DSB标准系统仿真

1、广西科技大学通信原理课程设计说明书课题名称:拟通信系统的建模仿真（釆用mat lab中的simulink实现院（系）：计算机学院专 业：通信工程班 级：通信101班学生姓名：学 号：1. 课程设计目的通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，在通信系统的设计研发过 程中，软件仿真已成为必不可少的一部分，电子设计自动化EDA技术已成为电子 设讣的潮流。随着信息技术的不断发展，涌现出了许多功能强大的电子仿真软件, 如 Workbench、 Protel、 Systemview、 Matlab 等。通信原理是电子通信专业的一门极为重要的专业基础课，山于内容抽象, 基本概念较多，是一门难度较大的课程

2、，要想学好并非易事。采用Mat lab及 Simulink作为辅助教案软件，摆脱了繁杂的计算，可以使学生对书本上抽象的 原理有进一步的感性认识，加深对基本原理的理解。2. 课程设计要求（1）输入：输入模拟信号（例如正弦型单音频信号等），给出其时 域波形和功率谱密度。（2）调制：对输入的模拟信号进行DSB、SSB、PM （三选一）调 制；给出调制后信号的时域波形和功率谱密度。（3）信道：假定信道属于加性高斯信道，或自行设计。（4）解调：DSB、SSB、PM （与所选调制方式相对应）解调， 仿真获得该系统的输出波形，并得到该模拟传输系统的性能指标，即 该系统的输出信噪比随输入信噪比的变化曲线。3相

3、关知识系统原理3.1 DSB调制原理在消息信号m上不加上直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双 边带调制信号，或称抑制载波双边带（DSB-SC）调制信号，简称双边带（DSB） 信号。DSB调制器模型如图3-1,可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直 接相乘。图3-1DSB信号调制器模型其时域和频域表示式分别如下Snsit） = coscatSdsb（3）= % M （e + ca） + M （e - ca）（式 3-1）（式 3-2）除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍 山上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽 与AM信号相

4、同，也为基带信号带宽的两倍，DSB信号的波形和频谱分别如图图32 DSB信号的波形与频谱3-2：3. 2 DSB解调原理因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100%,即全部功率都用于信 息传输。但由于DSB信号的包络不再与m(t)成正比，故不能进行包络检波，需 采用相干解调。图3-3 DSB信号相干解调模型图3-3中SL(t)为本地载波，也叫相干载波，必须与发送端的载波完成同步。 即频率相同时域分析如下：2 1 15P(t) = SosB(t) - SL(t) = m(t)cos ox. = + ni(t)cos2cat2 2(式 3-3)Sp(t)经过低通滤波器LPF,滤掉高频成份，以

5、为m,(/) = Z m(t)(式 3-4)频域分析如下：/ Sp() = Sp(e) H( co)=丄 M (q)(式 3-5)2式中的H(3)为LPF的系统函数。频域分析的过程如图34所示。事实上 Sl “)本地载波和发端载波完全一致的条件是是不易满足的，因此，需要讨论 Sl “)有误差情况下对解调结果的影响。图34 DSB信号相解调过程示意图4. 课程设计分析4- 1调制模块设计新建一个仿真空口模型，将DSB信号调至所需要的模块拖入空口模型中。 图4-3中Signal Generator为正弦基带信号、Signal Generator 1为正弦载波，均使 用离散化的信号。product为

6、乘法器、scope为示波器。连接各模块如下图所示。SignalGeneratofl图43 DSB调制模型双击模块设置基带信号属性：幅度为1,频率为0.5H乙初相位为0。 设置载波信号属性:幅度为1,频率为8H乙 初相位为0。图4-6 DSB信号调制波形图中三路信号波形，第一路为基带信号，第三路为载波，第二路为调制的DSB波形。从图中可以清楚地看出，双边带信号时域波形的包络不同于调制信 号的变化规律。在调制信号零点前处已调波的相位发生了 180。的突变。在调制 信号的正半周期内，已调波的高频相位与载波相同，在调制信号的负半周期内, 已调波的高频相位与载波相反。并且双边带的带宽为基带信号的两倍。4

7、.3加入高斯白噪声PgGsussisn Noise GGnerator图48髙斯白噪声信道传输模型加入噪声后波形出现了一定程度的失真。失真是随着信噪比SNR的变化而 变化的，SNR越小，波形就越接近理想信道波形。4. 4解调模块设计因为DSB信号包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的 包络检波来恢复基带信号，而必须采用相干解调。相干解调也称同步检波，是指 用载波乘以一路与载波相干（同频同相）的参考信号，再通过低通滤波器即可输 出解调信号。解调模块设计模型如图4-10所示：Geneatr2图牛10相丁解调模块模型图43解调模块波形4. 5总体模型i/i图4J4系统总体模型图参数设置

8、：零阶保持器采样时间间隔、噪声源采样时间间隔均设置为6. 23e-8；基带信号为 幅度是1的0. 5Hz正弦波，载波为幅度是1的8Hz的正弦波。用Gaussian Noise模型产生 零均值方差等于1的噪声样值序列，并用加法器实现AWG7信道:带通滤波器用Analog Filter Design模块实现，可设置为8阶带通的，带通为2*pi*6 2*pi*10e5. 仿真图5-1 DSB信号调制波形图中三路信号波形，第一路为基带信号，第四路为载波，第二路为调制的DSB波形，第三路为解调信号。6. 1功率谱分析DSB信号的功率定义为已调信号的均方值，即Pdsb = Sdsb2 = (r)cos2

9、(taz) = w2 (/) + nr (t)cos(2cat) = nr(t)2 2 2（式 5-1）几=丄加2（/）=丄几（式6-2）2 2 显然，DSB信号的功率仅由边带功率构成，P、为边带功率，为调 制信号功率。这样其调制效率为100%。山于双边带信号的频谱不存在载波分量, 所有的功率都集中在两个边带中，因此它的调制效率为白分之百，这是它的最大 优点。（1）基带信号在理想信道下的功率谱如下所示。图6-3基带信号功率谱图6-4 DSB调制后波形功率谱山图6-3和图6-4可以看出通过双边带调制后将原来基带信号（设置为2） 以载波（设置为20）为中心进行频谱的搬移，且调制后信号的带宽是原信号

10、的 两倍，相位发生了移位，波形表现为基带与载波的乘积。经相干解调后，除山于 系统误差而产生的延时外，解调后信号功率谱与原信号功率谱是能一一对应的。 如图所示，在理想信道下，DSB解调波形对比基带信号波形发生延时，加入高 斯噪声，解调后波形收到了噪声的干扰，波形发生畸变。比较前后功率谱图可以 清楚发现，随着方差的加大，失真也随之变大，前者还较为接近理想信道功率谱 图，而后者已出现了严重失真。虽然实际生活中的噪声不可避免，但我们应当减 小噪声的影响，以满足我们对信号的需要。6.2信噪比分析测信噪比模型7. 参考文献1 樊昌信，曹丽娜.通信原理.北京：国防工业出版社，20062 达新宇.通信原理实验与课程设计.北京：北京邮电大学出版社，20033 徐远明.MATLAB仿真在通