ssb调制与解调.pdf

中用M文件实现SSB解调一、课程设计目的本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。通过这次课程设计，使同学认识和理解通信系统，掌握信号是怎样经过发端处理、被送入信道、然后在接收端还原。要求学生掌握通信原理的基本知识，运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。能够根据设计任务的具体要求，掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。对一个实际课题的软件设计有基本了解，拓展知识面，激发在此领域中继续学习和研究的兴趣，为学习后续课程做准备。二、课程设计内容（1）熟悉中M文件的使用方法，掌握SSB信号的解调原理，以此为基础用M文件编程实现SSB信号的解调。（2）绘制出SSB信号解调前后在时域和频域中的波形，观察两者在解调前后的变化，通过对分析结果来加强对SSB信号解调原理的理解。（3）对信号分别叠加大小不同的噪声后再进行解调，绘制出解调前后信号的时域和频域波形，比较未叠加噪声时和分别叠加大小噪声时解调信号的波形有何区别，借由所得结果来分析噪声对信号解调造成的影响。（4）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。三、设计原理1、SSB解调原理在单边带信号的解调中，只需要对上、下边带的其中一个边带信号进行解调，就能够恢复原始信号。这是因为双边带调制中上、下两个边带是完全对称的，它们所携带的信息相同，完全可以用一个边带来传输全部消息。单边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。在解调过程中，输入信号和噪声可以分别单独解调。相干解调的原理框图如图a所示：SSSB(t)S1(t)低通滤波器S2(t)c(t)图a相干解调原理框图此图表示单边带信号首先乘以一个同频同相的载波，再经过低通滤波器即可还原信号。单边带信号的时域表达式为SSSB(t)=11?m(t)cosωctmm(t)sinωct22m(t)表示基带信号其中取“-”时为上边带，取“+”时为下边带。乘上同频同相载波后得S1(t)=SSSB(t)cosωct=111?m(t)+m(t)cos2ωctmm(t)sin2ωct444?m(t)表示m(t)的希尔伯特变换经低通滤波器可滤除2ωc的分量，所得解调输出为S2(t)=1m(t)4由此便可得到无失真的调制信号。2、SSB解调的实现、SSB信号的产生在本次课程设计中，我选用频率为50Hz,初相位为0的余弦信号m作为原始基带信号，在中表示为“m=cos(2*pi*50.*t);”；设置载波信号c为频率500Hz的余弦信号，程序中表示为“fc=500;c=cos(2*pi*fc.*t);”。在调制过程的实现中，通过语句“b=sin(2*pi*fc.*t);lssb=m.*c+imag(hilbert(m)).*b;”产生下边带信号。接下来的解调过程主要就针对该下边带信号进行。SSB解调实现根据相干解调原理，在解调的实现中，我先用下边带调制信号乘以本地载波，再通过自己设计的低通滤波器滤除高频成分，如此便得到了解调后的信号。相关的程序语句为：y=lssb.*c;[Y,y,dfl]=fft_seq(y,ts,df);Y=Y/fs;n_cutoff=floor(fl/dfl);H=zeros(size(f));H(1:n_cutoff)=2*ones(1,n_cutoff);H(length(f)-n_cutoff+1:length(f))=2*ones(1,n_cutoff);DEM=H.*Y;dem=real(ifft(DEM))*fs;在此段程序中，y是下边带信号与本地载波相乘的结果，用数学表达式可以表示为111?y=lssb(t)cosωct=m(t)+m(t)cos2ωctmm(t)sin2ωct444根据此式可知，此低通滤波器的作用在于去除y中包含的具有频率为2ωc的分量，滤波后就得到了基带信号。Y是对y进行傅立叶变换求得的频谱函数。通过“Y=Y/fs”对结果进行缩放，用于满足显示要求和计算需要。低通滤波器的设计是由“n_cutoff=floor(fl/dfl);”到“DEM=H.*Y;”之间的语句实现的，其中“fl”表示低通滤波器的截止频率，混频信号y中高于此频率的分量将被滤除，得到解调信号；而“DEM=H.*Y;”表示Y与截止系数H相乘后，其高频部分被滤去，所得结果DEM即为过滤后的频谱函数，就是解调后信号的频谱。最后再由“dem=real(ifft(DEM))*fs;”对DEM进行傅立叶逆变换，取其实部，乘以采样频率后可得出滤波后的时域信号函数dem，它就是解调后的信号。另外要注意对采样频率fs的选取。由于仿真模拟信号是通过抽样来确定此信号的，所以能否通过抽样完全确定信号直接关系到仿真的成败。我所设的载波频率为fc=50