【文章內(nèi)容簡介】 緒論 通信系統(tǒng)原理 通信的目的是傳遞消息中所包含的信息。消息是物質(zhì)或 精神狀態(tài)的一種反映，在不同時期具有不同的表現(xiàn)形式。例如，話音、文字、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動圖像等都是消息。 實(shí)現(xiàn)通信的方式和手段很多，如手勢、語音、消息樹，烽火臺和擊鼓傳令，以及現(xiàn)代社會的電報、電話、廣播、電視、遙測、因特網(wǎng)、數(shù)據(jù)和計算機(jī)通信等，這些都是消息傳遞的方式和信息交流的手段。 調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。所謂調(diào)制，就是把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。廣義的調(diào)制分為基帶調(diào)制和帶通調(diào)制（也稱載波調(diào)制）。在無線通信中和其他大多數(shù)場合，調(diào)制一詞均指載波調(diào)制。 載波調(diào)制，就是用調(diào)制信號去控 制載波的參數(shù)的過程，即使載波的某一個或某幾個參數(shù)按照調(diào)制信號的規(guī)律而變化。調(diào)制信號是指來自信源的消息信號（基帶信號），這些信號可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。未受調(diào)制的周期性基帶信號稱為載波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波（如周期性脈沖序列）。載波調(diào)制后稱為已調(diào)信號，它含有調(diào)制信號的全部特征。解調(diào)（也稱檢波）則是調(diào)制的逆過程，其作用是將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。 為什么要進(jìn)行載波調(diào)制呢？基帶信號對載波的調(diào)制是為了實(shí)現(xiàn)下列一個或多個目標(biāo)：第一，在無線傳輸中，信號是以電磁波的形式通過天線輻射到空間的。為了獲 得較高的輻射效率，天線的尺寸必須與發(fā)射線號波長相比擬。而基帶信號包含的較低頻率分量的波長較長，致使天線過長而難以實(shí)現(xiàn)。第二，把多個基帶信號分別搬移到不同載頻處，以實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。第三，擴(kuò)展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾，抗衰落能力，還可實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。因此，調(diào)制對通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有著很大的影響和作用。采用什么樣的調(diào)制方式將直接影響著通信系統(tǒng)的性能。 調(diào)制方式有很多。根據(jù)調(diào)制信號是模擬信號還是數(shù)字信號，載波信號是連續(xù)波還是脈沖序列，相應(yīng)的調(diào)制方式有模擬連續(xù)波調(diào)制、數(shù)字連續(xù) 波調(diào)制、模擬脈沖調(diào)制和數(shù)字脈沖調(diào)制等。 本次課設(shè)主要講述模擬調(diào)制的方式及其仿真結(jié)果。最常用和最重要的模擬調(diào)制方式是用正弦波作為載波的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。常見的調(diào)幅（ AM）、雙邊帶（ DSB）、單邊帶（ SSB）和殘留邊帶（ VSB）等調(diào)制就是幅度調(diào)制的幾個典型事例；而頻率調(diào)制（ FM）是角度調(diào)制中被廣泛來用的一種。 模擬通信系統(tǒng)原理 我們把信道中傳輸模擬信號的系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)的組成可由一般通信系統(tǒng)模型略加改變而成，這里，一般通信系統(tǒng)模型中的發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備分別為調(diào)制器、解調(diào)器所代替。對于模 擬通信系統(tǒng)，它主要包含兩種重通 信 原 理 課 程 設(shè) 計 2 要變換。一是把連續(xù)消息變換成電信號（發(fā)端信息源完成）和把電信號恢復(fù)成最初的連續(xù)消息（收端信宿完成）。由信源輸出的電信號（基帶信號）由于它具有頻率較低的頻譜分量，一般不能直接作為傳輸信號而送到信道中去。因此，模擬通信系統(tǒng)里常有第二種變換，即將基帶信號轉(zhuǎn)換成其適合信道傳輸?shù)男盘?，這一變換由調(diào)制器完成；在收端同樣需經(jīng)相反的變換，它由解調(diào)器完成。經(jīng)過調(diào)制后的信號通常稱為已調(diào)信號。已調(diào)信號有三個基本特性：一是攜帶有消息，二是適合在信道中傳輸，三是頻譜具有帶通形式，且中心頻率遠(yuǎn)離零頻。因而已 調(diào)信號又常稱為頻帶信號。必須指出，從消息的發(fā)送到消息的恢復(fù)，事實(shí)上并非僅有以上兩種變換，通常在一個通信系統(tǒng)里可能還有濾波、放大、天線輻射與接收、控制等過程。對信號傳輸而言，由于上面兩種變換對信號形式的變化起著決定性作用，它們是通信過程中的重要方面。而其它過程對信號變化來說，沒有發(fā)生質(zhì)的作用，只不過是對信號進(jìn)行了放大和改善信號特性等，因此，這些過程我們認(rèn)為都是理想的，而不去討論它 調(diào)制原理 調(diào)制 : 將各種數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換成適于信道傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制信號 (已調(diào)信號或頻帶信號 )； 時域定義：調(diào)制就是用基帶信 號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過程，通過具體的方法從已調(diào)信號的參量變化中將恢復(fù)原始的基帶信號。 頻域定義：調(diào)制就是將基帶信號的頻譜搬移到信道通帶中或者其中的某個頻段上的過程，而解調(diào)是將信道中來的頻帶信號恢復(fù)為基帶信號的反過程 . 根據(jù)所控制的信號參量的不同，調(diào)制可分為： 調(diào)幅，使載波的幅度隨著調(diào)制信號的大小變化而變化的調(diào)制方式。 調(diào)頻，使載波的瞬時頻率隨著調(diào)制信號的大小而變，而幅度保持不變的調(diào)制方式。 調(diào)相，利 用原始信號控制載波信號的相位。 調(diào)制的目的是把要傳輸?shù)哪M信號或數(shù)字信號變換成適合信道傳輸?shù)男盘?，這就意味著把基帶信號（信源）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€相對基帶頻率而言頻率非常高的代通信號。該信號稱為已調(diào)信號，而基帶信號稱為調(diào)制信號。調(diào)制可以通過使高頻載波隨信號幅度的變化而改變載波的幅度、相位或者頻率來實(shí)現(xiàn)。調(diào)制過程用于通信系統(tǒng)的發(fā)端。在接收端需將已調(diào)信號還原成要傳輸?shù)脑夹盘?，也就是將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定的接受者（信宿）處理和理解的過程。該過程稱為解調(diào)。 調(diào)制的種類 通 信 原 理 課 程 設(shè) 計 3 調(diào)制的種類很多，分類方法也不 一致。按調(diào)制信號的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號調(diào)制稱為模擬調(diào)制；用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。按被調(diào)信號的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制 (如對非相干光調(diào)制 )等。調(diào)制的載波分別是脈沖，正弦波和光波等。正弦波調(diào)制有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種基本方式，后兩者合稱為角度調(diào)制。此外還有一些變異的調(diào)制，如單邊帶調(diào)幅、殘留邊帶調(diào)幅等。脈沖調(diào)制也可以按類似的方法分類。此外還有復(fù)合調(diào)制和多重調(diào)制等。不同的調(diào)制方式有不同的特點(diǎn)和性能。 簡介 MATLAB 是 MathWorks 公司 開發(fā)的一種跨平臺的，用于矩陣數(shù)值計算的簡單高效的數(shù)學(xué)語言，與其它計算機(jī)高級語言如 C， C++， Fortran， Basic， Pascal 等相比， MATLAB 語言編程要簡潔得多，編程語句更加接近數(shù)學(xué)描述，可讀性好，其強(qiáng)大的圖形功能和可視化數(shù)據(jù)處理能力也是其它高級語言望塵莫及的。對于具有任何一門高級語言基礎(chǔ)的讀者來說，學(xué)習(xí) MATLAB 十分容易。但是，要用好 MATLAB卻不是在短時間就可以達(dá)到的。這并不是因?yàn)?MATLAB 語言復(fù)雜難懂，而是實(shí)際問題的求解往往更多的是需要使用者具備數(shù)學(xué)知識和專業(yè)知識。 MATLAB 使得人們 擺脫了常規(guī)計算機(jī)編程的繁瑣，讓人們能夠?qū)⒋蟛糠志ν度氲窖芯繂栴}的數(shù)學(xué)建模上。可以說，應(yīng)用 MATLAB 這一數(shù)學(xué)計算和系統(tǒng)仿真的強(qiáng)大工具，可以使科學(xué)研究的效率得以成百倍的提高。 目前， MATLAB 已經(jīng)廣泛用于理工科大學(xué)從高等數(shù)學(xué)到幾乎各門專業(yè)課程之中，成為這些課程進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的有效工具。在科研部門， MATLAB 更是極為廣泛地得到應(yīng)用，成為全球科學(xué)家和工程師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流首選的共同語言。在國內(nèi)外許多著名學(xué)術(shù)期刊上登載的論文，大部分的數(shù)值結(jié)果和圖形都是借助 MATLAB 來完成的。 與其它高級語言相比較， MATLAB具有獨(dú)特的優(yōu)勢： (1) MATLAB 是一種跨平臺的數(shù)學(xué)語言。 (2) MATLAB 是一種超高級語言。 (3) MATLAB 語法簡單，編程風(fēng)格接近數(shù)學(xué)語言描述，是數(shù)學(xué)算法開發(fā)和驗(yàn)證的最佳工具。 (4) MATLAB 計算精度很高。 (5) MATLAB 具有強(qiáng)大的繪圖功能。 (6) MATLAB 具有串口操作、聲音輸入輸出等硬件操控能力。 (7) MATLAB 程序可以直接映射為 DSP 芯片可接受的代碼，大大提高了現(xiàn)代電子通信設(shè)備的研發(fā)效率。 (8)MATLAB 的程序執(zhí)行效率比其它語言低。 MATLAB 仿真技術(shù)在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用 通 信 原 理 課 程 設(shè) 計 4 隨著通信系統(tǒng)復(fù)雜性的增加 ,傳統(tǒng)的手工分析與電路板試驗(yàn)等分析設(shè)計方法已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要 ,通信系統(tǒng)計算機(jī)模擬仿真技術(shù)日益顯示出其巨大的優(yōu)越性 .。計算機(jī)仿真是根據(jù)被研究的真實(shí)系統(tǒng)的模型 ,利用計算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一種方法 .它具有利用模型進(jìn)行仿真的一系列優(yōu)點(diǎn) ,如費(fèi)用低 ,易于進(jìn)行真實(shí)系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)的各種試驗(yàn) ,以及易于實(shí)現(xiàn)完全相同條件下的重復(fù)試驗(yàn)等。 Matlab 仿真軟件就是分析通信系統(tǒng)常用的工具之一。 Matlab 是一種交互式的、以矩陣為基礎(chǔ)的軟件開發(fā)環(huán)境 ,它用于科學(xué)和工程的計 算與可視化。 Matlab 的編程功能簡單 ,并且很容易擴(kuò)展和創(chuàng)造新的命令與函數(shù)。應(yīng)用Matlab 可方便地解決復(fù)雜數(shù)值計算問題。 Matlab 具有強(qiáng)大的 Simulink 動態(tài)仿真環(huán)境 ,可以實(shí)現(xiàn)可視化建模和多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。 Simulink 支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng) ,也支持多種采樣速率的多速率系統(tǒng) 。Simulink 為用戶提供了用方框圖進(jìn)行建模的圖形接口 ,它與傳統(tǒng)的仿真軟件包用差分方程和微分方程建模相比 ,更直觀、方便和靈活。用戶可以在 Matlab 和 Simulink 兩種環(huán)境下對自己的模型進(jìn)行仿 真、分析和修改。用