基于MATLAB的单边带调幅和解调的实现设计.doc

数字通信原理课程设计报告书 课题名称 单边带调幅SSB和解调的实现设计 姓 名 学 号 院 系 物理与电信工程系 专 业 通信工程 指导教师 2010年 1月 15日 一、设计任务及要求： 利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现SSB解调，并绘制出解调前后的时域和频域波形，再进一步绘制出对SSB信号叠加噪声进行解调后，的时域和频域波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及噪声对信号解调的影响。 指导教师签名： 2010年 1 月 15 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2010年 月 日 三、成绩 验收盖章 2010年 月 日 基于MATLAB的单边带调幅和解调的实现设计 一、 设计目的 实现SSB的调制和解调。在此次课程设计中，我将通过多方搜集资料与分过这个阶段的研习，更清晰地认识SSB的解调原理，同时加深对MATLAB这款通信仿真软件操作的熟练度，并在使用中去感受MATLAB的应用方式与特色。利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考，分析和解决问题的能力，为我今后的自主学习研究提供具有使用性的经验。 二、设计要求 利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现SSB解调，并绘制出解调前后的时域和频域波形，再进一步绘制出对SSB信号叠加噪声进行解调后，的时域和频域波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及噪声对信号解调的影响。 三单边带信号( SSB ) , 从本质上来说也是一种调幅信号 ,它出自于调幅又区别于调幅 。 调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式 。只有清楚的知道调幅波的特征才能准确的掌握 SSB 的产生方法 ,我们可以根据混频的原理来说明调幅波的频谱特征 。由于非线性元件的特点 ,两个不同频率的信号频率1和频率2通过非线性元件会出现4个频率两个频率和 两个频率的差 、频率1、频率2。通常我们把两个频率的和 、两个频率的差称为上边带信号和下边带信号而这两个信号所包含的信息相同,因此只传送一个边带即可以传送信号的全部信息只传送一个边带信号的调制方式为单边带调制。 3.2 单边带信号的调制 上面提到两个不同频率的信号通过非线性元件可以产生四种频率的信号。假定我们有两种频率的信号:载波(t) =Amcosωct、音频信号m(t) = cosΩct。通过非线性元件可以产生频率分别为ω、Ω的信号 。我们通过带通滤波器滤掉Ω,通过低通滤波器滤掉ω。这样,我们就得到了两个边带的频率分量ω +Ωc、ω - Ωc,这种含有两个边带信号同时也没有载波分量的信号,我们称它为双边带信号,简称DSB。此时, DSB也可以被直接发射出去,但是DSB信号中含有两个边带的信号,这两个边带携带着两个完全相同的信息,我们完全可以只发射其中的一个。这时,我们用滤波器过滤掉其中的一个边带就可以得到单边带信号( LSB或者USB ) 。滤波法调制( 频率区分法 )模型如图所示 图3.1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 。 采用二级调制的系统框图如图2所示 图3.2二级调制模型图 工作原理 :当频率较低的时候 ,滤波器具有陡峭的频率 ,因此 H1是一个截止频率点较低的低通或高通滤波器。H2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:信号M1(t)的频率+信号的频率=ω。 移法调制移相法产生SSB信号的模型如图3所示 图 3.3　移相法调制图 图中-π /2为相移网络; cosωt经过相移网络后,输出为sinωt。m(t)经过相移网络后,将所有的频率成份移相-π /2,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)单边带信号 ( SSB )的解调所谓解调就是把接来的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S变成m(t)的过程。SSB信号的解调方法相干解调法 相干解调方法的模型如图4所示下面从时域和频域两个角度进行分析 时域分析 : S(t) = SSSB(t)cosωct =[m(t)cosωct±m’(t)sinωct]cosωct =1/2[m(t