角度调制系统设计和仿真课程设计.docVIP

《通信原理》 课程设计报告书 设计题目： 角度调制系统仿真设计 专 业： 电子信息科学与技术 课程设计任务书 专业： 电子信息科学与技术 班级： 11级1班 学生姓名 学号 2011171115 课程名称 通信原理 设计题目 角度调制系统仿真设计 设计目的、主要内容锻炼运用所学知识，独立分析问题、解决问题的综合能力。运用通信的基本理论和专业知识，对系统进行设计、仿真，目 录 1设计原理 4 2设计方案及过程论述 4 2.1 FM调制模型的建立 5 2.2调制过程分析 5 2.3调制过程仿真 5 2.4FM解调模型的建立 6 2.5解调过程分析 7 2.6解调过程仿真 7 3 调频系统的抗噪声性能分析 7 4 心得体会 10 参考文献 11 附录 12 1设计原理 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。 角度调制是用调制信号去控制载波信号角度(频率或相位)变化的一种信号变换方式,可以分为频率调制(FM)和相位调制(PM)。信号经过角度调制后,频谱结构将发生变化。 调制过程是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基带信号。在本仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。 信号在信道中传输的过程总会受到噪声的干扰。在本仿真的过程中我们假设信道为高斯白噪声信道。 2设计方案及过程论述 图2-1 通信系统一般模型 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2-1所示）。 2.1 FM调制模型的建立 图2-2 FM调制模型 其中，为基带调制信号，设调制信号为 （2-1） 设正弦载波为 （2-2） 信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为。 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成正比例变化，即 （2-3） 式中，为调频灵敏度（）。 这时相位偏移为 （2-4） 则可得到调频信号为 （2-5） 2.3调制过程仿真 图2-3 仿真时域图 图2-4 仿真频谱图 2.4FM解调模型的建立 调制信号的解调分为相干解调和非相干解调两种。非相干解调不需同步信号，且对于NBFM信号和WBFM信号均适用，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。 图2-5解调模型框图 非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器等组成，如图所示。限幅器输入为已调频信号和噪声，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。 2.5解调过程分析 设输入调频信号为 （2-6） 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 （2-7） 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 （2-8） 称为鉴频灵敏度（），是已调信号单位频偏对应的调制信号的幅度，经低通滤波器后加隔直流电容，隔除无用的直流，得 （2-9） 2.6解调过程仿真 图2-6解调仿真图 3 调频系统的抗噪声性能分析 调频信号的解调有相干解调和非相干解调两种。相干解调仅适用于窄带调频信号，且需同步信号；而非相干解调适用于窄带和宽带调频信号，而且不需同步信号，因而是FM系统的主要解调方式，所以这里仅仅讨论非相干解调系统的抗噪声性能，其分析模型如图3-1所示。 图3-1 调频系统抗噪声性能分析模型 图中带通滤波器的作用是抑制信号带宽以外的噪声。是均值为零，单边功率谱密度为的高斯白噪声，经过带通滤波器后变为窄带高斯噪