基于MATLAB的模拟调制系统仿真(Simulink工具箱)

摘 要
在通信技术的发展中，通信系统的仿真技术是一个技术重点。本文将着重讨论模拟通信系统中的调制解调系统的基本原理以及抗噪声性能，并在MATLAB软件平台上仿真实现几种常见的模拟调制方式。最常用最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。常见的调幅（AM）、双边带（DSB）、残留边带（VSB）和单边带（SSB）等调制就是幅度调制的几个典型实例；而频率调制（FM）就是角度调制中被广泛采用的一种。在线性调制系统中，文中将以调幅（AM）、双边带（DSB）和单边带（SSB）为说明对象，从原理等方面进行分析阐述并进行仿真分析；而在非线性调制中，以常用的调频（FM）和调相(PM)为说明对象，说明其调制原理，并进行举例仿真分析。利用MATLAB对模拟调制系统进行仿真，将结合MATALB模块和Simulink工具箱的实现，并对仿真结果进行分析，从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识。

关键词  MATLAB  模拟通信系统  调制解调  仿真  频谱分析  信噪比

Title     Based on MATLAB analog modulation system simulation                                                               

Abstract
In the development of communication technology, communication system simulation technology is a technical focus. This paper will focus on simulation of communication systems in the modem system and the basic principles of anti-noise performance and MATLAB simulation software platform to achieve some common analog modulation. The most important of the most commonly used analog modulation is the sine wave as a carrier perspective modulation and amplitude modulation. Common AM (AM), with bilateral (DSB), residual sideband (VSB) and single sideband (SSB) modulation, and so is the amplitude modulation of a few typical examples, and frequency modulation (FM) modulation in the point of view is widely used. Modulation of the online system, the text will be AM (AM), with bilateral (DSB) and single sideband (SSB) for that object, from the basic principles, and other aspects of analysis and simulation analysis on while in nonlinear Modulation, as commonly used FM (FM) and Phase Modulation (PM) for that target on its modulation principle, for example simulation and analysis. MATLAB simulation of the modulation system simulation, will combine MATALB model block and Simulink toolbox the realization of the analysis and simulation results, thus better grasp of the analog modulation system knowledge.

Key Words  MATLAB  simulation of communication systems  modem  simulation spectrum analysis  SNR

本文对模拟通信系统进行了仿真研究,在模拟调制解调原理的基础上分别对模拟通信系统的幅度调制系统以及角度调制系统进行了仿真，即MATLAB对AM、DSB、SSB、FM、PM系统的仿真。通过模拟调制解调系统的仿真结果分析，得出以下结论：
1.  AM：
(1)  此种调制方式占用频带较宽，已调信号的频带宽度是调制信号的频带的两倍；
(2)  由于被调信号的包络就是调制信号叠加一个直流，所以容易实现峰值包络解调；
(3)  含有正弦载波分量，即有部分功率耗用在载波上，而没有用于信息的传送；
(4)  从效率上看，常规调幅调制方式效率较低，但调制和解调过程简单。
2.  DSB：
    (1)  幅度调制。DSB信号是过调幅AM波，故它仍是幅度调制，但此时包络已不再与m(t) 成线性关系变化，这说明它的包络不完全载有调制信号的信息，因此它不是完全的调幅波。
(2)  幅度调制，频率未变。DSB信号的频率仍与载波相同，没有受到调制。
(3)  有反相点。DSB信号在调制信号的过零点处出现了反相点，调制指数大于1的AM信号在调制信号过零点处出现反相点。所以有反相点出现，是因为调制信号在过零点前后取值符号是相反的。
(4)  上、下边带均包含调制信号的全部信息；幅度减半，带宽加倍.
3.  SSB:
(1)  SSB信号的振幅与调制信号的幅度成正比，它的频率随调制信号频率的不同而不同，因此它含消息特征。单边带信号的包络与调制信号的包络形状相同。
(2)  单边带调制从本质上说是幅度和频率都随调制信号改变的调制方式。但由于它产生的已调信号频率与调制信号频率只有一个线性变换（由 变至 或 的线性搬移），这一点与AM和DSB信号相似，所以被归为振幅调制。
(3)  SSB调制方式在传送消息时，不但功率利用率高，而且它所占用频带比AM和DSB减少了一半，频带利用充分，目前这对于波道特别拥挤的短波通信是有利的, 已成为短波通信中一种重要的调制方式。
4.  FM 和 PM：
(1)  调频信号的频谱同未调信号的频谱几乎没有相似性，这是调频与调幅的最大的不同；
(2)  调频信号不改变总功率，而只改变功率在各分量之间的分配关系，如抑制载波上的功率，使某一边频的功率占的比例较大；
(3)  调频系统的抗干扰能力强。
(4)  PM和FM非常相似，将调制信号先微分而后进行调频，则得到的即是调相信号。













目       录
1  绪论……………………………………………………………………………………1
2  模拟调制解调系统的原理……………………………………………………………4
2.1  幅度调制(AM)的基本原理…………………………………………………………4
2.2  频率调制(FM)的基本原理 ………………………………………………………11
2.3  相位调制(PM)的基本原理 ………………………………………………………15
3  MATLAB简介…………………………………………………………………………15
4  幅度调制系统的MATLAB仿真及分析……………………………………………16
4.1  普通幅度调制(AM)的仿真………………………………………………………17
4.2  双边带幅度调制(DSB)的仿真……………………………………………………22
(优秀毕业设计 www.2bysj.cn)
4.3  单边带幅度调制(SSB)的仿真…………………………………………………27
5  角度调制系统的MATLAB仿真及分析……………………………………………31
5.1  频率调制(FM)的仿真…………………………………………………32
5.2  相位调制(PM)的仿真…………………………………………………35
结论……………………………………………………………………………………37
致谢……………………………………………………………………………………39
参考文献………………………………………………………………………………40

参 考 文 献
1  唐泽鹏,宋威.MATLAB在通信中的仿真应用.电声技术,2001(11):49~51
2  张志涌,刘瑞桢,杨祖樱.掌握和精通MATLAB.北京:北京航空航天出版社,1997
3  侯周国,钱盛友.基于MATLAB编程的QPSK的仿真.广西师范大学学报（自然科学版）,2005（1）:21~24
4  邓华,张振中,张海洋等.MATLAB 通信仿真与应用实例详解.北京:人民邮电出版社,2003
5  John G Proakis. Digital Communications.北京: 电子工业出版社,1999
6  曹志刚,钱亚生.现代通信原理.北京:清华大学出版社,1999
7 Jeruchim M C,Balaban P,Shanmugan K S.Simulation of Communication System.New York:Plenum,1992 www.papersay.com
8  郭文彬,桑林.通信原理:基于Matlab的计算机仿真.北京:北京邮电大学出版社,2006
9  王琦,徐式蕴.MATLAB基础与应用实例集萃.北京:人民邮电出版社,2007
10  张明照,刘政波.应用MATLAB实现信号分析和处理.北京:北京科学出版社,2005
11  Stephen J. Chapman.MATLAB编程（MATLAB Programming for Engineers）[M].第二版.北京:科学出版社,2003
12  刘敏等.MATLAB通信仿真与应用[M]. 第一版.北京: 国防工业出版社,2001，1
13  王聪,周胜军.设计模式在通信系统仿真软件中的应用[J].系统仿真报,2004,4
14  刘辉,刘玉贵.通信系统仿真技术及应用[J].通信世界,2002,16
15  周开利.基于MATLAB/SIMULINK的模拟通信系统仿真[J].信息技术,2003,12