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1、*1 MATLAB在通信仿真中的应用 一、模拟调制： 二、模-数转换：PCM 三、数字信号的基带传输 四、数字信号载波传输（数字调制） *2 一、模拟调制 o 幅度调制:AM DSB-AM SSB-AM AM QAM o 频率调制:FM o 相位调制:PM *3 在DSB-AM中，已调信号的时域表示如下式： 其中:m(t)是消息信号， 为载波， fc是载波的频率(单位赫兹Hz)， 对u(t) 作傅立叶变换，即可得到信号的频域表示： 传输带宽BT 是消息信号带宽的两倍，即： 1双边幅度调制(DSB-AM)与解调 *4 *5 t0=2; ts=0.001; fs=1/ts Fc=250; t=-t
2、0/2:ts:t0/2; m=sin(200*t)./(200*t); m(1001)=1 subplot(2,2,1) plot(t,m) c=cos(2*pi*Fc*t); u=m.*c; subplot(2,2,2) plot(t,u,r) F_m=ts*fft(m); F_u=ts*fft(u); f=linspace(-fs/2,fs/2,length(m) subplot(2,2,3) plot(f, abs(fftshift(F_m) subplot(2,2,4) plot(f, abs(fftshift(F_u) 调制源代码 *6 DSB-AM解调 DSB-AM调制信号的解调过
3、程如下图所示，调制信号与接收 机本地振荡器所产生的正弦信号相乘可得混频器输出： 然后利用低通滤波器对低通分量进行滤波即可恢复被调信号 。 *7 调制与解调源代码 ot0=2; ots=0.001; ofs=1/ts oFc=250; ot=-t0/2:ts:t0/2; om=sin(200*t)./(200*t); om(1001)=1 osubplot(2,3,1) oplot(t,m) oc=cos(2*pi*Fc*t); ou=m.*c; osubplot(2,3,4) oplot(t,u,r) oF_m=ts*fft(m); oF_u=ts*fft(u); of=linspace(-f
4、s/2,fs/2,length(m) osubplot(2,3,2) oplot(f, abs(F_m) osubplot(2,3,5) oplot(f, abs(F_u) *8 oy=u.*c; oF_y=ts*fft(y); osubplot(2,3,3) oplot(f, abs(F_y) oH=zeros(size(f); of_cutoff=100; ol=fs/length(m); on=floor(f_cutoff/l); oH(1:n)=2*ones(1,n); ol1=length(m)-n; oH(length(m)-n+1:length(m)=2*ones(1,n); o
5、Z=F_y.*H; oy=fs*real(ifft(Z); osubplot(2,3,6) oplot(t,y) 解调源代码 *9 去掉DSB-AM的一边就得到SSB-AM。依据所保留的边带是上边 ，还是下边，可以分为USSA和LSSB两种不同的方式，此时信号 的时域表示为： 在频域表示为： 其中 的希尔特变换，定义为 , 在频域中为： 是 单边SSB幅度调制占有DSB-AM的一半的带宽，即等于信号带宽： 2单边幅度调(SSB-AM)与解调 *10 *11 t0=2; ts=0.001; fs=1/ts Fc=250; t=-t0/2:ts:t0/2; m=sin(200*t)./(200*t
6、); m(1001)=1; m=m.*m; subplot(2,3,1); plot(t,m); axis(-0.2 0.2 -1.2 1.2); c=cos(2*pi*Fc.*t); d=sin(2*pi*Fc.*t); u=(m.*c-imag(hilbert(m).*d)/2; v=(m.*c+imag(hilbert(m).*d)/2; subplot(2,3,2); plot(t,u,r); axis(-0.1 0.1 -1.2 1.2); subplot(2,3,3); plot(t,v); axis(-0.1 0.1 -1.2 1.2); F_m=ts*fft(m); F_u=t
7、s*fft(u); F_v=ts*fft(v); f=linspace(-fs/2,fs/2,length(m); subplot(2,3,4); plot(f,abs(fftshift(F_m); subplot(2,3,5); plot(f,abs(fftshift(F_u); subplot(2,3,6); plot(f,abs(fftshift(F_v); 源代码 *12 SSB-AM解调 SSB-AM调制信号的解调过程基本上与DSB-AM调 制信号的解调过程是相同的，即调制信号与本地振荡 器的输出进行混频得： 然后利用低通滤波器对低通分量进行滤波即可恢复被调信 号。 *13 SSB-
8、AM源程序 oclear ot0=2; ots=0.001; ofs=1/ts oFc=250; ot=-t0/2:ts:t0/2; om=sin(200*t)./(200*t); om(1001)=1; om=m.*m; osubplot(2,3,1); oplot(t,m); oaxis(-0.2 0.2 -1.2 1.2); oc=cos(2*pi*Fc.*t); od=sin(2*pi*Fc.*t); ou=(m.*c-imag(hilbert(m).*d)/2; ov=(m.*c+imag(hilbert(m).*d)/2; osubplot(2,3,2); oplot(t,u,r)
9、; oaxis(-0.1 0.1 -1.2 1.2); o%subplot(2,3,3); o%plot(t,v); o%axis(-0.1 0.1 -1.2 1.2); oF_m=ts*fft(m); oF_u=ts*fft(u); o%F_v=ts*fft(v); of=linspace(-fs/2,fs/2,length(m); osubplot(2,3,4); oplot(f,abs(fftshift(F_m); osubplot(2,3,5); oplot(f,abs(fftshift(F_u); o%subplot(2,3,6); o%plot(f,abs(fftshift(F_v
10、); oy=v.*c; oF_y=ts*fft(y); osubplot(2,3,3); oplot(f,abs(F_y); oH=zeros(size(f); of_cutoff=100; ol=fs/length(m); on=floor(f_cutoff/l); oH(1:n)=4*ones(1,n); ol1=length(m)-n; oH(length(m)-n:length(m)-1)=4*ones(1,n); oZ=F_y.*H; oz=fs*real(ifft(Z); osubplot(2,3,6); oplot(t,z); oaxis(-0.1 0.1 -1.2 1.2);
11、*14 这里a是调制指数， 是经过归一化处理的消息信号。 在常规AM中，调制信号的时域表示为： 常规幅度调制(AM)在很多方面与双边幅度调制类型。不同的是，用 对u(t)作傅里叶变换，即可得到信号的频域表示： 常规幅度调制(AM)信号的解调，可采用包络检波器来实现。包络检波器可得到 AM调制信号的包络为： 式中mn(t)与被调信号m(t)成比例，1对应于可由直流电路分离出来的载波分量。 3. 常规幅度调制(AM) *15 *16 AM调制与解调源程序 ot0=2; ots=0.001; ofs=1/ts oFc=250; oa=0.8; ot=-t0/2:ts:t0/2; om=sinc(10
12、*t) osubplot(2,3,1); oplot(t,m); oaxis(-0.2 0.2 -1.2 1.2); om_n=m/max(abs(m); oc=cos(2*pi*Fc*t); ou=(1+a*m_n).*c; osubplot(2,3,4) oplot(t,u,r) oF_m=ts*fft(m); oF_u=ts*fft(u); of=linspace(-fs/2,fs/2,length(m) osubplot(2,3,2) oplot(f, abs(fftshift(F_m); osubplot(2,3,5) oplot(f, abs(fftshift(F_u) oe=ab
13、s(Hilbert(u); odem=(e-1)/a osubplot(2,3,3) oplot(t,dem); oaxis(-0.2 0.2 -1.2 1.2); *17 角度调制 o 模拟角度调制与线性调制(幅度调制)不同角 调制中已调信号的频谱与调制信号的频谱之间 不存在对应关系，而是产生了与频谱搬移不同 的新频率分量，因而呈现非线性过程的特征 又称为非线性调制。 o 角度调制分为频率调制和相位调制，通常使用 较多的是频率调制频率调制与相仿调制可以 互相转化。 *18 其中u(t)是调制后的信号，fc是载波的频率(单位赫兹Hz)， 是初 始相位， 是瞬时相位， 随着输入信号的振幅变化。
14、频率调制亦称为等振幅调制。在频率调制过程中，输入信号控 制载波的频率，使已调信号u(t)的频率按输入信号的规律变化。调 制公式为： 其中 为比例常数。 计算公式为： 调频FM *19 示例 *20 *21 调频源程序 oclear ot0=0.15; ots=0.001; ofs=1/ts; okf=50; oFc=200; ot=0:ts:t0; om=ones(1,t0/(3*ts),-2*ones(1,t0/(3*ts),zeros(1,t0/(3*ts)+1); oint_m(1)=0; ofor i=1:length(t)-1 o int_m(i+1)=int_m(i)+m(i)*t
15、s; oend osubplot(2,3,1); oplot(t,m); oaxis(0 0.15 -2.1 2.1); ou=cos(2*pi*Fc.*t+2*pi*kf*int_m); osubplot(2,3,2); oplot(t,u,r); oaxis(0 0.15 -2.1 2.1); oF_m=ts*fft(m); oF_u=ts*fft(u); of=linspace(-fs/2,fs/2,length(m); osubplot(2,3,4); oplot(f,abs(fftshift(F_m); osubplot(2,3,5); oplot(f,abs(fftshift(F_u); *22 其中u(t)是调制后的信号，fc是载波的频率(单位赫兹Hz)， 是初 始相位， 是瞬时相位，随着输入信号的振幅变化 其中 为比例常数，称为调制器的灵敏度。 相位调制则是利用输入信号m(t)控制已调信号u(t)的相位， 控制规律为： 相位调制 的计算公式为： *23 *24 模拟调制总结 o 通带、基带 o 通带：Fs=2Fc,计算量太大 *25 (1) 带通模拟调制函数amod( ) 格式：y=amod(x,Fc,Fs,method) 功能：用载波为Fc(Hz)的信号来调制模拟信号x，采样频率为 Fs(Hz)，Fc Fs。根据采样定理，采样频率必须大于或等于调 制信号最高频率
