SSB调制解调设计与仿真》

1、 摘要调拨解调在通信系统中的作用至关重要。所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。载波调制就是用调制信号去控制载波的参数的过程。使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。调制信号的周期性振荡信号称为载波，它可以是正弦波也可以是非正统小组。载波调制后称为已调信号，它含有调制信号的全部特征。反过来说，解调（也称检波）则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。调制的方式有多种，根据调制信号是模拟信号和数字信号，载波是连续还是脉冲序列，相应的调制方式有模拟连续波调制（模拟调制）、数字连续波调制（数字调制）、

2、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。基带信号对载波的调制是为了实现下列目标：一、由于基带信号包含的较低频率分量的波长较长，致使天线过长而难以实现。所以，无线传输中，信号以电磁波的形式通过天线辐射到空间的。为了获得较高的辐射效率，天线的尺寸必须与发射信号波长相比拟。二、把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道的利用率。三、扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。因此，调制对通信系统的有效性和可靠性有着很大的影响和作用。SSB调制与解调在实现此些目标上，在某些方面有其特殊的优点，所以，SSB在信号的调制与解调系统中被广泛的应用。下面我们将

3、对SSB调制解调系统进行详细的分析与研究。关键字： 调制、解调、载波、已调信号、正弦波、余弦波、模拟信号、数字信号、基带信号、带宽、利用率、有效性、可靠性、SSB调制 正文一、 设计目的：（1）通过本课程设计的开展，使学生能够掌握通信原理中模拟信号的调制和解调、数字基带信号的传输、数字信号的调制和解调，模拟信号的抽样、量化和编码与信号的最佳接收等原理。（2）已知一已调信号m（t），通过一载波C（t）并通过一低通滤器得到单边带信号Sssb(t)，再加入高斯白噪声（可以是大信噪比也可以是小信噪比）经过解调得到解调信号,运用Matlab工具编写代码运行并得到各信号的时域与频域的波形。实现SSB的调制

4、解调系统的设计与仿真。二、 设计要求：（1）要求学生能够熟练地用matlab语言编写基本的通信系统的的应用程序，进行模拟调制系统，数字基带信号的传输系统的建模、设计与仿真。（2）系统经过的信道都假设为高斯白噪声信道。（3）模拟调制要求用程序画出调制信号，载波，已调信号、解调信号的波形，数字调制要求画出误码率随信噪比的变化曲线。 三、 设计原理：单边带调制信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。根据方法的不同，产生SSB信号的方法有：滤波和相移法。由于滤波法在技术上比较难实现所以在此我们将用相移法对SSB调制与解调系统进行讨论与设计。相移法和SSB信号的时域表示：SSB信号的频域表示直观、简

5、明，但其时域表示式的推导比较困难，需要借助希尔伯特（Hilbert）变换来表述。为简单起见，我们以单频调制为例，然后推广到一般情况。设单频调制信号为： M(t)=Amcoswmt载波为： C（t）=coswct其双边带信号DSB时域表达式为： SDSB（t）=Amcoswmtcoswct= =1/2Amcos(wc+wm)t+1/2Amcos(wc-wm)t信号通过一单边带低通滤波器：(1) 保留上边带信号:SUSB弹(t) =cos(wc+wm)t=1/2Amcoswmcoswct-1/2Amsinwmsinwct(2) 保留下边带信号：SLSB（t）=cos(wc-wm)t=1/2Amco

6、swmcoswct+1/2Amsinwmsinwct由希尔伯特变换：Amcoswmt=Amsinwmt故单边带信号的经过希尔伯特变换后得： SSSB(t)=1/2M(t)coswct±1/2M(t)sinwct (1)式中：M(t)是M(t)的希尔伯特变换。 若M（w）是M（t）的傅里叶变换，则M(t)的傅里叶变换M(w)I为： M(w)=M(w)·-jsgnw 即希尔伯特滤波器的传递函数为： Hh(w)=M(w)/M(w)=-jsgnw希尔伯特滤波器实际上是个宽带相移网络，对M(t)中的任意频率分量均相移/2,即可得到M(t).由（1）式可画出相移法SSB调制器的一般模型

7、，如下图所示：1/2m(t)coswct1/2M(t)coswctSSSB(t)Hh(w)±-/21/2m(t)1/2m(t)sinwct 相移法SSB信号调制器相移法是利用相移网络，对载波和调制信号进行适当的相移，以便在合成过程中将其中的一个边带抵消而获得SSB信号。相移法不需要滤波器具有陡峭的截止特性，不论载频有多高，均可一次实现SSB调制。四、 调试过程： （1） 利用相移法来调制SSB信号，调制信号如下：Fs=100000;%信号脉冲t=0:1/Fs:0.01;%一个脉冲的时间y=cos(300*2*pi*t);%调制信号yz=sin(300*2*pi*t);%调制信号的希尔

8、伯特变换其时域波形为： 其频域波形为： 载波为： C（t）=coswctFc=30000;%载波脉冲c=cos(Fc*2*pi*t);%载波b=sin(2*pi*Fc.*t);%载波正弦变换lssb=y.*c+yz.*b;%保留下边带信号其时域波形为：（2） 得到SSB信号并在信道中加入高斯白噪声（此时设加入的高斯白噪声为大信噪比），得到加入噪声后的下边带信号：y1=awgn(lssb,30); %调制信号加噪声wsingle=fft(lssb);%其傅里叶变换wsingle=abs(wsingle(1:length(wsingle)/2+1); %已调信号的频谱frqsingle=0:len

9、gth(wsingle)-1*Fs/length(wsingle)/2; %已调信号频谱的w其时域波形为： 其频域波形为： （3） SSB信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以，仍需采用相干解调。通过解调器后得到的信号：其时域波形为： 其频域波形为： 五、 设计代码与仿真结果：用matlab语言编写代码，并在matlab工具里运行得到设计与仿真结果：编写代码如下：Fs=100000; %总共的时间t=0:1/Fs:0.01;%一个脉冲的时间y=cos(300*2*pi*t);%调制信号yw=fft(y);

10、%其傅里叶变换yw=abs(yw(1:length(yw)/2+1); %已调信号的频谱frqyw=0:length(yw)-1*Fs/length(yw)/2; %已调信号频谱的wFc=30000; %载波脉冲c=cos(Fc*2*pi*t); %载波b=sin(2*pi*Fc.*t); %载波正弦变换lssb=y.*c+imag(hilbert(y).*b;%在下边带信号利用希尔伯特变换y1=awgn(lssb,30); %调制信号加噪声wsingle=fft(lssb);wsingle=abs(wsingle(1:length(wsingle)/2+1); %已调信号的频谱frqsing

11、le=0:length(wsingle)-1*Fs/length(wsingle)/2; %已调信号频谱的wasingle=ademod(y1,Fc,Fs,'amssb'); %ssb解调，利用amdmod函数实现低通滤波器的作用aa=fft(asingle); %其傅里叶变换aa=abs(aa(1:length(aa)/2+1);frqaa=0:length(aa)-1*Fs/length(aa)/2; %解调信号频谱figure(1) %表格（1）sublot(1,2,1); %创建子表plot(t,y);grid on; %绘出调制信号时域波形title('调制信

12、号时域波形')subplot(1,2,2); %创建子表plot(frqyw,yw); grid on;%调制信号频谱title('调制信号频谱')%图表标题axis(0 1000 0 max(yw);%表内数值的取值范围figure(2) %表格（2）plot(t,lssb) %创建子表subplot(2,2,1) %创建子表plot(t,lssb);grid on; %绘出下边带信号波形波形title('下边带信号波形') %图表标题subplot(2,2,2); %创建子表plot(frqsingle,wsingle); grid on;

13、 %调制后频谱图title('下边带信号频谱') %图表标题subplot(2,2,3); %创建子表plot(t,asingle);grid on;% 解调后信号波形title('解调后信号波形') %图表标题subplot(2,2,4); %创建子表plot(frqaa,aa);grid on;% 解调后信号频谱title('解调后信号频谱') %图表标题axis(0 3000 0 max(aa); %表内数值的取值范围figure(3) %表格（3）subplot(3,1,1); %创建子表plot(t,c);grid on;% 载波信号时

14、域波形title('载波信号时域波形') %图表标题subplot(3,1,2); %创建子表plot(t,b);grid on;% 载波信号时域波形title('载波信号时域波形') %图表标题程序运行后得到表如下：表（1）表（2）表（3）六、 总结：此次课程设计历时两个多星期的时间，综合了这学期对通信系统这本教材的知识，也在图书馆、网上、同学间中找到了许多借鉴的资料，对此次设计有着很重大的作用。同时，在过程中，我也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。虽然这只是一次的极简单的课程制作，可是平心而论，也耗费了我们不少的心血。通过这次课程设计，我想说：为完成这次课程设计我确实很辛苦，但苦中仍有乐，当我们仿真