模拟调制与解调

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1、通讯系统原理课程设计设计题目：模拟调制/解调姓 名：院（系）： 机电工程学院专 业：电子信息工程专业指导老师：薛艳茹 刘艳东日期：2010年 6 月12 日至 6 月18日设计目的： 通过MATLAB软件实现模拟调制/解调。二 摘要：根据调制信号的不同，可将调制分为模拟调制和数字调制。模拟调制的输入信号为连续变化的模拟 量，数字调制的调制信号是离散的数字量。在对调制进行仿真模拟有带通的和基带的两种选择。带 通仿真的载波信号包含于传输模型中。由于载波信号的频率远高于输入信号，根据抽样定理，抽样 频率必须至少大于两倍的载波频率才能正确地恢复信号，因此对高频信号的模拟仿真效率低、速度 慢。为了加速模

2、拟仿真，一般使用基带仿真，也称为低通对等方法。基带仿真使用带通信号的复包 络关键字：MATLAB基带调制与解调 带通模拟调制与解调三 所需 MATLAB 函数：在 MATLAB 的函数库中，每一个通带调制/解调函数也有一个基带调制/解调函数与其对应：基带函数带通函数函数功能amodamodce模拟调制ademodademod模拟调制dmodddemod数字调制ddemodddemod数字调制modmapmodmap数字映射demodmapdemodmap数字逆映射其中可选用的模拟调制/解调方式为DSB-SC AM , DSB-TC AM ,SSB AM,QAM,FM和PM;可选的 数字调制/解

3、调，数字映射/逆映射的方式为ASK，QASK，QASK/CIRCLE, QASK/ARB，FSK， PSK和sample。sample函数可以改变输入数据的抽样速率，是一种支持调制技术的应用。四 带通模拟调制与解调模拟调制通常分为：幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。幅度调制又可分为常规幅度调 制(AM)、抑制双边带幅度调制(DSB-AM)、抑制单边带幅度调制(SSB-AM)和正交幅度调制(QAM)等。 解调就是从调制信号中提取消息信号。解调过程与利用何种解调方式有关。在模拟调制的仿真中包 含两个频率：载波频率 fc 和仿真的采样频率 fs。这里我们主要用 matlab 进行

4、正交幅度调制与解调的仿真正交幅度调制(QAM)调制信号为：u(t) = m (t)cos(2时 t + 0 ) + m (t)sin(2时 + )I c c Q c c是初始相位。正交幅其中mI(t)为同相信号，mQ(t)为正交信号，fc是载波频率(单位赫兹Hz), 度调制过程如图所示。对应的解调过程如图正交幅度调制框图正交幅度调制的解调框图 带通模拟调制/解调函数：(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。变量Fs可以是标量 也可以为一个二维的矢量。二维矢量中

5、第一个值为采样频率，第二个值为调制载波的初相，初相以 弧度表示，默认值为 0。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的两倍。(2) 带通模拟解调函数 ademod( )格式：z=ademod(y,Fc,Fs,method.)功能：对载波为Fc的调制信号y进行解，采样频率Fs, FcFs。它是amod函数的逆过程，amod与 ademod选择的调制方式必须相同，否则不容易正确复制出源信号。该函数在解调中用到一个低通滤 波器，低通滤波器传输函数的分子、分母由输入参数 num、den 指定，低通滤波器的采样时间等于 1/Fs。当num=0或缺省时，函数使用一个默认的巴特沃斯低通滤波器，

6、可由num,den=butter(5,Fc*2/Fs) 生成。五 基带调制与解调基带仿真，也称低通对等方法，使用带通信号的复包络作为输入信号。设B为原始信号带宽，基带 仿真要求仿真抽样率大于或等于2B，而一般的有Bvvfc。基带调制器的输出为复数信号，作为基 带解调器的输入 相干解调接收信号z(t)的同相和正交分量为：z (t) + jz (t) = z(t)ej2兀(fc-fc)+j(0-0)IQ其中fc和0分别是载波信号的频率和相位。利用z(t)的估值可以恢复信号u(t) 非相干解调非相干解调可以应用于DSB-SC AM、DSB-TC AM、FM和PM。对于AM调制，非相干解调 可以使用包

7、络检测法。1基带模拟调制函数 amodce( )格式：y=amodce(x,Fs,method,)功能：对输入信号x进行调制，输出复包络信号。输入输出的采样频率为Fs(Hz)。输出y为一个复 矩阵。 Fs 可以是标量也可以为二维的矢量。二维矢量中第一个值为采样频率，第二个值为载波信号 的初相，初相以弧度表示，默认值为0。字符串变量method指定所用的调制方式2基带模拟解调函数 ademodce( )格式：z =ademodce(y,Fs,method.)功能：对接收的复包络信号 y 进行解调， y 的采样频率为 Fs(Hz)。 Fs 可为标量也可以为二维矢量。 矢量中第一个值为采样频率，第二

8、个值为调制载波的初相，初相为弧度表示，且默认值为 0。采样 频率必须与调制中所用的采样频率一致，但初相可以不一致。函数在解调中可使用低通滤波器，低通滤波器传输函数的分子、分母分别由输入参数num和den 指定，低通滤波器的采样时间为1/Fs秒。当num=0或缺省时，该函数将不使用低通滤波器。字符串 变量 method 指定所用的调制方式六 使用 MATLAB 模拟信号调制与解调。%采样频率 %载波频率 %采样时间 %信号 %正交幅度调制 %正交幅度解调 %绘制调制信号1带通调制与解调MATLAB程序如下:Fs=100;Fc=15;t=0:0.025:2;x=sin(pi*t,2*pi*t);

9、y=amod(x,Fc,Fs,qam);z=ademod(y,Fc,Fs,qam);plot(t,x(:,1),-,t,z(:,1),-)matlab 仿真后效果图10.5-0.5410.20.40.60.818a1：21.61.4%信号采样频率%信号采样时间%输入信号原%调制%解调%绘制源信号%绘制调制解调后的信号2基带调制解调MATLAB程序：Fs=100;t=0:1/Fs:5;x=sin(2*pi*t),.5*cos(5*pi*t),sawtooth(4*t);y=amodce(x,Fs,fm);z=ademodce(y,Fs,fm);subplot(2,1,1);plot(x);sub

10、plot(2,1,2);plot(z);程序运行得到的信号源和解调信号的波形图：10.5-0.5110050060010.5-0.511005006002003004U0200300400七 心得体会通信原理是电子信息工程通信方向最主要的专业课程之一，通过在课堂上对理论知识的学习， 我们了解到现代通信的基本方式以及其原理。然而，如何将理论在实践中得到验证和应用，是我们 学习当中的一个问题。而通过本次课程设计，我们在强大的MATLAB平台上对数字信号的传输系统进 行了一次仿真，有效的完善了学习过程中实践不足的问题，同时进一步巩固了原先的基础知识。通过这次的课程设计，我们对信息和通信系统有了更进一

11、步的认识，尤其是在系统设计方面， 尽管是非常基础的 2ASK 调制与解调的传输，也是经过若干设备协同工作，才能保证信号有效传输， 而小到仅仅是一个参数，都有可能导致整个系统无法正常运行。另一方面，我们通过本次的课程设计，着实领教了MATLAB矩阵实验室强大的功能和实力。通过 在 SIMULINK 环境下对系统进行模块化设计与仿真，使我们获得两方面具体经验，第一是 MATLAB 中 SIMULINK 功能模块的使用方法，第二是图形化和结构化的系统设计方法。这些经验虽然并不高深， 但是对于刚入门的初学者来说，对以后步入专业领域进行设计或研发无疑具有重大的意义。自从因特网把我们领进信息时代开始，人类

12、的历史翻开了璀璨的一页。随着信息的飞速发展， 通信原理也随之崛起。从而，使得培养新世纪的技术人才显得分外重要。在学习通信原理理论基础后，我们又在此基础上通过利用MATLAB仿真真正的看到了通信中传输 信息的一系列的问题。比如说要使信号不失真的能够传输到接收端就要考虑很多的因数。在发送端 要注意噪声的加入，尽量的减少噪声进入信道中，以免在接收端使信号失真度过大而不能够恢复成 原来的信号。而在接收端，采用哪种解调方式能够更好的恢复出原来的信号。这次的课程设计使我收益颇丰，对通信原理有了新的认识。Analog modulation/demodulationSummaryAccording to th

13、e different modulated signal,the modulation can be divided into analog and digital modulation . Analog input signal for continuous modulation of the analog and digital changes is discrete modulation of the modulated signal of the digital quantity. In the simulation of modulation is simulated and bas

14、eband bandpass two choices. Band-pass simulation of signal transmission carrier contained in model. Because the frequency modulated signal input signal, far higher sampling theorem, sampling frequency according to at least than twice as the carrier frequency can properly restore signals, thus the simulation of the high frequency signal low efficiency and speed. In order to speed up the simulation, generally using baseband simulation, also called low-pass equivalence method.Keywords: MATLAB Analog modulation/demodulation八 参考文献通讯原理教程樊昌信 编著电子工业出版社MATLAB 语言与控制系统仿真孙亮 主编北京工业大学出版社