【正文】 2ii FMSANB? 在大信噪比條件下，信號和噪聲的相互作用可以忽略，這時可以把信號和噪聲分開來算，這里，我們可以得到解調(diào)器的輸出信噪比 《武漢理工大學 MATLAB 課程設計報告》 11 2 2 2233 ( )8o foo mA K m tSN n f?? 上式中， A 為載波的振幅， fK 為調(diào)頻器靈敏度， mf 為調(diào)制信號 ()mt 的最高頻率， on 為噪聲單邊功率譜密度。 ()nt 是均值為零，單邊功率譜密度為 0n 的高斯白噪聲，經(jīng)過帶通濾波器后變?yōu)檎瓗Ц咚乖肼?()int 。相干解調(diào)僅適用于窄帶調(diào)頻信號，且需同步信號；而非相干解調(diào)適用于窄帶和寬帶調(diào)頻信號，而且不需同步信號，因而是 FM系統(tǒng)的主要解調(diào)方式，所以這里僅僅討論非相干解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能，其分析模型如圖所示。 信噪比分析 在本仿真過程中，選擇了 1,3,5 三種不同調(diào)制指數(shù)以示區(qū)別，并繪制輸入輸出信噪比關系曲線，如下圖 6所示。 awgn 函數(shù)產(chǎn)生的隨機序列服從均值為 0m? ，方差 2 1?? 的高斯分布。 通過 M 文件繪制出大、小信噪比解調(diào)的輸出波形如下： 圖 4 小信噪比時的 FM 解調(diào) 《武漢理工大學 MATLAB 課程設計報告》 8 圖 5 大信噪比時的 FM 解調(diào) 高斯白噪聲信道特性 設正弦波通過 加性高斯白噪聲信道后的信號為 ( ) c os( ) ( )cr t A t n t??? ? ? 其中，白噪聲 ()nt 的取值的概率分布服從高斯分布。fm39。)。 yyn_sin=demod(yn_sin,fc,Fs,39。fm39。)。 FM 解調(diào)的 M 文件部分代碼如下： y_sin=demod(sfm_sin,fc,Fs,39。 解調(diào)過程分析 在這次的解調(diào)設計中，采用 MATLAB 自帶的解調(diào)函數(shù) demod 對已調(diào)信號進行解調(diào)。 sfm_tri=am*cos(2*pi*fc*t+mf*2*pi*fm*int_mt_tri)。 for i=1:length(t)1 %三角波積分 int_mt_tri(i+1)=int_mt_tri(i)+mt_tri(i)*dt。 %正弦波積分 for i=1:length(t)1 int_mt_sin(i+1)=int_mt_sin(i)+mt_sin(i)*dt。 %三角波 mf=1。 %調(diào)制信號頻率 mt_sin=am*cos(2*pi*fm*t)。 %載波信號 am=1。 mmfm ????∑ ∞1204202c o s)(2)(4c o s)(22c o s)(2)()s i nc o s (????????????nfnffffftnmJmJtmJtmJmJtm ?∑ ∞0)12(531)12s i n ()(25s i n)(23s i n)(2s i n)(2)s i ns i n (??? ???????????nfnfffftnmJtmJtmJtmJtm ?tnmJAtVktAtcnfnfcFM)(c o s)(s i nc o s)(U_???????????????????? 《武漢理工大學 MATLAB 課程設計報告》 5 其信號帶寬為 ??? )1(2 fmB 調(diào)制信號產(chǎn)生的部分 M 文件如下： fc=30000。 《武漢理工大學 MATLAB 課程設計報告》 4 圖 2 FM 間接調(diào)制模型 其中， m(t)為基帶調(diào)制信號，設調(diào)制信號為 m(t)=cos(2*pi*fm*t) 設正弦載波為 c(t)=cos(2*pi*fc*t) 在調(diào)制時，調(diào)制信號的頻率去控制載波的頻率的變化，載波的瞬時頻偏隨調(diào)制信號 m(t)成正比例變化，即 : dttmktt tf ??? 00 )()( ?? 式中， fK 為調(diào)頻靈敏度。 即滿足條件 ： 時，則稱為窄帶調(diào)頻或窄帶調(diào)相。 根據(jù)調(diào)制后已調(diào)信號的瞬時相位偏移的大小，可將角度調(diào)制分為寬帶調(diào)制 (寬帶調(diào)頻和寬帶調(diào)相 )和窄帶調(diào)制 (窄帶調(diào)頻和窄帶調(diào)相 )。 FM 調(diào)制模型的建立 從頻率調(diào)制的相位與頻率關系可以看出，調(diào)頻信號可通過直接調(diào)頻和間接調(diào)頻兩種方法得到，所 謂間接調(diào)頻就是先對調(diào)制信號積分再調(diào)相而得到。 MATLAB 使得人們擺脫了常規(guī)計算機編程的繁瑣，讓人們能夠將大部分精力投入到研究問題的數(shù)學建模上。 MATLAB 與其它計算機高級語言如C， C++等相比， MATLAB 語言編程要簡潔得多，編程語句更加接近數(shù)學描述，可讀性好，其強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。 MATLAB 是一種科學計算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。本次課設中使用功能強大的 MATLAB 仿真軟件對 FM 信號進行仿真分析。 FM 在通信系統(tǒng)中的使用非常廣泛。它是用低頻信號去調(diào)制高頻振蕩的相角，或是從已調(diào)波中解出調(diào)制信號所進行的頻譜變換，這種變換不是線性變換，而是非線性變換。在本仿真的過程中我們選擇用相干解調(diào)方法進行解調(diào)。 信息源 發(fā)送設備 信 道 接受設備 信息源 噪聲源 發(fā)送端 接收端 信道 《武漢理工大學 MATLAB 課程設計報告》 2 調(diào)制過程是一個頻譜搬移的過程，它是將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。可見，調(diào)制方式往往決定一個通信系統(tǒng)的性能。另一方面，通過調(diào)制可以提高信號通過信道傳輸時的抗干擾能力，同時，它還和傳輸效率有關。 調(diào)制在通信系統(tǒng)中具有十 分重要的作用。噪聲對于信號的傳輸是有害的，它能使模擬信號失真。 信號通過信道傳輸后，具有將信號放大和反變換功能的接收端將已調(diào)制的信號搬移（解調(diào)）到原來的頻率范圍，這就是解調(diào)的過程。因此，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端需將基帶信號的頻譜搬移（調(diào)制）到適合信道傳輸?shù)念l率范圍內(nèi)進行傳輸。 發(fā)送端將信息直接轉換得到的較低 頻率的原始電信號稱為基帶信號。發(fā)送設備的作用產(chǎn)生適合傳輸?shù)男盘枺词拱l(fā)送信號的特性和信道特性相匹配，具有抗噪聲的能力，并且具有足夠的功率滿足原距離傳輸?shù)男枨?。對于任何一個通信系統(tǒng)，均可視為由發(fā)送端、信道和接收端三大部分組成（如圖 1 所示）。 final output SNR plot FM input baseband signal after the modulation and demodulation system of relations and, through parison with the theoretical results to analyze waveforms and noise affect the correctness of the simulation process of modulation and demodulation of the FM signal demodulation . In the course design , system development platform for Windows7, the platform running MATLAB program pleted and FM modulation and demodulation noise superimposed on the demodulation results after observation and analysis . Keywords : FM Modulation Demodulation MATLAB Noise 《武漢理工大學 MATLAB 課程設計報告》 1 一 ． 通信系統(tǒng)簡介 通信的目的是傳輸信息。 關鍵詞 : FM 調(diào)制 解調(diào) MATLAB 噪