基于matlab的FM通信系统仿真设计与实现-课程设计报告.doc

成绩

课程设计报告

题目：基于matlab的FM通信系统仿真设计与实现

学生姓名：杨丽君
学生学号：1008030317
系别：电气信息工程学院
专业：电子信息工程
届别：14届
指导教师：马立宪

电气信息工程学院制
2013年5月
基于matlab的FM通信系统仿真设计与实现
学生：杨丽君
指导教师：马立宪
电气信息工程学院电子信息工程
1课程设计的任务与要求
1.1课程设计的任务
(1)熟悉MATLAB文件中M文件的使用方法，包括函数、原理和方法的应用。
(2)加深对FM信号调制原理的理解。
(3)画出基于MATLAB的FM通信系统仿真设计与实现设计的原理图。
1.2课程设计的要求
(1)学会MATLAB软件的安装。
(2)在做完FM调制仿真之后，在今后遇到类似的问题，学会对所面对的问题进行系统的分析，并能从多个层面进行比较。
(3)熟练并且掌握对MATLAB软件的使用，学会输入程序并且加以运行。
1.3课程设计的研究基础
通信的目的是传输信号。通信系统的作用是将信息从信息源发送到一个或者多个目的地。模拟信号是时间和幅值上都连续的信号。调制是用原始信号即调制信号去控制高频载波信号的某一参数，是指随着原始信号幅度的变化而变化。而FM频率调制是高频载波信号的频率随着原始信号幅度变化而变化。解调是将已调制的信号恢复成原始信号即基带调制信号。以下是通信系统的一般模型：
信息源
发送设备
信道
接收设备
噪声源
受信者

图1通信系统的一般模型
（1)信息源
信息源（简称信源）的作用是把各种消息转换成电信号。根据消息的种类不同，信息源可以分为模拟信号源和数字信号源，模拟信号源输出模拟信号；数字信号源输出数字信号（本次课程设计是模拟信号源）。
（2）发送设备
发送设备的作用是产生适合在信道中传输的信号即使发送信号的特性与信道特性相匹配，具有抗信道干扰能力，并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。因此，发送设备涵盖的内容很多，包含变换、放大、滤波、编码、调制的过程。
（3）信道
信道是一种物理媒介，用于将来自发送设备的信号发送到接收端。信道分为无线信道和有线信道。在有线信道中可以是明线、电缆、光纤。在无线信道中，信道可以是自由空间。信道的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。
（4）噪声源
噪声源是信道中及分布在系统中的其他各处噪声集中表示，噪声是随机的、形式是多样的，它的出现直接干扰信号的传输。
（5）接收设备
接收设备的功能是将信号放大及反变换（如译码、解调等）。目的是从受到减损的信号中正确恢复出原始信号，减少在传输过程中噪声与干扰所带来的影响。
2FM通信系统方案制定
2.1方案提出
下图为大体模拟通信系统模型：
模拟信源
调制器
发滤波器
信道
收滤波器
解调器
信宿
噪声

图2模拟通信系统模型

本次课程设计FM模拟通信系统模型中对于调制信号通过调制器产生的调频波有两种方法其一为直接调制即宽带调制，其二为间接调制及窄带调制。解调器对应的解调方法也有两种其一为相干解调另外一种为非相干解调。所以据此我提出了四种方案：
方案一：模型中调制器中的调制方法为直接调制即宽带调制，解调器对应的解调方法为相干解调。
方案二：模型中调制器中的调制方法为直接调制即宽带调制，解调器对应的解调方法为非相干解调。
方案三：模型中调制器中的调制方法为间接调制即窄带调制，解调器对应的解调方法为非相干解调
方案四：模型中调制器中的调制方法为间接调制即宽带调制，解调器对应的解调方法为相干解调。
2.2方案论证
窄带调频的应用更广泛与宽带调频，我们对此也更为熟悉，技术也更为成熟。此外，它的最大频率偏移较小，占据带宽较窄、抗干扰性能更好等。所以本次课程设计选择窄带调频。
一般情况下，相干解调法较适用于窄带调频。所以在以上选择的前提下，本次课程设计的解调方法选择相干解调
针对以上的分析选择的最佳方案为方案四。
3FM通信系统方案设计
3.1FM通信系统模型设计
模拟信源
调制器
发滤波器
信道
收滤波器
解调器
信宿
噪声

no(t)
(S/N)o

图3模拟通信系统模型设计
3.2FM通信系统各部分的功能
调制器:使信号与信道相匹配,有利于信号在信道中传输。发滤波器:滤除调制器输出的无用信号。收滤波器:滤除信号频带以外的噪声。一般设N(t)为高斯白噪声,则Ni(t)为窄带白噪声。
在通信系统中一般需要将信号进行相应调制,以利于信号在信道上的传输，调制是将用原始信号去控制高频振荡信号的某一参数，使之随原始信号的变化而成规律变化。调制可分为线性调制和非线性调制。线性调制有AM、DSB等，非线性调制有FM、PM等，这里主要讨论FM调制通信系统
3.3FM通信系统参数的计算及原理
（1）FM调制原理
角调制不是线性调制，角调制