通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)之基于matlab的fm通信系統(tǒng)

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1、西南科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱(chēng)：通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱(chēng)：基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：容曉慶學(xué)號(hào):20096025班級(jí)：通信0901班指導(dǎo)教師：侯寶林起止日期：2012.6.17-2012.6.25西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生班級(jí)：通信0901班學(xué)生姓名：容曉慶學(xué)號(hào)：20096025設(shè)計(jì)名稱(chēng)：基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)仿真起止日期：2012.06.10-2012.06.25指導(dǎo)教師：侯寶林設(shè)計(jì)要求：1)對(duì)FM通信系統(tǒng)有整體深入的理解，畫(huà)出對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)的原理框圖；

2、2）提出仿真方案，用FM對(duì)模擬輸入信號(hào)m(t)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)；3）完成仿真軟件的設(shè)計(jì)并演示；4）提交詳細(xì)的設(shè)計(jì)報(bào)告。課程設(shè)計(jì)學(xué)生日志時(shí)間設(shè)計(jì)內(nèi)容2012.06.11-2012.06.13領(lǐng)取課程設(shè)計(jì)題目，學(xué)習(xí)題目要求，預(yù)覽相關(guān)資料2012.06.14-2012.06.16根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定相應(yīng)方案，準(zhǔn)備課程設(shè)計(jì)要用到的軟件2012.06.17-2012.06.19查閱資料，在軟件上實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)要求2012.06.20-2012.06.22調(diào)試程序，發(fā)現(xiàn)不足之處，完善功能要求2012.06.23-

3、2012.06.24按要求完成設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)寫(xiě)2012.06.25答辯課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)表指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：指導(dǎo)教師：年月日基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)仿真一、設(shè)計(jì)目的和意義（1）熟悉MATLAB文件中M文件的使用方法，包括函數(shù)、原理和方法的應(yīng)用。（2）加深對(duì)FM信號(hào)調(diào)制原理的理解。（3）增強(qiáng)在通信原理仿真方面的動(dòng)手能力與自學(xué)能力。（4）在做完FM調(diào)制仿真之后，在今后遇到類(lèi)似的問(wèn)題，學(xué)會(huì)對(duì)所面對(duì)的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并能從多個(gè)層面進(jìn)行比較。二、設(shè)計(jì)原理圖1模擬通信系統(tǒng)模型調(diào)制器:使信號(hào)與信道相匹配,便

4、于頻分復(fù)用等。發(fā)濾波器:濾除調(diào)制器輸出的無(wú)用信號(hào)。收濾波器:濾除信號(hào)頻帶以外的噪聲，一般設(shè)N(t)為高斯白噪聲,則Ni(t)為窄帶白噪聲。在通信系統(tǒng)中一般需要將信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)制,以利于信號(hào)在信道上的傳輸，調(diào)制是將用原始信號(hào)去控制高頻振蕩信號(hào)的某一參數(shù)，使之隨原始信號(hào)的變化而成規(guī)律變化。調(diào)制可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。線性調(diào)制有AM、DSB等，非線性調(diào)制有FM、PM等，這里主要討論FM調(diào)制通信系統(tǒng)1.FM調(diào)制原理角調(diào)制不是線性調(diào)制，角調(diào)制中已調(diào)信號(hào)和調(diào)制信號(hào)頻譜之間不是線性關(guān)系而是產(chǎn)生出新的與頻譜

5、搬移不同的新的頻率分量，呈現(xiàn)非線性特性，故又成為非線性調(diào)制。FM調(diào)制中瞬時(shí)角頻率是關(guān)于調(diào)制信號(hào)的線性函數(shù)，瞬時(shí)角頻率偏移量,則，瞬時(shí)角頻率為為頻偏指數(shù)則，調(diào)頻信號(hào)為當(dāng)調(diào)制信號(hào)是單頻余弦時(shí)，調(diào)制信號(hào)為，為調(diào)頻指數(shù)，;調(diào)制信號(hào)的信號(hào)的產(chǎn)生圖2圖3圖2為調(diào)頻信號(hào)的直接產(chǎn)生，圖3為調(diào)頻信號(hào)的間接產(chǎn)生，在間接產(chǎn)生方法中，因?yàn)閷?shí)際調(diào)相的相位調(diào)節(jié)器的范圍在（-，），故而間接調(diào)頻只能用于相位偏移和頻率偏移不大的窄調(diào)制情況，而直接調(diào)頻則常用于寬帶調(diào)制情況。窄帶角頻率調(diào)制時(shí)，最大瞬時(shí)相位偏移遠(yuǎn)小于30°即調(diào)頻信號(hào)的

6、時(shí)域表達(dá)式，當(dāng)為窄帶調(diào)制時(shí)，假設(shè)調(diào)制線號(hào)的頻譜為F(W),而且假設(shè)飛f（t）的平均值為零，有傅氏變換可得此時(shí)調(diào)頻信號(hào)的帶寬為調(diào)制信號(hào)的兩倍。其相應(yīng)圖形如下：調(diào)制信號(hào)頻譜調(diào)頻信號(hào)頻譜2.解調(diào)原理1）非相干解調(diào)由于調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率正比于調(diào)制信號(hào)的幅度，因而調(diào)制信號(hào)的調(diào)節(jié)器必須產(chǎn)生正比于輸入頻率的輸出電壓，即輸入為調(diào)制信號(hào)為，則解調(diào)器的輸出應(yīng)為最簡(jiǎn)單的解調(diào)器是鑒頻器原理圖如下：低通濾波器包絡(luò)檢波微分器限幅器及帶通Si(t)So(t)包絡(luò)檢波輸出為So(t)=，為鑒頻器的靈敏度，微分器和包絡(luò)檢波構(gòu)成鑒

7、頻器。2）相干解調(diào)由于窄帶調(diào)頻信號(hào)可分解為同相分量和正交分量，因而可以用線性調(diào)制中的相干解調(diào)來(lái)進(jìn)行解調(diào)。原理圖如下：相乘器低通濾波器微分器帶通濾波器Si(t)Sp(t)So(t)帶通濾波器的作用是抑制信號(hào)帶寬以外的噪聲，低通濾波器輸出；上圖所示的相干解調(diào)法只適用與窄帶調(diào)頻3.調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能主要討論非相干解調(diào)的抗噪聲性能，已知輸入信號(hào)為，輸入功率，輸入噪聲,信噪比為,非相干解調(diào)的解調(diào)器的輸入端是調(diào)頻信號(hào)與噪聲的疊加，為，在大信噪比情況下，解調(diào)器的輸出端的信噪比為，考慮單頻余弦信號(hào)調(diào)制，故可得

8、大信噪比情況下的信噪比增益為，單頻時(shí)，帶寬,所以增益可化解為.由此可看出，性噪比增益和調(diào)頻指數(shù)的三次方成正比。加大調(diào)頻指數(shù)，可使調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能迅速改善。二．詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟1.產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào),畫(huà)出相應(yīng)的時(shí)域圖和頻域圖1.利用modulate函數(shù)產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)1.對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)1.對(duì)信道中加入加性高斯白噪聲，繪制調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域圖和頻域圖5.繪制加噪聲的調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)時(shí)域圖和頻域圖一、設(shè)計(jì)結(jié)果及分析1.對(duì)已調(diào)制未加噪聲的調(diào)頻信號(hào)而言，在時(shí)域圖中出現(xiàn)疏密交錯(cuò)的變化規(guī)律，有理論和實(shí)際都可以看