模拟角度调制系统仿真：FM与PM调制解析

"青岛农业大学理学与信息科学学院通信系统仿真课程设计报告——模拟角度调制系统仿真" 在通信系统中，模拟角度调制是一种常见的信号处理技术，主要包括频率调制（FM）和相位调制（PM）。这次设计任务旨在让学生深入理解这两种调制方式的原理，并通过仿真来实现它们，同时比较其性能。 1. 频率调制（FM）：FM是通过改变载波频率来编码信息的方式。公式(2-1)表示了频率调制的一般形式，其中f_c是载波频率，m(t)是调制信号，β是调频指数。FM的特点是调频波的幅度保持恒定，这使得它对非线性器件的影响较小，具有良好的抗快衰落能力。在实际应用中，如广播、卫星通信等领域，宽频带频率调制（WBFM）因其强大的抗干扰能力和信噪比的可调整性而被广泛采用。 2. 相位调制（PM）：PM则是通过改变载波相位来携带信息。FM和PM在数学表达上非常相似，如果没有调制信号的具体形式，很难区分两者。调相可以通过直接调相法或间接调相法实现，这两种方法分别通过改变振荡器的频率或相位来生成调相信号。 3. 系统仿真：在AWGN（Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪声）信道中进行仿真，是模拟现实世界通信环境的一种常见做法。仿真过程中，需要设计和编写程序来实现FM和PM的调制与解调，并生成调制信号、已调信号的波形图和频谱图。通过比较调制后的带宽和信噪比（SNR）参数，可以评估不同调制方式在特定信道条件下的性能差异。 4. 设计任务：学生需要确定合适的仿真算法，构建仿真模型，然后编程实现FM和PM的调制与解调。这包括初始化设置，添加高斯白噪声，运行仿真并记录结果。最后，对仿真结果进行分析，比如比较FM和PM在带宽占用和抗噪声性能上的区别。 5. 模拟通信系统模型：一个典型的模拟通信系统包含信源、调制器、信道、接收滤波器和解调器。调制器的作用是将信息信号转换成适合信道传输的形式，而接收滤波器则用来去除不需要的噪声和干扰。 这个设计任务不仅要求学生掌握基本的调制理论，还要求他们具备实际操作和分析通信系统仿真的能力，这对于理解通信系统的复杂性和优化设计策略至关重要。通过这样的实践，学生能够更好地理解和应用所学的理论知识。