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FM调制解调..pdf
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通信原理实验
实验名称:基于 FM 信号调制解调的
matlab 仿真
实验地点:KA116
姓名:汪辉 /胥译涵
学号:2011019100013 /2011019100027
摘要:FM 在通信系统中的使用非常广泛。FM 广泛应用于高保真音乐广播、
电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等。本设计主要是利用 MATLAB
集成环境下的 M 文件,编写程序来实现 FM 调制与解调过程,并分别绘制出基带
信号、载波信号、已调信号的时域波形,再进一步分别绘制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
通过上述信道和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
波形对比来分析该仿真调制与解调系统的正确性及噪声对信号解调的影响。在课
程设计中,系统开发平台为 Windows 7 使用工具软件为 MATLAB 7.0。在该平台
运行程序完成了对 FM 调制和解调以及对叠加噪声后解调结果的观察。通过该课
程设计,达到了实现 FM 信号通过噪声信道,调制和解调系统的仿真目的。
一、实验目的
通过《FM 信号的 MATLAB 仿真设计》的课程设计,掌握通信原理中模拟信号
的调制和解调、数字基带信号的传输、数字信号的调制和解调,模拟信号的抽样、
量化和编码与信号的最佳接收等原理。应用原理设计 FM 调制解调系统,并对其
进行仿真。
二、实验要求
1、熟悉调制和解调的原理,调制的分类和解调的分类。熟悉并掌握调频信
号的产生与解调。
要求能够熟练应用 MATLAB 语言编写基本的通信系统的应用程序,进行模拟
调制系统,数字基带信号的传输系统的建模、设计与仿真。所有的仿真用 MATLAB
程序实现,系统经过的信道都假设为高斯白噪声信道。模拟调制要求用程序画出
调制信号,载波,已调信号、解调信号的波形,数字调制要求画出误码率随信噪
比的变化曲线。
简述理论原理;Matlab 程序,要点旁注(可手写);图示波形,说明合理性;
其他重要数据、尝试与思考说明,两人一组,两机器互连,解调
三、实验原理:
1、 通信按照传统理解就是信息传输。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,且信息是多种多样的。通信系统对信号进行两种
基本变换:第一、要把发送的消息要变换成原始电信号。第二、将原始电信号
调制到频率较高的载频上,使其频带适合信道的输。解调后的信号称为基带信
号,已调信号也称为频带信号。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。
发送端
信息源 发送设备
信道
信 道
接收端
接受设备 信息源
噪声源
图 1 通信系统组成
信息源(简称信源)的作用是把各种信息转换成原始信号。根据消息的种类
不同信源分为模拟信源和数字信源。发送设备的作用产生适合传输的信号,即使
发送信号的特性和信道特性相匹配,具有抗噪声的能力,并且具有足够的功率满
足原距离传输的需求。 信息源和发送设备统称为发送端。 发送端将信息直接转
换得到的较低频率的原始电信号称为基带信号。通常基带信号不宜直接在信道中
传输。因此,在通信系统的发送端需将基带信号的频谱搬移(调制)到适合信道
传输的频率范围内进行传输。这就是调制的过程。 信号通过信道传输后,具有
将信号放大和反变换功能的接收端将已调制的信号搬移(解调)到原来的频率范
围,这就是解调的过程。 信号在信道中传输的过程总会受到噪声的干扰,通信
系统中没有传输信号时也有噪声,噪声永远存在于通信系统中。由于这样的噪声
是叠加在信号上的,所以有时将其称为加性噪声。噪声对于信号的传输是有害的,
它能使模拟信号失真。在本仿真的过程中我们假设信道为高斯白噪声信道。
图 2 信号传输
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,它还和传输效率有关。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法进行调制。在本仿真的过
程中我们选择用同步解调方法进行解调
2、调制过程
调制在通信系统中的作用至关重要。所谓调制,就是把信号转换成适合在信
道中传输的形式的一种过程。广义的调制分为基带调制和带通调制。在无线通信
中和其他大多数场合下,调制一词均指载波调制。
载波调制,就是用调制信号去控制载波的参数过程,是载波的某一个或某几
个参数按照调制信号的规律而变化。调制信号是指来自信源的消息信号,这些信
号可以是模拟的,也可以是数字的。未受调制的周期性振荡信号称为载波,它可
以是正弦波,也可以是非正弦波
为什么要进行载波调制呢?基带信号对载波的调制是为了实现下列一个或
多个目标:第一,在无线传输中,信号是以电磁波的形式通过天线辐射到空间的。
为了获得较高的辐射效率,天线的尺寸必须与发射信号波长想比拟。而基带信号
包含的较低频率较长,致使天线过长而难以实现。第二,把多个基带信号分别搬
移到不同的载波处,以实现信道的多路复用,提高信道利用率。第三,扩展信号
带宽,提高系统抗干扰,抗衰落能力,还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
因此,调制对通信系统的有效性和可靠性有着很大的作用和影响。采用什么样的
调制方式将直接影响着通信系统的性能。
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