基于MATLAB的AM调制解调系统仿真报告.docx

1引言
1.1设计目的
本报告依照传统模拟调制的规范，给出了AM调制解调的具体流程，重点研究了系统中各阶段信号时域和频谱波形以及频谱的搬移变化，为AM调制解调系统信号波形的进一步深入研究做了基础。
1.2术语定义
本文档使用以下关键术语和简略语。
英文缩写英文全称中文名称AMAmplitudeModulation幅度调制AWGNAdditiveWhiteGaussianNoise加性高斯白噪声1.3参考资料
[1]通信原理（第六版）樊昌信曹丽娜编著国防工业出版社2007年1月
[2]
1.4文档组织
报告第二部分给出了AM调制解调的基本原理；第三部分给出了系统在MATLAB里面的程序调试及仿真；第四部分给出了各仿真模块输出时域和频域波形，并对比发射信号和接收信号的时域波形；第五部分对报告进行了总结。
2AM调制解调

图1AM调制解调系统框图
图1显示给出了用于AM调制解调的系统框图。从图中可知，发送端信源信号经AM调制器的调制后搭载高频载波发送出去，发送信道中经历加性高斯白噪声的干扰。接收端信号经历AM解调器的解调输出，最终得到信宿信号。
2.1AM调制

图2AM调制模型
图2显示给出了AM调制的原理模型。从图中可知发送信号和直流分量叠加后乘以高频载波后即可形成AM调制信号。
具体时域表波形为：
(1)
对应的频谱波形为：
(2)
2.2AM解调

图3AM解调模型
图3显示给出了AM解调的数学模型。由上图可知，解调端信道输出信号乘以跟发送端同频同相的高频载波后，经低通滤波器提取低频分量，即可得到原始的基带调制信号。具体理论推导如下：
送入解调器的AM的表达为
(3)
与同频同相的相干载波相乘后得
(4)
经历低通滤波器滤除高频信号后得
(5)
再经过隔直流电容后
(6)

3基于MATLAB的AM仿真
本仿真利用MATLAB自带函数仿真了AM系统各阶段信号的时域和频域波形，并对比发射信号和解调恢复信号的波形。
3.1仿真基本参数
系统仿真前定义采样间隔ts,载波频率fc,噪声系数sigma,和时间长度t。具体如下：
%----------------------------------------------------------------
ts=1.e-4;
t=-0.04:ts:0.04;
fc=500;
sigma=0.3;
3.2生成调制信号
仿真中采用时间长度[-0.020.02]高度为1的三角脉冲波形作为调制信号。
%----------------------------------------------------------------
%生成调制信号
m_sig=tripuls(t+0.01,0.02)-tripuls(t-0.01,0.02)；%调整信号m_sig由两个三角脉冲波形左右平移后叠加生成。
3.3AM调制器
在MATLAB中使用如下的语句对发射信号进行调制：
%----------------------------------------------------------------
%调制过程
s_am=(1+m_sig).*cos(2*pi*fc*t)+sigma*randn(size(t))；
%AM信号由调制信号m_sig叠加直流分量后乘以载波并混以噪声形成。
cos(2*pi*fc*t)；%载波信号，fc为载波频率。
randn(size(t));%代表服从正态分布的噪声。
3.4相干解调器
相干解调依靠接收端提供跟发送端同频同相的高频载波乘以接收信号，再经低通滤波器提取低频分量来恢复出原调制信号。具体程序实现如下：
%----------------------------------------------------------------
%产生本地接收载波
s_carr=cos(2*pi*fc*t)；

%同步解调
s_dem=s_am.*s_carr；

%定义lfft变量
Lfft=length(t)；%取时间区间的长度并赋值给Lfft。
Lfft=2^ceil(log2(Lfft)+1)；%将Lfft重新转化成为更大的偶数Lfft。
ceil；%向正无穷大的方向取整

%绘制解调后信号频谱
S_dem=fftshift(fft(s_dem,Lfft)/(length(t)));

%生成低通滤波器
h=fir1(60,[B_m*ts])；%设计低通滤波器频域相应，其中滤波器阶数60,截至频率75Hz。

%低通滤波
s_rec=filter(h,1,s_dem)；%理想低通滤波器filter滤除s_dem中的高频分量得恢复信号s_rec。

%绘制恢复信号频谱
S_rec=fftshift(fft(s_rec,Lfft)/(length(t)))；