PAM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn)

1、 PAM的調(diào)制與解調(diào) 第17頁(yè) 共17頁(yè) PAM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn)及性能分析摘要：在通信系統(tǒng)中，調(diào)制與解調(diào)是實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞必不可少的重要手段。所謂調(diào)制是用一個(gè)信號(hào)去控制另一個(gè)信號(hào)的某個(gè)參量，產(chǎn)生已調(diào)制信號(hào)。解調(diào)則是調(diào)制的相反過程，而從已調(diào)制信號(hào)中恢復(fù)出原信號(hào)。用信號(hào)去控制周期脈沖序列的幅度稱為脈沖幅度調(diào)制（PAM）。本課程設(shè)計(jì)主要介紹了PAM調(diào)制與解調(diào)過程，調(diào)制前后發(fā)生的變化，加上噪聲后波形出現(xiàn)的各種變化，通過星座圖、眼圖、波形圖等來觀察。在課程設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)為Windows XP，程序設(shè)計(jì)與仿真均采用MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái)，最后仿真詳單與理論分析一

2、致。關(guān)鍵詞：Matlab/Sumulink仿真平臺(tái)；通信系統(tǒng)； PAM調(diào)制與解調(diào)；噪聲1 引 言1.1 課程設(shè)計(jì)目的通過本課程的學(xué)習(xí)我們不僅能加深理解和鞏固理論課上所學(xué)的有關(guān)PAM調(diào)制與解調(diào)的基本概念、基本理論和基本方法，而且能鍛煉我們分析問題和解決問題的能力；同時(shí)對(duì)我們進(jìn)行良好的獨(dú)立工作習(xí)慣和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，為今后參加科學(xué)工作打下良好的基礎(chǔ)。1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容利用MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái),設(shè)計(jì)一個(gè)PAM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng).用示波器觀察調(diào)制前后的信號(hào)波形;用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后信號(hào)頻譜的變化;加上各種噪聲源,觀察波形變化;最后根據(jù)運(yùn)行結(jié)果和波形來分析該系統(tǒng)性能。2 P

3、AM基本原理2.1 PAM調(diào)制信號(hào)的頻譜設(shè)：基帶模擬信號(hào)的波形為m(t)，其頻譜為M(f)；用這個(gè)信號(hào)對(duì)一個(gè)脈沖載波s(t)調(diào)幅，s(t)的周期為T，其頻譜為S(f)；脈沖寬度為t，幅度為A；并設(shè)抽樣信號(hào)ms(t)是m(t)和s(t)的乘積。則抽樣信號(hào)ms(t)的頻譜就是兩者頻譜的卷積：式中 sinc(ntfH) = sin(ntfH) / (ntfH)2.2 PAM調(diào)制過程的波形和頻譜圖 tAt(e)(c)0T2T3T-T-2T-3T(a)m(t)s(t)ms(t)fH-fHfM(f)(b)01/T0-1/Tfs|S(f)|(d)f(f)fs-fHf由上圖看出，若s(t)的周期T £

4、; (1/2fH)，或其重復(fù)頻率fs ³ 2fH，則采用一個(gè)截止頻率為fH的低通濾波器仍可以分離出原模擬信號(hào)。2.3 解調(diào)是調(diào)制的逆過程3 PAM系統(tǒng)的Simulink仿真與性能分析3.1正弦波矩形抽樣建立對(duì)基本正弦信號(hào)的矩形波抽樣(3) 原理圖如圖3-1 圖3-1 正弦函數(shù)矩形波抽樣原理圖（2）主要參數(shù)設(shè)置如圖3-2，3-3圖3-2 矩形波的參數(shù)設(shè)置圖3-3 正弦波的參數(shù)設(shè)置（3）波形如圖3-4所示圖3-4 正弦波矩形取樣的波形圖3.2矩形波調(diào)制建立基本波形是矩形波形的8-PAM的基帶仿真模型并觀察通過高斯信道傳輸前后的信號(hào)星座圖。（1）原理圖，如圖3-5所示 圖3-5 矩形波調(diào)制

5、原理圖（2）主要參數(shù)設(shè)置，傳輸碼元時(shí)隙為1ms，要求調(diào)制輸出電平最小距離為2，高斯信道加入噪聲方差為0.05ms。圖3-6 矩形波參數(shù)設(shè)置圖3-7 8-PAM調(diào)制參數(shù)設(shè)置圖3-8 高斯信道參數(shù)設(shè)置（3）波形仿真結(jié)果如圖3-9，3-10所示，可見調(diào)制輸出信號(hào)點(diǎn)位于復(fù)平面實(shí)軸方向上，是一維的，共8個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)間最小距離為2。經(jīng)過高斯信道后，接收信號(hào)點(diǎn)受到干擾而以高斯分布概率密度函數(shù)規(guī)律以各點(diǎn)發(fā)送信號(hào)為期望散步于發(fā)送信號(hào)附近。方差約大，接收信號(hào)點(diǎn)的分散程度越高。圖3-9 矩形波調(diào)制后星座圖圖3-10 矩形波調(diào)制后加高斯噪聲后星座圖3.3 矩形波抽樣后解調(diào)將上面調(diào)制的基本矩形波形修改為余弦波，即g(t)=

6、1-cos(2*pi/T),其余參數(shù)不變，觀察調(diào)制輸出的眼圖，星座圖，等效基帶信號(hào)的波形。（1）原理圖圖3-11 上余弦調(diào)制（2）參數(shù)設(shè)置，傳輸碼元時(shí)隙為1ms，要求調(diào)制輸出電平最小距離為2，高斯信道加入噪聲方差為0.05ms。圖3-12 矩形波參數(shù)設(shè)置圖3-13 M-PAM調(diào)制圖3-14 正弦波參數(shù)設(shè)置圖3-15 高斯噪聲信道參數(shù)設(shè)置(3)波形圖，仿真得出的眼圖如圖3-16，星座圖如圖3-17，升余弦波形如圖3-18圖3-16 眼圖波形圖3-17 星座圖波形設(shè)置圖3-18 升余弦波形3.4矩形波解調(diào)在對(duì)矩形波調(diào)制后進(jìn)行解調(diào)（1）調(diào)制解調(diào)原理圖3-19 解調(diào)原理圖（2）調(diào)制解調(diào)器參數(shù)設(shè)置如圖3

7、-20，3-21，3-22圖3-20 矩形波參數(shù)設(shè)置圖3-21 調(diào)制器參數(shù)設(shè)置圖3-22 解調(diào)器參數(shù)設(shè)置 （3）調(diào)制解調(diào)波形如圖3-23，3-24圖3-23 基帶波形圖3-24 PAM解調(diào)波形4 結(jié)束語(yǔ)本次課程設(shè)計(jì)在剛開始的過程中無從下手，手忙腳亂，時(shí)間又緊迫，不太清楚相關(guān)原理，不知道做課程設(shè)計(jì)的步驟，后來通過查看資料，但通過有效的方法，網(wǎng)上查找有關(guān)此課程設(shè)計(jì)所需的資料，了解課程設(shè)計(jì)的核心部分，從而用Matlab/Sumulink仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真，最后用理論進(jìn)行驗(yàn)證，得到運(yùn)行結(jié)果與理論結(jié)果一致。這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多東西，不僅鍛煉了我的動(dòng)手能力，加深了對(duì)PAM有關(guān)知識(shí)的了解，也使我對(duì)課程設(shè)計(jì)的流程有了一定的了解，從理論的高度對(duì)設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)代化提高一些有針對(duì)性的建議和設(shè)想，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，看一看課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際工作到底有多大差距，并通過綜合分析，找出學(xué)習(xí)中存在的不足，以便為完善學(xué)習(xí)計(jì)劃，更邊學(xué)習(xí)內(nèi)容提供實(shí)踐依據(jù)。讓我深刻了解到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，并且增加了自己的自信，這次課程設(shè)計(jì)自己獨(dú)立完成，獲得了成功的喜悅，同時(shí)提高了我的動(dòng)手實(shí)踐和組織能力，這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力，并讓我收獲了很多，給我很多啟迪。使我受益匪淺，對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)是一筆寶貴的財(cái)富。參考文獻(xiàn)1 樊昌信 曹麗娜 編著通