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1、基于Simulink的通信系统建模与仿真模拟通信系统_XX 完成时间：XX年XX月XX日一、实验原理调制、解调的原理框图及说明AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中,为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。 AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。AM相干解调原理框图如下。相干解调的关键在于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。A
2、M包络检波解调原理框图如下。AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。DSB调制在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络1,调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号DSB。DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。滤波法SSB调制原理框图如下所示。图中的为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有
3、理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。相移法SSB调制时域表达式如下。式中,对应上边带信号,+对应下边带信号；表示把的所有频率成分均相移,称是的希尔伯特变换。SSB解调SSB只能进行相干解调。原理框图如下二、Simulink仿真流程完成的Simulink总体框图、每个模块所在位置及参数设置的说明,自定义模块的框图及参数AM模拟通信系统AM框图相干解调信源参数参数：幅
4、度1 频率10rad/s载波参数：幅度1 频率100rad/sBPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率 10rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01AM框图包络检波解调信源参数：幅度1 频率10rad/s载波参数：幅度1 频率100rad/sBPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率 10rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01全波整流器参数参数：下限0 上限infDSB模拟通信系统DSB框图信源参数参数：幅度1 频率10rad/s载波参数：幅度1 频率100rad/sBPF参数：下限频率90rad/
5、s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率 10rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01SSB模拟通信系统滤波法USB框图滤波法LSB框图信源参数参数：幅度1 频率10rad/s载波参数：幅度1 频率100rad/sUSB的BPF参数：下限频率100rad/s 上限频率110rad/sLSB的BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率100rad/sLPF参数：截止频率 10rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01相移法USB框图相移法LSB框图信源参数参数：幅度1 频率10rad/s信源的希尔伯特变换参数：幅度1 频率10rad/s 相位3*pi/2载波参数：幅度1
6、频率100rad/sUSB的BPF参数：下限频率100rad/s 上限频率110rad/sLSB的BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率100rad/sLPF参数：截止频率 10rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01三、仿真结果截取Simulink仿真的实验数据,并对这些结论进行说明AM相干解调波形上:解调波形 下：信源波形AM包络检波解调波形DSB解调波形上：解调波形 下：信源波形SSB滤波法上边带解调波形上：解调波形 下：信源波形SSB滤波法下边带解调波形上：解调波形 下：信源波形SSB相移法上边带波形上：信源波形 下：解调波形SSB相移法下边带波形上：信源波形 下：解调波
7、形从波形图可以看出,不论是AM、SSB、DSB,由于系统模型经历多个模块,会造成一定的时延。解调过后的信号波形不仅有相位的延迟,而且在幅度上也低于信源波形。AM解调时,应注意滤除直流分量,AM相干解调减去的直流分量与计算结果相符,然而AM包络检波需要减去一个工程值,这个数值并非计算所能得出,需要进行仿真尝试得出。四、性能分析与结论根据上述仿真得出相应的系统性能的结论,并根据近两周Simulink的学习进行总结1.AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真,必须满足直流分量大于等于信源幅度,否则将出现过调幅现象而带来失真。2.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。3.包络检波解调电路简单,特别是接收端不需要与发送端同频同相位的载波信号,大大降低实现难度。4.相移法形成SSB信号的困难在于宽带相移网络的制作,该网络要对调制信号的所有频率分量严格相移,这一点即使近似达到也是困难的。5.系统存在延迟,且解调后信号幅度变小,最好能对其进行放大。6.高斯白噪声模块只能模拟噪声,而不能完全替代信号环境,可以考虑使用信道模块进行替换。 /
