通信系统仿真.doc

青 岛 农 业 大 学理学与信息科学学院通信系统 课 程 设 计 报 告 设 计 题 目 通信系统仿真 学生专业班级 通信工程1001 学生姓名（学号） 陈常浩（20102737） 指 导 教 师 徐俊 完 成 时 间 2013年6月16日 实 习（设计）地点 信息楼139 2013 年 6 月 16 日 通信系统仿真一、课程设计目的和任务根据学过的通信原理，利用matlab语言实现以下设计题目：模拟幅度调制系统仿真， 实现AM、DSB、SSB调制，要求信道为AWGN信道（加性高斯白噪声信道），画出调制信号、已调信号的波形图与频谱图，并比较三种调制的带宽、信噪比参数；二、分析与设计1设计任务分析本次设计我采用Matlab 中Simulink 仿真系统模拟幅度调制通信系统，输入信号为正弦波信号；这三种调制都属于幅度调制，对于幅度调制，将原始信号与载波信号相乘，作为输出信号，加入噪声，经过带通滤波器，滤除噪声，在乘以与载波信号同频的正弦波信号，还原输出信号 ，经过低通滤波器 ，滤除高频分量，得到原始信号。对于这三种调制系统均采用相干解调的方法进行解调。信道中加入高斯白噪声 模拟加性高斯白噪声信道（AWGN信道）2.设计方案理论基础AM调制：AM信号的时域表示式：频谱：调制器模型如图所示： AM调制器模型AM的时域波形和频谱如图所示：时域 频域 AM调制时、频域波形AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。它的带宽是基带信号带宽的2倍。在波形上，调幅信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化，在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。DSB调制DSB信号的时域表示式频谱：DSB的时域波形和频谱如图所示：时域 频域 DSB调制时、频域波形DSB的相干解调模型如图所示： DSB调制器模型SSB调制SSB信号的时域表示式滤波法的原理方框图 用边带滤波器，滤除不要的边带: 图中，H(w)为单边带滤波器的传输函数，若它具有如下理想高通特性：则可滤除下边带。若具有如下理想低通特性：则可滤除上边带。3.设计系统框图总体模块结构图信道模拟信息源解调器调制器受信者噪声源 设计系统主要模块流程图开始解调显示信号模拟噪声信道调制确定输入信号设计仿真图三系统实施AM调制模拟系统：Simulink仿真框图基带信号采用振幅为1V，角频率为5rad/sec的正弦波信号，载波信号采用振幅为1V，角频率为50rad/sec的正弦波信号。下面是带通滤波器的参数设置：上限频率为45rad/sec限频率为55rad/sec下面是低通滤波器参数设置：截止频率：6rads/sec;仿真结果：运行设计图,显示 原始信号 调制信号 解调信号 输出信号 波形图原始信号频谱图：载波信号频谱图：输出信号频谱图：仿真结果分析： 在仿真结果出来后，经过仔细对比，解调后的信号与原信号大致相同，但在波形和幅度上均有偏差，幅度上的偏差是由于噪声和调制系统的性能共同引起的，可以通过增强振幅恢复至原始状态。DSB调制模拟系统：Simulink仿真图：基带信号采用振幅为1V，角频率为5rad/sec的正弦波信号，载波信号采用振幅为1V，角频率为50rad/sec的正弦波信号：采用相干解调的解调方法 仿真结果图 分别显示原始信号 调制信号 输出信号的波形图基带信号频谱图调制后频谱图输出信号频谱图结果分析：从仿真结果可以看出，恢复出的调制信号在幅度上大为减小，但在波形上较为规整。从结果中可以看出该系统的抗噪声性能较好。SSB调制模拟系统：Simulink仿真图：基带信号采用振幅为1V，角频率为5rad/sec的正弦波信号，载波信号采用振幅为1V，角频率为50rad/sec的正弦波信号：采用滤波法产生SSB信号，采用相干解调法的解调信号仿真结果图 分别显示原始信号 调制信号 输出信号的波形图基带信号频谱图调制后信号频谱图输出信号频谱图帯通滤波器参数设置带阻滤波器参数设置低通滤波器参数设置结果分析：从理论上分析得知，SSB信号的抗噪声性能比DSB信号要好，但由于SSB信号的输入功率仅为DSB信号的一半，加上系统设计时滤波器的贷款设计有待提高，因此整体的解调效果较差一些。四 结论分析比较三种调制系统的带宽、信噪比参数AM调制系统的带宽是基带信号带宽的2倍，抗噪声性能最差。DSB调制系统带宽是基带信号带宽的2倍输入信噪比 输出信噪比SSB调制系统带宽是基带信号的带宽单边带解调器的输入信噪比为 单边带解调器的输出信噪比为两者的输入信号功率不同、带宽不同，在相同的噪声功率谱密度条件下，输入噪声功率也不同，所以两者的输出信噪比是在不同条件下得到的。如果我们在相同的输入信号功率Si，相同的输入噪声功率谱密度n0，相同的基带信号带宽fH条件下，可以发现它们的输出信噪比是相等的。这就是说，两者的抗噪声性能是相同的。但SSB所需的传输带宽