通信系统综合设计与实践(基于MATLAB的单边带调制)

通信系统综合设计与实践题目基于MATLAB的单边带调制院（系）名称信息工程学院通信系专业名称通信工程学生姓名学生学号指导教师第页摘要本文主要介绍了单边带调制与解调的基本原理，以及在对基本原理理解的基础上进行MATLAB仿真，使之能够在计算机中实现各种条件下的调制与解调结果，直观易懂且节约成本。双边带调幅所产生的上下两个边带包含的信息相同，所以只需要传输其中任意一个边带就可以了。将DSB信号中某一个边带去除，所得到的就是单边带调制信号。单边带调制的方法有滤波法和相移法。解调用相干解调。由仿真可以看出调制后的信号与原基带信号的频谱形状没有改变，仅是位置发生变化。相干解调后输出时域波形与基带信号波形相似，若本地载波与发送调制载波之间存在频差和相位差，则解调输出的时域波形将产生严重失真，但幅度谱失真不大。关键词：单边带调幅，MATLAB，仿真目录TOC\o"1-3"\h\u293221单边带调幅系统的组成原理 13871.1单边带信号的调制原理 197911.2单边带信号的解调原理 3206752仿真程序及原理框图 476772.1试验程序 4192462.2系统原理框图 6213533仿真实验结果 7245763.1信号频谱图 731553.2信号波形图 828804总结 921562参考文献 111单边带调幅系统的组成原理1.1单边带信号的调制原理(1)滤波法调制(频率区分法)滤波法产生SSB信号的模型如下图所示图1.1滤波法调制图LPF、HPF需要理想的形式,但是实际上是做不到的,过渡带不可能是0。因此需要采用多级调制[6]。采用二级调制的系统框图如下图所示图1.2二级调制模型图工作原理:当频率较低的时候,滤波器具有陡峭的频率,因此是一个截止频率点较低的低通或高通滤波器。是一个带通滤波器,通常截止频率点选得较高。二次调制的调制频率需满足:载波信号的频率+载波信号的频率=[7]。用滤波法形成上边带信号的频谱图如下图所示图1.3滤波法形成上边带信号的频谱图滤波法的技术难点是边带滤波器的制作。因为实际滤波器在载频处都不具有陡峭的截止特性，而是有一定的过渡带[8]。(2)移相法调制移相法产生SSB信号的模型如下图所示图1.4移相法调制图图中-为相移网络;经过相移网络后,输出为。经过相移网络后,将所有的频率成份移相-,实际上是一个希尔波特(Hilbert)变换(也可以用一个宽带相移网络来代替)。1.2单边带信号的解调原理解调就是把接收来的SSB信号经过处理,滤掉载波成分,使之还原成发射之前的有用的信息。即由变成的过程。SSB信号的解调方法——相干解调法相干解调也叫同步检波。解调与调制的实质是一样的，均是频谱搬移。调制是把基带信号的频谱搬到载频位置，这一过程可以通过一个相乘器与载波相乘来实现。解调则是调制的反过程，即把在载频位置的已调信号的频谱搬回到原始基带位置。因此同样可以用相乘器与载波相乘来实现。相干解调方法的模型如图所示图1.5相干解调法模型图下面从时域和频域两个角度进行分析时域分析经滤波器后,输出为 频域分析经滤波器后,输出为相干解调要求本地载波的频率和相位必须严格。2仿真程序及原理框图2.1试验程序实验程序如下：clearallts=0.0025;t=0:ts:5-ts;fs=1/ts;df=fs/length(t);msg=randint(10,1,[-3,3],123);msg1=msg*ones(1,fs/2);msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs;f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2);title('消息信号')fc=300;s1=0.5*msg2.*cos(2*pi*fc*t);hmsg=image(hilbert(msg2));s2=0.5*hmsg.*sin(2*pi*fc*t);Sussb=s1-s2;y=Sussb.*cos(2*pi*fc*t);Y=fft(y)./fs;f_stop=100;n_stop=floor(f_stop/df);How=zeros(size(f));How(1:n_stop)=4;Hlow(length(f)-n_stop+1:end)=4;DEM=Y.*Hlow;dem=real(ifft(DEM)*fs;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sussb,20,'measured');y2=y1.*cos(2*pi*fc*t);Y2=fft(y2)./fs;DEM1=Y2.*Hlow;dem1=real(ifft(DEM1))*fs;subplot(3,1,3)plot(t,dem1)title('信噪比为20dB时的解调信号')2.2系统原理框图图2.1系统原理框图3仿真实验结果3.1信号频谱图原始信号频谱：图3.1原始信号频谱SSBAM调制信号的频谱：图3.2SSBAM调制信号的频谱SSBAM解调后信号的频谱：图3.3SSBAM解调后信号的频谱3.2信号波形图原始信号波形：图3.3原始信号波形经过SSBAM调制的信号波形：图3.4经过SSBAM调制的信号波经过SSBAM解调的信号波形：图3.5经过SSBAM解调的信号波形4总结在这次设计中，对SSB的调制解调原理更了解，成功地用MATLAB完成了对SSB调制解调过程的仿真实现。在设计过程中，将MATLAB与通信原理结合起来运用，根据书中介绍的解调原理自主设计所要运用的器件并调整其参数，对解调信号结合理论进行分析并总结，分析仿真结果，得出SSB调制解调的性能。5参考文献[1]张志涌.matlab教程[M].北京航天航空大学出版社，2009年6月第7次出版：187-194、297-310.