《软件无线电》实验设计

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1、中国人民解放军空军工程大学航空航天工程学院《软件无线电》实验设计2010级导航工程(航空)专业题目AM调制的相干解调及频谱分析姓名蒋林宏学号311201006029指导教师向新2013年6月22日摘要本实验设计主要利用MATLAB环境作为仿真平台，设计一个AM调制输入信号的模型，通过高斯白噪声信道，在接收端进行相干解调，并作频谱分析，把运行仿真结果，进行理论分析，根据所得数据对软件无线电相关调制理论进行验证。经过调试，初步实现了实验目标，得到了预期的实验结果。关键词：AM调制;相干解调；频谱分析；MATLAB第一章绪论本实验是在MATLAB集成环境下，设计一个AM调制与相干解调通信系统，并

2、在MATLAB平台上仿真，并把运行仿真结果输入显示器，拿解调输出的波形与基带信号进行比较，根据现实结果分析所设计的系统性能。MATLAB是一种可交互式使用又能解释执行的计算机编程语言，利用简单的命令，能快速完成其他高级语言只有通过复杂编程才能实现的数值运算和图形现实。该实验是建立在MATLAB基础上的动态系统仿真工具。利用MATLAB工具箱可以快速完成各类数值计算、符号计算和数据可视化等任务，可以解决有关线性代数、矩阵分析、微积分、微分方程、信号与系统、信号分析与处理、系统控制等领域的问题;利用Simulink机器模块库，则能够方便的穿件各种动态系统的模型并进行仿真，可以用来仿真线性系统、

3、非线性系统、连续系统、离散系统、连续和离散的混合系统、多速率采样系统以及单任务或多任务的离散事件驱动系统。1.1课程设计目的设计一个AM调制与相干解调系统，分别在高斯白噪声信道中运行，并把运行结果输入显示器，根据现实结果分析验证调制理论。1.2课程设计的步骤第二章基本理论在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别进行相干解调接收。图1频分复用系

4、统框图幅度调制（AM）是用调制信号去控制高频整选择的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。图2AM调制输入信号模型相干解调：相干解调也叫同步检波。解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。调制是把基带信号的频谱搬到了载频的位置，，这一过程可以通过一个相乘器与载波相乘来实现。解调则是调制的逆过程，即把在载频位置的已调信号的谱搬回到原始基带位置，因此同样可以用相乘器与载波相乘来实现。图3AM信号相干解调模型第三章系统设计3.1构建AM的调制框图按照设计的各项要求，以及AM信号的调制原理，在仿真模型窗口选择合适的器件并在模块中画出AM调制的电路级框图。框图及各项参数设置如下：图4AM信号调制线路框图进

5、行AM调制时，根据实际要求分别要对基带信号，直流信号，载波信号，基带信号的功率谱密度与调制信号的功率谱密度参数进行设置。图5基带信号参数设置图6载波信号的参数设置图7AM调制波形图从图中可以看出AM信号的包络与基带信号形状完全一致，调制后的波形符合理论上调制的波形，所以调制电路设计成功。3.2构建高斯白噪声的相干解调的框图框图按照设计的各项要求，以及AM信号的调制原理，在仿真模型窗口选择合适的器件并在模块中画出加高斯白噪声的的AM调制和相干解调的电路级框图。框图及各项参数设置如下：图8信道加入高斯白噪声的框图图9高斯噪声的参数设置从解调输出端的波形看看出，信号经过信道传输和噪声的影响，解调

6、后出现了衰减和误差。图10高斯噪声影响下的分布波形图1第四章仿真接下来就是对构建的系统进行仿真，运行完成后可以通过示波器和功率谱模块观察调制和解调结果，在理想信道时调制波形图如下图：图11AM调制后频谱图图12相干解调频谱图从频谱图可以看出解调发生了延时，基带信号频谱基本相同，解调成功。图13受到噪声影响解调频谱图将图12与图4.3进行比较，发现解调频谱受到了损坏，这说明噪声会影响解调的效率，在实际工作中应该尽量减少噪声的影响使解调达到最大效率。第五章总结与展望通过对软件无线电原理与技术这门课程一学期的学习，我顺利完成了教员布置的任务。这是我第一次进行实验设计，在这次设计中，使用MATLA

7、B仿真平台时，感到比较生疏，原理不太熟悉，但经过不断地尝试与摸索，以及到学院图书馆搜集整理资料，并与其他相似课题的学员交流经验后，开始逐渐了解实验设计的步骤方法，也对MATLAB实验平台的使用方法有了进一步了解。在调试实验过程中时，由于操作比较生疏，实验有较多不完善之处，通过与向教员沟通，使得整个实验设计得到优化，在这里非常感谢教员的指导。经过这次的实验设计，让我对软件无线电的应用有了进一步的认识，收益良多，也达到了实验