通信原理课程设计-基于matlab的am信号的调制与解调

通信原理课程设计-基于matlab的am信号的调制与解调内容摘要：

) ( ) c os( ) ( ) sin( )s t I t t Q t t () 若调制信号在数字域上实现时要对式 ()进行数字化： 00( ) ( ) c o s ( ) s inssnns n I n Q n          () 从式 ()和式 ()可以看出，调制信号的信息都应该包括在 ()It 和 ()Qt 内。 图 给出了调制信号的正交调制框图。 本文规定所有调制信号所调制时所用载波的初始相位均为 0，在后面的分析中不再另作说明。 图 调制信号正交调制框图 信源 I 多相滤波 相乘 0cos( )t 相加 信源 Q 多相滤波 相乘 0sin( )t AM 信号的调制原理 AM 信号数字模型以及特点 AM 是指调制信号去控制高频载波的幅度，使其随调制信号呈线性变化的过程。 AM 信号的调制原理模型如下 [6]： M（ t）为基带信号，它可以是确知信号 ，也可以是随机信号，但通常认为它的平均值为 0. 载波为 )￠tw(c o s)t( 00  CAC （ ） 上式中， 0A 为载波振幅， cW 为载波角频率 0 为载波的初始相位。 AM 信号的波形和频谱特性 虽然实际模拟基带信号 m(t)是随机的，但我们还是从简单 入手，先考虑 m(t)是确知信号的傅氏频谱，然后在分析 m(t)是随机信号时调幅信号的功率谱密度。 可知 [7] tc o s w)t(mtc o s wtc o s w)]t(m[ cc0c0  AAS AM () 设 m(t)的频谱为 M(w），由傅氏变换的理论可得已调信号 )]w(w)w(w[21)]wδ (w)wδ (w[лA)w( cccc0  MMS AM () AM 的波形和相应的频谱图如下 图 AM 信号的时域波形及其频谱 可以看出，第一： AM 的频谱 与基带信号的频谱呈线性关系，只是将基带信号的频谱搬移，并没有产生新的频谱成分，因此 AM 调制属于线性调制；第二： AM 信号波形的包络与基带信号成正比，所以 AM 信号的解调即可以采用相干解调，也可以采用非相干解调（包络检波）。 第三： AM 的频谱中含有载频和上，下两个边带，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息，股已调波形的带宽为原基带信号带宽的两倍，即 2AM HBf () 其中 Hf 为调制信号的最高频率。 三． AM 信号的解调原理以及特点 AM 信号的解调原理及方式 解调是将位于载波的信号频谱再搬回来，并且不失真的恢复出原始基带信号。 解调的方式有两种 [6]：相干解调与非相干解调。 相干解调适用于各种线性调制系统，非相干解调一般适用幅度调制（ AM）信号。 AM 信号的相干解调 所谓相干解调是为了从接受的已调信号中，不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。 相干载波的 一般模型如下： 图 AM 信号的相干解调 原理框图 将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得 twtmAtmAtwtmASccAM2c o s)]([21)]([21c o s)]([tc o s wt)(0020c () 由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将第 1项与第 2项分离，无失真的恢复出原始的调制信号 )]([21)( 00 TMATM  () 相干解调的关键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。 AM 信号的非相干解调 所谓非相干解调是在接收端解调信号时不需要本地载波，而是利用已调信号中的包络信号来恢复原基带信号 [7]。 因此，非相干解调一般只适用幅度调制（ AM）系统。 忧郁包络解调器电路简单，效率高，所以几乎所有的幅度调制（ AM）接收机都采用这种电路。 如下为串联型包络检波器的具体电路。 当 RC 满足条件 hc w1w1  RC 时，包络检波器的输出基本与输入信号的包络变化呈线性关系 ，即 ）（）（ tmtm 0o  A () 其中，max0 tm ）（A。 隔去直流后就得到原信号 )(mt 抗噪声性能的分析模型 各种线性已调信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的干扰，为了讨论问题的简单起见，我们这里只研究加性噪声对信 号的影响。 因此，接收端收到的信号是发送信号与加性噪声之和 [8]。 由于加性噪声只对已调信号的接收产生影响，因而调制系统的抗噪声性能主要用解调器的抗噪声性能来衡量。 为了对不同调制方式下各种解调器性能进行度量，通常采用信噪比增益 G（又称调制制度增益）来表示解调器的抗噪声性能，即 [9] ii00 NS NSG  输入信噪比输出信噪比 （ ） 有加性噪声时解调器的数学模型如图 图 AM 信号的解调原理图 图中 )(mtS 为已调信号， n(t)为加性高斯白噪声。 )(mtS 和 n(t)首先经过一带通滤波器，滤出有用信号，滤除带外的噪声。 经过带通滤波器后到达解调器输入端的信号为 )(mtS ， 噪声为高斯窄带噪声 )(nti ，显然解调器输入端的噪声带宽与已调信号的带宽是相同的。 最后经解调器解调输出的有用信号为 )(m0t ，噪声为 )(0tn。 相干解调的抗噪声性能。