包络检波和相干解调仿真.docx
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包络检波和相干解调仿真
《通信原理》
课程设计报告
题目：
基于MATLAB/simulink调幅的包络检波和相干解调仿真
院系：
计算机与信息工程学院
专业：
通信工程
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
任务文档
第一阶段：
1、项目名称
2、项目内容
3、项目完成计划
4、设计软件介绍
5、参考资料
第二阶段：
1、功能介绍
2、整体仿真模型
第三阶段：
1、信源部分
2、信道部分
3、解调部分
4、误码率计算部分
第四阶段：
仿真模型
1）方差为1的仿真波形
2）方差为变量的仿真波形
第五阶段：
个人总结（手写）
第一阶段
1、项目名称
基于MATLAB/simulink的2ASK数字频带传输系统建模与仿真
2、项目内容
本课程设计主要运用MATLAB集成环境下的simulink仿真平台在不同输入信噪比条件下仿真测量包络检波解调和同步相干解调对调幅波的解调输出信噪比，观察包络检波解调的门限效应。
进行包络检波和相干解调的信噪比输出到显示器，根据显示器结果观察包络检波和相干解调的性能。
3、项目完成计划
本课程设计时间为一周，第一天用来熟悉MATLAB软件，以及各模块元器件；第二天绘制仿真模型；接下来的两天便是对构建的仿真模型进行仿真调试；最后一天进行课程设计答辩
4、设计软件介绍
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。
Simulink的主要功能包括：
（1）交互式、图形化的建模环境 ；
（2）交互式的仿真环 ；（3）专用模块库 （4）提供了仿真库的补充和定制机制 ；（5）与MATLAg工具箱的集成Simulink与MATLAB是高度集成在一起的，因此Simulink和MTLAB之间可以进行灵活的交互操作。
5、参考资料
【1】通信原理及MATLAB/simulink仿真，张水英、徐伟强编著，人民邮电出版社
【2】MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用，徐明远、邵玉斌编著，西安电子科技大学出版社
【3】MATLAB/simulink通信系统建模与仿真实例分析，邵玉斌编著，清华大学出版社
【4】通信系统课程设计与实验教程，雷箐主编，科学出版社
第二阶段
1、功能介绍
整个调幅的包络检波和相干解调的仿真系统的调制与解调过程为：
首先包络检波是将信号源的输出信号和直流分量相加然后与载波相乘和随机噪声相加制造高斯白噪声信道经过包络检波和低通滤波器输出到显示器并且经过信噪比计算模块计算信噪比，相干解调直接将载波与经过高斯白信道信号相乘进行解调输出到显示器和经过信道计算模块输出信噪比。
（1）发送端：
基带信号采用的Signal Generator产生频率为1000Hz振幅为0.3的正弦波，调制的目的一是将信号频谱搬移到适合信道传输的区域，载波是信号采用的Signal Generator产生频率为1MH振幅为1的正弦波，并将基带信号相加一个常数与载波相乘构成输入信号。
（2）信道：
信道采用RandomNumber构成的加性高斯白噪声信道，加性高斯白噪声（AWGN）从统计上而言是随机无线噪声，其特点是其通信信道上的信号分布在很宽的频带范围内。
（3）接收端：
解调方式有两种：
包络检波和相干解调。
包络检波法：
通过Saturation的包络检波模块过滤掉下边带接着进行低通滤波输出到scope显示波形并且经过信噪比计算模块输出到Display显示信噪比
相干解调：
将载波与经过加性高斯白噪声信道的信号相乘通过低通滤波器输出到scope显示波形并且经过信噪比计算模块输出到Display显示信噪比
（4）信噪比测量子系统内部结构：
采用带阻滤波器和带通滤波器将包络检波和相干解调的解调后的波形惊醒基带信号和噪声分离，经过零阶保持器和缓存器后通过Variance模块计算功率，经过dBconversion转换公式经过Fcn函数计算信噪比
2、整体仿真模型
第三阶段
1、总框图部分
（1）
模块名称：
Signal Generator:
模块功能：
信号发生器，产生基带信号
参数设置：
Wave form:
sine
Amplitude:
0.3
Frequency:
1000
模块名称：
Signal Generator1
模块功能：
信号发生器，产生载波信号
参数设置：
Wave form:
sine
Amplitude:
1
Frequency:
1000000
（2）
模块名称：
Random Number:
功能介绍：
随机噪声发生器，产生高斯正态分布随机信号，这里用来构造高斯白噪声信道
参数设置：
Mean:
0
Variance:
1
（3）
模块名称：
product（乘法器）
（4）
模块名称：
Scope（示波器）
模块功能：
Scope模块是示波器模块，可以在仿真结束后打开模块观察输出轨迹
参数设置：
Time range:
0.01
（1）
模块名称：
Analog Filter Design:
参数设置：
Design method:
Butterworth
Filter type:
Lowpass
Filter Order:
2
（2）
模块名称：
Display:
模块功能：
显示SNR的结果
参数设置：
Format:
short
（3）
模块名称：
ToWorkspace
模块功能：
将数据写到工作空间
参数设置：
Variancename：
SNR_out
Saveformat：
Array
（3）
模块名称：
constant
模块功能：
生成一个常量值
2、信噪比测量子系统内部结构部分
（1）
模块名称：
Analog Filter Design:
参数设置：
Filter type:
Bandstop
Lower passband edge frequency （rads/sec）:
2*pi*900
Upper passband edge frequency （rads/sec）:
2*pi*1100
（2）
模块名称：
Analog Filter Design:
参数设置：
Filter type:
Bandpass
Lower passband edge frequency （rads/sec）:
2*pi*900
Upper passband edge frequency （rads/sec）:
2*pi*1100
（3）
模块名称：
Zero-Order Hold
模块功能：
实现一个采样周期的零阶保持
参数设置：
Sample time:
6.23e-8
（4）
模块名称：
Variance
模块功能：
计算向量的方差
（5）
模块名称：
Buffer
模块功能：
提高系统的稳定性，防止数据的急剧变化
参数设置：
Output buffersize:
1.6051e+005
（6）
模块名称：
dB Conversion
模块功能：
分别对纯信号和混合信号做对数变换
参数设置：
Convert to:
dB
Input signal:
Power
（6）
模块名称：
Fun
模块功能：
对输入应用制定的表达式
参数设置：
Expression:
u（3）-u
（1）
Expression:
u（4）-u
（2）
第四阶段
1、Scope端的波形图
2、当Vaiance模块的方差为变量Variance=sigma2
脚本程序zzm.m
SNR_in_dB=-10:
2:
30;
SNR_in=10.^（SNR_in_dB./10）;
m_a=0.3;
P=0.5+（m_a^2）/4;
fork=1:
length（SNR_in）
sigma2=P/SNR_in（k）;
sim（'zz.mdl'）;
SNRdemod（k,:
）=SNR_out;
end
plot（SNR_in_dB,SNRdemod）;
xlabel（'输入信噪比dB'）;
ylabel（'解调输出信噪比dB'）;
legend（'包络检波','相干解调'）;
运行后得到的仿真结果如下图，图中给出了不同输入信噪比下两种解调器输出的信噪比曲线。
从图中可见，高输入信噪比情况下，相干解调方法下的输出解调信噪比大致比包络检波法好3dB左右，但是在低输入信噪比情况下，包络检波输出信号质量急剧下降，这样我们就通过仿真验证了包络检波的门限效应。
并且仿真波形图如所示
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