通信系统课程设计之基于MATLAB的FM通信系统.doc

西南科技大学
课程设计报告
课程名称: 通信系统课程设计
设计名称: 基于MATLAB的FM通信系统设计
姓名: 张尾
学号: 20103396
班级: 通信1002班
指导教师: 张琦
起止日期: -
西南科技大学信息工程学院
课程设计任务书
学生班级: 通信1002班学生姓名: 张尾学号: 20103396
设计名称: 基于MATLAB的FM通信系统仿真
起止日期: - 指导教师: 张琦
设计要求:
1)对FM通信系统有整体深入的理解,画出对应的通信系统的原理框图;

2)提出仿真方案,用FM对模拟输入信号m(t)进行调制与解调;
3)完成仿真软件的设计并演示;
4)提交详细的设计报告。
课程设计学生日志
时间
设计内容
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下载课程设计题目,理解题目要求,预览相关资料
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准备课程设计要用到的软件,根据设计要求,确定相应方案
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查阅资料,在软件上实现功能设计要求
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调试程序,发现不足之处,完善功能要求
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按要求完成设计报告书写

答辩
课程设计评语表
指导教师评语:

成绩: 指导教师:
年月日
基于MATLAB的FM通信系统仿真
摘要
本次课程设计的题目是:基于MATLAB的FM通信系统仿真。设计的基本内容分为以下几个步骤:设计目的和意义、设计原理、详细设计步骤、设计结果及分析、设计体会、参考文献。对于这次课程设计,可谓是一次练兵的好机会,毕竟这是我们专业课的项目,而且调制解调在我们日常生活中乃为最常用到的原理知识,因此不得不认真的去完成这次任务。关键词:MATLAB、FM通信系统、系统仿真。
二、设计目的和意义
(1)、掌握模拟系统FM调制与解调的原理。 
(2)、掌握模拟角度调制系统仿真,实现FM与PM调制与解调的设计方法,并要求信道为AWGN信道,画出调制信号、已调信号的波形图与频谱图。
(3)、掌握matlab分析系统时域、频域特性的方法,进一步锻炼应用matlab进行编程仿真的能力。 
(4)、调制与解调FM模拟系统,仿真实现其相关功能。
三、设计原理
在通信系统中一般需要将信号进行相应调制,以利于信号在信道上的传输,调制是将用原始信号去控制高频振荡信号的某一参数,使之随原始信号的变化而成规律变化。调制可分为线性调制和非线性调制。线性调制有AM、DSB、SSB、VSB等,非线性调制有FM、PM等,这里主要讨论FM调制通信系统
图1 模拟通信系统模型
调制器: 使信号与信道相匹配, 便于频分复用等。发滤波器: 滤除调制器输出的无用信号。收滤波器: 滤除信号频带以外的噪声,一般设N(t)为高斯白噪声,则Ni(t)为窄带白噪声。

角调制不是线性调制,角调制中已调信号和调制信号频谱之间不是线性关系而是产生出新的与频谱搬移不同的新的频率分量,呈现非线性特性,故又成为非线性调制。FM调制中瞬时角频率是关于调制信号的线性函数,
瞬时角频率偏移量,
则瞬时角频率为, 为频偏指数
则调频信号为
当调制信号是单频余弦时,调制信号为
,
为调频指数,;
调制信号的信号的产生

图 2

图 3
图2为调频信号的直接产生,图3为调频信号的间接产生,在间接产生方法中,因为实际调相的相位调节器的范围在(-,),故而间接调频只能用于相位偏移和频率偏移不大的窄调制情况,而直接调频则常用于宽带调制情况。
窄带角频率调制时,最大瞬时相位偏移远小于30°即
调频信号的时域表达式,当为窄带调制时,
假设调制线号的频谱为F(W),而且假设飞f(t)的平均值为零,有傅氏变换可得

此时调频信号的带宽为调制信号的两倍。
其相应图形如下:

调制信号频谱

已调信号频谱

1)非相干解调
由于调频信号的瞬时频率正比于调制信号的幅度,因而调制信号的调节器必须产生正比于输入频率的输出电压,即输入为调制信号为
,则解调器的输出应为
最简单的解调器是鉴频器原理图如下:
包络检波输出为 m0(t)= , 为鉴频器的灵敏度,微分器和包络检波构成鉴频器。
2)相干解调
由于窄带调频信号可分解为同相分量和正交分量,因而可以用线性调制中的相干解调来进行解调。原理图如下:
相乘器
低通滤波器
微分器
带通滤波器
Si(t) Sp(t)