基于Simulink的模拟通信仿真—采用AM调制技术
基于MATLAB的模拟调制系统仿真及测试(AM调制)
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)第一章绪论1.1引言在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个技术重点。
通常情况下，调制可以分为模拟调制和数字调制。
在模拟调制中，调制信号为连续的信号，而在数字调制中调制信号为离散信号。
Simulink实验报告
实验一：AM 信号的调制与解调实验目的：1.了解模拟通信系统的仿真原理。
2.AM 信号是如何进行调制与解调的。
实验原理：1.调制原理：AM 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,就是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。
+m(t)S AM (t)A 0cos ωc tAM 信号的时域和频域的表达式分别为:()()[]()()()()t t m t A t t m A t S C C C AM ωωωcos cos cos 00+=+=式（4-1） ()()()[]()()[]C C C C AM M M A S ωωωωωωδωωδπω-+++-++=210 式（4-2）在式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。
其频谱是DSBSC-AM 信号的频谱加上离散大载波的频谱。
2.解调原理：AM 信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM 信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。
AM 相干解调原理框图如图。
相干解调（同步解调）：利用相干载波（频率和相位都与原载波相同的恢复载波）进行的解调，相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。
相干载波的提取：（1）导频法：在发送端加上一离散的载频分量，即导频，在接收端用窄带滤波器提取出来作为相干载波，导频的功率要求比调制信号的功率小；（2）不需导频的方法：平方环法、COSTAS环法。
LPF m0(t)S AM(t)cosωc tAM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成：（1）整流：只保留信号中幅度大于0的部分。
（2）低通滤波器：过滤出基带信号；（3）隔直流电容：过滤掉直流分量。
实验内容：1.AM相干解调框图。
simulink模拟通信系统仿真及仿真流程
基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名：XX完成时间：XX年XX月XX日一、实验原理（调制、解调的原理框图及说明）AM调制AM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。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。
AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
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（＝1），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带调制信号（DSB）。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调，其原理框图与AM信号相干解调时完全相同，如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中，为希尔伯特滤波器，它实质上是一个宽带相移网络，对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中，“－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号；表示把的所有频率成分均相移，称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
AM模拟调制系统的设计与仿真
AM模拟调制系统的设计与仿真AM调制是一种将基带信号调制到载频上的调制技术，广泛应用于无线电通信、广播电视、音频传输等领域。
本文将介绍AM模拟调制系统的设计与仿真。
AM调制系统主要由三个部分组成：基带信号产生器、载波信号产生器和调制器。
基带信号产生器用于产生模拟调制信号，载波信号产生器用于产生载波信号，调制器将基带信号和载波信号进行调制。
通过仿真可以验证系统的正确性和性能。
首先，需要设计基带信号产生器。
基带信号可以是音频信号、语音信号或其他需要传输的信号。
可以使用软件工具如MATLAB来产生基带信号，也可以使用硬件电路如函数发生器来产生基带信号。
其次，设计载波信号产生器。
载波信号通常是一个高频正弦波信号，频率根据具体应用需求决定。
可以使用软件工具如MATLAB来产生载波信号，也可以使用硬件电路如震荡器来产生载波信号。
最后，设计调制器。
调制器主要是将基带信号和载波信号进行调制，实现信号的叠加。
调制器可以使用模拟电路如放大器和混频器来实现，也可以使用数字电路如FPGA来实现。
在调制过程中，可以选择不同的调制方式，如DSB-SC调制、SSB调制或VSB调制，根据需求选择适合的调制方式。
设计完整的调制系统后，可以进行系统的仿真。
仿真可以使用软件工具如MATLAB、Simulink或Multisim等来实现。
通过输入不同的基带信号，观察经过调制后的信号，检查是否满足要求。
可以使用示波器来显示信号的时域和频域特性，分析调制效果和系统性能。
在进行系统仿真时，可以对系统的不同参数进行调整和优化，如基带信号的频谱、带宽、载波信号的频率、调制指数等。
通过调整参数，可以优化系统性能，提高信号的质量和传输效果。
在设计和仿真过程中，需要考虑系统的线性度、功率效率、频率响应等指标。
根据具体应用需求，可以对系统进行优化和改进。
总之，AM模拟调制系统的设计与仿真是一个综合性的工程项目，需要综合考虑基带信号产生器、载波信号产生器和调制器的设计与实现。
基于SIMULINK的通信系统仿真毕业设计
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 SIMULINKI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 (3)3.1通信系统的一般模型 (3)3.2模拟通信系统模型和数字通信系统模型 (3)3.2.1 模拟通信系统模型 (3)3.2.2 数字通信系统模型 (4)3.3模拟通信和数字通信的区别和优缺点 (5)4. 通信系统的仿真原理及框图 (8)4.1模拟通信系统的仿真原理 (8)4.1.1 DSB信号的调制解调原理 ....................... 错误!未定义书签。
4.2数字通信系统的仿真原理 (9)4.2.1 ASK信号的调制解调原理 (9)5. 通信系统仿真结果及分析 (11)5.1模拟通信系统结果分析 (11)5.1.1 DSB模拟通信系统 (11)5.2仿真结果框图 (11)5.2.1 DSB模拟系统仿真结果 ......................... 错误!未定义书签。
(完整版)simulink模拟通信系统仿真及仿真流程
基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名：XX完成时间：XX年XX月XX日一、实验原理（调制、解调的原理框图及说明）AM调制AM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。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。
AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
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（＝1），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带调制信号（DSB）。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调，其原理框图与AM信号相干解调时完全相同，如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中，为希尔伯特滤波器，它实质上是一个宽带相移网络，对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中，“－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号；表示把的所有频率成分均相移，称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
自-通信仿真AM调制与解调MATLAB
通信模块设计与仿真报告学院专业班级学号姓名通信原理模拟仿真《通信原理》是通信工程专业的一门极其重要的专业课，内容比较抽象,概念多，是一门难度比较大的课程，通过ＭAＴLAＢ仿真能清晰地理解它的原理和他的过程,信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用,也是通信工程专业必备的知识。
AM 调制与解调是信号调制的最基础的调制方式，本次模拟使用MAT ＬAB2０12进行，包括原始信号，载波信号及其频谱和调制与解调,并显示仿真结果。
根据仿真展示AM 的调制解调过程，并使用数据结果分析系统性能。
一.AM 调制与解调原理幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程,即载波的幅度随着调制信号而改变的调制,是一种线性调制。
ＡＭ信号的时域表示式:Ａ０为直流分量，ｍ(t)为调制基带信号,基带信号的幅度小于A0,ｃｏs （wct)为载波信号。
A Ｍ以调信号的波形随调制的基带信号波形呈规律变化。
AM 信号的频域表示式：频域为对ＡM 信号进行傅里叶变换所得结果,即所说的频谱。
频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移，而且搬移也是线性的。
A Ｍ调制模型：⊗()m t ()m s t cos c tω⊕A图1.调制器模型AM 的时域波形和频谱如图所示:时域 频域图2. 调制时、频域波形A Ｍ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(正负频域)。
在波形上,调幅信号的幅度随基带信号的变化而呈正比地变化,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。
AM 信号的解调：解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复原基带信号。
ＡＭ信号的解调有包络解调（非相干解调)和相干解调，本次模拟仿真使用的是相干解调。
因为相干解调适用于所有线性调制信号的解调,具有典型的代表性。
相干解调(又叫同步检波)是为了从接受的已调信号中不失真地恢复原调制信号,要求本地载波（又称相干载波)和接收信号的载波保证严格相同(同频同相）。
基于simulink的AM调幅电路的研究与仿真
第一章背景知识概述1.1 有关MATLAB的介绍MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
MATLAB可以进行数值运算、矩阵运算，求解方程:数值解解析解，一般方程，微分方程，甚至超越方程，数据可视化，非线性动态系统的建模与仿真。
它包含众多的功能各异的工具箱，涉及领域包括：数字信号处理、通信技术、控制系统、神经网络、模糊逻辑、数值统计、系统仿真和虚拟现实技术等。
作为一个功能强大的数学工具软件，在很多领域中得到了广泛的应用。
近年来已逐渐列入许多大学理工科学生的教学内容，成为广大师生、研究人员的重要数学分析工具和有利助手；也为广大科研工作者进行系统仿真与分析提供了极大的方便。
Simulink已经成为院校和工程领域中广大师生和研究人员用来建模和方针动态系统的软件包。
Simulink鼓励人们去尝试，可以用它轻松的搭建一个系统模型，并设置模型参数和方针参数，并且立即观察到改变后的方针结果。
1.1 .1系统仿真的实质(1)它是一种对系统问题求数值解的计算技术。
(2)仿真是一种人为的试验手段。
它和现实系统实验的差别在于，仿真实验不是依据实际环境，而是作为实际系统映象的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。
这是仿真的主要功能。
(3)仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。
1.1.2 系统仿真的作用(1)仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。
(2)对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统，可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。
（3）通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。
１２(4)通过系统仿真，能启发新的思想或产生新的策略，还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题，以便及时解决。
1.2 Simulium 仿真Simulink 是MATLAB 的重要组成部分，提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。
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1.引言
本课程设计是在MA TLAB集成环境下，设计一个AM调制与相干解调通信系统，并在Simulink 平台上仿真，并把运行仿真结果输入显示器，拿解调输出的波形与基带信号进行比较，根据显示结果分析所设计的系统性能。
MA TLAB是一种可交互式使用又能解释执行的计算机编程语言，利用简单的命令，能快速完成其他高级语言只有通过复杂编程才能实现的数值运算和图形显示。
Simulink是建立在MA TLAB基础上的动态系统仿真工具。
利用MA TLAB工具箱可以快速完成各类数值计算、符号计算和数据可视化等任务，可以解决有关线性代数、矩阵分析、微积分、微分方程、信号与系统、信号分析与处理、系统控制等领域的问题；利用Simulink机器模块库，则能够方便地创建各种动态系统的模型并进行仿真，可以用来仿真线性系统、非线性系统、连续系统、离散系统、连续和离散的混合系统、多速率采样系统以及单任务或多任务的离散事件驱动系统。
通过Simulink，用户可以快速的构建和运行仿真模型，根据仿真结果分析系统性能，并且从中分离出影响系统性能的关键因素，找出最优的系统配置方案。
1 .1设计平台
Simulink是Matlab环境下的一部分，它通过使用框图的方式编辑建模，比较直观。
Simulink 是一种基于MA TLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中【2】。
Simulink是Matlab最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。
对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试【3】。
Simulink是一种可视化工具。
构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。
Simulink与MA TLAB; 紧密集成，可以直接访问MA TLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
2 设计原理
2.1AM调制原理
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2.1所示。
图2.1 幅度调制模型
在图2-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号
()t
m叠加直流
A
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2-2所示
图2.2 AM调制模型
AM信号波形的包络与输入基带信号
()t
m成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信
号。
但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足
()
max
t
m
A≥
，否则将出现过调幅现象而带来
失真。
AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。
上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。
显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。
故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽信号带宽的两倍。
相干解调
由AM信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。
解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。
相干解调的关键是是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。
2.2模型设计
图1
图2
2.3模型文件的参数配置
将电路图连好后，依次对各模块和器件进行相应的参数配置。
在进行AM调制时，根据实际要求分别要对信号发生器，调制器，解调器的参数进行设置。
2.4测试结果
图3
图4
3.项目设计总结
这周的课程设计很短，但收获很多。
我用MATLAB进行了AM调制解调及抗噪性的
研究。
不但又加深了课本的知识，而且也对MATLAB的基本知识有了一定掌握。
本次课程设计中实现了通信基本知识与MATLAB的结合，并在实际中设计并仿真AM 调制解调的过程。
这次课程设计中我不得不对AM原理其设计步骤进行更深一层次的理解，对书中原来学到的只知其果不懂其因的理论，在设计中也有了更深刻的认识。
这次设计需要自己设计而我的MATLAB的基础不是很好。
这次课程设计虽然很简单，由于没有基础，查找了很多相关的资料，并且上网搜集了很多的相关设计，但由于很多资料上面对于AM都是只简单介绍了原理以及调制解调，还都不是很全。
而且这让我在编译和调试过程中除了很多次错误，这是过程，学习就是在过程中进行的，经过自己几天的劳动，再加上同学们和老师的帮助，不仅对读Simulink了很大提高，更加熟系了MATLAB的应用，也对其中的函数有了大概的了解
总之这次课程设计收获很大，是一场难得的锻炼机会。
4.参考文献
[1].唐向宏岳恒立郑雪峰《MA TLAB及在电子信息类课程中的应用》（第2版）电子工业出版社2009.6
[2]. 周开利《信息技术》2003年第12期电子杂志，信息技术杂志文章，。