《軟件無線電》實(shí)驗(yàn)設(shè)計new

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1、中國人民解放軍空軍工程大學(xué)航空航天工程學(xué)院《軟件無線電》實(shí)驗(yàn)設(shè)計2010級導(dǎo)航工程(航空)專業(yè)題目AM調(diào)制的相干解調(diào)及頻譜分析姓名蔣林宏學(xué)號311201006029指導(dǎo)教師向新2013年6月22日摘要本實(shí)驗(yàn)設(shè)計主要利用MATLAB環(huán)境作為仿真平臺，設(shè)計一個AM調(diào)制輸入信號的模型，通過高斯白噪聲信道，在接收端進(jìn)行相干解調(diào)，并作頻譜分析，把運(yùn)行仿真結(jié)果，進(jìn)行理論分析，根據(jù)所得數(shù)據(jù)對軟件無線電相關(guān)調(diào)制理論進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過調(diào)試，初步實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，得到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。關(guān)鍵詞：AM調(diào)制;相干解調(diào)；頻譜分析；MATLAB第一章

2、緒論本實(shí)驗(yàn)是在MATLAB集成環(huán)境下，設(shè)計一個AM調(diào)制與相干解調(diào)通信系統(tǒng)，并在MATLAB平臺上仿真，并把運(yùn)行仿真結(jié)果輸入顯示器，拿解調(diào)輸出的波形與基帶信號進(jìn)行比較，根據(jù)現(xiàn)實(shí)結(jié)果分析所設(shè)計的系統(tǒng)性能。MATLAB是一種可交互式使用又能解釋執(zhí)行的計算機(jī)編程語言，利用簡單的命令，能快速完成其他高級語言只有通過復(fù)雜編程才能實(shí)現(xiàn)的數(shù)值運(yùn)算和圖形現(xiàn)實(shí)。該實(shí)驗(yàn)是建立在MATLAB基礎(chǔ)上的動態(tài)系統(tǒng)仿真工具。利用MATLAB工具箱可以快速完成各類數(shù)值計算、符號計算和數(shù)據(jù)可視化等任務(wù)，可以解決有關(guān)線性代數(shù)、矩陣分析、微積分、微分方程

3、、信號與系統(tǒng)、信號分析與處理、系統(tǒng)控制等領(lǐng)域的問題;利用Simulink機(jī)器模塊庫，則能夠方便的穿件各種動態(tài)系統(tǒng)的模型并進(jìn)行仿真，可以用來仿真線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)、連續(xù)和離散的混合系統(tǒng)、多速率采樣系統(tǒng)以及單任務(wù)或多任務(wù)的離散事件驅(qū)動系統(tǒng)。1.1課程設(shè)計目的設(shè)計一個AM調(diào)制與相干解調(diào)系統(tǒng)，分別在高斯白噪聲信道中運(yùn)行，并把運(yùn)行結(jié)果輸入顯示器，根據(jù)現(xiàn)實(shí)結(jié)果分析驗(yàn)證調(diào)制理論。1.2課程設(shè)計的步驟第二章基本理論在通信系統(tǒng)中，信道所能提供的帶寬通常比傳送一路信號所需的帶寬寬得多。如果一個信道只傳送一路信號是

4、非常浪費(fèi)的，為了能夠充分利用信道的帶寬，就可以采用頻分復(fù)用的方法。在頻分復(fù)用系統(tǒng)中，信道的可用頻帶被分成若干個互不交疊的頻段，每路信號用其中一個頻段傳輸，因而可以用濾波器將它們分別濾出來，然后分別進(jìn)行相干解調(diào)接收。圖1頻分復(fù)用系統(tǒng)框圖幅度調(diào)制（AM）是用調(diào)制信號去控制高頻整選擇的幅度，使其按調(diào)制信號的規(guī)律變化的過程。圖2AM調(diào)制輸入信號模型相干解調(diào)：相干解調(diào)也叫同步檢波。解調(diào)與調(diào)制的實(shí)質(zhì)一樣，均是頻譜搬移。調(diào)制是把基帶信號的頻譜搬到了載頻的位置，，這一過程可以通過一個相乘器與載波相乘來實(shí)現(xiàn)。解調(diào)則是調(diào)制的逆過程，即

5、把在載頻位置的已調(diào)信號的譜搬回到原始基帶位置，因此同樣可以用相乘器與載波相乘來實(shí)現(xiàn)。圖3AM信號相干解調(diào)模型第三章系統(tǒng)設(shè)計3.1構(gòu)建AM的調(diào)制框圖按照設(shè)計的各項(xiàng)要求，以及AM信號的調(diào)制原理，在仿真模型窗口選擇合適的器件并在模塊中畫出AM調(diào)制的電路級框圖?？驁D及各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置如下：圖4AM信號調(diào)制線路框圖進(jìn)行AM調(diào)制時，根據(jù)實(shí)際要求分別要對基帶信號，直流信號，載波信號，基帶信號的功率譜密度與調(diào)制信號的功率譜密度參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。圖5基帶信號參數(shù)設(shè)置圖6載波信號的參數(shù)設(shè)置圖7AM調(diào)制波形圖從圖中可以看出AM信號的包絡(luò)與基帶信

6、號形狀完全一致，調(diào)制后的波形符合理論上調(diào)制的波形，所以調(diào)制電路設(shè)計成功。3.2構(gòu)建高斯白噪聲的相干解調(diào)的框圖框圖按照設(shè)計的各項(xiàng)要求，以及AM信號的調(diào)制原理，在仿真模型窗口選擇合適的器件并在模塊中畫出加高斯白噪聲的的AM調(diào)制和相干解調(diào)的電路級框圖?？驁D及各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置如下：圖8信道加入高斯白噪聲的框圖圖9高斯噪聲的參數(shù)設(shè)置從解調(diào)輸出端的波形看看出，信號經(jīng)過信道傳輸和噪聲的影響，解調(diào)后出現(xiàn)了衰減和誤差。圖10高斯噪聲影響下的分布波形圖1第四章仿真接下來就是對構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)行仿真，運(yùn)行完成后可以通過示波器和功率譜模塊觀察調(diào)制

7、和解調(diào)結(jié)果，在理想信道時調(diào)制波形圖如下圖：圖11AM調(diào)制后頻譜圖圖12相干解調(diào)頻譜圖從頻譜圖可以看出解調(diào)發(fā)生了延時，基帶信號頻譜基本相同，解調(diào)成功。圖13受到噪聲影響解調(diào)頻譜圖將圖12與圖4.3進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)解調(diào)頻譜受到了損壞，這說明噪聲會影響解調(diào)的效率，在實(shí)際工作中應(yīng)該盡量減少噪聲的影響使解調(diào)達(dá)到最大效率。第五章總結(jié)與展望通過對軟件無線電原理與技術(shù)這門課程一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我順利完成了教員布置的任務(wù)。這是我第一次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計，在這次設(shè)計中，使用MATLAB仿真平臺時，感到比較生疏，原理不太熟悉，但經(jīng)過不斷地嘗試與摸索

8、，以及到學(xué)院圖書館搜集整理資料，并與其他相似課題的學(xué)員交流經(jīng)驗(yàn)后，開始逐漸了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計的步驟方法，也對MATLAB實(shí)驗(yàn)平臺的使用方法有了進(jìn)一步了解。在調(diào)試實(shí)驗(yàn)過程中時，由于操作比較生疏，實(shí)驗(yàn)有較多不完善之處，通過與向教員溝通，使得整個實(shí)驗(yàn)設(shè)計得到優(yōu)化，在這里非常感謝教員的指導(dǎo)。經(jīng)過這次的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，讓我對軟件無線電的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識，收益良多，也達(dá)到了實(shí)驗(yàn)