摘要
摘要
当今，随着数字通信技术和计算机技术的快速发展以及计算机通信网与计算机网络的相互融合，信息科学技术已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能才生利用价值。而信息的传播与交流，是通过各种通信方式与技术实现的。
通信就是从一地向另一地传递和交换消息。实现消息传递所需的一切技术设备和传输煤质的总和称成为通信系统。模拟通信系统就是用模拟信号来传递消息的通信系统，本文针对模拟线性调制，用Systemview仿真软件对几种模拟线性调制系统进行仿真，了解调制的目的、作用和分类，掌握AM DSB SSB VSB这几种线性调制系统的时域和频域表示以及频谱结构。
Systemview是一个用于现代工程与科学系统设计和方针的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、一般的系统数学模型建立，直到完整通信系统的设计与方针等整个领域，Systemview在友好而且功能齐全的窗口环境下为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。
Systemview可以构建各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。Systemview的基本库包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器、各种函数运算器等。尤其是利用它可以从不同角度以不同方式按要求设计多种滤波器，对多种系统进行仿真分析。
关键词：模拟通信Systemview线性调制仿真
摘要
Abstract
Abstract
Nowadays,with the rapid development of digital communication technology and computer technology also the mutual integration of computer communication networks and computer internet,information science and technology has been a strong force for the international community and global economic development in21th century.As a resource,only through broad dissemination and communication does information can generate utility value.While the dissemination and communication of information is realized by various communication methods and technologies.
Communication is the transfer and exchange of information from one place to another place.All technology equipments and media necessary for implementing the information transfer are deemed as communication system.And analog communication system is a system that uses analog signals to transfer messages.Concerning the analog linear modulation,this paper emulate several linear modulation by using the Systemview simulation software,to let us understand the purpose,definition and classification of modulation and master the time domain and frequency domain representation and the purpose of spectral structure of AM,DSB,SSB,VSB.etc those kinds of linear modulation.
Systemview is a dynamic system analysis platform for modern engineering and the design and policy of science system.Through the whole field from the filter design, signal processing,and the general system mathematical modeling,until design and policy of complete communication system,Systemview provide a sophisticated embedded analysis tool in a friendly and full functioned window environment.
Systemview can build various complicated analog,digital,digital-analog hybrid system and multi-rate system.Systemview can also be used in the all kinds of linear and non-linear design and simulation.Systemview basic library comprises multiple audio sources,receivers,adders,multipliers and various function calculators.Particularly,by
Abstract
using systemview,we can design a variety of wave filters in different angle and diverse requirements,and also do simulation analysis to the multiple systems.
Keyw w ords:Communication SystemView Linear modulation Simulation Key
目录
目录
第一章绪论 (1)
1.1调制的目的和作用 (1)
1.2调制的本质 (1)
1.3调制的分类 (2)
1.4研究内容与框架 (2)
1.4.1本文的研究内容 (2)
1.4.2本文框架安排 (3)
第二章Systemview软件平台基础 (5)
2.1工具简介 (5)
2.2主要作用 (5)
2.3SystemView图符功能表 (6)
第三章线性调制与解调 (11)
3.1线性调制原理 (11)
3.2AM调制与解调 (12)
3.3抑制载波双边带调制（DSB-SC） (14)
3.4单边带调制(SSB) (15)
3.5残留边带调制(VSB) (19)
3.6线性调制系统的抗噪声性能 (22)
3.6.1分析模型 (22)
3.6.2线性调制相干解调的抗噪声性能 (24)
第四章模拟调制系统的仿真 (31)
4.1AM调制系统及仿真 (31)
4.2DSB调制系统及仿真 (36)
4.3SSB调制系统及仿真 (41)
4.4VSB调制系统及仿真 (45)
第五章结束语 (51)
致谢 (53)
参考文献 (55)
目录
第一章绪论1
第一章绪论
1.1调制的目的和作用
模拟通信系统是利用模拟信号来传递消息的通信系统，信源发出的原始电信号是基带信号，基带信号是指频谱从零附近开始，具有较低的低频分量，不宜通过无线信道传输。因此在通信系统的发送端需要由一个载波来运载基带信号，也就是载波的某个参量随基带信号的规律变化，这一过程称为调制。载波受调制后称为已调制信号，它含有基带信号的全部特征。在通信系统的接收端需要有解调过程，其作用是将已调信号中的原始基带信号恢复出来。
调制的目的和作用是：
（1）将基带信号转换成适合在信道传输的已调信号；
（2）实现信道的多路复用，提高信道信用率；
（3）减小干扰，提高系统抗干扰能力；
（4）实现传输带宽与信噪比之间的互换。
因此，调制对于通信系统的有效性和可靠性有着很大的影响，采用什么样的调制方式将直接影响通信系统的性能。
1.2调制的本质
调制的本质是频谱的搬移。基带信号有频率很低的频率分量，一般不宜直接传输，这就需要把基带信号变换成其频带适合在信道传输的信号，并可在接收端进行反变换。
图中：()
m t调制信号
cos
c t
ω载波信号图1.1调制器的一般模型
2模拟线性调制系统的研究与仿真
幅度调制就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。幅度调制器的一般模型如图1.1
对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，他的频谱完全是基带信号频谱的结构在频域内的简单搬移。由于这种搬是线性的，因而幅度调制通常又称为线性调制。
1.3调制的分类
模拟调制
1、根据调制信号的分类
线性调制
连续波调制：载波是正弦波
2、根据载波分类
脉冲波调制：载波是脉冲序列
幅度调制
3、根据调制器的功能分类频率调制
相位调制
线性调制
4、根据调制信号后信号的频谱结构关系
非线性调制
1.4研究内容与框架
1.4.1本文的研究内容
在通信系统中，信源输出的是由原始消息直接变换成的电信号即消息信号，
第一章绪论3这种信号一般具有从零频开始的较宽的频谱，而且在频谱的低端分布较大的能量，所以称为基带信号，不宜直接在信道中传输。将消息信号对频率较高的载波进行调制，才能使信号的频谱搬移到适合信道的频率范围内进行传输。在通信系统的接收端对已调信号进行解调，恢复出原来的消息。以模拟信号为调制信号，对连续的正(余)弦载波进行调制，亦即载波的参数随着调制信号的作用而变化，这种调制方式称为模拟调制。根据载波参数的不同，分为幅度调制和角度调制。
本文讨论模拟线性调制中的幅度调制[常规调幅(AM)、双边带(DSB)调制、单边带(SSB)调制和残留边带(VSB)调制]。
讨论的主要内容有：
(1)各种已调制信号的时域和频域表达式
(2)调制和解调的原理及方法
(3)系统的抗噪声性能
(4)各种调制的性能比较
1.4.2本文框架安排
内容安排上，第一章对模拟线性调制解调进行总体论述，说明调制的目的、本质、作用和分类；第二章对使用的仿真软件Systemview做具体的介绍；第三章讨论模拟线性调制[常规调幅(AM)、双边带(DSB)调制、单边带(SSB)调制和残留边带(VSB)调制]的原理及方法，已调信号的时域和频域表达式，各种调制系统的抗噪声性能分析及性能比较；第四章为仿真的具体内容及仿真系统各点的时域波形和功率谱密度；第五章为本文的总结及展望，最后是致谢和参考文献。
4模拟线性调制系统的研究与仿真
第二章Systemview软件平台基础5
第二章Systemview软件平台基础
2.1工具简介
Systemview是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。它是一个用于现代工程与科学系统设计及方针的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、一般的系统数学模型建立，直到完整通信系统的设计与方针等整个领域，Systemview在友好而且功能齐全的窗口环境下为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。
2.2主要作用
利用Systemview，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从Systemview配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。
Systemview的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（Main Library）及专业库(Optional Library)，基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证，尤其适合于无线电话、无绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。Systemview能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。这个特点对用户系统的诊断是十分有效的。Systemview的另一重要特点是它可以从各种不同角度、以不同方式，按要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器各指标—如幅频特性
6模拟线性调制系统的研究与仿真
（伯特图）、传递函数、根轨迹图等之间的转换。在系统设计和仿真分析方面，Systemview还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内，可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还带有一个功能强大的“接收计算器”，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。Systemview还具有与外部文件的接口，可直接获得并处理输入/输出数据。提供了与编程语言VC++或仿真工具Matlab的接口，可以很方便的调用其函数。还具备与硬件设计的接口：与Xilinx公司的软件Core Generator配套，可以将Systemview系统中的部分器件生成下载FPGA芯片所需的数据文件；另外，Systemview还有与DSP芯片设计的接口，可以将其DSP库中的部分器件生成DSP 芯片编程的C语言源代码。
2.3SystemView图符功能表
由于Systemview图符众多，不再一一详述。本节介绍的的图符库包括本文使用的Systemview的所有功能图符，以及别的一些常用的图符。
基本库
Systemview的基本库包括信源库、算子库、函数库、信号接收器库等，它为该系统仿真提供了最基本的工具。
Systemview为我们提供了16种信号源，可以用它来产生任意信号
功能强大的算子库多达31种算子库，可以满足您所有运算的要求
32种函数尽显函数库的强大库容！
12种信号接收方式任你挑选，要做任何分析都难不倒它
扩展功能库
扩展功能库提供可选择的能够增加核心库功能的用于特殊应用的库。它允许通信、DSP、射频/模拟和逻辑应用。
第二章Systemview软件平台基础7通信库包含有大量的通信系统模块的通信库，是快速设计和仿真现代通信系统的有力工具。这些模块从纠错编码、调制解调、到各种信道模型一应俱全。
DSP库能够在你将要运行DSP芯片上仿真DSP系统。该库支持大多DSP芯片的算法模式。例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP算法操作符。还包括高级处理工具：混合的Radix FFT、FIR和IIR滤波器以及块传输等。
逻辑运算自然离不开逻辑库了，它包括象与非门这样的通用器件的图标、74系列器件功能图标及用户自己的图标等。
射频/模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件，例如：混合器、放大器和功率分配器等。
信号源库
扫频信号(Freq sweep)
参数: 1.幅度 2.起始频率fstart 3.停止频率fstop 4.扫描频率(秒) 5.相位
功能:输出扫频正弦信号：y(t)=Asin(2PIfstart+PI×R(tmod(T))2+*)
R=(fstop-fstart)/T
PSK载波(PSK carrier)
参数: 1.幅度 2.频率(HZ) 3.载波相位(deg) 4.符号速率 5.符号数量
功能:产生一个u率相位调制载波信号y(t)=sin(2PIfct+*T(t)+*)其中*T(t)是具有u率相位值的PN序列(0-2PI),T是设置的符号周期(符号速率的倒数),*是载波相位。
脉冲串（Pulse Train）
参数: 1.幅度 2.频率(HZ) 3.脉冲宽度(秒) 4.偏置 5.相位
8模拟线性调制系统的研究与仿真
功能:产生具有设定幅度和频率的周期性脉冲串，脉宽由设置决定。
y(t)=+-A*PT(t)+Bias有方波选项。
正弦波（Sinusoid）
参数: 1.幅度 2.频率3.相位
功能:产生一个正弦波：y(t)=Asin(2PIfct+*)
高斯噪声（Gauss noise）
参数: 1.标准差或功率谱密度(W/Hz) 2.均值
功能:产生一个具有高斯分布的随机信号。
伪随机序列(PN Seq)
参数: 1.幅度 2.频率3.电平数 4.偏置 5.相位
功能:产生一个按设定速率、由不同电平幅度脉冲组成的伪随机序列(PN)信号。
阶跃函数StepFct
参数: 1.幅度 2.起始时间3.幅度偏置
功能:产生一个阶跃信号。注意：当偏置输入等于幅度偏置的负数时,将产生一个单脉冲或冲激信号。
Systemview算子库
加法器
乘法器
平均值Average
参数: 1.时间窗口(秒)
第二章Systemview软件平台基础9功能:在时间窗口内对信号取移动平均值。
线性系统滤波器Linear Sys Filters
功能:FIR、IIR、Laplace、模拟滤波器等系统设计，SystemView最通用和功能强大的图符之一。
参数: 1.门限 2.True值和False值 3.脉宽
功能:输入信号大于门限时输出一个设定脉宽的脉冲(Ture值)，否则输出False 值。
逻辑比较器Compare
参数: 1.比较方式 2.True值和False值设定
功能:按设定的比较方式对输入信号比较，输出逻辑真和假，真假值为任意预设值。
延迟Delay
参数: 1.延迟类型 2.延迟时间
功能:选择内插与非内插延迟类型。
取负数Negate
参数:无
功能:y(t)=－x(t)
Systemview函数库
半波整流Hlf Rctfy
参数: 1.零点
功能:y(t)=x(t)-z,x(t)>=z
10模拟线性调制系统的研究与仿真
Systemview信号接收计算器库
分析Analysis
功能:SystemView的基本信号接收器。该接收器平时无显示，必须进入系统分析窗口才能观察和分析输出结果。
第三章线性调制与解调11
第三章线性调制与解调
3.1线性调制原理
线性调制是把基带信号的频谱搬移到与信道相适应的频带上，通常都是通过基带信号对正弦载波的调制来实现这种频谱搬移的。已调信号一般可用
()()cos c c X t A t t ω=（3-1）
表示，式（3-1）中c ω表示余弦载波()c t 的角频率，()A t 为瞬时振幅。根据()C X t 的频谱与()A t 的频谱间的不同关系，可以得到各种不同的线性调制，如幅度调制（AM ）、双边带调制（DSB ）和单边带调制（SSB ）等。
幅度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。幅度调制器的一般模型如图3.1所示。
图3.1幅度调制模型
设调制信号m(t)的频谱为()M ω，冲激响应为h(t)的滤波器特性为()H ω,则该模型输出已调信号的时域和频域表示式为
()[()cos ]*()m c S t m t t h t ω=(3-2)
1()[()()]()2m C C S M M H ωωωωωω=++?(3-3)
式（3-2）、（3-3）中，c ω为载波角频率，()()H h t ω?。
由以上表示式可得出如下结论：
1、对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；
2、在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的.因此幅度调制通常又称为线性调制。
12模拟线性调制系统的研究与仿真
图 3.1之所以称为调制器的一般模型，是因为在该模型中，适当选择滤波器的特性()H ω，便可以得到各种幅度调制信号。例如，调幅、双边带、单边带及残留边带信号等。
3.2AM 调制与解调
在图3.1中，若假设滤波器为全通网络（()H ω＝1），调制信号()t m 叠加直流0A 后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带（AM ）调幅。AM 调制器模型如图3.2所示
图3.2AM 调制模型
AM 信号时域和频域表示式分别为
00()[()]cos cos ()cos AM c c c s t A m t t A t m t t ωωω=+=+(3-4)
0()[()()][()()]AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++?++++(3-5)
式中，A O 为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号(此时，
已调信号的频域表示必须用功率谱描述)，但通常认为其平均值m(t)=0。其波形和频谱如图 3.3所
m 0c (t )
第三章线性调制与解调
13
m (A 0+m (t
cos ωc s AM (
图3.3AM 信号的波形和频谱
调幅信号的特点
一、由图 3.3的时域波形可知：
1）、当0max ()m t A ≤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。
2）、当0max ()m t A >时，将会出现过调幅现象而产生包络失真。这时不能用包络检波器进行解调，为保证无失真解调，可以采用同步检波器。
二、由图3.3的频谱图可知
1）、AM 信号的频谱()AM S ω由载频分量和上、下两个边带组成，分别称为上边带和下边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。
2）、AM 信号是带有载波的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽H f 的两倍，
即2AM H B f =。
三、AM 信号功率利用率较低
分析如下：
AM 信号在1Ω电阻上的平均功率应等于()AM S t 的均方值。当m(t)为确知信
14模拟线性调制系统的研究与仿真
号时，()AM S t 的均方值即为其平方的时间平均，即
(3-6)
通常假设调制信号没有直流分量，即()0m t =因此
220()22AM C S A m t P P P =+=+(3-7)
式(3-7)中C P 为载波功率，S P 为边带功率。
由此可见，AM 信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率
才与调制信号有关。也就是说，载波分量不携带信息。即使在“满调幅”（0max ()m t A =时，也称100％调制）条件下，载波分量仍占据大部分功率，而含有用信息的两个边带占有的功率较小。因此，从功率上讲，AM 信号的功率利用率比较低。
3.3抑制载波双边带调制（DSB-SC ）
在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在图 3.2中将直流0A 去掉，即可输出抑制载波双边带信号,简称双边带信号（DSB ）。其时域和频域表示式分别为：
()()cos DSB c S t m t t
ω=(3-8)1()[()()]2
DSB C C S M M ωωωωω=++?(3-9)
其波形和频谱如图3.4所示)
(2t S p AM AM =t
t m A c ω220cos )]([+=t
t m A t t m t A c c c ωωω2022220cos )(2cos )(cos ++=
实验一模拟线性调制系统(AM) 一，实验目的： 1，掌握模拟调制系统的调制和解调原理。 2，理解相干解调。 二，实验内容和结果： 1，编写AM、DSB、SSB调制，并画出时域波形和频谱图。 2，完成DSB调制和相干解调。 1.1模拟线性调制系统(AM)
2.2抑制载波双边带调制（DSB） 2.3单边带调制（SSB）
三、实验分析 通过模拟仿真这三种幅度调制信号，可以了解这三种调制各有自己的优缺点。AM优点是接收设备简单，缺点是率利用率低，抗干扰能力差。DSB优点是功率利用率低，接收设备较复杂。SSB优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和选择性衰落能力均优于AM，缺点是发送设备和接收设备丢复杂。SSB信号的实现比AM、DSB要复杂的多，但是SSB调制载传输时，可以节省发射功率，只有AM、DSB的一半，因此，它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。评价一个模拟系统的好坏，最终要看解调器的输出信噪比。定义为：解调器输出有用信号的平均功率与解调器输出噪声的平均功率之比。SSB系统中，信号与噪声有相同的表示形式，所以，相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制，故信噪比没有改善。其值为1。而DSB调制系统中，其制度增益为2，系统的抗噪声性能胜于SSB调制系统 四、实验体会 这次实验是通信原理课程的第一个实验，因为是第一次接触COMMSIM 2001这个软件，肯定会有一些陌生感，首先在安装方面都出现了问题，在实验中，对器件和操作都不明白，幸好老师的实验指导书写得很详细，所以按照指导书的步骤一步一步进行完成了实验，当波形图出来的那一刻，心里也是很激动的，虽然只是一个很小的实验，所以总的来说，本次实验算是成功的，同时也希望下次的实验能做的更完美
通信与信息工程学院 课程设计论文 设计题目：模拟线性调制解调仿真系统设计 指导教师：张鸣 班级：通信工程0701 小组组长：李雅华 小组成员：张坤李冬 侯超晁向阳
摘要 Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。 本文主要是以simulink为基础平台，对AM、DSB、SSB信号的仿真。文章第一章内容是对simulink的简单介绍和通信技术的目前发展和未来展望；第二章是对AM、DSB、SSB信号基本原理的简单说明以及对各信号利用simulink软件进行系统设计和模块设计；第三章是进行一个总结，包括结论以及这次课程设计的任务分配和组员的完成情况。本文的主要目的是对simulink的熟悉和对模拟通信理论的更加深化和理解。 关键词：AM，DSB，SSB，simulink,调制，解调
目录 第一章绪论 (4) 1.1 前言 (4) 1.2 工程概括 (5) 第二章正文 (5) 2.1 设计说明 (5) 2.2 AM的基本原理和调制解调实现 (5) 2.2.1 基本原理 (6) 2.2.2 simulink实现 (6) 2.2.3 利用communication模块进行仿真 (9) 2.3 DSB的基本原理和调制解调实现 (13) 2.3.1 基本原理 (13) 2.3.2 simulink实现 (13) 2.3.3 利用communication模块进行仿真 (16) 2.4 SSB的基本原理和调制解调实现 (19) 2.4.1 基本原理 (19) 2.4.2 simulink实现 (19) 2.4.3 利用communication模块进行仿真 (23) 第三章总结 (26) 3.1 结论 (26) 3.2 任务分配以及组长对成员的评价 (26) 参考文献 (27)
课程设计报告题目模拟调制仿真
目录 一．原理 (1) 二．编程思想 (2) 三．结果 (3) 四．分析 (5) 五．程序代码 (8)
一．原理 1.1模拟调制原理 模拟调制包括幅度调制（DSB，SSB，AM）和相角调制（频率和相位调制）。在本次设计中主要讨论模拟调制中的幅度调制，幅度调制即用基带调制信号去控制高频载波的幅度，使其按基带信号的规律变化的过程。幅度调制主要有AM调制，DSB调制，SSB调制。他们的调制原理如下，AM调制：AM 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；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，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调制信号，或称抑制载波双边带调制信号；SSB调制：由于 DSB 信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调制信号的全部信息，因此从信息传输的角度来考虑，仅传输其中一个边带。 1.2 AM调制 AM信号的时域表示式： 频谱： 调制器模型如图所示： 1.3 DSB调制 DSB信号的时域表示式 频谱： 1.4 相干解调 相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后，经低 00 ()[()]cos cos()cos AM c c c s t A m t t A t m t t ωωω =+=+ 1 ()[()()][()()] 2 AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+++- ? () m t() m s t c t ⊕
电子科技大学通信学院 《通信原理及同步技术系列实验一》模拟线性调制系统实验 班级 学生 学号 教师
模拟线性调制系统实验 一、实验目的 1. 研究模拟连续信号在（AM、DSB、SSB、VSB、QAM）几种线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近。 2. 加深对模拟线性调制（AM、DSB、SSB、VSB、QAM）的工作原理的理解。 3. 了解产生调幅波（AM）和抑制载波双边带波（DSB—SC）的调制方式，以及两种波之间的关系。 4. 了解用滤波法产生单边带SSB—SC的信号的方式和上下边带信号的不同。 5. 研究在相干解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。 6. 熟悉正交调幅QAM传输系统的原理及作用。 二、实验原理 模拟带通传输系统，是将基带信号经过线性调制后形成的已调波送入信道传输，在接收端经过反调制，再从已调波中将基带信号恢复出来。常用的线性调制包括调幅（AM），双边带调制（DSB），单边带调制（SSB），残留边带调制（VSB），正交调幅（QAM）等五种方式。这些方式是通过基带信号与单一角频率 的余 c 弦载波相乘后再经过适当滤波实现。在时域上，就是用基带信号m（t）去控制载波f（t）的幅度参数，使其m（t）的规律而变化；它的频域解释是把基带信号的频谱范围搬迁到载波附近的频谱范围上的搬移过程。 在接收端，如果采用相干解调，在本地载波保持同步关系时，都能正确的解调。但是当本地载波存在相位误差或频率误差时，不同的调制方式受到的影响是不同的，当只有相位误差时，SSB制式的输出不受影响，AM和DSB制式的输出幅度有所下降，而QAM制式则产生路间窜扰。在本地载波有频率误差时，SSB 制式的输出使频谱有所偏移，对于话音信号传输而言，频差在20Hz以内时，人耳可以容忍；而对于其他制式，输出会产生严重失真。 本实验利用平衡调制方式进行模拟连续波的调制与解调。可分别组成AM、DSB、SSB、VSB、QAM五种调制方式的产生原理。 1. 调幅（AM）信号 调幅的原理是基带信号() m t去控制高频载波的幅度，使已调信号() Sam t的包络随基本信号成正比例的变化。
题目基于SIMULINK的通信系统仿真 摘要 在模拟通信系统中，由模拟信源产生的携带信息的消息经过传感器转换成电信号，模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道，最终解调还原成电信号；在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。本文应用了幅度调制以及键控法产生调制与解调信号。 本论文中主要通过对SIMULINK工具箱的学习和使用，利用其丰富的模板以及本科对通信原理知识的掌握，完成了AM、DSB、SSB、2ASK、2FSK、2PSK三种模拟信号和三种数字信号的调制与解调，以及用SIMULINK进行设计和仿真。首先我进行了两种通信系统的建模以及不同信号系统的原理研究，然后将学习总结出的相应理论与SIMULINK中丰富的模块相结合实现仿真系统的建模,并且调整参数直到仿真波形输出，观察效果，最终对设计结论进行总结。 关键词通信系统调制 SIMULINK
目录 1. 前言 (1) 1.1选题的意义和目的 (1) 1.2通信系统及其仿真技术 (2) 3. 现代通信系统的介绍 (7) 3.1通信系统的一般模型 (7) 3.2模拟通信系统模型和数字通信系统模型 (7) 3.2.1 模拟通信系统模型 (7) 3.2.2 数字通信系统模型 (8) 3.3模拟通信和数字通信的区别和优缺点 (9) 4. 通信系统的仿真原理及框图 (12) 4.1模拟通信系统的仿真原理 (12) 4.1.1 DSB信号的调制解调原理 (12) 4.2数字通信系统的仿真原理 (16) 4.2.1 ASK信号的调制解调原理 (16) 5. 通信系统仿真结果及分析 (21) 5.1模拟通信系统结果分析 (21) 5.1.1 DSB模拟通信系统 (21) 5.2仿真结果框图 (24) 5.2.1 DSB模拟系统仿真结果 (24) 5.3数字通信系统结果分析 (28) 5.3.1 ASK数字通信系统 (28) 5.4仿真结果框图 (35) 5.4.1 ASK数字系统仿真结果 (35)
课程设计报告 课程设计名称：通信系统原理 系：三系 学生姓名：刘亮 班级：13通信工程2班 学号：20130306221 成绩： 指导教师：吴琼 开课时间：2015-2016学年一学期
一、设计任务书 (3) 二、课程设计选题 (5) 三、具体要求 (5) 四、进度安排及成绩评定 (6) 五、课程设计内容 (6) 5.1普通调幅（AM） (6) 5.1.1 AM信号调制 (6) 5.1.2 AM信号波形特点 (7) 5.1.3 AM信号解调 (7) 5.2双边带调制（DSB） (8) 5.2.1 DSB信号调制 (8) 5.2.2 DSB信号解调： (8) 5.2.3 DSB信号的特点： (9) 5.3单边带调制（SSB） (9) 5.3.1 SSB信号调制： (9) 5.3.2 SSB信号解调： (10) 5.4普通调频（FM） (11) 5.4.1 FM信号的调制 (11) 5.4.2 FM信号解调： (11) 5.5.MATLAB 仿真及程序调制 (12) 5.5.1 AM波形仿真 (12) 5.5.2 DSB波形仿真 (13) 5.5.3 SSB波形仿真 (14) 5.5.4 FM波形仿真 (15) 六、运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (16) 七、总结和展望 (17) 八、参考文献17
一、设计任务书
二、课程设计选题 选题一：模拟调制系统的设计与性能分析 （1）AM信号的调制解调与性能分析； （2）DSB信号的调制解调与性能分析； （3）SSB信号的调制解调与性能分析； （4）FM信号的调制解调与性能分析。 三、具体要求 a.设计具体部分：仿真出AM信号的波形、分析其频谱、带宽、平均功率，计算调制 效率、解调方法，性能评价； b.仿真出DSB信号的波形、分析其频谱、带宽、平均功率，计算调制效率、解调方法， 性能评价； c.仿真出SSB信号的波形、分析其频谱、带宽、平均功率，计算调制效率、解调方法， 性能评价； d.仿真出FM信号的波形、分析其频谱、带宽、平均功率，计算调制效率、解调方法， 性能评价；
闽江学院 《通信原理设计报告》 题目：基于MATLAB的模拟调制系统仿真与测试学院：计算机科学系 专业：12通信工程 组长：曾锴（3121102220） 组员：薛兰兰（3121102236） 项施旭（3121102222） 施敏（3121102121） 杨帆（3121102106） 冯铭坚（3121102230） 叶少群（3121102203） 张浩（3121102226） 指导教师：余根坚 日期：2014年12月29日——2015年1月4日
摘要在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个重点技术，通过调制能够将信号转化成适用于无线信道传输的信号。 在模拟调制系统中最常用最重要的调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。在幅度调制中，文中以调幅、双边带和单边带调制为研究对象，从原理等方面阐述并进行仿真分析；在角度调制中，以常用的调频和调相为研究对象，说明其调制原理，并进行仿真分析。利用MATLAB下的Simulink工具箱对模拟调制系统进行仿真，并对仿真结果进行时域及频域分析，比较各个调制方式的优缺点，从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识，通过研究发现调制方式的选取通常决定了一个通信系统的性能。 关键词模拟调制；仿真；Simulink 目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 关键技术 (1) 1.3 研究目的及意义 (2) 1.4 本文工作及内容安排 (2) 第二章模拟调制原理 (3) 2.1 幅度调制原理 (3) 2.1.1 AM调制 (4) 第三章基于Simulink的模拟调制系统仿真与分析 (6) 3.1 Simulink工具箱简介 (6) 3.2 幅度调制解调仿真与分析 (8) 3.2.1 AM调制解调仿真及分析 (8) 第四章总结 (12) 4.1 代码 (13) 4.2 总结 (14)
实验一模拟调制系统（AM，FM）实现方法一、实验目的 实现各种调制与解调方式的有关运算 二、实验内容 对DSB，抑制载波的双边带、SSB，FM等调制方式下调制前后的信号波形及频谱进行观察。要求用system view 或Matlab中的基本工具组建各种调制解调系统，观察信号频谱。 三、实验原理 AM: 1)标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。将调制信号m(t)与一个直流分量A叠加后与载波相乘可形成调幅信号。AM信号的的频谱由载频分量、上边带、下边带组成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。 2）DSB。若在AM调制模型中将A0去掉，即得到双边带信号（DSB）。与AM信号比较，因为不存在载波分量。 3）SSB。单边带调制（SSB）是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。产生SSB信号的方法有：滤波法和相移法。SSB调制包括上边带调制和下边带调制。 解调： 解调是调制的逆过程，其作用是从接受的已调信号中恢复调制信号。解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。 1）相干解调。解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。即把在载频
位置的已调信号的浦搬回到原始基带位置。 2）包络检波。包络检波器就是直接从已调信号的幅度中提取预案调制信号。 FM： 调制中，若载频的频率随调制信号变化，称为频率调制或调频（FM）。调频信号的产生方法有两种：直接调频和间接调频。 1）直接调频。用调制信号直接控制载波振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。 2）间接调频。先将调制信号积分，然后对载波进行调相，即可产生一个NBFM信号，再经n次频倍器得到WBFM信号。 解调： 调频信号的解调也分为相干解调和非相干解调。相干解调仅适用于NBFM信号，而非相干解调对于NBFM和WBFM信号均适用。 四、实验内容 (一)标准调幅信号 实验代码： f=5; T=1/f; fc=500; A=1.5; ts=0.001; fs=1/ts; t=0:ts:2*T; mt=cos(2*pi*f*t)+cos(2*pi*2*f*t);%调制信号 ft=cos(2*pi*fc*t);%载波 yt=(mt+A).*ft;%调幅信号 N=2*T/ts;%设置抽样点数
X x通大学信息科学与工程学院课程设计实验报告 姓名：学号 班级： 实验项目名称：模拟调制系统的设计 实验项目性质：设计性实验 实验所属课程：通信原理 实验室(中心)：现代电子实验中心 指导教师： 实验完成时间： 2013 年 1 月 1 日
一、实验目的 1. 综合应用《Matlab编程与系统仿真》、《信号与系统》、《现代通信原理》等多门课程知识，使学生 建立通信系统的整体概念； 2. 培养学生系统设计与系统开发的思想； 3. 培养学生利用软件进行通信仿真的能力。 二、实验内容及要求 内容： 模拟调制系统：主要分为线性调制系统和非线性调制系统，其中线性调制分为AM、DSB、SSB、VSB，非线性调制主要为FM，主要完成FM调制。（至少选择2种方法）。调制在通信系统中有十分重要的作用。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，从而将信号转换成合适于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的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。AM信号的调制属于频谱的线性搬移，它的解调往往采用非相干解调即包络解调方式；而FM信号的调制属于频谱的非线性搬移，它的解调有相干和非相干解调两种方式。 要求： 1.最多2人一组（2人一组必须连成系统） 2.对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系 统的原理框图 3.提出仿真方案； 4.完成仿真软件的编制 5.仿真软件的演示 6.提交详细的设计报告 三、实验原理 1.模拟通信系统设计原理 模拟通信系统的主要内容是研究不同信道条件下不同的调制解调方法。调制可以分为三类，即调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）。
第3章 模拟线性调制系统 3.1 概述 3.1.1 调制的目的 .频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号； 提高抗干扰性。 3.1.2 基本概念 基带信号：由消息直接变换成的电信号。 频带从零频开始，低频端谱能量大，不宜在信道中远距离传输。 调 制：按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程叫调制。（频谱 搬迁） 调制信号：f(t) 载 波：c(t)=Acos[ωc t+θ0] 已调信号：s(t)=m (t)·c(t) =A(t)cos[ωc t+φ(t)+θ0] 模拟调制：当调制信号为模拟基带信号m(t)，载波为 连续的正弦或余弦高频信号c(t)=Acos[ω c t+θ0]时，称模拟调制。 3.1.3 调制的分类 数字调制 3.2 双边带调幅 一. 常规调幅 １． 时域表达式：调制信号f(t)（平均值)(t f ＝0）加直流后对载波幅度调制（称标准 或完全调幅） s AM (t)= [A 0+f(t)]·cos[ωc t+θc ] ωc 载波角频率， θc 载波初相位 ()()()()()()()()()()????? ??????????????????成比例变化随常数，调相：成比例变化随常数，调频：非线性调制角度调制为常数成比例变化随线性调制幅度调制模拟调制t f t t A t f dt t d t A VSB SSB DSB AM t t f t A φφφ)(,
波形图3-1 当调制信号f(t)为单频信号时：f(t)= A m cos(ωm t+θm ) 则： s AM (t)= [A 0+ A m cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ] = A 0 [1+βAM cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ] 0A A m AM =β称调幅指数，х100% 叫调制度 ?? ???><=过调幅通常取正常调幅满调幅...1-60%)-30%(...1......1AM β ２．频域表达式 θc =0的时域表达式：s AM (t)= [A 0+ f (t)]cosωc t = A 0 cosωc t+ m (t) cosωc t 因m(t) F (ω) A 0 cosωc t [])()(000ωωδωωδπ++-?A 注： ))((21cos )(t j t j c c c e e t f t t f ωωω-+= t j t j c c e t f e t f ωω-+=)(21)(21 其付氏变换为 因为根据平移 故S AM (ω) 的频域表达式为： [])]()([2 1)()()(00000ωωωωωωδωωδπω++-+ ++-=F F A S AM 频谱图： ()() 00ωωω-?F e t f t j ()()0021ωωωω++-F F [])()(2 1cos )(00ωωωωω++-? F F t t f c
目录 摘要------------------------------------------------------4 第一章课程设计内容及要求--------------------------------4 1、课程设计的内容-----------------------------------4 2、课程设计的要求-----------------------------------4 第二章通信系统的调制与解调------------------------------5 1、通信系统的概念----------------------------------5 2、调制和解调的概念--------------------------------6 第三章 MATLAB软件及功能介绍------------------------------7 1、MATLAB软件简介-----------------------------------7 2、GUI功能简介--------------------------------------7 3、基于MATLAB相关函数介绍---------------------------8 第四章四种模拟信号的调制解调---------------------------10 1、AM的调制与解调---------------------------------10 2、DSB的调制与解调--------------------------------13 3、SSB的调制与解调--------------------------------16 4、FM的调制与解调---------------------------------19 5、GUI界面的设计----------------------------------23 第五章总结与结束语-------------------------------------25 1、各调制解调方式性能分析总结----------------------25 2、结束语------------------------------------------26参考文献-------------------------------------------------26
基于MATLAB 的模拟调制实验报告 一、实验目的 1.进一步学习调制的知识，掌握调频与调角两种模拟调制技术。 2.进一步学习MATLAB 的编程，熟练使用MATLAB 进行作图。 二、实验原理 1.调制的概念 调制（modulation ）就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适 合 于信道传输的形式的过程，是使载波随信号而改变的技术。 一般，用来传送消息的信号()t u c 叫作载波或受调信号，代表所欲传送消息的信 号叫作调制信号，调制后的信号()t u 叫作已调信号。用调制信号()t u Ω控制载波的某些参数，使之随()t u Ω而变化，就可实现调制。 2.调制的目的 频谱变换 当所要传送的信号的频率或者太低，或者频带很宽，对直接采用电磁波的形 式进行发送很不利，需要的天线尺寸很大，而且发射和接受短的天线与谐振回路的参数变化范围很大。为了信息有效与可靠传输，往往需要将低频信号的基带频谱搬移到适当的或指定的频段。这样可以提高传输性能，以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。 实现信道复用 为了使多个用户的信号共同利用同一个有较大带宽的信道，可以采用各种复用技术。如模拟电话长途传输是通过利用不同频率的载波进行调制。将各用户话音每隔4 kHz 搬移到高频段进行传输。 提高抗干扰能力 不同的调制方式，在提高传输的有效性和可靠性方面各有优势。如调频广播系统，它采用的频率调制技术，付出多倍带宽的代价，由于抗干扰性能强，其音质比只占10 kHz 带宽的调幅广播要好得多。扩频通信就是以大大扩展信号传输带宽，以达到有效抗拒外部干扰和短波信道多径衰落的特殊调制方式。 3.调制的种类 根据()t u Ω和()t u c 的不同类型和完成调制功能的调制器传递函数不同，调制分为以下多种方式： （1）．按调制信号()t u Ω的类型分为： ● 模拟调制：调制信号()t u Ω是连续变化的模拟量，如话音与图像信号。 ● 数字调制：调制信号是数字化编码符号或脉冲编码波形。 （2）．按载波信号()t u c 的类型分： ● 连续波调制：载波信号为连续波形，通常以正弦波作为载波。
模拟信号幅度调制与Matlab 仿真 作者：蛙蛙通信 调制，顾名思义，是指用调制信号（基带信号）去控制载波信号，改变载波某些参数的过程。通过调制，不仅可以实现信号的频谱搬移，而且参数设计合理时，还能将改善系统传输的有效性和可靠性，所以调制过程在通信中占据着非常重要的部分。本文将讨论模拟信号幅度调制（AM ）解调过程中的性能。 幅度调制使用调制信号去控制载波的振幅，使载波的振幅按照调制信号去变化的过程。幅度调制的一般模型如下图(1)所示： 图(1) 幅度调制一般模型 如图(1)所示，调制信号为m(t) ，假定调制信号的频谱为M(ω)，载波为cos(ωc t)，滤波器h(t)的频谱为H(ω),已调信号为S(t)，则S(t)的时域表达式和频域表达式如下： S (t )=m (t ) cos(ωc t) * h(t) S(ω) = 1 2 [M (ω?ωc ) +M(ω+ ωC )]H(ω) 式(1)中，*表示为卷积运算。由式(1)可知，载波信号的幅度被调制信号m(t)控制，在频谱结构上，实现了把调制信号的频谱进行左右搬移。由于这种频谱搬移是线性的，所以幅度调制是一种线性调制。 本文将以MATLAB 仿真结果的形式，来仿真调幅(AM)与解调，抑制载波双边带调制与解调(DSBSC)，单边带调制与解调(SSB)。 调幅（AM ） 在图(1)中，令h(t) = δ(t)，即H(ω) = 1，全通滤波器，m(t) = m(t) +A0,其中A0为直流信号。则此时产生的信号S(t)即为调幅信号，记为S AM (T)。 调幅信号的框图如下图（2）所示： + S(t) cos(ωc t) m(t) 式(1) S AM (T ) m(t)
模拟调制技术及其应用 O 引言 通信信号调制方式自动识别是信号分析领域中一个比较重要的研究方向，尤其是在军事通信领域有着很大的应用前景。随着电子对抗技术研究的不断深人，迫切需要进行调制信号自动识别技术的研究，它被广泛应用于：信号确认，干扰识别，无线电侦听，电子对抗，信号监测和威胁分析等领域。当前最具吸引力的实现是软件无线电以及其它可重构系统。 常用的自动识别的方法有理论决策法和模式识别法两种，理论决策法是采用假设检验理论解决信号分类问题，通常根据信号的统计特性，基于耗费函数最小化原则导出统计检验量(主要特征量)，并设置合适的门限识别信号。A．K．Nan．di 利用特征参数γ max 、δap、δdp，P识别AM、DSB、LSB、USB、FM、VSB、AM．FM 七种模拟调制方式，由于计算参数曲与需要提取对噪声敏感的非折叠相位信息，因此在低信噪比时识别准确率较低，文中指出在信噪比低于10dB时，识别准确率很低。Y．T．Chan仅利用R参数识别AM，FM，SSB，DSB信号，需要设置三个门限值，且相邻两个门限值之间相差很小，因此在低信噪比时识别效果也不好。在实际的军事通信系统中，AM、DSB、LSB、USB、FM五种模拟调制方式为常用的调制方式，因此可以根据这五种信号的特点，提出在低信噪比时有较高识别准确率的识别流程。本文针对低信噪比时通信信号模拟调制方式的特点，提出了一种基于决策理论的模拟调制方式识别流程，该流程综合运用y～，P，R三个特征参数对AM、DSB、LSB、USB、FM五种模拟调制方式进行识别。由于无相位信息参数，仅利用对噪声不敏感的瞬时幅度与谱对称信息，因此可以在低信噪比时对模拟通信信号进行识别，结合信号的线性平滑处理技术或小波门限消噪法对输人数据进行处理，可以进一步提高识别正确率。 1 特征参数的提取与识别流程设计 通信信号的调制信息包含在信号的瞬时幅度、相位、频率的变化之中，不同的信号其频谱也呈现不同的特征，通过提取瞬时幅度、相位、频率以及频谱的参数统计特征，可以识别不同的通信信号。本文根据AM、DSB、LSB、USB、FM五种 模拟调制方式的特点，提取的特征参数为γ max ，R，P，其中γ max ，R对应信号 的瞬时幅度特征，P对应频谱对称性特征。在一定的信噪比条件下，根据提取的三个特征参数值，通过设置合理的判决门限，就可以识别出这五种调制方式，判别准则如下： (1)零中心归一化瞬时幅度谱密度的最大值γ max ： γ max =max|FFT(A cn (i))|2/N 式中， N s 为取样点数，A cn (i)为零中心归一化瞬时幅度，由下式计算：A (f)=A(i) ／m ，A (i)=^A ( )一1，而m。=ΣA(i)为瞬时幅度A(i)的平均值，用平均值来
实验一：模拟调制系统调制及解调模拟 实验要求： 1、 学生按照实验指导报告独立完成相关实验的内容； 2、 上机实验后撰写实验报告，记录下自己的实验过程，记录实验心得。 3、 以电子形式在规定日期提交实验报告。 实验指导 一、线性调幅 1. 普通调幅 原理介绍： 普通调幅 即：AM 幅度调制 ，常规双边带幅度调制(Double-SideBand Modulation Passband) 其中输入信号是u(t),输出信号是y(t)，y(t)是个实信号，若u(t)=0cos u t Ω，则有 0()(())cos(2) ()(cos())cos(2)c c c a c a c y t u t U f t y t U m t f t u m U απθαπθ=++=+Ω+= ① 其中，α是输入信号的偏移，c f 是载波频率，θ是初始相位（设θ=0），c U 是载波幅度，a m 是调制指数。传输载波时，α=1；不传输载波时，α=0。 ()(1cos )cos ()cos cos()cos()22 c a c a a c c c c y t U m t t m m y t U t t t ωωωω=+Ω=+ +Ω+-Ω ② 由②得出，幅度调制的结果含有：载波c ω、上边带()c ω+Ω、下边带()c ω-Ω的
成分，双边带幅度调制的输出包含了载频高端和低端的频率成分。 参数说明： DSB AM Modulator Passband(双边带频带幅度调制器)的主要参数 DSB AM Demodulator Passband(双边带频带幅度解调器)的主要参数 系统仿真框图： 本例中信源是一个幅度为0.7，频率为8HZ的正弦信号。
摘要 调幅，英文是Amplitude Modulation（AM）。调幅也就是通常说的中波，范围在503---1060KHz。调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。 本课程设计主要研究了AM模拟调制系统的设计和仿真。在本次通信系统仿真训练中，我主要通过了解模拟幅度调制和解调的原理和其实现方法，然后根据其模拟幅度调制系统的原理给出了调制和解调的框图。其次弄懂了AM模拟调制的基本原理。最后利用Matlab软件仿真模拟幅度调制系统，实现AM调制和相干解调，给出了调制信号、载波信号及已调信号及解调信号的波形图和频谱图，并计算了该系统的信噪比。 关键词：调制解调 AM模拟调制信噪比
目录 前言 (1) 一、调制及解调原理 (2) 1.1调制原理 (2) 1.2 解调原理 (3) 二、模拟调制 (4) 2.1 模拟调制原理 (4) 2.2 AM调制的基本原理 (4) 2.3 AM解调原理与抗噪性能 (6) 2.4 FIR数字滤波器设计方法 (8) 三、AM调制解调系统的MATLAB仿真及其分析 (10) 3.1 AM调制解调分析的MATLAB实现 (10) 3.2 MATLAB仿真及其分析 (10) 总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)
前言 调制在通信系统中的作用是至关重要的。所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。在大多数场合，调制一般指载波调制。 载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。调制信号是指来自信源的信息信号（基带信号），这些新号可以是模拟的，也可以是数字的。未接受调制的周期性振荡信号称为载波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。载波调制后称为已调信号，它包含有调制信号的全部特征。解调则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。 此次设计主要进行模拟调至系统的模拟和仿真，最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。常见的调幅AM、双边带DSB、单边带VSB等调制就是幅度调制的几个典型实例；而频率调制FM是角度调制中被广泛采用的一种。 本文主要分析了AM在高斯白噪声影响下的波形变化，通过对有无噪声解调信号波形的对比分析，，估计AM调制解调系统的性能。
实验一各种模拟调制系统的信号分析 一、实验目的 熟悉Systenview软件的使用，掌握各种模拟调制系统的基本原理，学会用Systenview软件对各种模拟调制系统进行建模并对信号进行分析。 二、实验原理 1、AM调制 任意的AM已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)，当m(t)=A0+f(t);c(t)=cos(ωct+θ0)，且A0不等于0时，称为 常规调幅，其时域表达式为： Sam(t)= c(t)m(t)= [A0 +f(t)] cos(ωct+θ0) 常规的AM调制系统框图 其中A0是外加的直流分量，f(t)是调制信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号。ωc=2πfc为载波信号的角频 率，θ0为载波信号的起始相位，为简便起见，通常设为0。 2、双边带调幅（DSB） 在标准调幅时，由于已调波中含有不携带信息的载波分量，故调制效率较低。为了提高调制效率，在标准调幅的基础
上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中。这种调制方式称为抑制载波双边带调制，简称双边带调制(DSB)。 双边带调制信号的时域表达式： SDSB(t)=f(t)cosωct 双边带调制信号的频域表达式： SDSB(ω)=[F(ω+ωc)+F(ω－ωc)]/2 实现双边带调制就是完成调制信号与载波信号的相乘运算。原则上，可以选用很多种非线性器件或时变参量电路来实现乘法器的功能，如平衡调制器或环形调制器。通常采用的平衡调制器的电路简单、平衡性好，并可将载波分量抑制到-30~-40dB。双边带调制节省了载波功率，提高了调制效率，但已调信号的带宽仍与调幅信号一样，是基带信号带宽的两倍。 3、单边带信号调制（SSB） 双边带信号虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍是基带信号带宽的2倍，而且上、下边带是完全对称的，它们所携带的信息完全相同。因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输就可以了。我们把这种只传输一个边带的调制方式称为单边带抑制载波调制，简称为单边带调制(SSB)。采用单边带调制，除了节省载波功率，还可以节省一半传输频带，仅传输双边带信号的一个边带(上边带或下边带)。因此产生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带。然后让它通过一个边带滤波器，只传送双边带信号中的一个边带，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。由于理想的滤波器特性是不可能作到的，实际的边带滤波器从带通到带阻总是有一个过渡带，随着载波频率的增加，采用一级载波调制的滤波法将无法实现。这时可采用多级调制滤波的办法产生单边带信号。即采用多级频率搬移的方法实现：先在低频处产生单边
模拟线性调制系统实验指导书 模拟线性调制系统实验 一、实验目的 1. 研究模拟连续信号在（AM、DSB、SSB、VSB、QAM）几种线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近。 2. 加深对模拟线性调制（AM、DSB、SSB、VSB、QAM）的工作原理的理解。 3. 了解产生调幅波（AM）和抑制载波双边带波（DSB—SC）的调制方式，以及两种波之间的关系。 4. 了解用滤波法产生单边带SSB—SC的信号的方式和上下边带信号的不同。 5. 研究在相干解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。 6. 熟悉正交调幅QAM传输系统的原理及作用。 二、实验原理 模拟带通传输系统，是将基带信号经过线性调制后形成的已调波送入信道传输，在接收端经过反调制，再从已调波中将基带信号恢复出来。常用的线性调制包括调幅（AM），双边带调制（DSB），单边带调制（SSB），残留边带调制（VSB），正交调幅（QAM）等五种方式。这些方式是通过基带信号与单一角频率 的余 c 弦载波相乘后再经过适当滤波实现。在时域上，就是用基带信号m（t）去控制载波f（t）的幅度参数，使其m（t）的规律而变化；它的频域解释是把基带信号的频谱范围搬迁到载波附近的频谱范围上的搬移过程。 在接收端，如果采用相干解调，在本地载波保持同步关系时，都能正确的解调。但是当本地载波存在相位误差或频率误差时，不同的调制方式受到的影响是不同的，当只有相位误差时，SSB制式的输出不受影响，AM和DSB制式的输出幅度有所下降，而QAM制式则产生路间窜扰。在本地载波有频率误差时，SSB 制式的输出使频谱有所偏移，对于话音信号传输而言，频差在20Hz以内时，人耳可以容忍；而对于其他制式，输出会产生严重失真。 本实验利用平衡调制方式进行模拟连续波的调制与解调。可分别组成AM、DSB、SSB、VSB、QAM五种调制方式的产生原理。 1. 调幅（AM）信号 调幅的原理是基带信号() Sam t的包 m t去控制高频载波的幅度，使已调信号()
****************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 通信系统仿真训练 题目： AM模拟幅度调制仿真 专业班级：通信工程三班 姓名： 学号： 指导教师：王维芳 成绩：
本次课程设计主要的研究内容是了解AM信号的数学模型及调制方式以及其解调的方法。不同的解调方法在不同的信噪比情况下的解调结果，哪种方法更好，作出比较。要求是进行双音及以上的AM信号的调制与解调。先从AM的调制研究，研究它的功能及在现实生活中的运用。其次研究AM的解调，以及一些有关的知识点，以及通过它在通信方面的运用更加深入的了解它。从单音AM信号的数学模型及调制解调方式出发，得出双音AM信号的数学模型及其调制与解调的框图和调制解调波形。利用MATLAB编程语言实现对双音AM信号的调制与解调，给出不同信噪比情况下的解调结果对比。 关键词：AM信号，调制，解调，信噪比，MATLAB
前言 (1) 一.仿真工具MATLAB (2) 2．MATLAB仿真技术在现代通信中的应用 (2) 二．调制 (4) 1．调制的概念 (4) 2．调制的种类 (4) 3．幅度调制 (4) 4．AM幅度调制 (5) 2.4.1 AM信号的时域和频域表达式 (6) 2.4.2 信号的带宽 (6) 2.4.3 AM信号的功率与调制效率 (6) 5．噪声类型 (6) 2.5.1噪声的分类 (6) 2.5.2本次课程设计的噪声模型 (7) 2.5.3抗噪声性能的分析模型 (8) 三.AM信号的解调 (9) 1．相干解调 (9) 2．包络检波法 (9) 四．设计思路 (11) 五．测试结果 (12) 六．心得体会 (15) 七．参考文献 (16) 附录： (17) 1．程序代码： (17) 2．调试分析 (19)
模拟线性调制系统的Matlab实现 1、实验目的 通过对AM、DSB、SSB、VSB几种模拟线性调制系统的Matlab 实现，学习如何使用Matlab描述一个模拟通信系统。 2、实验内容 选取VSB方法，给出模拟调制的波形及解调方法，其中输入信号频率、载波频率以及信号时长自定义。 输出结果包括：1）输入信号波形；2）载波波形；3）VSB信号波形；4）相干解调后的信号波形；5）VSB信号功率谱。 3、ＶＳＢ原理描述 残留边带是介于双边带和单边带之间的一种调制方式，它保留了一个边带和另一边带的一部分。用滤波法调制的原理如图所示。 m(t) H VSB(w) c(t) = cos(w c t) 图中H VSB(w)为残留边带滤波器。为了相干解调时无失真得到调制信号，残留边带滤波器的传递函数在载频附近必须具有互补对称特性。 相干解调的原理如图所示。 S VSB(t)S p(t)S d(t) LPF cos(w c t)
4、matlab程序及注释 %自己写的残留边带调制与解调function [] = VSB() f0 = 1; %调制信号频率 Ts = 0.02; fs = 1/Ts; %50Hz采样率符合采样定理t = 0:Ts:4; N = length(t); y = cos(2*pi*f0*t); figure; plot(t,y); %调制信号波形 fc = 8.5; %载波频率 y = cos(2*pi*fc*t); figure; plot(t,y); %载波波形 %滤波法实现VSB vsb = cos(2*pi*fc*t).*cos(2*pi*f0*t); fre = fft(vsb); n = [1:N]; f = -25+fs*n/N; %修改坐标使符合习惯
一数字调制系统仿真实验 基本原理 当调制信号位二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态，常用的二进制数字调制方式有以下几种：二进制振幅键控调制（2ASK ）、二进制频移键控（2FSK ）、二进制移相键控（2PSK ）和二进制相对（或差分）相位键控（2DPSK ）。 1、 二进制振幅键控（2ASK ） 1) 调制方法 2ASK 信号可表示为： 式中，g(t)是持续时间为Ts 的矩形脉冲，即： 产生2ASK 的方法有两种，如图所示。 . s (t ) 2ASK 调制原理框图 cosωc t 乘法器 载波 cosωc t e 0(t ) s (t ) e 0(t ) 开关电路 相应的调制输出如下图所示： 1) 2ASK 信号的解调 相干解调法： ?? ?≤=t T t t g s 其它0 2/1 )(?? ?-=出现 以概率出现以概率P P a n 11 0t nT t g a t t s t e c n s n c ωωcos ])([cos )()(0∑-==
. cos ωc t 相干解调法 相乘器 定时脉冲 输入 输出 带通 滤波器 低通 滤波器 抽样 判决器 包络检波法 . 包络检波法 带通 滤波器 半波或 全波整流 定时脉冲 低通 滤波器 抽样 判决器 输入 输出 2、 二进制频移键控（2FSK ） 1) 调制方法 2FSK 信号可表示为： ) cos(])([) cos(])([) cos()()cos()()(2112110n n s n n n s n n n t nT t g a t nT t g a t t s t t s t e θω?ωθω?ω+-++-=+++=∑∑ 式中，g(t)是持续时间为Ts 的矩形脉冲，即： ?? ?≤=t T t t g s 其它02/1)( 产生2FSK 的方法有两种，如图所示。 s (t ) 2FSK 调制原理框图 cosωc t 模拟调频器 ~f 1 e 0(t ) s (t ) e 0(t ) 载波 开关电路 ~f 2 FSK 调制信号的输出如下图所示： ?? ?-=出现 以概率出现以概率P P a n 11 的反码 为n n a a