调幅广播系统的仿真

通信原理课程设计

题目：调幅广播系统的仿真

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2012年 06 月03日

目录

摘要 (3)

1引言 (4)

1.1设计目的及任务要求 (4)

1.2课程设计内容 (4)

2调幅广播系统的模型及仿真环境 (4)

2.1MATLAB及S IMULINK建模环境简介 (4)

2.2调幅广播系统介绍 (4)

2.3模型参数指标 (5)

2.4仿真参数设计 (5)

3. 系统的建立与仿真 (6)

3.1仿真参数设计 (6)

3.2系统中仿真模块参数的设置 (8)

3.3S COPE 端的最终波形图 (9)

4. 总结与体会 (10)

5.参考文献 (10)

摘要

本文主要是利用MATLAB来实现调幅广播系统的仿真设计。该设计模块包含信源，调制，滤波器模块，信道及信宿。并为各个模块进行相应的参数设置在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作,最后通过观察仿真图形进行系统的性能评价。

关键词：MATLAB Simulink 调幅

1 引言

1.1 设计目的及任务要求

1．学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证；

2．学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题；

3. 通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。

4. 用MATLAB完成调幅广播系统的仿真。

1.2 课程设计内容

用MATLAB进行仿真设计,本次是设计一个调幅广播系统。

2 调幅广播系统的模型及仿真环境

2.1MATLAB及Simulink建模环境简介

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。

2.2调幅广播系统介绍

模拟幅度调制是无线电最早的远距离传输技术。在幅度调制中，以声音信控制高频率正弦信号的幅度，并以幅度变化的高频率正选信号放大后经过天线发射出去，成为电磁波辐射。

波动的信号要能够有效地从天线发送出去，或者有效地将信号接收过来，需要天线的长度至少达到波长的四分之一。声音转换成电信号后其波长为15～

15000km 之间，实际中不能造出这样长度的天线进行有效的信号收发。因此需要将象声音信号这样的低频信号搬到较高的频段上去，以便通过较短的天线发射出去。例如：移动通信所使用的900MHz 频率段上的电磁波信号长度约为0.33米，其收发天线的尺寸应为波长的四分之一，即约8cm 左右。而调幅广播中波范围为550~1605kHz ，短波约为3·30MHz ，其波长范围在几十米到几百米，相应的天线要长一些。

人耳可闻的声音信号通过话筒转化为波动的电信号，其频率范围为20~20kHz 。大量实验发现，人耳对语音频率敏感区域约为300~3400Hz,为了节约频带带宽资源，国际标准中将电话通信的传输频带规定为300~3400Hz 。调幅广播除了传输语音之外，还要播送音乐节目，这就需要更宽的频带。一般而言，调幅广播的传输频率范围约为100~6000Hz 。

2.3 模型参数指标

(1) 基带信号：音频最大幅度为1。基带测试信号频率在100~6000Hz 内可调

(2) 载波：给定幅度的正弦波，为简单起见，初始相位设为设为0，频率为

550~1605kHz 可调。

(3) 接收机选频滤波器带宽为12kHz ，中心频率为1000 kHz 。

(4) 信道中加入噪声。当调制度为0.3时，设计接收机选频滤波器输出信噪

比为20dB 。要求设计信道中应加入噪声的方差，并能够测量接收选频滤波器实际输出信噪比。

2.4 仿真参数设计

系统工作最高频率为调幅载波频率1605kHz ，设计仿真采样率为最高工作频率的10倍左右，因此取仿真步长为

8max

1 6.231010step t s f -==⨯ 相应的仿真带宽为仿真采样频率的一半，即

1

8025.72step W kHz t == 设基带测试正弦信号为()cos2m t A Ft π= ，载波为()cos 2c c t f t π=，则调制度为为 a m 的调制输出信号 ()s t 为

()(1cos 2)cos 2a c s t m Ft f t ππ=+

显然，()s t 的平均功率为

20.54a m P =+

设信道无衰减，其中加入的白噪声功率谱密度为02N ，那么仿真带宽内噪声的方差为