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1、通信原理课程设计设计题目：AM及SSB调制与解调及抗噪声性能分析班 级：通信11-2班学生姓名：张香朋 陈丽娟 李燕学生学号：201102041041 201102041042 201102041043 指导老师：林霏目 录一、引言 31.1 概述 31.2 课程设计的目的 31.3 课程设计的要求 3二、AM调制与解调及抗噪声性能分析 3 2.1 AM调制与解调 3 2.1.1 AM调制与解调原理 3 2.1.2调试过程 5 2.2 相干解调的抗噪声性能分析 9 2.2.1抗噪声性能分析原理 9 2.2.2 调试过程 10三、 SSB调制与解调及抗噪声性能分析 11 3.1 SSB调制与解调
2、 11 3.1.1 SSB调制与解调原理 12 3.1.2 调试过程 13 3.2 SSB调制解调系统抗噪声性能分析 18 3.2.1抗噪声性能分析原理 18 3.2.2 调试过程 19四、心得体会 20五、参考文献 21一、 引言1.1 概述通信原理是通信工程专业的一门极为重要的专业基础课，但内容抽象，基本概念较多，是一门难度较大的课程，通过MATLAB仿真能让我们更清晰地理解它的原理，因此信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。本课程设计是AM及SSB调制解调系统的设计与仿真，用于实现AM及SSB信号的调制解调过程，并显示仿真结果，根据仿真显示结果分析所设计的系统性能。在课程设计中，幅
3、度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化，其他参数不变。同时也是使高频载波的振幅载有传输信息的调制方式。 1.2 课程设计的目的在此次课程设计中，我需要通过多方搜集资料与分析：(1) 掌握模拟系统AM和SSB调制与解调的原理；(2) 来理解并掌握AM和SSB调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法；(3) 掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用MATLAB进行编程仿真的能力。通过这个课程设计，我将更清晰地了解AM和SSB的调制解调原理，同时加深对MATLAB这款通信原理辅助教学操作的熟练度。1.3 课程设计的要求(1) 熟悉MATLAB
4、的使用方法，掌握AM信号的调制解调原理，以此为基础用MATLAB编程实现信号的调制解调；(2) 设计实现AM调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图，对系统的主要参数进行设计说明；(3) 采用MATLAB语言设计相关程序，实现系统的功能，要求采用一种方式进行仿真，即直接采用MATLAB语言编程的静态方式。要求采用两种以上调制信号源进行仿真，并记录各个输出点的波形和频谱图；(4) 对系统功能进行综合测试，整理数据，撰写课程设计论文。二、AM调制与解调及抗噪声性能分析2.1 AM调制与解调2.1.1 AM调制与解调原理幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使正弦载波的幅度随着调制信号而改变的调
5、制方案，属于线性调制。AM信号的时域表示式：频谱： 调制器模型如图所示：图1-1 调制器模型AM的时域波形和频谱如图所示：时域 频域 图1-2 调制时、频域波形AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。它的带宽是基带信号带宽的2倍。在波形上，调幅信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化，在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。所谓相干解调是为了从接受的已调信号中，不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。相干载波的一般模型如下： 将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得 由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将第1项与第2项分离，无失
6、真的恢复出原始的调制信号 相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。2.1.2 调试过程：t=-1:0.00001:1; %定义时长 A1=6; %调制信号振幅A2=10; %外加直流分量f=3000; %载波频率w0=2*f*pi; %角频率 Uc=cos(w0*t); %载波信号subplot(5,2,1); plot(t,Uc); %画载波信号title(载波信号); axis(0,0.01,-1,1); %坐标区间T1=fft(Uc); %傅里叶变换subplot(5,2,2); plot(abs(T1);%画出载波信
7、号频谱title(载波信号频谱); axis(5800,6200,0,200000); %坐标区间mes=A1*cos(0.002*w0*t); %调制信号subplot(5,2,3); plot(t,mes);%画出调制信号 title(调制信号);T2=fft(mes); %傅里叶变换subplot(5,2,4); plot(abs(T2); %画出调制信号频谱title(调制信号频谱); axis(198000,202000,0,1000000); %坐标区间Uam1=A2*(1+mes/A2).*cos(w0).*t); %AM 已调信号subplot(5,2,5); plot(t,U
8、am1);%画出已调信号title(已调信号); T3=fft(Uam1); %已调信号傅里叶变换subplot(5,2,6); plot(abs(T3); ;%画出已调信号频谱title(已调信号频谱); axis(5950,6050,0,900000); %坐标区间sn1=20; %信噪比db1=A12/(2*(10(sn1/10); %计算对应噪声方差n1=sqrt(db1)*randn(size(t); %生成高斯白噪声Uam=n1+Uam1; %叠加噪声后的已调信号 Dam=Uam.*cos(w0*t); %对AM已调信号进行解调subplot(5,2,7); plot(t,Dam)
9、;% 滤波前的AM解调信号title(滤波前的AM解调信号波形); T4=fft(Dam); %求AM信号的频谱subplot(5,2,8); plot(abs(T4);% 滤波前的AM解调信号频谱title(滤波前的AM解调信号频谱); axis(187960,188040,0,600000);Ft=2000; %采样频率fpts=100 120; %通带边界频率fp=100Hz 阻带截止频率fs=120Hzmag=1 0; dev=0.01 0.05; %通带波动1%，阻带波动5%n21,wn21,beta,ftype=kaiserord(fpts,mag,dev,Ft);%kaisero
10、rd估计采用凯塞窗设计的FIR滤波器的参数b21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta); %由fir1设计滤波器z21=fftfilt(b21,Dam); %FIR低通滤波subplot(5,2,9); plot(t,z21,r);% 滤波后的AM解调信号title(滤波后的AM解调信号波形); axis(0,1,-1,10);T5=fft(z21); %求AM信号的频谱subplot(5,2,10); plot(abs(T5),r);%画出滤波后的AM解调信号频谱title(滤波后的AM解调信号频谱); axis(198000,202000,0,500000);
11、运行结果:2.2 相干解调的抗噪声性能分析2.2.1抗噪声性能分析原理AM线性调制系统的相干解调模型如下图所示。图3.5.1 线性调制系统的相干解调模型图中可以是AM调幅信号，带通滤波器的带宽等于已调信号带宽10。下面讨论AM调制系统的抗噪声性能11。AM信号的时域表达式为 通过分析可得AM信号的平均功率为 又已知输入功率, 其中B表示已调信号的带宽。由此可得AM信号在解调器的输入信噪比为 AM信号经相干解调器的输出信号为 因此解调后输出信号功率为 在上图中输入噪声通过带通滤波器之后，变成窄带噪声，经乘法器相乘后的输出噪声为 经LPF后， 因此解调器的输出噪声功率为 可得AM信号经过解调器后的输出信噪比为 由上面分析的解调器的输入、输出信噪比可得AM信号的信噪比增益为 2.2.2 调试过程clf; %清除窗口中的图形t=0:0.01:2; %定义变量区间fc=50; %给出相干载波的频率A=10; %定义输入信号幅度fa=5; %定义调制信号频率mt=A*cos(2*pi*fa.*t);
