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1、通信系统课程设计报告 线性幅度调制系统的仿真设计课题名称 线性幅度调制系统的仿真设计 学生姓名 班 级 XXXXXXXX 学 号 XXXXXXXX 指导教师 XXXXXXXX 设计地点 XXXXXXXX x 年 x 月 x 日目录序言 3第1章 绪论41.1 通信技术的历史和发展41.2 几种常见调制解调技术51.3 matlab仿真技术在现代通信中的应用 5第2章 MATLAB简介7第3章 通信系统课程设计基本要求与题目8第4章 线性调制与解调的基本原理94.1 幅度调制的一般模型 94.2 普通调幅（AM）的基本原理 104.2.1. AM信号的表达式、频谱及带宽104.2.2. AM信号
2、的解调 114.3 双边带调制（DSB）的基本原理 134.3.1. DSB信号的表达式、频谱及带宽 144.3.2. DSB信号的解调144.4 单边带调制（SSB）的基本原理154.4.1. SSB信号的表达式、频谱及带宽154.4.2. SSB信号的解调 16第5章 幅度调制系统的MATLAB仿真与分析 175.1 普通调幅（AM）的仿真与分析 175.2 双边带调制（DSB）的仿真与分析205.3 单边带调制（SSB）的仿真与分析 23参考文献25体会与建议 26附录 27序言在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个技术重点。这次课程设计的重点就是模拟通信系统中的调制解调系统的基本原理
3、以及仿真，并在MATLAB软件平台上的仿真实现几种常见的模拟调制方式。最常用最重要的模拟方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。常见的的调幅（AM）,双边带（DSB）和单边带（SSB）等调制就是幅度的几个典型实例。在线性调制系统中，此次课程设计主要用调幅（AM）,双边带（DSB）和单边带（SSB）等调制为说明对象，从原理等方面进行分析阐述并进行仿真分析，说明其调制原理，并进行仿真分析。利用MATLAB对模拟调制系统进行仿真，结合MATLAB模块和Simulink工具箱的实现，对仿真结果进行分析，从而能够更深入地掌握通信原理中掌握模拟调制系统的相关知识。通常，调制可以分为模拟调制和数字调制两
4、种方式。在模拟调制中，调制信号的取值是连续的：而数字调制中的调制信号的取值则为离散的。调制在通信系统中具有重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成合适于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。第1章 绪论1.1 通信技术的历史和发展通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像都是消息。消息有模拟消息以及数字消息之分。所有消息必须在转换成电信号后才能在通信系统中传
5、输。所以，信号是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。通信技术的发展历史堪称突飞猛进。载波通信、卫星通信和移动通信技术正在向数字化、智能化、宽带化发展。信息的数字转换处理技术走向成熟，为大规模、多领域的信息产品制造和信息服务创造了条件。下面我们来看看有关通信技术的发展历史相关信息。美国英特尔公司副总裁摩尔提出了一个描述集成电路发展速度的所谓摩尔定律，即集成电路芯片的集成度每1218个月就翻一番，这一趋势至今仍在延续。集成电路的广泛应用，为通信设备的微型化、智能化、自动化和数字化打下了坚实的基础。目前，通信技术正在向着融合、宽带、高速的方向发展。代表性的通信技术主要有：光纤通信；数据通信；移动通
6、信；智能网（IN）技术。相应的，通信文化也经历了三波浪潮，即模拟通信文化浪潮、数字通信文化浪潮和宽带通信文化浪潮三个阶段。受各国政治经济发展不平衡状况的影响，通信文化的三波浪潮并不是齐头并进的，而是参差不齐的。从全球范围看，通信文化目前正在经历数字通信文化浪潮和宽带通信文化浪潮。从严格意义上讲，宽带技术是数字通信技术的延伸，但是，考虑到宽带技术对通信文化的潜在影响十分巨大，从某种意义上讲不啻于是一场新的通信文化革命，所以我们特别将其剥离出来，以表征这种特殊性。在通信方面，从传输、交换到终端设备，从有线通信到无线通信，正在全面走向数字化，促进了通信技术从低速向高速、从单一语音通信向多媒体数据通信
7、转变；在广播电视和新闻媒体领域，节目制作、传送和接收及印刷出版等均已开始实现数字化分布式处理。网络技术大趋势是试图将整个国家或地区经济和社会进步的发展都架构在信息网络上，发展网络经济、网络社会。与此同时，随着计算机结构和功能将向着微型化、超强功能、智能化和网络化的方向发展，人机界面将更为友好。1.2 几种常见调制解调技术在通信系统中，信道的频段往往是有限的，而原始的通道信号的频段与信道要求的频段是不匹配的，这就要求将原始信号进行调制再进行发送。相应的在接收端对调制的信号进行调解，恢复原始的信号，而且调制解调还可以在一定的程度上抑制噪声对通信型号的干扰。调制解调技术按照通信信号是模拟的还是数字的
8、可分为模拟调制调制和数字调制解调。但不论是模拟调制解调还是数字调制解调，都是通过将通信信号的信息加载到载波的幅度、频率或者相位上，因此调制解调可有分为幅度调制、频率调制和相位调制。通信系统有不同的分类的方法，根据是否采用调制，将通信系统分为基带传输和频带传输。基带传输是将未经频带调制的信号直接传送，调制的方式有很多。1.3 matlab仿真技术在现代通信中的应用随着通信系统复杂性的增加,传统的手工分析与电路板试验等分析设计方法已经不能适应发展的需要,通信系统计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性.。计算机仿真是根据被研究的真实系统的模型,利用计算机进行实验研究的一种方法.它具有利用模型进行
9、仿真的一系列优点,如费用低,易于进行真实系统难于实现的各种试验,以及易于实现完全相同条件下的重复试验等。Matlab仿真软件就是分析通信系统常用的工具之一。Matlab是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。Matlab的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数。应用Matlab可方便地解决复杂数值计算问题。Matlab具有强大的Simulink动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。Simulink支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统,也支持多种采样速率的多速率系统;Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形
10、接口,它与传统的仿真软件包用差分方程和微分方程建模相比,更直观、方便和灵活。用户可以在Matlab和Simulink两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。用于实现通信仿真的通信工具包(Communication toolbox,也叫Commlib,通信工具箱)是Matlab语言中的一个科学性工具包,提供通信领域中计算、研究模拟发展、系统设计和分析的功能,可以在Matlab环境下独立使用,也可以配合Simulink使用。另外，Matlab的图形界面功能GUI（Graphical User Interface）能为仿真系统生成一个人机交互界面，便于仿真系统的操作。因此，Matlab在通信系统
11、仿真中得到了广泛应用，本文也选用该工具对数字调制系统进行仿真。第2章 MATLAB简介MATLAB是MathWorks公司开发的一种跨平台的，用于矩阵数值计算的简单高效的数学语言，与其它计算机高级语言如C，C+，Fortran，Basic，Pascal等相比，MATLAB语言编程要简洁得多，编程语句更加接近数学描述，可读性好，其强大的图形功能和可视化数据处理能力也是其它高级语言望尘莫及的。对于具有任何一门高级语言基础的读者来说，学习MATLAB十分容易。但是，要用好MATLAB却不是在短时间就可以达到的。这并不是因为MATLAB语言复杂难懂，而是实际问题的求解往往更多的是需要使用者具备数学知识
12、和专业知识。MATLAB使得人们摆脱了常规计算机编程的繁琐，让人们能够将大部分精力投入到研究问题的数学建模上。可以说，应用MATLAB这一数学计算和系统仿真的强大工具，可以使科学研究的效率得以成百倍的提高。目前，MATLAB已经广泛用于理工科大学从高等数学到几乎各门专业课程之中，成为这些课程进行虚拟实验的有效工具。在科研部门，MATLAB更是极为广泛地得到应用，成为全球科学家和工程师进行学术交流首选的共同语言。在国内外许多著名学术期刊上登载的论文，大部分的数值结果和图形都是借助MATLAB来完成的。 与其它高级语言相比较，MATLAB具有独特的优势：(1) MATLAB是一种跨平台的数学语言。
13、(2) MATLAB是一种超高级语言。(3) MATLAB语法简单，编程风格接近数学语言描述，是数学算法开发和验证的最佳工具。(4) MATLAB计算精度很高。(5) MATLAB具有强大的绘图功能。(6) MATLAB具有串口操作、声音输入输出等硬件操控能力。(7) MATLAB程序可以直接映射为DSP芯片可接受的代码，大大提高了现代电子通信设备的研发效率。 (8)MATLAB的程序执行效率比其它语言低。第3章 通信系统课程设计基本要求与题目基于Matlab的通信系统课程设计要求要求：1.建立通信系统的数学模型根据通信系统的基本原理，确定总的系统功能，将各部分功能模块化，并找出各部分之间的关系，画出系统框图2.熟悉仿真工具，采用m编程或Simulink模块化设计，组建通信系统 首先新建一个m文件，再根据系统原理框图画出软件实现流程图，然后根据流程编写相应程序，最后对代码进行修正优化，最终实现系统功能3.根据系统新能指标，设置和调整各模块参量及初始变量值4.实现系统运行仿真，观察分析结果（计算的数据，显示的图形）线性幅度调制系统的仿真设计指标要求：（1）信源为fm=1Hz,Am=1V的余弦信号，载波fc=10Hz
