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：通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱：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：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，畫出對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)的原理框圖；2）提出仿真方案

2、，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2012.06.23-2012.06.24按要求完成設(shè)

3、計(jì)報(bào)告書寫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)

4、。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

5、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?w?kFMf(t),則，瞬時(shí)角頻率為w?wc?kFMf(t)kFM為頻偏指數(shù)則，調(diào)頻信號(hào)為SFM(t)?cos(wct?kFM?f(t)dt)當(dāng)調(diào)制信號(hào)是單頻余弦時(shí)，調(diào)制信號(hào)為SFM(t)?Acos(wct?kFMAm?coswmtdt)?Acos(wct??FMsinwmt)，?FM為調(diào)頻指數(shù)，?FM?kFMAm/wm;調(diào)制信號(hào)的信號(hào)的產(chǎn)生m(t)?FM?S(t)FM圖2m(t)?(?)dt?PM?S(t)?FM圖3圖2為調(diào)頻信號(hào)的直接產(chǎn)生，圖3為調(diào)

6、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kFM?f(t)dtmax???/6調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式SFM(t)?cos(wct?kFM?f(t)dt)，當(dāng)為窄帶調(diào)制時(shí)，SFM(t)?Acoswct?[AkFM?f(t)dt]sinwct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SNBFM(w)??A[?(

7、w?wc)??(w?wc)]?AkFM/2[F(w?wc)/(w?wc)?F(w?wc)/(w?wc)]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Si(t)?Acos[wct?kFM?f(t)dt]，則解調(diào)器的輸出應(yīng)為SO(t)?kFMf(t)最簡(jiǎn)單的解調(diào)器是鑒頻器原理圖如下：Si(t)So(t)限幅器及帶通微分器包絡(luò)檢低通濾波包絡(luò)檢波輸

8、出為So(t)=kFMkdf(t)，kd為鑒頻器的靈敏度，微分器和包絡(luò)檢波構(gòu)成鑒頻器。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：ni(t)SNBFM(t)Si(t)Sp(t)So(t)帶通濾波相乘器微分器低通濾波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SO(t)?AkFMf(t)/2；上圖所示的相干解調(diào)