通信系统课程设计之基于MATLAB的FM通信系统样本.doc

西南科技大学课程设计报告课程名称：通信系统课程设计设计名称：基于MATLABFM通信系统设计姓名：容晓庆学号：6025班级：通信0901班指引教师：侯宝林起止日期：.6.17-.6.25西南科技大学信息工程学院课程设计任务书学生班级：通信0901班学生姓名：容晓庆学号：6025设计名称：基于MATLABFM通信系统仿真起止日期：.06.10-.06.25指引教师：侯宝林设计规定：1)对FM通信系统有整体进一步理解，画出相应通信系统原理框图；2）提出仿真方案，用FM对模仿输入信号m(t)进行调制与解调；3）完毕仿真软件设计并演示；4）提交详细设计报告。课程设计学生日志时间设计内容.06.11-.06.13领取课程设计题目，学习题目规定，预览有关资料.06.14-.06.16依照设计规定，拟定相应方案，准备课程设计要用到软件.06.17-.06.19查阅资料，在软件上实现功能设计规定.06.20-.06.22调试程序，发现局限性之处，完善功能规定.06.23-.06.24按规定完毕设计报告书写.06.25答辩课程设计评语表指引教师评语：成绩：指引教师：年月日基于MATLABFM通信系统仿真设计目和意义（1）熟悉MATLAB文献中M文献用法，涉及函数、原理和办法应用。（2）加深对FM信号调制原理理解。（3）增强在通信原理仿真方面动手能力与自学能力。（4）在做完FM调制仿真之后，在此后遇到类似问题，学会对所面对问题进行系统分析，并能从各种层面进行比较。二、设计原理图1模仿通信系统模型调制器：使信号与信道相匹配，便于频分复用等。发滤波器：滤除调制器输出无用信号。收滤波器：滤除信号频带以外噪声，普通设N(t)为高斯白噪声,则Ni(t)为窄带白噪声。在通信系统中普通需要将信号进行相应调制,以利于信号在信道上传播，调制是将用原始信号去控制高频振荡信号某一参数，使之随原始信号变化而成规律变化。调制可分为线性调制和非线性调制。线性调制有AM、DSB等，非线性调制有FM、PM等，这里重要讨论FM调制通信系统1.FM调制原理角调制不是线性调制，角调制中已调信号和调制信号频谱之间不是线性关系而是产生出新与频谱搬移不同新频率分量，呈现非线性特性，故又成为非线性调制。FM调制中瞬时角频率是关于调制信号线性函数，瞬时角频率偏移量,则，瞬时角频率为为频偏指数则，调频信号为当调制信号是单频余弦时，调制信号为，为调频指数，;调制信号信号产生图2图3图2为调频信号直接产生，图3为调频信号间接产生，在间接产生办法中，由于实际调相相位调节器范畴在（-，），故而间接调频只能用于相位偏移和频率偏移不大窄调制状况，而直接调频则惯用于宽带调制状况。窄带角频率调制时，最大瞬时相位偏移远不大于30°即调频信号时域表达式，当为窄带调制时，假设调制线号频谱为F(W),并且假设飞f（t）平均值为零，有傅氏变换可得此时调频信号带宽为调制信号两倍。其相应图形如下：调制信号频谱调频信号频谱2.解调原理1）非相干解调由于调频信号瞬时频率正比于调制信号幅度，因而调制信号调节器必要产生正比于输入频率输出电压，即输入为调制信号为，则解调器输出应为最简朴解调器是鉴频器原理图如下：低通滤波器包络检波微分器限幅器及带通Si(t)So(t)包络检波输出为So(t)=，为鉴频器敏捷度，微分器和包络检波构成鉴频器。2）相干解调由于窄带调频信号可分解为同相分量和正交分量，因而可以用线性调制中相干解调来进行解调。原理图如下：相乘器低通滤波器微分器带通滤波器Si(t)Sp(t)So(t)带通滤波器作用是抑制信号带宽以外噪声，低通滤波器输出；上图所示相干解调法只合用与窄带调频3.调频系统抗噪声性能重要讨论非相干解调抗噪声性能，已知输入信号为，输入功率，输入噪声,信噪比为,非相干解调解调器输入端是调频信号与噪声叠加，为，在大信噪比状况下，解调器输出端信噪比为，考虑单频余弦信号调制，故可得大信噪比状况下信噪比增益为，单频时，带宽,因此增益可化解为.由此可看出，性噪比增益和调频指数三次方成正比。加大调频指数，可使调频系统抗噪声性能迅速改进。详细设计环节产生调制信号和载波信号,画出相应时域图和频域图运用modulate函数产生调制信号对调制信号进行解调对信道中加入加性高斯白噪声，绘制调频信号时域图和频域图5.绘制加噪声调频信号解调时域图和频域图设计成果及分析对已调制未加噪声调频信号而言，在时域图中浮现疏密交错变化规律，有理论和实际都可以看到，在瞬时最大正频偏处，波形最密；在瞬时最低处，波形最疏..由图可知，输入调制信号通过调制之后，波形发生了明显变化，原本规则正弦信号变成了不规则上下起伏波动图形，并且调制后图形也没有原本正弦信号般圆滑，浮现了十分尖锐突起。阐明正弦信号通过FM调制之后波形发生了明显变化。通过频谱图对照比较咱们可以