调制解调系统的设计

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1、姓名：黄婷班级：13级电子信息工程1班学号：调制解调系统的设计题目频率调制（FM）常应用通信系统中，FM广泛应用电视信号的传输、卫星和电话系统等。FM调制解调系统设计主要是通过对模拟通信系统主要原理和技术进行研究，理解FM调制原理和FM系统调制解调的基本过程，学会建立FM调制模型并利用集成环境下得M文件，对FM调制解调系统进行设计和仿真，并分别绘制出基带信号，载波信号，已调信号的时域波形；再进一步分别绘出对已调信号叠加噪声后信号，相干解调后信号和解调基带信号的时域波形；最后绘出FM基带信号通过上述信道、调制和解调系统后的误码率与信噪比的关系，并通过与理论结果波形

2、对比来分析该仿真调制和解调系统的正确性及噪声对信号解调的影响。1理论分析1.1一般通信系统通信的目的是传输信息。一般通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地。对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图一所示）接收端信道发送端信息源接收设备信道发送设备信息源噪声源图1通信系统一般模型1.2FM调制原理调制在通信系统中具有十分重要的作用。一方面，通过调制可以把基带信号的频谱搬移到所希望的位置上去，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号。另一方面，通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力，同时，它

3、还和传输效率有关。具体地讲，不同的调制方式产生的已调信号的带宽不同，因此调制影响传输带宽的利用率。可见，调制方式往往决定一个通信系统的性能。在本仿真的过程中我们选择用调频调制方式进行调制。调制过程用一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始信号。在本仿真的过程中我采用非相干解调方法进行解调。而频率(FM)调制的名称源于m(t)与已调信号的频率呈线性关系。FM调制就是将调制信号的变化映射到已调信号的频率大小。设调制信号为m(t)调频信号的数学表达式为姓名：黄婷班级：13级电子信息工程1班学号

4、：SFMt=Accos[2πfc+2πKFMmtdt]2系统过程2.1FM调制模型的建立FMm(t)SFM(t)图2FM调制模型其中，m(t)为基带调制信号，设调制信号为mt=Acos(2πfFMt)设正弦载波为ct=cos2πfct+2πKFMmtdt假设信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为σ2。2.2调制过程分析在调制时，调制信号的频率去控制载波的频率的变化，载波的瞬时频偏随调制信号m(t)成正比例变化，即dφ(t)dt=Kfm(t)式中，kf为调频灵敏度(rad(s∙v))这时相位偏移为φt=Kfmτdτ则可得到调频信号为SFMt=Acos[wt+Kfm

5、(τ）dτ调制信号产生的M文件：dt=0.001;%设定时间步长t=0:dt:1.5;%产生时间向量am=15;%设定调制信号幅度←可更改fm=15;%设置调制信号频率←可更改姓名：黄婷班级：13级电子信息工程1班学号：mt=am*cos(2*pi*fm*t);%生成调制信号fc=50;%设定载波频率←可更改ct=cos(2*pi*fc*t);%生成载波kf=10;%设定调频指数int_mt(1)=0；%对mt进行积分fori=1:length(t)-1int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt；endsfm=am*cos(2*pi*fc*t+

6、2*pi*kf*int_mt);%调制，产生已调信号图3FM调制2.3FM解调模型的建立调制信号的解调分为相干解调与非相干解调两种。相干解调仅仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范围受限；而非相干解调不需要窄带调频信号，且对于NBFM信号和WBFM信号均使用，因此是FM系统的主要解调方式。在本仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。低通滤波器包络检波微分器限幅器及带通SFM(t)sd(t)s0(t)m0(t)图4FM解调模型非相干解调器由限幅器、鉴频器及低通滤波器等组成，其方框图如图4所示。限幅器输入为姓名：黄婷班级：13级电子信息工程1班学号：已调

7、频信号和噪声，限幅器是为了消除接收信号在幅度上可能出现的畸变；带通滤波器的作用是用来限制带外噪声，使调频信号顺利通过。鉴频器中的微分器把调频信号变成调幅调频波，然后由包络检波器检出包络，最后通过低通滤波器取出调制信号。2.4解调过程分析设输入调频信号为Slt=SFMt=Acos(wc+Kf-∞τmτdτ微分器的作用是把调频信号变成调幅调频波。微分器输出为Sdt=dSitdt=dSFMtdt=-[wc+Kfmtsin(wct+Kf-∞tmτdτ包络检波的作用是从输出信号的幅度变化中检出调制信号。包络检波器输出为S0t=Kdwc+Kfmt=Kdwc+KdKFm(t)

8、kd称为鉴频灵敏度（vH