency（Hz）：

调频信号的载波频率；

（2）Initialphanse（rad）：

信号载波的初始相位。

（3）Frequencydeviation（Hz）：

调频信号的频偏。

用Simulink重新仿真上例，系统模型如ex1.mdl文件给出，系统模型框图如图所示。

（1）随机整数产生器模块（RandomIntegerGenerator），用它来产生消息信号，它的参数设置：

M-arynumber设为7，Initialseed设为1234，Sampletime设为1/10，Fram-basedoutputs不选中。

（2）减法器模块（Subtract、Subtract1），因为消息信号产生的信号范围是[0,6]，所以用Subtract减去3，将信号范围转换为[-3,3]。

与Subtract减法端口相连的常数模块（Constant）位于“Simulink→CommonlyUsedBlocks”模块库中，其值设为3。

Subtract1用来求已调信号中的消息信号功率，与Subtract1减法端口相连的常数模块（Constant1）设为8（载波功率）。

（3）调幅模块（FMModulatorPassband），它的参数设置为Frequencydeviation设为50，其他参数采用默认值。

（4）量化器模块（Quantizer、Quantizer1）。

量化器模块位于“Simulink→CommonlyUsedBlocks”模块库中。

因为要观察消息信号和已调信号的频谱，而频谱分析器要求的输入是离散量，所以需要量化器把连续信号转换为离散信号。

两个量化器的参数设置是相同的，其中Quantizationinterval设为0.001，Sampletime设为0.001.

（5）频谱分析器（msgsignalspectrum、ModulatedSignalSpecturm）位于“SignalProcessingBlockset→DSPSinks”模块中，原始名字为SpctrumScope。

他们的参数设置分别是：

在“ScopesProperties”选项中，Bufferinput选中，Buffersize设为512，Bufferoverlap设为256；SpectifyFFTlength选中，FFTlength设为512。

在“AxisProperties”选项中，Frequencyrange选为[-Fs/2…Fs/2]。

MinimumY-limit设为-50，MaximumY-limit设为50。

（6）数学函数模块（MathFunction），用它来计算已调信号振幅的平方。

在它的参数设置中，Function要选为magnitude^2。

（7）求均值模块（Mean），它位于“SignalProcessingBlockset→Statistics”模块库中，它用来求已调信号的均值。

在它的参数设置中要选中Runningmean，这样它输出的是整个仿真时间内得到的功率均值。

（8）除法器模块（Divide），它用来计算调制效率。

在参数设置中，把Numberofinputs设为/*。

（9）显示模块，包括显示消息信号时域波形（Scope1），已调信号时域波形（Scope），已调信号功率值（Display），消息信号在已调信号中的功率（Display1）和调制效率（Display2）。

模型建好后，设置好各个模块的参数，在仿真参数设置中把Maxstepsize设为0.001，Stoptime设为10。

调制模块的仿真波形如下：

原信号波形

已调信号

源信号频谱图

已调信号频谱图

③FM信号的解调

Simulink模型如ex2.mdl所示。

（1）在RandomIntegerGenerator模块中，把Sampletime设为1/2，在两个调幅信号解调模块中把Offsetfactor设为4，其他采用默认值。

（2）由于要根据调制信号的功率添加高斯白噪声，因此需要计算调制信号的功率，计算出调制信号的功率后，根据信噪比计算出噪声的功率，把噪声的功率输入AWGN信道模块中，在AWGN信道模块参数设置中，Mode要设为Variancefromport。

（3）在解调出信号后，需要进行低通滤波滤除信号的高斯噪声分量，这里采用Bessel低通滤波器，在参数设置中，把Designmethod设为Bessel，Filtertype设为Lowpass，Filterorder设为8，Passbandedgefrequency（rad/sec）设为2*pi*100。

（4）4个示波器分别观察各点波形，模型建好后，各个模块参数设置好后，在仿真参数设置中把Maxstepsize设为0.001，Stoptime设为5。

解调模块的仿真波形如下：

原信号波形

已调信号

解调后的信号

2.结论

通过这次通信原理课程设计，可得调制在通信系统中的重要性，还有懂得了为什么现有的收音机要用AM调制而不用其它的调制类型。

由此也可得调幅波在波形上，幅度随基带信号的规律而呈正比的变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移（精确到常数因子）由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。

在仿真的过程中由于没有学过相关的仿真软件，所以一切都是自学，从头开始，所以这其中遇到了许多困难。

但同时也感受到了学习的快乐。

在此过程中能把学到的东西运用到实践中来变成自己的实验结果，即验证了课本知识的正确性，又巩固了所学知识。

所以这是一次有意义的课程设计。

我将在以后的学习中继续努力，学习matlab软件知识，提高自己的水平,同时也感谢老师的栽培，同学的帮助。