模拟调制与解调(全)_模拟信号的调制与解调

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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

一 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

amod amodce 模拟调制

ademod ademod 模拟调制 dmod ddemod 数字调制 ddemod ddemod 数字调制 modmap modmap 数字映射 demodmap demodmap 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)mI(t)cos(2fctc)mQ(t)sin(2fcc)c

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)，是初始相位。正交幅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，Fc>Fs。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，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 B

● 相干解调

接收信号z(t)的同相和正交分量为：

j2(zI(t)jzQ(t)z(t)e

● 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络检测法。

ˆ)fcfˆc)j(其中fc和

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)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。

1.带通调制与解调MATLAB程序如下：

Fs=100;

%采样频率

Fc=15;

%载波频率

t=0:0.025:2;

%采样时间

x=sin([pi*t',2*pi*t']);

%信号

y=amod(x,Fc,Fs,'qam');

%正交幅度调制

z=ademod(y,Fc,Fs,'qam');

%正交幅度解调

plot(t,x(:,1),'-',t,z(:,1),'--')

%绘制调制信号

hold;plot(t,x(:,2),'-o',t,z(:,2),'--*')

%绘制调制信号 matlab仿真后效果图

2.基带调制解调MATLAB程序：

Fs=100;

%信号采样频率

t=[0:1/Fs:5]';

%信号采样时间

x=[sin(2*pi*t),.5*cos(5*pi*t),sawtooth(4*t)];

%输入信号原

y=amodce(x,Fs,'fm');

%调制

z=ademodce(y,Fs,'fm');

%解调

subplot(2,1,1);plot(x);

%绘制源信号

subplot(2,1,2);plot(z);

%绘制调制解调后的信号 程序运行得到的信号源和解调信号的波形图：

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/demodulation

Summary

According to the 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 baseband bandpa two choices.Band-pa simulation of signal transmiion 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-pa 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