基于MATLAB SIMULINK的FM调制解调
基于MATLAB的simulink对信号调制与解调的仿真
基于MATLAB的对信号调制与解调的仿真摘要Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulin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2ASK、2FSK、2PSK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2ASK、2FSK和2PSK信号调制及解调原理的详细说明；第三章是本文的主体也是这个课题所要表现的主要内容，第三章是2ASK、2FSK和2PSK信号的仿真部分，调制和解调都是simulink建模的的方法，在解调部分各信号都是采用相干解调的方法，而且在解调的过程中都对整个系统的误码率在display模块中有所显示本文的主要目的是对simulink的熟悉和对数字通信理论的更加深化和理解。
关键词：2ASK、2FSK、2PSK，simulink,调制，相干解调目录摘要 (32)第一章绪论 (34)1.1 MATLAB/Smulink的简介 (34)1.2 通信发展简史....................................... 错误！未定义书签。
4 1.3 通信技术的现状和发展趋势........................... 错误！未定义书签。
7 第二章 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的基本原理和实现...... 错误！未定义书签。
7 2.1 2ASK的基本原理和调制解调实现..................... 错误！未定义书签。
8 2.2 2FSK的基本原理和调制解调实现.................... 错误！未定义书签。
11 2.3 2PSK的基本原理和调制解调实现................... 错误！未定义书签。
基于MATLAB的FM频率调制
MATLAB实现FM调制摘要：FM属于角度调制，角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。
FM调制又称为频率调制，与幅度调制相比，角度调制的最突出的优势在于其较高的抗噪声性能，但获得这种优势的代价是角度调制占用比幅度调制信号更宽的带宽。
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，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，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。
本课程设计主要基于MATLAB集成环境编写程序实现FM 调制与解调过程，并分别绘制出调制信号、已调信号和解调信号的时域及频域波形。
1FM 调制被调信号()0sin 100()0else⎧≤⎪=⎨⎪⎩c t t t m t00.1t =，载波()()cos 2c c t ft π=，其中250c f Hz =，偏移常量100kf =。
1. 绘制()m t 的时域、频域曲线；2. 令()x t 表示调频信号，求()x t 的表达式，绘制()x t 的时域、频域曲线；3. 绘制解调信号的时域、频域曲线。
二、课程设计目的1.熟悉MATLAB 的使用方法，其中包括了解简单函数、了解原理和掌握操作方法；2.加深对FM 信号调制原理的理解；3.增强在通信原理仿真方面的动手能力与自学能力；4.完成FM 调制仿真之后，再遇到类似的问题时，学会对所面对的问题进行系统的分析，并能从多个方面进行比较。
三、实验原理角度调制信号的一般表达式为()cos[()]m c s t A t t ωϕ=+式中：A 为载波的恒定振幅；[()]c t t ωϕ+为信号的瞬时相位，记为()t θ；()t ϕ为相对于载波相位c t ω的瞬时相位偏移；d[()]/dt c t t ωϕ+是信号的瞬时角频率，记为(t)ω；而d ()/dt t ϕ称为相对于载频c ω的瞬时频偏。
基于MATLAB_SIMULINK的多载波无线通信系统仿真及性能分析_(9)
2．多普勒扩展多普勒扩展描述了无线信道的时变性所引起的接收信号的频谱展宽程度。
当发射机在无线信道上发送一个频率为0f 的单频正弦波时，由于前述的多普勒效应，接收信号的频谱被展宽，将包含频率为0f -d f ～0f +d f 的频谱分量，其中d f 为多普勒频移，这一频谱称为多普勒频谱。
接收信号的多普勒频谱上不等于0的频率范围定义为多普勒扩展，用d B 来表示。
如果所传送的基带信号的带宽s B 远大于d B ，则在接收机中多普勒扩展的影响可忽略，这种信道可看作慢衰落信道。
通常，根据s B 和d B 的关系，我们将无线信道分为慢衰落信道（s B >d B ）和快衰落信道（s B <d B ）。
1.3 多载波技术1.3.1 多载波技术简介近年来受到人们广泛关注的一项宽带传输新技术是以正交频分复用（OFDM ）为代表的多载波传输技术[10 -12]。
多载波传输把数据流分解为若干个独立的子比特流，这样每个子数据流将具有低得多的比特速率，用这样的低比特率形成的低速率多状态符号再去调制相应的子载波，从而构成多个低速率符号并行发送的传输系统。
OFDM 是多载波传输方案的实现方式之一，在非对称数字用户线（ADSL ）中，OFDM 也被称为离散多音（DMT ）调制。
OFDM 利用逆快速傅立叶变换（IFFT ）和快速傅立叶变换（FFT ）来分别实现调制和解调，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。
除了OFDM 方式之外，人们还提出了许多其他的实现多载波调制的方式，如矢量变换方式[13]、基于小波变换的DWMT 方式[14, 15]、采用滤波器组的滤波多音（FMT ）调制方式[16, 17]等，但这些方式与OFDM 相比，实现复杂度相对较高，因而在实际系统中很少采用。
在本文中主要讨论基于OFDM 的多载波传输技术。
与传统的单载波系统和CDMA 系统相比，OFDM 系统的主要优势在于： 1. 可以有效地对抗多径传播所造成的符号间干扰，与其他实现方法相比，多载波系统实现复杂度较低；2. 在变化相对较慢的信道上，多载波系统可以根据每个子载波的信噪比来优化分配每个子载波上传送的信息比特，从而大大提高系统传输信息的容量；3. 多载波系统可以有效对抗窄带干扰，因为这种干扰仅仅影响系统的一小部分子载波；4. 在广播应用中，利用多载波系统可以实现非常具有吸引力的单频网络。
(完整word版)基于MATLAB的FM调制实现
一、FM 调制原理：FM 属于角度调制，角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。
在本实验中使用正弦信号作为基带信号进行调制的分析.频率调制的一般表达式[1]为：FM 调制是相位偏移随ｍ（ｔ）的积分呈线性变化。
FM 调制模型的建立图1 FM 调制模型其中，()m t 为基带调制信号，设调制信号为()cos(2)m m t A f t π=设正弦载波为()cos(2)c c t f t π=信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为2σ。
图2 总体模型二 调制过程的分析：在调制时，调制信号的频率去控制载波的频率的变化，载波的瞬时频偏随调制信号()m t 成正比例变化，即()()f d t K m t dtϕ=式中，f K 为调频灵敏度（()rad s V ∙）。
这时相位偏移为()()f t K m d ϕττ=⎰则可得到调频信号为()cos ()FM c f s t A t K m d ωττ⎡⎤=+⎣⎦⎰ FM 调制1. 对FM 调制信号的频谱分析clear allts=0.00125; %信号抽样时间间隔 t=0:ts:10-ts; %时间向量 am=10;fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率 msg=am*cos(2*pi*10*[0:0.01:0.99]);msg1=msg'*ones(1,fs/10); %扩展成取样信号形式 msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2); %求消息信号的频谱 f=-fs/2:df:fs/2-df; subplot(3,1,1)plot(t,fft(abs(Pm))) title('消息信号频谱')m=fft(msg,1024); %对msg 进行傅利叶变换 N=(0:length(m)-1)*fs/length(m)-fs/2; subplot(3,1,2)plot(N,abs(m)); %调制信号频谱图 title('调制信号频谱')int_msg(1)=0; %消息信号积分 for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts; endkf=50;fc=250; %载波频率 Sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM 信号频谱 subplot(3,1,3);plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱 title('FM 信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率 Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm % 调制信号带宽用FFT 函数进行傅利叶变换，进行傅立叶变化便分别得到调制信号与调制之后的FM 信号的频谱图如下：012345678910-225消息信号频谱-500-400-300-200-1001002003004005000200400600调制信号频谱-500-400-300-200-10001002003004005000510FM 信号频谱图2-5通过频谱图的对照比较我们可以看出FM 调制并不是使原正弦信号的频谱在原来位置上通过移动得到调制波形，调制后的波形与调制前的完全不同，这证明FM 调制并不是线性的，而是非线性的。
基于matlab的-AM-FM调制与解调分析报告
基于matlab的-AM-FM调制与解调报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：AM调制与解调100%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=1;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×');fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 105012x 106信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 105012x 106载波信号频谱11.00051.001-202已调信号-55x 105012x 106已调信号频谱2.52.50052.501-4-2024添加噪声后信号波形-505x 105051015x 105添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-2024带通滤波后信号波形-55x 10500.511.52x 106带通滤波后信号频谱50%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-1012相乘信号-5-4-3-2-1012345x 105051015x 105相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.501-0.500.51解调信号-5-4-3-2-1012345x 105051015x 105解调信号频谱a0=2;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2; figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 105012x 106信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 105012x 106载波信号频谱11.00051.001-505已调信号-55x 105024x 106已调信号频谱2.52.50052.501-505添加噪声后信号波形-505x 1050123x 106添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-4-2024带通滤波后信号波形-55x 10501234x 106带通滤波后信号频谱2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-10123相乘信号-5-4-3-2-1012345x 1050123x 106相乘信号频谱0%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=10^100;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.50100.511.5解调信号-5-4-3-2-1012345x 1050123x 106解调信号频谱subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 105012x 106信息信号频谱1 1.0005 1.001-101载波信号-505x 105012x 106载波信号频谱11.00051.001-101x 10100已调信号-55x 105012x 10106已调信号频谱2.52.5005 2.501-1-0.500.51x 10100添加噪声后信号波形-505x 105051015x 10105添加噪声后信号频谱2.52.5005 2.501-2-1012x 10100带通滤波后信号波形-55x 10501x 10106带通滤波后信号频谱FM 调制与解调%%FMfigure('Name','FMµ÷ÖƲ¨ÐÎÓëƵÆ×')2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-50510x 1099相乘信号-5-4-3-2-1012345x 105051015x 10105相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.5013.93.913.923.93x 1099解调信号-1-0.500.51x 105123x 10105解调信号频谱f0=2000; fc=20000; fs=1000000; Am=1; kf=0.5; Tc=8; Ta=0.001; dt=0.000001;t=[0:1/fs:3];f=(0:length(t)-1)*fs/(length(t))-fs/2;fm0=cos(2*pi*f0*t);mt=fm0;%»ý·ÖÆ÷Éè¼Æw1=0;w2=0;for m=1:length(t)w1=mt(m)+w2;w2=mt(m)+w1;fi(m)=w1/(2*fs);endfi=fi*2*pi/max(abs(fi));I=cos(kf*fi);Q=sin(kf*fi);y1=Am*cos(2*pi*fc*t).*I-Am*sin(2*pi*fc*t).*Q;subplot(2,1,1);plot(t,y1);title('²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);Y1=fft(y1);subplot(2,1,2);plot(f,fftshift(abs(Y1))/1e6); title('ƵÆ×') %%Ôز¨ÆµÆ×axis([-4e4 4e4 0 1]);figure('Name','FMµ÷Öƺó¼ÓÔëÉù²¨ÐÎÓë½âµ÷ºó²¨ÐÎÒÔ¼°Â˳ýÖ±Á÷·ÖÁ¿ºóµÄ²¨ÐÎ')y1o=awgn(y1,40);subplot(3,1,1);plot(t,y1o); title('¼ÓÔëÉùºó²¨ÐÎ') %%¼ÓÔëÉùºóµÄÐźÅaxis([1e-3 4e-3 -2 2]);%%´øͨÂ˲¨KSband=2*(3+1)*f0;fcutsb=[fc-KSband-2000 fc-KSband fc+KSbandfc+KSband+2000]; %%½ÓÊÕ»úÇ°¶Ë´øͨÂ˲¨magsb=[0 1 0];devsb=[0.05 0.01 0.05];[nb,Wnb,betab,ftypeb]=kaiserord(fcutsb,magsb,devsb,fs);hhb=fir1(nb,Wnb,ftypeb,kaiser(nb+1,betab),'noscale'); %´øͨÂ˲¨Æ÷£»st_pb=fftfilt(hhb,y1o);subplot(3,1,2);st_pb=st_pb/1e6;plot(t,st_pb); title('´øͨÂ˲¨Æ÷ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2e-6 2e-6]);%΢·ÖÆ÷Éè¼Æfor i=1:length(t)-1 %½ÓÊÕÐźÅͨ¹ý΢·ÖÆ÷´¦Àídiff_st_pb(i)=(st_pb(i+1)-st_pb(i))/dt;endsfm=abs(hilbert(diff_st_pb));subplot(3,1,2);plot(t,[sfm*20 0]);axis([1e-3 4e-3 0 4]);%%¸ôÖ±% KSbandh=2*(3+1)*f0;fcutsh=[0.01 3000];magsh=[0 1];devsh=[0.01 0.05];[nh,Wnh,betah,ftypeh]=kaiserord(fcutsh,magsh,devsh,fs);hhh=fir1(nh,Wnh,ftypeh,kaiser(nh+1,betah),'noscale');sfm_out=fftfilt(hhh,sfm*20);subplot(3,1,3);plot(t,[sfm_out 0]);title('¸ôÖ±ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);11.522.533.54x 10-3-2-1012波形-4-3-2-101234x 10400.51频谱11.522.533.54x 10-3-202加噪声后波形11.522.53 3.54x 10-302411.522.533.54x 10-3-202隔直后的波形。
基于MATLAB——SIMULINK的FM调制解调
1 FM 调制与解调原理1.1模拟通信系统的简介通信的目的是传输信息。
通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地。
通信系统对信号进行两种基本变换：第一、要把发送的消息要变换成原始电信号。
第二、将原始电信号调制到频率较高的载频上，使其频带适合信道的传输。
调制前和解调后的信号称为基带信号，已调信号也称为频带信号。
对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图2-1所示）。
图1-1 通信系统一般模型信息源（简称信源）的作用是把各种信息转换成原始信号。
根据消息的种类不同信源分为模拟信源和数字信源。
发送设备的作用产生适合传输的信号，即使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗噪声的能力，并且具有足够的功率满足原距离传输的需求。
信息源和发送设备统称为发送端。
发送端将信息直接转换得到的较低频率的原始电信号称为基带信号。
通常基带信号不宜直接在信道中传输。
因此，在通信系统的发送端需将基带信号的频谱搬移（调制）到适合信道传输的频率范围内进行传输。
这就是调制的过程。
信号通过信道传输后，具有将信号放大和反变换功能的接收端将已调制的信号搬移（解调）到原来的频率范围，这就是解调的过程。
信号在信道中传输的过程总会受到噪声的干扰，通信系统中没有传输信号时也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。
由于这样的噪声是叠加在信号上的，所以有时将其称为加性噪声。
噪声对于信号的传输是有害的，它能使模拟信号失真。
在本仿真的过程中我们假设信道信息源发送设信 道 接受设信息源噪声源发送端接收端信道为高斯白噪声信道。
模拟系统框图如下图1-2所示：图1-2 模拟系统框图调制在通信系统中具有十分重要的作用。
一方面，通过调制可以把基带信号的频谱搬移到所希望的位置上去，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号。
另一方面，通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力，同时，它还和传输效率有关。
不同的调制方式产生的已调信号的带宽不同，因此调制影响传输带宽的利用率。
基于SIMULINK的信号调制与解调-设计报告.docx
通信系统课程设计报告基于SIMULINK的信号调制与解调摘要本课程设计是在MATLAB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。
MATLAB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MATLAB基础上的动态系统仿真工具。
利用MATLAB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。
关键词：MATLAB；SIMULINK；调制解调目录1.引言......................................................................................................................................... - 3 -2.设计要求................................................................................................................................ - 3 -3.设计思路................................................................................................................................ - 3 -4.设计原理以及方案.............................................................................................................. - 3 -4.1 双边带幅度调制及解调原理..................................................................................... - 3 -4.1.1 AM信号的表达式、频谱及带宽...................................................................... - 3 -4.1.2 AM信号的解调——相干解调........................................................................ - 4 -4.2 数学模型..................................................................................................................... - 5 -5.设计的实现 ........................................................................................................................... - 6 -5.1 基于Simulink的仿真模块....................................................................................... - 6 -5.2 参数设定....................................................................................................................... - 6 -5.3仿真结果........................................................................................................................ - 8 -6.总结......................................................................................................................................... - 8 -参考文献 .................................................................................................................................... - 9 -1.引言本课程设计是在MATLAB 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。
基于Matlab Simulink的2FSK调制解调仿真设计
天津理工大学计算机与通信工程学院通信工程专业设计说明书基于Matlab/Simulink的2FSK调制解调仿真设计与研究目录摘要 (3)第一章前言 (4)1.1专业设计任务及要求 (4)1.2M ATLAB简介 (4)1.3M ATLAB下的SIMULINK简介 (4)1.4通信系统模型 (5)第二章 FSK调制解调原理及MATLAB仿真 (6)2.1FSK信号产生原理 (6)2.1.1 2FSK信号的产生： (6)2.1.2 2FSK信号的频谱特性： (7)2.2FSK调制原理 (7)2.3FSK解调原理 (9)2.4仿真思路 (9)2.5仿真程序 (10)2.6输出波形及结果分析 (12)结果分析 (17)第三章用SIMULINK仿真FSK调制解调 (18)3.1用S IMULINK仿真FSK调制 (18)3.1.1 Simulink仿真FSK调制框图 (18)3.1.2参数设置 (18)3.1.3仿真波形 (19)3.2用S IMULINK仿真FSK解调 (21)3.2.1 Simulink仿真FSK解调框图 (21)3.2.2参数设置 (21)3.2.3仿真波形及分析 (23)第五章结论 (25)参考文献 (26)摘要本设计是基于MATLAB来实现调制与解调的仿真。
主要设计思想是利用MATLAB和MATLAB集成环境下Simulink的仿真平台，这个强大的数学软件工具方便快捷灵活的功能实现数字调制解调中的频率调制与解调的设计。
首先，先阐述了通信系统的模型，以及FSK信号的产生原理，调制与解调的基本原理。
然后分别设计了FSK调制框图和解调框图，实现了Matlab程序仿真和Simulink系统仿真，在解调部分各信号都是采用相干解调、非相干解调的方法，同时在没有噪声的情况下和存在噪声的基础上分别对信号进行调制与解调，并且在解调的过程中都对整个系统的误码率在display模块中有所显示，得到了比较准确的结果，进而在存在噪声和不存在噪声时进行对比，对结果进行了详尽而且准确的分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要在模拟通信系统中，由模拟信源产生的携带有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。
本文应用了频率调制法产生调制解调信号。
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FM信号的调制与解调，以及用SIMULINK进行设计和仿真。
首先利用简单的正玄波信号发生器作为信源，对模拟信号进行FM调制解调原理的仿真。
关键词：调制解调；FM ；MATLAB；SIMULINK仿真AbstractIn the simulation of communication systems, generated by the analog source carrying a message through the sensor into electrical signals. Analog baseband signal after the modul- -ation of the low pass spectrum to carrier frequency to adapt to the channel, the final reducti- -on into electrical signal demodulation. This paper applied the frequency modulation method to generate the signal modulation and demodulation. Mainly through the study and use of SIMULINK toolbox in this thesis, with its rich template and undergraduate course on comm--unication theory knowledge,the modulation and demodulation of FM signal, as well as the design and simulation with SIMULINK. Firstly, sine wave signal generator is simple as the source, simulation FM modulation anddemodulation principle of analogue signals. Then, using the song as the source.Keywords: modulation and demodulation；FM; MATLAB; SIMULINK simulation1 FM调制与解调原理1.1模拟通信系统的简介通信的目的是传输信息。
通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地。
通信系统对信号进行两种基本变换：第一、要把发送的消息要变换成原始电信号。
第二、将原始电信号调制到频率较高的载频上，使其频带适合信道的传输。
调制前和解调后的信号称为基带信号，已调信号也称为频带信号。
对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图2-1所示）。
信息源（简称信源）的作用是把各种信息转换成原始信号。
根据消息的种类不同信源分为模拟信源和数字信源。
发送设备的作用产生适合传输的信号，即使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗噪声的能力，并且具有足够的功率满足原距离传输的需求。
信息源和发送设备统称为发送端。
发送端将信息直接转换得到的较低频率的原始电信号称为基带信号。
通常基带信号不宜直接在信道中传输。
因此，在通信系统的发送端需将基带信号的频谱搬移（调制）到适合信道传输的频率范围内进行传输。
这就是调制的过程。
信号通过信道传输后，具有将信号放大和反变换功能的接收端将已调制的信号搬移（解调）到原来的频率范围，这就是解调的过程。
信号在信道中传输的过程总会受到噪声的干扰，通信系统中没有传输信号时也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。
由于这样的噪声是叠加在信号上的，所以有时将其称为加性噪声。
噪声对于信号的传输是有害的，它能使模拟信号失真。
在本仿真的过程中我们假设信道为高斯白噪声信道。
模拟系统框图如下图1-2所示：图1-2 模拟系统框图调制在通信系统中具有十分重要的作用。
一方面，通过调制可以把基带信号的频谱搬移到所希望的位置上去，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号。
另一方面，通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力，同时，它还和传输效率有关。
不同的调制方式产生的已调信号的带宽不同，因此调制影响传输带宽的利用率。
可见，调制方式往往决定一个通信系统的性能。
在本仿真的过程中我们选择用调频调制方法进行调制。
在本仿真的过程中我们选择用同步解调方法进行解调。
1.2 FM调制模型的建立m t为基带调制信号，设调制信号为()m(t)=cos(2*pi*fm*t) 公式(1-1) 设正弦载波为c(t)=cos(2*pi*fc*t) 公式(1-2)。
信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为2m t成正在调制时，调制信号的频率去控制载波的频率的变化，载波的瞬时频偏随调制信号()比例变化，即:)()(0t u k t f Ω+=ωω 公式(1-3)式中，f K 为调频灵敏度。
这时相位偏移为dtt uk t t tf)()(00⎰Ω+=ωθ 公式(1-4)公式(1-5) 则可得到调频信号为))(cos()(u 00FM dt t uk t U t tfc ⎰Ω+=ω 公式(1-6)FM 的频谱的计算：公式(1-7)公式(1-8)公式(1-9)可以看出FM 的频谱与)(f n m J 的值有关。
其信号带宽为Ω+=)1(2f m B 公式(1-10) FM 的频谱理论值无穷大，但可根据调频指数分为宽带调频和窄带调频。
mmf m ωω∆=∑∞1204202cos )(2)(4cos )(22cos )(2)()sin cos(+=Ω+=+Ω+Ω+=Ωn f n f f f f f tn m J m J t m J t m J m J t m∑∞0)12(531)12sin()(25sin )(23sin )(2sin )(2)sin sin(+=+Ω+=+Ω+Ω+Ω=Ωn f n f f f f tn m J t m J t m J t m J t mtn m J A t V k t A t c n f n f c FM )(cos )(sin cos )(U _Ω+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡ΩΩ+=∑∞+∞=ωω1.3 FM 解调模型的建立调制信号的解调分为相干解调和非相干解调两种。
相干解调即同步解调，仅仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范围受限；而非相干解调不需同步信号，且对于NBFM 信号和WBFM 信号均适用，因此是FM 系统的主要解调方式。
但在本仿真的过程中我们对窄带信号进行调制与解调，选择用同步解调方法进行解调。
图2-1 FM 同步解调解调模型限幅器输入为已调频信号和噪声，限幅器是为了消除接收信号在幅度上可能出现的畸变；带通滤波器的作用是用来限制带外噪声，使调频信号顺利通过。
鉴频器中的乘法器把调频信号与相干载波相乘，然后由低通滤波器和微分器取出调制信号。
解调过程分析由上述公式(2-6)知道输入调频信号为))(cos()(u 00FM dt t uk t U t tfc ⎰Ω+=ω设相干载波为c(t)=cos(2*pi*fc*t) 公式(1-11)乘法器的作用是把调频信号变成有多种频率的波的混合，乘法器输出为[])2cos 1()(212sin 21)(t dt t m K t t s c f c p ωω-*+-=⎰ 公式(1-12)经低通滤波器后取出器低频分量为dt t m K t s f d ⎰=)(21)( 公式(1-13)在经过微分器，即得出解调出的基带信号：)(21)(0t m K t m f公式(1-14)相干解调可以恢复出原来的基带信号，而且要求本地载波与调制载波同步，否则会使解调信号失真。
2 2 FM调制解调系统方案2.1调制模块设计根据FM调制的原理，了解MATLAB软件中的仿真工具Smulink中各个模块的功能后，根据调制的原理框图，使用Sine Wave产生调制信号，用幅度为3 ，频率为100Hz，直接用FM Modulator Passband进行调制，设置载波频率为300Hz，频率偏移为50Hz。
在Smulink文件中调用相关模块，连线后对信号进行调制产生FM调制信号。
2.2解调模块设计利用FM Demodulator Passband对调制的FM信号进行解调。
根据解调的原理框图，经调制后的信号经信道中加高斯白噪声和不加噪声的信号进行解调，并把两个解调出来的波形进行对比。
在Smulink中调用相应的模块，连接各个模块，设置各个模块的参数，并用scope 显示仿真波形。
3 FM调制解调系统设计3.1各单元模块功能介绍及电路设计仿真过程中用Sine Wave产生调制信号，连接一个零阶保持器然后直接送入FM Modulator Passband进行调制，把调制信号直接送到FM Demodulator Passband进行解调，再把调制信号加高斯噪声后送入FM Demodulator Passband解调，观察解调后的频谱。
图3.1和图3.2即为调制与解调电路。
图3.1 调制模块图3.2 解制模块3.2 元器件属性介绍1.正弦波发生器，用于产生调制信号，其参数设置如图3.3所示：图3.3调制信号参数设置2．频率调制器，用于FM频率调制，具体参数设置如图3.4所示：图3.4调制模块参数设置3．噪声发生器，调制信号在实际的信道中传输的时候会加入噪声，所以在已调信号中加入高斯噪声来模拟实际情况，具体参数设置如图3.5所示：图3.5高斯噪声发生器参数设置4．解调器，把已调信号送到FM Demodulator Passband进行解调，具体设置参数如图3.6所示：图3.6低通滤波器参数的设置5．信号频谱仪。
分析调制信号、已调信号、噪声信号、加噪声已调信号和解调信号的频谱，属性设置如图3.7所示。
图3.7比较运算模块参数的设置6．示波器模块，用来显示仿真过程中信号的波形，可通过修改属性中Number of axes的值设置输入信号的个数。
3.3系统整体电路图图3.8 系统整体电路图4 FM调制解调系统仿真和调试4.1 仿真工具介绍4.1.1 MATLABMATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。