通信系统课程设计——两种信道下AM性能分析(基于MATLAB仿真).docx

摘 要本文以AM调制解调系统为例，通过模拟AM调制信号在信道中的传播特性，建立了在高斯白噪声信道和瑞利衰落信道数学模型。并用MATLAB软件对该信号在此两种信道中的性能进行了仿真分析，得出了对于相同的信噪比情况下，信号在高斯白噪声信道中性能优于瑞利衰落信道的结论。关键词:AM调制解调系统；高斯白噪声信道；瑞利衰落信道；MATLAB仿真分析目录1课程设计目的………………………………………………………12课程设计要求…………………………………………………....……13相关知识………………………………………………………………14课程设计分析…………………………………………………………25仿真……………………………………………………………………56结果分析………………………………………………..……………..97参考文献……………………………………………………..………16两种信道下AM性能分析1.课程设计目的（1）加深理解和巩固信号调制、解调的基本概念。（2）锻炼分析问题和解决问题的能力，养成良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。（3）掌握信道中噪声产生的原因和消除方法。2.课程设计要求（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。（2）程序设计合理、能够正确运行。3.相关知识调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡（载频）信号上去的过程。按照所采用的载波波形, 调制可分为连续波（正弦波）调制和脉冲调制。连续波调制以单频正弦波为载波, 可用数学式a(t) =Acos(X+U)表示, 受控参数可以是载波的幅度Am 频率X或相位U因而有调幅(AM)、调频（FM)和调相（PM）三种方式。脉冲调制以矩形脉冲为载波, 受控参数可以是脉冲高度、脉冲宽度或脉冲位置。相应地就有脉冲调幅(PAM), 脉冲调宽(PWM)和脉冲调位(PPM)。振幅调制是用调制信号(基带信号)去控制载波的振幅，使其随调制信号线性变化, 而保持载波的频率不变。在幅度调制中, 又根据所取出已调信号的频谱分量不同，分为普通调幅(标准调幅AM)、抑制载波的双边带调幅(DSB)、抑制载波的单边带调幅( SSB)等。它们的主要区别是产生的方法和频谱结构不同。4.课程设计分析4.1 AM调制标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。假设调制信号m(t)的平均值为0，讲其叠加一个直流偏量A0后与载波相乘，即可形成调幅信号，其时域表达式为S(t)=[A0+m(t)]coswct=A0coswct+m(t)coswct式中：A0为外加直流分量；m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号。图1 振幅调制波形图从图1中可看出调幅波是一个载波振幅按照调制信号的大小线性变化的高频信号, 频率为载波频率，即若调制信号为非对称信号，如图所示，则此时调幅度分为上调幅度M和下调幅度m，m越大,调幅越深。图2 调制信号波形图3 过调制波形调幅信号的频谱图如图4所示。相应的调幅信号频谱在载频两侧将形成上下边带。对于单音信号调制已调幅波，从频谱图上可知其占据的频带宽度B=28，对于多音频的调制信号, 若其频率范围是Fmin~Fmax ,则已调信号的频带宽度等于调制信号最高频率的两倍,即BAM=2Fmax图4 调制信号的频谱4.2 AM解调振幅检波器的功能是从调幅信号中不失真地解调出原调制信号。当输入信号是高频等幅波时，检波器输出为直流电压。当输入信号是正弦调制的调幅信号时，检波器输出电压为正弦波。当输入信号是脉冲调制的调幅信号时，检波器输出电压为脉冲波。图5 幅度解调波形振幅检波的方法有两类：一类是包络检波，另一类是同步检波。包络检波是从已调波振幅变化的包络中提取出调制信号的方法。由于双边带调制与单边带调制信号的振幅变化不同于调制信号，因此不能用包络检波方法解调。包络检波只适用于普通调幅(AM)信号的解调，同步检波是利用一个与载波同步的本地振荡信号与已调波进行差拍，从而实现检波的方法。本地振荡信号简称本振信号。所谓的同步就是本振信号与已调波的载波同频同相。这种方法适用于各种振幅调制信号的解调。调幅信号的频谱由载频和边频分量组成，它包含有调制信号的信息，但并不包含调制信号本身的频率。检波电路应由3部分组成：即高频信号输入回路、非线性器件和低通滤波器。图6 包络检波示意图5．仿真5.1 AM调制与解调AM调制与解调电路如图7所示图7AM调制与解调电路图（1）AM调制部分如图8所示为信号源发生器，设置其参数为一个正弦波形，功率为0.7W，频率为8Hz的低频小信号。其输出端送入AM调制器和示波器，用以显示输入波形。图8基带信号参数设置如9图所示为AM调制器，设定其信号补偿（Input signal offset）为1，载波频率为180Hz，初始相位（Initial phase）为pi/3。其