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???通信原理课程设计报告 题目：模拟通信系统频率调制的实现

专业班级： 13电信科技2班 姓 名： 　　　 学 号： 指导教师： 彭文娟

【摘要】本设计主要是用MATLAB软件仿真实现语音信号作为输入信号的FM调制与解调，并绘制出原调制信号、已调信号、解调信号的时域和频域图；再进一步绘制出已调信号通过高斯白噪声信道的时域图，最后绘出FM基带信号通过上述信道后的解调波形和时域图。最后通过理论与波形对比分析不同信噪比对信号解调的分析。

关键词： FM；调制；解调；MATLAB ；高斯白噪声

目录1引言1 1.1 课程设计题目1 1.2 课程设计要求12 FM调制解调系统建立1 2.1调制模型1 2.2 FM解调3 2.2.1相干解调3 2.2.2非相干解调53 系统抗噪声性能分析7 3.1高斯白噪声特性7 3.2不同信噪比对信号传输的影响84部分程序代码95心得体会126参考文献14

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1 引 言1.1 课程设计题目仿真实现语音信号作为输入信号进行模拟通信系统频率调制，通过高斯白噪声信道，已调信号解调还原出原输入信号。 1.2课程设计要求实现调制和相干解调的时域图及频域图实现非相干解调及系统性能分析2 FM调制解调系统建立2.1 调制模型FM调制不再是简单的频谱线性搬移，而是非线性调制，它是将调制信号附加到载波的相位上。在数学定义上，载波是具有恒定振幅、恒定频率、恒定相位的正(余??弦波，并且它的在时间上是无线延伸的。因此，在频域上它具有单一频率分量。载波在被调制后，其频谱不在是仅有单一频率分量，而是具有许多连续或离散的频率分量，占据一定的频带宽度。我们说，角度调制使载波的频率和相位随调制信号而变。这里实际上已经引入了“瞬时频率”的概念。因为在严格的数学定义上载波的频率是恒定的。现在就来定义瞬时频率。设一个载波可以表示为： (2.1.1)式中0为在载波的初相位；为载波的瞬时相位；为载波的频率。载波的角频率原本是一个常量。现在将被角度调制后的定义为瞬时频率即： (2.1.2)他是时间的函数。由上式可以写出： (2.1.3)若使瞬时频率直接随信号线性的变化，则得到频率调制，简称调频。这时有瞬时角频率： (2.1.4)由式(2.1.3)得到： (2.1.5)这样得出的已调信号表示式为： (2.1.6)由上式可以看出在频率调制中载波的相位随调制信号的积分线性的变化。如果将调制信号m(t)先积分，在对载波进行相位调制，即得到频率调制信号。

调制模型其中，为基带调制信号，设 设载波为 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成正比例变化，即 式中，是调频灵敏度。相位偏移为 则可得到调频信号为 信道为高斯白噪声信道，其功率为。

调制信号的时域图

已调的时域图 2.2 FM解调调制信号的解调有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，且需要同步信号。非相干解调不需要同步信号，应用较为广泛。2.2.1.相干解调相干解调模型微分器低通滤波器乘法器带通滤波器器SFM(t)

相干载波

带通滤波器输入为通过噪声信道的已调频信号，带通滤波器是为了滤除频带外信道加性噪声。乘法器的作用是将信号与相干载波相乘。低通滤波器可以滤除高频分量。微分器是为了去掉m(t)外的高频分量。本设计的相干解调是基于matlab中simulink仿真电路实现。

Simulink 仿真电路

调制、已调、解调信号的时域图

2.2.2.非相干解调

非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器等组成，其流程如图所示。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