1、PAM 的調制與解調第 1 頁 共 17 頁PAM 調制與解調系統的MATLAB實現及性能分析摘要：在通信系統中， 調制與解調是實現信號傳遞必不可少的重要手段。 所謂調制是用一個信號去控制另一個信號的某個參量， 產生已調制信號。 解調則是調制的相反過程，而從已調制信號中恢復出原信號。 用信號去控制周期脈沖序列的幅度稱為脈沖幅度調制（ PAM ）。本課程設計主要介紹了 PAM 調制與解調過程，調制前后發生的變化，加上噪聲后波形出現的各種變化，通過星座圖、眼圖、波形圖等來觀察。在課程設計中，系統開發平臺為 Windows XP ，程序設計與仿真均采用 MATLAB 集成環境下的 Simulink

2、仿真平臺，最后仿真詳單與理論分析一致。關鍵詞： Matlab/Sumulink 仿真平臺；通信系統；PAM 調制與解調；噪聲1 引言1.1 課程設計目的通過本課程的學習我們不僅能加深理解和鞏固理論課上所學的有關PAM調制與解調的基本概念、 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；同時對我們進行良好的獨立工作習慣和科學素質的培養，為今后參加科學工作打下良好的基礎。1.2 課程設計內容PAM 的調制與解調第 2 頁 共 17 頁利用 MATLAB 集成環境下的 Simulink 仿真平臺 , 設計一個 PAM調制與解調系統 . 用示波器觀察調制前后的信號波形; 用頻譜分析模塊

3、觀察調制前后信號頻譜的變化 ; 加上各種噪聲源 , 觀察波形變化 ; 最后根據運行結果和波形來分析該系統性能。2 PAM 基本原理2.1 PAM 調制信號的頻譜設：基帶模擬信號的波形為m(t)，其頻譜為 M(f)；用這個信號對一個脈沖載波 s(t)調幅， s(t)的周期為 T，其頻譜為 S(f)；脈沖寬度為，幅度為 A；并設抽樣信號 ms(t)是 m(t)和 s(t)的乘積。則抽樣信號 ms( t ) 的頻譜就是兩者頻譜的卷積：M s ( f ) M ( f ) S( f )Asin c(n f H )M ( f 2nfH )T n式中 sinc( n fH) = sin(n fH) / (

4、n fH)2.2 PAM 調制過程的波形和頻譜圖m(tM(f)(a)-fH0fHf(b)s(t|S(f)A|fs-3T -2T -T0T 2T 3T t-1/T01/Tf(c)(d)ms(t)fstf(e)-fH(f)PAM的調制與解調第3頁共17 頁由上圖看出，若s(t)的周期T(1/2 fH) ，或其重復頻率fs2 fH ，則采用一個截止頻率為fH 的低通濾波器仍可以分離出原模擬信號。2.3解調是調制的逆過程3PAM 系統的 Simulink 仿真與性能分析3.1 正弦波矩形抽樣建立對基本正弦信號的矩形波抽樣(3)原理圖如圖 3-1圖 3-1 正弦函數矩形波抽樣原理圖（ 2）主要參數設置如

5、圖 3-2 ， 3-3PAM 的調制與解調第 4 頁 共 17 頁圖 3-2 矩形波的參數設置圖 3-3正弦波的參數設置（3）波形如圖 3-4 所示PAM 的調制與解調第 5 頁 共 17 頁圖 3-4 正弦波矩形取樣的波形圖3.2 矩形波調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星座圖。（ 1）原理圖，如圖3-5 所示圖 3-5 矩形波調制原理圖（ 2）主要參數設置，傳輸碼元時隙為 1ms，要求調制輸出電平最小距離為 2，PAM 的調制與解調第 6 頁 共 17 頁高斯信道加入噪聲方差為0.05ms。圖 3-6 矩形波參數設置圖 3-7 8-PAM

6、調制參數設置PAM 的調制與解調第 7 頁 共 17 頁圖 3-8高斯信道參數設置（ 3）波形仿真結果如圖 3-9 ，3-10 所示，可見調制輸出信號點位于復平面實軸方向上， 是一維的，共 8 個點，點間最小距離為 2。經過高斯信道后，接收信號點受到干擾而以高斯分布概率密度函數規律以各點發送信號為期望散步于發送信號附近。 方差約大，接收信號點的分散程度越高。圖 3-9 矩形波調制后星座圖PAM 的調制與解調第 8 頁 共 17 頁圖 3-10 矩形波調制后加高斯噪聲后星座圖3.3矩形波抽樣后解調將上面調制的基本矩形波形修改為余弦波，即 g(t)=1-cos(2*pi/T),其余參數不變，觀察調

7、制輸出的眼圖，星座圖，等效基帶信號的波形。（ 1）原理圖圖 3-11上余弦調制PAM 的調制與解調第 9 頁 共 17 頁（ 2）參數設置，傳輸碼元時隙為 1ms，要求調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 矩形波參數設置圖 3-13 M-PAM調制PAM 的調制與解調第 10 頁 共 17 頁圖 3-14 正弦波參數設置圖 3-15高斯噪聲信道參數設置PAM 的調制與解調第 11 頁 共 17 頁(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 星座圖波形設置PAM 的調

8、制與解調第 12 頁 共 17 頁圖 3-18升余弦波形3.4 矩形波解調在對矩形波調制后進行解調（ 1）調制解調原理圖 3-19 解調原理圖PAM 的調制與解調第 13 頁 共 17 頁（2）調制解調器參數設置如圖3-20 ，3-21 ，3-22圖 3-20矩形波參數設置圖 3-21調制器參數設置PAM 的調制與解調第 14 頁 共 17 頁圖 3-22 解調器參數設置（ 3）調制解調波形如圖 3-23 ，3-24圖 3-23 基帶波形PAM 的調制與解調第 15 頁 共 17 頁圖 3-24 PAM 解調波形PAM 的調制與解調第 16 頁 共 17 頁4 結束語本次課程設計在剛開始的過程

9、中無從下手，手忙腳亂，時間又緊迫，不太清楚相關原理， 不知道做課程設計的步驟，后來通過查看資料， 但通過有效的方法，網上查找有關此課程設計所需的資料，了解課程設計的核心部分，從而用Matlab/Sumulink 仿真平臺進行仿真，最后用理論進行驗證，得到運行結果與理論結果一致。這次課程設計讓我學到了很多東西，不僅鍛煉了我的動手能力，加深了對 PAM 有關知識的了解，也使我對課程設計的流程有了一定的了解，從理論的高度對設計工作的現代化提高一些有針對性的建議和設想， 檢驗學習成果， 看一看課堂學習與實際工作到底有多大差距， 并通過綜合分析，找出學習中存在的不足，以便為完善學習計劃， 更邊學習內容提供實踐依據。 讓我深刻了解到理論聯系實際的重要性， 并且增加了自己的自信， 這次課程設計自己獨立完成， 獲得了成功的喜悅，同時提高了我的動手實踐和組織能力，這次設計培養了我的設計思維，增加了實際操作能力，并讓我收獲了很多，給我很多啟迪。使我受益匪淺，對我以后的工作和學習是一筆寶貴的財富。PAM 的調制與解調第 17 頁 共 17 頁參考文獻1 樊昌