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1、2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk通信系统仿真Email： zzc09aber.ac.uk刘学勇编著教材： 详解 MATLAB/Simulink 通信系统建模与仿真 电子工业出版社 2011年出版主讲教师： 陈智丽2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk参考文献3. 信息与通信系统仿真 别志松编著 . 北京邮电大学出版社 , 2010 1. 基于 MATLAB的通信系统仿真 赵静 , 张瑾 , 高新科编著 . 北京航空航天大学出版社 , 20
2、072. MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例精讲 邵佳 , 董辰辉编著 . 电子工业出版社 , 20092013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk1. 考查课 （ 1.5 学分）2. 成绩分配考核方法成绩：优、良、中、及、不及课堂表现（ 10%）作业（ 20%）考试（ 50%）上机实验（ 20%）祝大家好运！2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk第 5章 模拟调制5.1 幅度调制5.1.1 调幅 (AM)5.1.2 AM信号的仿真
3、5.1.3 AM信号的解调5.2 角度调制5.2.1 调频 (FM)5.2.2 FM信号的仿真5.2.3 FM信号的解调2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk幅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而变化的过程。5.1 幅度调制X h(t)(tmtccos)(tsm幅度调制器的一般模型)(tm 为调制信号，频谱为 ，冲激响应为 的滤波器的)(M )(th传输函数为 。则已调信号 的时域和频域表达式为)(H )(tsm)(c o s)()( thttmts cm )()()(21)( HMMS cc
4、m 2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk假设 ，即滤波器 为全通网络，调制信号 叠加直流 A0后与载波相乘，形成 AM信号。5.1.1 调幅（ AM）+ )(tm0A)(tsAMAM调制器模型其时域和频域的表达式分别为：ttmtAttmAts cccAM c o s)(c o sc o s)()( 00 )()(21)()()( 0 ccccAM MMAS )()( tth 1)( H)(tmtccos2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5
5、.1.1 调幅（ AM）m ( t )OtA0 m ( t )OtOOttc o s c( t )sAM( t )1M ( ) A0 HH cc A0SAM( )0210AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽 的两倍。H2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.1 调幅（ AM）AM信号在 电阻上的平均功率等于 的均方值，即为其平方的时间平均，即1 )(tSAMttmAttmtAttmAtsPccccAMAM20222202202c o s)(2c o s)(c o sc o s)()(通常假设调制
6、信号没有直流分量，即 ，因此0)( tmscAM PPtmAP 2)(2220式中， 为载波功率； 为边带功率。2/20APc 2/)(2 tmPs 由此可见， AM信号的功率利用率比较低。2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真例 5.1 消息信号是 -3,3均匀分布的随机整数 ， 产生的时间间隔为1/10s， 用 AM方法调制载波 。 假设 ， ， ，试求：tfc2cos 100cf 40 A 100 t（ 1） 消息信号和已调信号的频谱 。（ 2） 已调信号的功率和调制效率 。clear a
7、llts=0.0025; %信号抽样时间间隔t=0:ts:10-ts; %时间矢量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=randint(100,1,-3,3,123); %生成消息序列，随机数种子为 123msg1=msg*ones(1,fs/10); %扩展成抽样信号形式msg2=reshape(msg1.,1,length(t);Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df; subplot(2,1,1)plot(f,fftshift(abs(Pm) %画出消息信号的频谱title(消息信号频谱
8、 )程序代码如下：2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真A=4;fc=100; %载波频率Sam=(A+msg2).*cos(2*pi*fc*t); %已调信号Pam=fft(Sam)/fs; %已调信号频谱subplot(2,1,2)plot(f,fftshift(abs(Pam) %画出已调信号频谱Title(AM信号频谱 )axis(-200 200 0 23)Pc=sum(abs(Sam).2)/length(Sam) %已调信号功率Ps=Pc-A2/2 %消息信号功率eta=Ps/Pc
9、 %调制效率接上页：运行结果为： Pc =9.5100Ps =1.5100eta =0.15882013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真Simulink中提供了调幅模块（ DSB AM Modulator Passband） ,它位于“ Communications Blockset”下的“ Modulation”下的“ Analog Passband Modu
10、lation”模块库中。2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真例 5.2 用 Simulink重新仿真例 5.1。2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真消息信号频谱 已调信号的频谱2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真消息信号时域波形 已调信号时域波形2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10
11、级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.3AM信号的解调当调制信号满足条件 时， AM信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号。一个带通信号的包络可以表示成它的低通等效信号的幅度，因此为了得到 AM信号的包络，只要求得其低通等效信号就可以了。0m ax)( Atm 例 5.3 消息信号是 -3,3均匀分布的随机整数 ， 产生的时间间隔为1/2s， 用 AM方法调制载波 。 假设 ， ， ，tfc2cos 100cf 40 A 50 t（ 1） 用包络检波器解调该信号 ， 画出原始信号和解调信号 。（ 2） 假设调制信号通过 A
12、WGN信道 ， 信噪比为 20dB， 画出解调后的信号与原始信号 。2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.ukclear allts=0.0025; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率msg=randint(10,1,-3,3,123); %生成消息序列，随机数种子为 123msg1=msg*ones(1,fs/2); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.,1,length(t);subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号titl
13、e(消息信号 )A=4;fc=100; %载波频率Sam=(A+msg2).*cos(2*pi*fc*t); %已调信号dems=abs(hilbert(Sam)-A; %包络检波，并且去掉直流分量subplot(3,1,2)plot(t,dems) %画出解调后的信号title(无噪声的解调信号 )程序代码如下：5.1.3AM信号的解调2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uky=awgn(Sam,20,measured); %调制信号通过 AWGN信道dems2=abs(hilbert(y)-A; %包络检波，并且去掉
14、直流分量subplot(3,1,3) %画出解调信号plot(t,dems2)title(信噪比为 20dB的解调信号 )接上页：5.1.3AM信号的解调Simulink中也提供了调幅信号的解调模块 （ DSB AMDemodulator Passband） ,它位于 “ Communications Blockset”下的 “ Modulation ” 下的“ Analog Passband Modulation”模块库中 。2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真例 5.4 用 Simulink重新仿真例 5.3。2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.ac.uk5.1.2AM信号的仿真2013年秋季学期 通信系统仿真 通信工程 10级 主讲 : 陈智丽 Email： zzc09aber.a
