ssb调制与解调
MATLAB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MATLAB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：S SSB (t ) S1 (t ) 低通滤波器S 2 (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S SSB (t ) = 1 1 ? m(t ) cos ω c t m m(t ) sin ω c t 2 2 m(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 ) = S SSB (t ) cos ω c t = 1 1 1 ? m(t )+m(t ) cos 2ω c t m m(t ) sin 2ω c t 4 4 4 ? m(t ) 表示m(t ) 的希尔伯特变换经低通滤波器可滤除2 ωc 的分量，所得解调输出为S 2 (t ) = 1 m(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MATLAB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1 1 1 ? y = lssb(t ) cos ω c t = m(t )+m(t ) cos 2ω c t m m(t ) sin 2ω c t 4 4 4 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MATLAB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=500Hz，根具抽样定理，要使得载波信号c 被所得到的抽样值完全确定，必须以T ≤ 1 2 fc 秒的间隔对它进行等间隔抽样，即是fs ≥ 2fc。故fs 最小值应为2fc=1000Hz，为了确保结果合理，我取fs=2500Hz。其他一些参数设置为：信号保持时间t0=0.5s，滤波器截止
频率fl=700Hz，频率分辨率df=0.1Hz。在求频谱函数时，我调用了一个自己设定的函数“fft_seq”，它是对快速傅立叶变换函数fft 的改进。它通过提高频率分辨率，能更好地区分两个谱峰。若设信号m 的长度为T 秒，则其频率分辨率为?f ＝1/T(Hz)。因为输入计算机中的连续信号被转换成了离散的序列，而设其序列共有N 个点，则两根谱线间的距离?f ＝fs/N，它也是频率分辨率的一种度量。如果该式的?f 不够小，我们可以增加N 来减小?f 。而一种有效的方法是在离散序列后面补零，这不会破坏原来的信号。函数“fft_seq”就是基于以上思想编成。我在MATLAB中实现SSB 解调的仿真就是基于以上的程序和参数设定，运行调用了plot 函数的M 文件，可以分别得出解调前后的频域与时域对比图，为了便于参照，将LSSB 信号的时域与频域图也一同进行比较。三者时域图比较结果如图b 所示：
图b 调制信号、LSSB 信号、解调信号的时域对比图由图b 可以看出，解调信号能够基本还原原始基带信号，只有少许失真，可见解调过程较为成功。对于失真接问题接下来将会进行具体分析。为了更好分析解调的结果，还必须将时域图与频域图进行比较，通过观察频域图能够更为直观的了解信号的频率分布，借此来讨论滤波器的作用特性。三者的频域图比较如图 c 所示：图 c 调制信号、LSSB 信号、解调信号的频域对比图由频域图可以明显地看出，下边带信号将基带信号的频谱向两侧进行了搬移，然后去除了其中上边带的那一半。而解调后的频谱与基带信号在频率小于700Hz 的范围内几乎没有区别，用肉眼很难观察出不同之处；解调信号在频率大于700Hz 范围外的频谱已经被低通滤波器完全滤除，故没有波形，这就是解调信号与基带信号频谱差异最明显之处。由于在理论上，解调过程可以完全恢复基带信号，但实际中仍然会产生少许失真，
故失真的原因可以从参数的设置上入手找寻。在解调过程中，相乘器是严格按照数学关系运算的，不会产生误差，失真的产生因该在低通滤波器环节。为了探究低通滤波器的设置对解调的影响，我将滤波器的截止频率fl 分别改为1000Hz 和50Hz 进行比较，根据结果来判断原因。首先我选fl=1000Hz，它等于2fc，它应该无法滤除混频信号中的2 ωc 分量。实际得出的时域和频域图结果如图d 和图e：图d fl=1000Hz 时的解调信号时域对比图
图 e fl=1000Hz 时的解调信号频域对比图从时域比较图中可以明显看出解调信号严重失真，还保留着载波信号的频率变化；而频谱图中，解调信号频谱的两侧将近1000Hz 处有两个高峰，可见解调信号频谱与基带信号频谱存在巨大差异。原因很简单，低通滤波器的截止频率高于2fc，故无法滤除相乘器输出的混频信号y 的高频2 ωc 分量，完全没有起到低通滤波的作用，所以解调信号保留有高频分量，无法正确还原调制信号。接下来将截止频率fl 设为50Hz，观察在fl 较低的情况下的解调输出结果。此时，fl 远远小于2fc，不存在无法滤除高频分量的问题，不会产生上一种情况的错误。通过分析这种情况下的结果可以得出低截止频率对解调的影响。在fl=50Hz 时得出的时域和频域解调结果对比如图f 和图g 所示：
图f fl=50Hz 时解调信号时域对比图
图g fl=50Hz 时解调信号频域对比图由时域比较图中可以清晰地看出解调信号能够保持平滑的余弦波形，但幅度小了将近一倍，且两端的幅度明显小于中间。由此可以估计出一种可能性：基带信号的一部分丢失了，解调信号只是原基带信号的一部分。因此才会造成幅度下降的结果。频谱对比图很好地验证了这种可能性。观察发现解调信号的频谱被滤去频率大于50Hz 的部分之后，虽然保持了原基带信号的主体部分，但两边的分量已经全部滤除。这就是问题所在。两边的分量也占据了一定的比重，滤除的越多，原基带信号损失的部分也越多，就如时域图中所示。幅度减小的原因就在于此。通过在fl=50Hz 时对解调信号频域和时域的观察，可以得出结论：fl 较低时，在滤去高频2 ωc 分量的同时，也会连带去除基带信号中的一部分。因此为了保全基带信号的完整性，fl 不宜过低。综上所述，截止频率fl 过高时会导致高频2 ωc 分量无法滤除；而fl 较低，又会使得基带信号有部分被滤去。经过调整分析，我认为fl 应该在能够滤去2 ωc 分量的情况
下，尽可能高一点。这样就能保证基带信号被滤去的部分减到最少。所以开始所设的fl=700Hz 是一个较为合适的值，解调结果也很接近基带信号。实现解调还有一种方法，就是调用专用于SSB 信号解调的函数ssbdemod(u,fc,fs)，此函数内部集成了解调过程，不需要自行再设置相乘器与滤波器。为了与前一种方法对比，现简要用此函数来实现SSB的解调。为了增强对比性，除了fl无需再设置外，其它的参数设置均与上一种方法相同：采样频率fs=2500Hz，信号保持时间t0=0.5s，频率分辨率df=0.1Hz，且调制信号不变。在本程序中，实现调制过程使用语句“u=ssbmod(m,fc,fs);” ，解调单边带信号则用“y=ssbdemod(u,fc,fs);” 来实现。运行本程序，所得基带信号、LSSB信号、解调信号的时域图对比情况如图h所示：图h 方法2 中基带、LSSB、解调信号的时域对比图
解调信号通过MATLAB中函数ssbdemod()实现了解调并通过函数本身内设的低通滤波器，解调出了基带信号m(t)。解调后的信号基本与基带信号相同，只是边缘处有少许失真。再观察三者的频域比较如图i 所示：图i 方法2中基带、LSSB、解调信号的频域对比图由频域图中可以看出，解调信号的频谱与基带信号很接近，不包含相乘器输出的混频信号中的高频2 ωc 分量，也没采用第一种方法中设定截止频率，将高于一定频率的部分完全滤除的做法。但仔细观察可以发现，解调信号中分布在频率较高处的波形比相同频率处的基带信号波形起伏更大一些，这应该是本解调方式的缺陷，会造成一定误差。在时域图中的解调信号边缘失真的情况或许来源于此。这种方法不用自己设置滤波器，程序简单，在实现解调时较为简便。前一种方法可
以根据自己的需要调整滤波器的截止频率，从而得到更精确的解调信号。这两种解调方式可谓各有千秋。3、叠加噪声时的SSB解调在实际信号传输过程中，通信系统不可避免的会遇到噪声，例如自然界中的各种电磁波噪声和设备本身产生的热噪声、散粒噪声等，它们很难被预测。而且大部分噪声为随机的高斯白噪声，所以在设计时引入噪声，才能够真正模拟实际中信号传输所遇到的问题，进而思考怎样才能在接受端更好地恢复基带信号。信道加性噪声主要取决于起伏噪声，而起伏噪声又可视为高斯白噪声，因此我在此环节将对单边带信号添加高斯白噪声来观察噪声对解调的影响情况。为了具体而全面地了解噪声的影响问题，我将分别引入大噪声（信噪比为3dB）与小噪声（信噪比为30dB）作用于单边带信号，再分别对它们进行解调，观察解调后的信号受到了怎样的影响。在此过程中，我用函数“awgn(x,snr,'measured')”来添加噪声，此函数功能为向信号x中添加信噪比为snr 的高斯白噪声。其中的一个参数'measured'的功能是在叠加噪声前先测量信号x的功率，再根据所测结果来产生所设信噪比的噪声。具体实现语句为：snr1=3; snr2=30; s1 = awgn(lssb,snr1,'measured'); s2 = awgn(lssb,snr2,'measured'); 其中snr1表示大信噪比，snr2表示小信噪比，s1表示叠加大噪声后的信号，s2表示叠加小噪声后的信号。再通过以下傅立叶变换程序来求出它们的频谱图：[S1,s1,dfl]=fft_seq(s1,ts,df); S1=S1/fs; [S2,s2,dfl]=fft_seq(s2,ts,df); S2=S2/fs; 为了便于比较，我先显示了下边带信号加入两种噪声后的时频波形图，再将基带信号、叠加大噪声后的解调信号以及叠加小噪声后的解调信号放在一起，分别比较三者的时域与频域图。
运行程序，求得下边带信号加入两种噪声后的时频波形图如图j所示：图j 下边带信号加入两种噪声后的时频波形比较图基带信号、叠加大噪声后的解调信号以及叠加小噪声后的解调信号三者之间的时域对比图如图k所示：
图k 基带信号、叠加大小噪声后解调信号的时域对比图基带信号、叠加大噪声后的解调信号以及叠加小噪声后的解调信号三者之间的频域对比图如图l所示：图l 基带信号、叠加大小噪声后解调信号的频域对比图由图i可知，首先下边带信号因为叠加噪声而发生了变化。再进一步观察图1中的时域变化：当叠加大噪声时，解调波形出现明显的紊乱，产生了很多不规则的毛刺杂波，与基带信号相去甚远；而叠加小噪声时，波形图只是局部稍有不平滑现象，总体还是与未加噪声时的解调信号相同，出入不大。再比较图k中各频谱之间的关系，可以清晰地看出，加大噪声后，解调信号的频谱波形两边杂乱无章，起伏远大于未加噪声时的波形；而加小噪声后，解调信号频谱基本与未加噪声时一致，看不出明显变化。造成此现象的原因是当信噪比较小时，噪声的功率在解调信号中所占比重较大，所以会造成杂波较多的情况；而信噪比很大时，噪声的功率在解调信号中所占比重就很小了，噪声部分造成的杂乱波形相对就不是很明显，甚至可以忽略。
综上所述，叠加噪声会造成解调信号的失真，信噪比越小，失真程度越大。所以当信噪比低于一定大小时，会给解调信号带来严重的失真，导致接收端无法正确地接收有用信号。所以在解调的实际应用中，应该尽量减少噪声的产生。 4 、遇到的问题及解决办法我在该课程设计中曾遇到过一些问题，具体如下：其一是频谱显示问题。起初我得出的频谱显示波形并非是频率为0点居中，而是0点在最左端。这样不利于我观察频谱特性，为了能让频谱图居中显示，我对程序设置进行分析，发现关键在于频率矢量的设置上。起初所设置的值 f = (0:length(U)-1)*fs/length(U)，不能将图形显示在0Hz两边，经过改进为 f = (0:length(U)-1)*fs/length(U)-fs/2，使得频谱居中显示成功。其中-fs/2就是将图形向右搬移半个长度，这样0点就能居中了。其二是滤波器截止频率fl的设置问题。开始我将截止频率设置为fl=50Hz，但仿真结果显示解调信号的幅度明显小于基带信号。这说明基带信号没有完全被还原，有部分损失。经分析我认为是滤波器的截止频率太低，将基带信号的成分也滤去了一些。然而滤波器的截止频率也不宜过大，这样会使它无法滤除混频信号中的2 ωc 高频分量。对于其合适的参数我进行了多次测试，力求在可以滤去2 ωc 高频分量的情况下使解调信号损失最小。最终我发现将fl设为700Hz较为合理，解决了此问题。四、老师的问题1、SSB信号是如何得到？有两种方法得到SSB信号，分别是相移法和滤波法，本次设计用的是相移法。2、SSB信号是如何解调的？是用相干解调实现的，在解调的实现中，我先用下边带调制信号乘以本地载波，再通过低通滤波器滤除高频成分，如此便得到了解调后的信号。 1 1 1 ? 用数学表达式可以表示为y = lssb(t ) cos ω c t = m(t ) +m(t ) cos 2ω c t m m(t ) sin 2ω c t 4 4 4 3、哪些语句是生成噪声的？我用函数“awgn(x,snr,'measured')”来添加噪声，此函数功能为向信号x中添加信噪比为snr的高斯白噪声。其中的一个参数'measured'的功能是在叠加噪声前先测量信号x的功率，再根据所测结果来产生所设信噪比的噪声。具体实现语句为：
snr1=3; snr2=30; s1 = awgn(lssb,snr1,'measured'); s2 = awgn(lssb,snr2,'measured'); 五、总结在这次课程设计中，我通过多方面地搜集资料，对SSB的解调原理进行深入理解分析，成功地用MATLAB 7.1编写出M程序完成了对SSB解调过程的仿真实现。在设计过程中，我面对着一系列的难点：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，掌握产生具有一定信噪比的高斯白噪声的方法，等等。这些具体的问题在书上只有少量的理论介绍，要在实际运用中结合这些理论是一件不太容易的事。接到课程设计任务书后，我积极投入，去图书馆借阅相关资料，上网浏览相关信息，获得了大量的信息，为完成本次课程设计奠定了基础。对于MATLAB我开始还有许多未解之处，为了了解各个函数的用法，我多次查阅了其中的help文件，大体了解了所调用函数的使用方法。然后通过不断的实验与探究总结，终于逐个克服了这些难点，完成了任务。通过这次的实践，我明白了要将理论与实际相结合的道理，尽管这个过程会有一些辛苦，但通过努力实现后，就能大大深化我对知识的理解程度，增长实践经验。这表现在我对SSB的解调原理、MATLAB的功能特性都有了进一步的认识。总之，我在本次课程设计中辛苦不少，获益良多。
参考文献[1] 东方渔民.无线电广播与收音机发展的历史回眸——纪念费森登发明无线电广播. 100 周年.广播之家网站，. https://www.docsj.com/doc/5e19115634.html,/xinwen/2007/0528/content_106.html. [2] 樊昌信，张甫翊，徐炳祥,吴成柯.国防工业出版社，2007. . . [3] 孙学军，王秉均.通信原理.电子工业出版社，2005. . .
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附录1：SSB 解调程序方法1 清单%程序名称：ssb.m %程序功能：自行设计解调器实现SSB 解调%===================== ===================== t0=0.05; ts=1/2500; fc=500; fs=1/ts; fl=700; df=0.1; snr1=3; snr2=30; t=[0:ts:t0]; m=cos(2*pi*50.*t); c=cos(2*pi*fc.*t); b=sin(2*pi*fc.*t); lssb=m.*c+imag(hilbert(m)).*b; s1 = awgn(lssb,snr1,'measured'); s2 = awgn(lssb,snr2,'measured'); y=lssb.*c; y1=s1.*c; y2=s2.*c; [M,m,dfl]=fft_seq(m,ts,df); M=M/fs; [LSSB,lssb,dfl]=fft_seq(lssb,ts,df); 频谱LSSB=LSSB/fs; [S1,s1,dfl]=fft_seq(s1,ts,df); 频谱S1=S1/fs; [S2,s2,dfl]=fft_seq(s2,ts,df); %缩放%求下边带信号加小噪声的%缩放%求下边带信号加大噪声的%缩放%傅里叶变换求下边带信号%下边带的混频%加大噪声后混频%加小噪声后混频%傅里叶变换求原始信号频谱%时间矢量%原始信号%载波信号%载波信号对应的正弦信号%下边带信号%信号保持时间%采样时间间隔%此为载波频率%此为抽样频率%滤波器的截止频率%频率分辨率
频谱S2=S2/fs; [Y,y,dfl]=fft_seq(y,ts,df); Y=Y/fs; [Y1,y1,dfl]=fft_seq(y1,ts,df); Y1=Y1/fs; [Y2,y2,dfl]=fft_seq(y2,ts,df); Y2=Y2/fs; n_cutoff=floor(fl/dfl); f=[0:dfl:dfl*(length(m)-1)]-fs/2; 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; DEM1=H.*Y1; DEM2=H.*Y2; dem=real(ifft(DEM))*fs; dem1=real(ifft(DEM1))*fs; dem2=real(ifft(DEM2))*fs; figure(1); subplot(3,1,1);plot(t,m(1:length(t))); title('调制信号'); subplot(3,1,2);plot(t,lssb(1:length(t))); title('下边带信号'); subplot(3,1,3);plot(t,dem(1:length(t))); title('解调信号'); figure(2); subplot(3,1,1);plot(f,abs(fftshift(M))); title('调制信号频谱'); subplot(3,1,2);plot(f,abs(fftshift(LSSB))); title('下边带信号频谱'); %显示下边带信号频谱%显示调制信号频谱%显示解调信号%显示下边带信号%显示调制信号%滤波器输出(即解调后信号)频谱%滤波器输出(即加大噪声解调后信号)频谱%滤波器输出(即加小噪声解调后信号)频谱%滤波器输出(即解调后)信号%滤波器输出(即大噪声解调后)信号%滤波器输出(即小噪声解调后)信号%缩放%设计滤波器%频率矢量%缩放%傅里叶变换得出混频频谱%缩放%傅里叶变换得出混频频谱%缩放%傅里叶变换得出混频频谱
subplot(3,1,3);plot(f,abs(fftshift(DEM))); title('解调信号频谱'); figure(3); subplot(3,2,1);plot(t,lssb(1:length(t))); title('下边带信号'); subplot(3,2,2);plot(f,abs(fftshift(LSSB))); title('下边带信号频谱'); subplot(3,2,3);plot(t,s1(1:length(t))); title('加大噪声后下边带信号'); subplot(3,2,4);plot(f,abs(fftshift(S1))); title('加大噪声后下边带信号频谱'); subplot(3,2,5);plot(t,s2(1:length(t))); title('加小噪声后下边带信号'); subplot(3,2,6);plot(f,abs(fftshift(S2))); title('加小噪声后下边带信号频谱'); figure(4); subplot(3,1,1);plot(t,dem(1:length(t))); title('解调信号'); subplot(3,1,2);plot(t,dem1(1:length(t))); title('加大噪声解调信号'); subplot(3,1,3);plot(t,dem2(1:length(t))); title('加小噪声解调信号'); figure(5); subplot(3,1,1);plot(f,abs(fftshift(DEM))); title('解调信号频谱'); subplot(3,1,2);plot(f,abs(fftshift(DEM1))); title('加大噪声解调信号频谱'); subplot(3,1,3);plot(f,abs(fftshift(DEM2))); title('加小噪声解调信号频谱'); %显示解调信号频谱%显示下边带信号%显示下边带信号频谱%显示加大噪声后下边带信号%显示加大噪声后下边带信号频谱%显示加小噪声后下边带信号%显示加小噪声后下边带信号频谱%显示解调信号%显示加大噪声解调信号%显示加小噪声解调信号%显示解调信号频谱%显示加大噪声解调信号频谱%显示加小噪声解调信号频谱
2PSK数字信号的调制与解调
中南民族大学 软件课程设计报告 电信学院级通信工程专业 题目2PSK数字信号的调制与解调学生学号 42 指导教师 2012年4月21日
基于MATLAB数字信号2PSK的调制与解调 摘要：为了使数字信号在信道中有效地传播，必须使用数字基带信号的调制与解调，以使得信号与信道的特性相匹配。基于matlab实验平台实现对数字信号的2psk的调制与解调的模拟。本文详细的介绍了PSK波形的产生和仿真过程加深了我们对数字信号调制与解调的认知程度。 关键字：2PSK;调制与解调；MATLAB 引言 当今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用。而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段。因此，数字信号的调制就显得非常重要。 调制分为基带调制和带通调制。不过一般狭义的理解调制为带通调制。带通调制通常需要一个正弦波作为载波，把基带信号调制到这个载波上，使这个载波的一个或者几个参量上载有基带数字信号的信息，并且还要使已调信号的频谱倒置适合在给定的带通信道中传输。特别是在无线电通信中，调制是必不可少的，因为要使信号能以电磁波的方式发送出去，信号所占用的频带位置必须足够高，并且信号所占用的频带宽度不能超过天线的的通频带，所以基带信号的频谱必须用一个频率很高的载波调制，使期带信号搬移到足够高的频率上，才能够通过天线发送出去。 主要通过对它们的三个参数进行调制，振幅，角频率，和相位。使这三个参量都按时间变化。所以基带的数字信号调制主要有三种方式：FSK，PSK，ASK。在这三种调制的基础上为了得到更高的效果也出现了很多其它的调制方式，如：DPSK，MASK，MFSK，MPSK，APK。它们其中有的一些是将基本的调制方式用在多进制上或者引入了一些新的方式来解决基本调制的一些问题如相位模糊和无法提取位定时信号，另外一些由是组合多种基本的调制方式来达到更好的效果。 基带信号的调制主要分为线性调制和非线性调制，线性调制是指已调信号的频谱结构与原基带信号的频谱结构基本相同，只是占用的频率位置搬移了。而非线性调制则是指它们的结构完全不同不仅仅是频谱搬移，在接收方会出现很多新的频谱分量。在三种基本的调制中，ASK 属于线性调制，而FSK和PSK属于非线性调制。已调信号会在接收方通过各种方式通过解调得到，但是由于噪声和码间串扰，总会有一定的失真。所以人们总是在寻找不同的接收方式来降低误码率，其中的接收方式主要有相干接收和非相干接收。在接收方通过载波的相位信号去检测信号的方法称为相干检测，反之若不利用就称为非相干检测，而对于一些特别的调制有特别的解调方式，如过零检测法。 系统的性能好坏取决于传输信号的误码率，而误码率不仅仅与信道、接收方法有关还和发送端采用的调制方式有很大的关系。我们研究的ASK，FSK，PSK等就主要是发送方的调制方式。
AM及SSB调制与解调
通信原理课程设计 设计题目：AM及SSB调制与解调及抗噪声性能分析班级: 学生： 学生学号: 指导老师:
1.1概述 ......... 1.2课程设计的目的 1.3课程设计的要求 、AM 调制与解调及抗噪声性能分析 2.1 AM 调制与解调 ........ 2.1.1 AM 调制与解调原理 2.1.2调试过程 ........................................................................ 6 .............. 2.2相干解调的抗噪声性能分析 .. (10) 2.2.1抗噪声性能分析原理 .................................................................... 10 2.2.2调试过程 .. (11) 三、SSB 调制与解调及抗噪声性能分析 .......................................... 13 ......... 3.1 SSB 调制与解调原理 .......................................................................... 13 3.2 SSB 调制解调系统抗噪声性能分析 . (14) 3.3调试过程 (16) 四、心得体会 ................................................................. 20. .............. 、引言 (3) .................... 五、参考文献 (21) ................ 3 ................ 3 .............. 3 .............. 4. 4
SSB单边带调制与解调
目录 1 设计目的与要求 (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计要求 (1) 2 设计方案 (1) 2.1 设计原理 (1) 2.1.1滤波法 (2) 2.2.2 相移法 (3) 2.2 相干解调 (4) 3 系统设计 (5) 3.1 Simulink工作环境 (5) 3.2 SSB信号调制 (5) 3.2.1 调制模型构建与参数设置 (5) 3.2.2 仿真结果与分析 (6) 3.3 SSB相干解调 (8) 3.3.1 解调模型构建与参数设置 (8) 3.3.2 仿真结果及分析 (9) 3.4 加入高斯噪声的调制与解调 (11) 3.4.1模型构建 (11) 3.4.2 仿真结果及分析 (12) 3.5 不同噪声对信道影响 (16) 4心得体会 (17) 参考文献 (17)
1 设计目的与要求 1.1 设计目的 本课程设计是实现SSB的调制与相干解调，以及在不同噪声下对信道的影响。信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。单边带SSB信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 1.2 设计要求 （1）用simulink对系统建模 （2）输入模拟信号观察其输出波形 （3）在理想信道和加入高斯噪声的信道下比较各系统性能；记录相关数据并分析 2 设计方案 2.1 设计原理 单边带调制是幅度调制中的一种。幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。在波形上，幅度已调信号的幅度随基带信号的规律
2PSK数字信号的调制与解调-分享版
信息对抗大作业
一、实验目的。 使用 MATLAB构成一个加性高斯白噪声情况下的2psk 调制解系统，仿真分析使用信道编 码纠错和不使用信道编码时，不同信道噪声比情况下的系统误码率。 二、实验原理。 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性 而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波 进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变 换为数字带通信号的过程称为数字调制。 数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成 是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离 散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的 相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。 图 1相应的信号波形的示例 101 数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达 到零值，同时达到负最大值，它们应处于" 同相 " 状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不 相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为" 反相 " 。一般把信号振荡一次（一周）作为360 度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180 度，也就是反相。当传输数字信号时， "1" 码控制发 0 度相位， "0" 码控制发 180 度相位。载波的初始相位就 有了移动，也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK 中，通常用初始相位0 和π分别表示二进制“1”和“ 0”。因此， 2PSK信号的时域表达式为 (t)=Acos t+) 其中，表示第 n 个符号的绝对相位： = 因此，上式可以改写为
SSB单边带信号调制
SSB单边带信号调制 由双边带过渡 双边带信号虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍是基带信号带宽的2倍，而且上、下边带是完全对称的，它们所携带的信息完全相同。因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输就可以了。我们把这种只传输一个边带的调制方式称为单边带抑制载波调制，简称为单边带调制(SSB)。 原理部分 采用单边带调制，除了节省载波功率，还可以节省一半传输频带，仅传输双边带信号的一个边带(上边带或下边带)。因此产生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带。然后让它通过一个边带滤波器，只传送双边带信号中的一个边带，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。由于理想的滤波器特性是不可能作到的，实际的边带滤波器从带通到带阻总是有一个过渡带，随着载波频率的增加，采用一级载波调制的滤波法将无法实现。这时可采用多级调制滤波的办法产生单边带信号。即采用多级频率搬移的方法实现：先在低频处产生单边带信号，然后通过变频将频谱搬移到更高的载频处。产生SSB 信号的方法还有：相移形成法，混合形成法。 SSB移相法原理图
SSB移相法的形成的SystemView仿真 SSB移相法的形成上边带下边带 数学表达式 为简便起见，设调制信号为单频信号f(t)=Amcosωmt，载波为c(t)=cosωct，则调制后的双边带时域波形为：SDSB(t)＝Amcosωmtcost＝[Amcos(ωc+ωm)t+Amcos(ωc-ωm)t]/2 保留上边带，波形为：SUSB(t)＝[Amcos(ωc+ωm)t]/2＝Am(cosωctcosωmt-sinωctsinωmt)/2 保留下边带，波形为：SLSB(t)＝[Amcos(ωc-ωm)t]/2＝Am(cosωctcosωmt+sinωctsinωmt)/2 上两式中的第一项与调制信号和载波信号的乘积成正比，称为同相分量；而第二项的乘积则是调制信号与载波信号分别移相90°后相乘的结果，称为正交分量。由此可以
数字调制与解调 实验报告材料
计算机与信息工程学院实验报告 一、实验目的 1.掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2.掌握用键控法产生2FSK信号的方法。 3.掌握2FSK过零检测解调原理。 4.了解2FSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 二、实验仪器或设备 1.通信原理教学实验系统 TX-6（武汉华科胜达电子有限公司 2011.10） 2.LDS20410示波器（江苏绿扬电子仪器集团有限公司 2011.4.1） 三、总体设计 3.1数字调制 3.1.1实验内容： 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察2FSK信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2FSK信号的频谱。 3.1.2基本原理： 本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2FSK信号。调制模块内部只用+5V电压。 数字调制单元的原理方框图如图1-1所示。 图1-1 数字调制方框图 本单元有以下测试点及输入输出点：
? CAR 2DPSK 信号载波测试点 ? BK 相对码测试点 ? 2FSK 2FSK 信号测试点/输出点，V P-P >0.5V 用1-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对 应关系如下： ? ÷2（A ） U8：双D 触发器74LS74 ? ÷2（B ） U9：双D 触发器74LS74 ? 滤波器A V6：三极管9013，调谐回路 ? 滤波器B V1：三极管9013，调谐回路 ? 码变换 U18：双D 触发器74LS74；U19：异或门74LS86 ? 2FSK 调制 U22：三路二选一模拟开关4053 ? 放大器 V5：三极管9013 ? 射随器 V3：三极管9013 2FSK 信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，通过分频和滤波得到。 2FSK 信号（相位不连续2FSK ）可看成是AK 与AK 调制不同载频信号形成的两个2ASK 信号相加。时域表达式为 t t m t t m t S c c 21cos )(cos )()(ωω+= 式中m(t)为NRZ 码。 2FSK 信号功率谱 设码元宽度为T S ，f S =1／T S 在数值上等于码速率， 2FSK 的功率谱密度如图所示。多进制的MFSK 信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。 本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2FSK 也具有离散谱。 3.2 数字解调 3.2.1 实验内容 1、 用示波器观察2FSK 过零检测解调器各点波形。 3.2.2 基本原理 2FSK 信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
AM,DSB,SSB调制和解调电路的设计。
东北大学分校电子信息系 综合课程设计 基于Multisim的调幅电路的仿真 专业名称电子信息工程 班级学号5081411 学生曹翔 指导教师王芬芬 设计时间2011/6/22
基于Multisim的调幅电路的仿真 1.前言 信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。 AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分，所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。 论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关容。同时加强了团队合作意识，培养分析问题、解决问题的综合能力。 本次综合课设于2011年6月20日着手准备。我团队四人：曹翔、婷婷、赖志娟、少楠分工合作，利用两天时间完成对设计题目的认识与了解，用三天时间完成了本次设计的仿真、调试。 2.基本理论 由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。 所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相[1]。 振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为
二进制数字调制与解调系统的设计.
二进制数字调制与解调系统的设计 MATLAB 及SIMULINK 建模环境简介 MATLAB 是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB 和SIMULINK 两大部分。 Simulink 是MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink 。 Simulink 是MATLAB 中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB 的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink 可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink 提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 数字通信系统的基本模型 从消息传输角度看,该系统包括了两个重要交换,即消息与数字基带信号之间的交换,数字基带信号与信道信号之间的交换.通常前一种交换由发收端设备完成.而后一种交换则由调制和解调完成. 数字通信系统模型 一、2ASK 调制解调 基本原理 2ASK 是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。 其信号表达式为： ，S (t)为单极性数字基带信号。 t t S t e c ωcos )()(0 ?=
信号的相位调制与解调概要
MATLAB仿真信号的相位调制与解调 专业：通信与信息系统 姓名：赵* 学号:********* 指导老师：****教授
摘要 Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一，Psk调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。本文首先分析了数字调制系统的基本调制解调方法，然后，运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。通过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。另外，本文还利用Matlab的图形用户界面（GUI）功能为仿真系统设计了一个便于操作的人机交互界面，使仿真系统更加完整，操作更加方便。 关键词：数字调制；分析与仿真；Matlab；Simulink；PSK；QPSK；
1.数字调制技术 (2) 2.PSK调制系统 (3) 2.1 QPSK调制部分，原理框图如图七所示 (6) 2.2 QPSK解调部分，原理框图如图八所示： (8) 3.用Simulink实现PSK调制 (9) 3.1 2PSK仿真 (9) 3.1.1调制 (9) 3.1.2 解调仿真 (12) 3.2 QPSK仿真 (13) 3.2.1 QPSK调制框图 (13) 参考文献 (18)
1.数字调制技术 通信按照传统的理解就是信息的传输与交换。在当今信息社会，通信则与遥感，计算技术紧密结合，成为整个社会的高级“神经中枢”。没有通信，人类社会是不可想象的。一般来说，社会生产力水平要求社会通信水平与之相适应。若通信水平跟不上，社会成员之间的合作程度就受到限制。可见，通信是十分重要的。 通信传输的消息是多种多样的，可以是符号的，文字的，数据和图像的等等。各种不同的消息可以分为两类：一类称为离散消息；另一类称为连续消息。离散消息的状态是可数的或离散的，比如符号，文字或数据等。离散消息也称数字消息。而连续消息则是其状态连续变化的消息，例如，连续变化的语音，图像等。连续消息也称模拟消息。因此按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号可以将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 数字通信有以下突出的特点：第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上是可以控制的。第二，当需要保密的时候，可以有效的对基带信号进行人为的“扰乱”，即加上密码。 数字通信系统可以用下图表示： →→→→→→→→信数信信数信 信源 道 字受道源字信 息编编调 解译译信 源 码码调码码者 制 道 器 器 器 器 器 器 图一 数字通信在近20年来得到了迅速的发展，其原因是： （1） 抗干扰能力强 （2） 便于进行各种数字信号处理 （3） 易于实现集成化 （4） 经济效益正赶上或超过模拟通信 （5） 传输与交换可结合起来，传输电话与传输数据也可结合起来，成为一个 统一整体，有利于实现综合业务通信网。
实验二 数字信号载波调制
数字信号载波调制实验指导书 数字信号载波调制实验 一、实验目的 1、运用MATLAB 软件工具仿真数字信号的载波传输．研究数字信号载波调制ASK 、FSK 、PSK 在不同调制参数下的信号变化及频谱。 2，研究频移键控的两种解调方式；相干解调与非相干解调。 3、了解高斯白噪声方差对系统的影响。 4、了解伪随机序列的产生，扰码及解扰工作原理。 二、实验原理 数字信号载波调制有三种基本的调制方式：幅度键控（ASK ），频移键控（FSK ）和相移键控（PSK ）。它们分别是用数字基带信号控制高频载波的参数如振幅、频率和相位，得到数字带通信号。在接收端运用相干或非相干解调方式，进行解调，还原为原数字基带信号。 在幅度键控中，载波幅度是随着调制信号而变化的。最简单的形式是载波在 二进制调制信号1或0的控制下通或断，这种二进制幅度键控方式称为通—断键控（00K ）。二进制幅度键控信号的频谱宽度是二进制基带信号的两倍。 在二进制频移键控中，载波频率随着调制信号1或0而变，1对应于载波频率f 1，0对应于载波频率f 2，二进制频移键控己调信号可以看作是两个不同载频的幅度键控已调信号之和。它的频带宽度是两倍基带信号带宽（B ）与21||f f -之和。 在二进制相移键控中，载波的相位随调制信号1或0而改变，通常用相位0°和180°来分别表示1或0，二进制相移键控的功率谱与通一断键控的相同，只是少了一个离散的载频分量。 m 序列是最常用的一种伪随机序列，是由带线性反馈的移位寄存器所产生的序列。它具有最长周期。由n 级移位寄存器产生的m 序列，其周期为21,n m -序列有很强的规律性及其伪随机性。因此，在通信工程上得到广泛应用，在本实验中用于扰码和解扰。 扰码原理是以线性反馈移位寄存器理论作为基础的。在数字基带信号传输中，将二进制数字信息先作“随机化”处理，变为伪随机序列，从而限制连“0”
ssb波的调制与解调教学教材
s s b波的调制与解调
海南大学 通信电子线路课程设计报告 学院：信息科学技术学院 课题名称：单边带的调制与解调 专业班级：12通信工程B班 姓名： 学号： 指导老师：黄艳 设计时间：2014.10——2014.12 使用仪器：Multisim12 同组成员：
目录 摘要及关键词 (1) 一设计总体概述 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2.设计指标 (2) 二系统框图 (2) （一） SSB调制电路 (2) （二） SSB解调电路 (3) 三各单元电路图及仿真 (4) 1 平衡调制器 (4) 2 带通滤波器 (8) 3 相乘器 (12) 4.低通滤波器 (13) 四总电路图 (15) 五自设问题及解答 (16) 六心得体会总结 (16) 七所遇问题及未解决问题 (17) 参考文献 (17)
内容摘要 本文用Multisim12设计并仿真了单边带的调制越解调，由于在调制单元，先设计一个混频器（双平衡调制器），在混频的两端通过信号发生器输入一个调制低频信号 f 和载波信号0f ，完成频谱的搬移，成为一个DSB 信号，再设计一个带通滤波器，将DSB 经过带通滤波器变成一个抑制单边带的SSB 波信号。单边带SSB 节约频带，节省功率，具有较高的保密性。在解调单元，将调制单元输出的SSB 和通过一个信号发生器产生的和调制单元同频同相的载波输入在相乘器（双平衡调制器）的两端，完成混频。再设计一个低通滤波器，将相乘器输出的信号经过低通滤波器，就可恢复基带信号低频信号0f ，完成解调。 在设计单元电路时，对每部分的电路设置参数，进行仿真，调参，对结果进行分析，由于在SSB 调制时，带通滤波的带宽相对中心频率的系数太小，所以将载波设置成较低频信号。反复调试后，得出结果和心得体会。 【关键词】：单边带 调制解调 平衡调制器 带通滤波器 低通滤波器 仿真 单边带的调制与解调
单边带调制(SSB)技术
摘要：单边带调制（SSB）技术是模拟调制中一项重要技术，相对于幅度调制（AM）、双边带调制（DSB）、残留边带调制（VSB）而言，其传输带宽仅为调制信号带宽，有效节约了带宽资源，且节约载波发射功率，广泛用于短波无线电广播、载波通信，数据传输等领域，所以，对SSB调制解调系统的研究有重大的意义。为了全面深入理解SSB调制解调过程，本文利用System view系统仿真软件仿真SSB调制解调系统中关键步骤，简单直观显示分析SSB信号调制解调过程的观测结果。 关键词：ssb；调制；仿真 1.1 前言 单边带调制是幅度调制的一种。幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。在波形上，幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移（精确到常数因子）。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。但应注意，这里的“线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 2.1单边带调制原理 单边带调制（SSB）信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。根据滤除方法的不同，产生SSB信号的方法有：滤波法和相移法。 1.滤波法 产生SSB信号最直观的方法是，先产生一个双边带信号，然后让其通过一个边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。我们把这种方法称为滤波法，它是最简单也是最常用的方法，其原理框图如图2-1所示。 m(t) s DSB(t) s SSB(t) H(w) 载波c(t) 图2.1-1 利用滤波法产生单边带信号 滤除下边带，保留上边带（USB），H（w）具有理想高通特性,其频谱图如图2-2所示： 1 |w|>w c （ ） （ (2.1-1) H USB） w = w H = 0 |w|≤w c
基于matlab的数字信号调制与解调
一matlab常用函数 1、特殊变量与常数 ans 计算结果的变量名computer 确定运行的计算机eps 浮点相对精 度Inf 无穷大I 虚数单位inputname 输入参数名NaN 非 数nargin 输入参数个数nargout 输出参数的数目pi 圆周 率nargoutchk 有效的输出参数数目realmax 最大正浮点数realmin 最小正浮点数varargin 实际输入的参量varargout 实际返回的参量操作符与特殊字符+ 加- 减* 矩阵乘法 .* 数组乘（对应元素相乘）^ 矩阵幂 .^ 数组幂（各个元素求幂）\ 左除或反斜杠/ 右除或斜面杠 ./ 数组除（对应元素除）kron Kronecker张量积: 冒号() 圆括[] 方括 . 小数点 .. 父目录 ... 继续, 逗号（分割多条命令）; 分号（禁止结果显示）% 注释! 感叹号' 转置或引用= 赋值== 相等<> 不等 于& 逻辑与| 逻辑或~ 逻辑非xor 逻辑异或 2、基本数学函数 abs 绝对值和复数模长acos,acodh 反余弦，反双曲余弦acot,acoth 反余切，反双曲余切acsc,acsch 反余割，反双曲余割angle 相角asec,asech 反正割，反双曲正割secant 正切asin,asinh 反正弦，反双曲正 弦atan,atanh 反正切，双曲正切tangent 正切atan2 四象限反正 切ceil 向着无穷大舍入complex 建立一个复数conj 复数配 对cos,cosh 余弦，双曲余弦csc,csch 余切，双曲余切cot,coth 余切，双曲余切exp 指数fix 朝0方向取整floor 朝负无穷取整*** 最大公因数imag 复数值的虚部lcm 最小公倍数log 自然对数log2 以2为底的对数log10 常用对数mod 有符号的求余nchoosek 二项式系数和全部组合数real 复数的实部rem 相除后求余round 取整为最近的整数sec,sech 正割，双曲正割sign 符号数sin,sinh 正弦，双曲正弦sqrt 平方根tan,tanh 正切，双曲正切 3、基本矩阵和矩阵操作 blkding 从输入参量建立块对角矩阵eye 单位矩阵linespace 产生线性间隔的向量logspace 产生对数间隔的向量numel 元素个数ones 产生全为1的数组rand 均匀颁随机数和数组randn 正态分布随机数和数组zeros 建立一个全0矩阵colon) 等间隔向量cat 连接数组diag 对角矩阵和矩阵对角线fliplr 从左自右翻转矩阵flipud 从上到下翻转矩阵repmat 复制一个数组reshape 改造矩阵roy90 矩阵翻转90度tril 矩阵的下三角triu 矩阵的上三角dot 向量点集cross 向量叉 集ismember 检测一个集合的元素intersect 向量的交 集setxor 向量异或集setdiff 向是的差集union 向量的并集数值分析和傅立叶变换cumprod 累积cumsum 累 加cumtrapz 累计梯形法计算数值微分factor 质因子inpolygon 删除多边形区域内的点max 最大值mean 数组的均 值mediam 中值min 最小值perms 所有可能的转 换polyarea 多边形区域primes 生成质数列表prod 数组元素的乘积rectint 矩形交集区域sort 按升序排列矩阵元 素sortrows 按升序排列行std 标准偏差sum 求
数字调制解调的MATLAB仿真设计
青海师范大学毕业论文 论文题目：数字调制解调的MATLAB仿真 系别：物理系 专业：电子信息工程 班级：05 B 学生姓名：梁俊花 学号：20050811217 指导教师姓名：李文全 职称：教授 最后完成时间：2009-5-10
【内容摘要】 设计了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控(2FSK) 、二进制移相键控(2PSK)调制解调系统的工作流程图,并得用了MATLAB软件对该系统的动态进行 了模拟仿真,得用仿真的结果,从而衡量数字信号的传输质量. 【关键词】 调制解调、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、MATLAB 【Abstract】 The work stream diagrams of 2ASK、2FSK、2PSK are designed .MATLAB softwave is used to simulate the modem system by the scatter diagrams and wave diagrams, then the transmit quality of digital signal can be measured. 【Keys】 Amodulate and ademodulate 、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、MATLAB 一、数字调制解调的概述 在通信系统中,信道的频段往往是很有限的,而原始的通信信号 的频段与信道要求的频段是不匹配的,这就要求将原始信号进行调制 再进行发送.相应的在接收端对调制的信号进行解调,恢复原始的信号,而且调制解调还可以在一定程度上抑制噪声对通信信号的干扰. 调制解调技术按照通信信号是模拟的还是数字的可分为模拟调 制解调和数字调制解调。数字调制的基本方式可以归结为3类：振幅 键控（ASK）、频率键控（FSK）和移相键控（PSK）。此外还有这3 类的混合方式。 对于数字调制信号，为了提高系统的抗噪声性能，衡量系统性
信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析(精品)
课程设计任务书 学生姓名：吕义斌专业班级：电信1102班 指导教师：桂林工作单位：武汉理工大学 题目：信号分析处理课程设计 －基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制（SSB）与解调分析初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.先修课程：通信原理等； 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行单边带幅度调制（SSB）与解 调，观察波形变化； 2、画出程序设计框图，编写程序代码，上机运行调试程序，记录实验结果（含计算 结果和图表等），并对实验结果进行分析和总结； 3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写，具体包括： ⑴目录；⑵理论分析； ⑶程序设计；⑷程序运行结果及图表分析和总结； ⑸课程设计的心得体会（至少800字，必须手写。）； ⑹参考文献（不少于5篇）。 时间安排：周一、周二查阅资料，了解设计内容； 周三、周四程序设计，上机调试程序； 周五、整理实验结果，撰写课程设计说明书。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1. 概述 (1) 2. 设计方案 (1) 2.1 SSB调制原理 (1) 2.1.1 滤波法 (1) 2.1.2 相移法 (2) 2.2 解调原理 (4) 2.2.1 相干解调 (4) 2.2.2 2级单边带调制解调 (4) 3. SSB调制与解调的MATLAB程序实现 (4) 3.1 函数的使用 (4) 3.2 MA TLAB程序实现 (5) 3.3 模拟仿真结果分析 (9) 4. SSB系统的Simulink仿真 (10) 4.1 Simulink工作环境 (10) 4.2 SSB信号调制 (11) 4.2.1 调制模型构建与参数设置 (11) 4.2.2 仿真结果及分析 (11) 4.3 SSB相干解调 (14) 4.3.1 相干解调模型构建与参数设置 (14) 4.3.2 仿真结果及分析 (15) 4.4 加入高斯噪声的SSB调制与解调 (17) 4.4.1 模型构建 (17) 4.4.2 仿真结果及分析 (18) 5. 心得体会 (23) 参考文献 (25)
PSK数字信号的调制与解调分享
信息对抗大作业 一、实验目的。 使用MATLAB构成一个加性高斯白噪声情况下的2psk调制解系统，仿真分析使用信道编码纠错和不使用信道编码时，不同信道噪声比情况下的系统误码率。 二、实验原理。 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。 数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。 图1相应的信号波形的示例 101 作为360180度，也就是反相。当传输数字信号时，"1" 也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为 (t)=Acost+) 其中，表示第n个符号的绝对相位： = 因此，上式可以改写为 图22PSK信号波形 解调原理 2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0. 2PSK信号相干解调各点时间波形如图3所示.当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错. 图32PSK信号相干解调各点时间波形
ssb波的调制与解调
海南大学 通信电子线路课程设计报告 学院：信息科学技术学院 课题名称：单边带的调制与解调 专业班级：12通信工程B班 姓名： 学号： 指导老师：黄艳 设计时间：2014.10——2014.12 使用仪器：Multisim12 同组成员：
目录 摘要及关键词 (1) 一设计总体概述 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2.设计指标 (2) 二系统框图 (2) （一）SSB调制电路 (2) （二）SSB解调电路 (3) 三各单元电路图及仿真 (4) 1 平衡调制器 (4) 2 带通滤波器 (8) 3 相乘器 (12) 4.低通滤波器 (13) 四总电路图 (15) 五自设问题及解答 (16) 六心得体会总结 (16) 七所遇问题及未解决问题 (17) 参考文献 (17)
内容摘要 本文用Multisim12设计并仿真了单边带的调制越解调，由于在调制单元，先设计一个混频器（双平衡调制器），在混频的两端通过信号发生器输入一个调制低频信号 f 和载波信号0f ，完成频谱的搬移，成为一个DSB 信号，再设计一个带通滤波器，将DSB 经过带通滤波器变成一个抑制单边带的SSB 波信号。单边带SSB 节约频带，节省功率，具有较高的保密性。在解调单元，将调制单元输出的SSB 和通过一个信号发生器产生的和调制单元同频同相的载波输入在相乘器（双平衡调制器）的两端，完成混频。再设计一个低通滤波器，将相乘器输出的信号经过低通滤波器，就可恢复基带信号低频信号0f ，完成解调。 在设计单元电路时，对每部分的电路设置参数，进行仿真，调参，对结果进行分析，由于在SSB 调制时，带通滤波的带宽相对中心频率的系数太小，所以将载波设置成较低频信号。反复调试后，得出结果和心得体会。 【关键词】：单边带 调制解调 平衡调制器 带通滤波器 低通滤波器 仿真
模拟单边带调幅及解调设计
通信原理课程设计报告书 课题名称 模拟单边带调幅及解调 姓 名 易冬亮 学 号 0912402*28 学 院 通信与电子工程学院 专 业 通信工程 指导教师 李梦醒 ※ ※※※※※※※※ ※※ ※ ※ ※※ 2009级通信工程专业 通信原理课程设计
2011年 06 月 28日
模拟单边带调幅及解调 1 设计目的 由于AM 、DSB 所需传输的带宽是信号的2倍，这样就降低了系统的有效性。由于从信息传输的角度讲，上、下两个边带所包含的信息相同，因此只传送一个边带即可以传送信号的全部信息。因此SSB 单边带调幅具有最窄的传输带宽，最高的信道利用率。 2设计原理 1、SSB 模拟单边带调制的原理： AM 的时域表示 幅度调制—用基带信号f(t)去迫使高频载波的瞬时幅度随f(t)的变化而变化. 0()[()]cos()AM c c S t A f t t ωθ=++ 其中ωc 为载波角频率;θc 为载波起始相位; A0 为载波幅度 当调制信号为单频余弦时 令 m m m f(t)=A cos(t+)ωθ 则AM 0m m m c c 0m m m c c S (t)=[A + A cos(t+)]cos(t+) =A [1+A cos(t+)]cos(t+)ωθωθωθωθ 其中βAm=Am/A0<=1，称为调幅指数。 调制信号为确定信号时，已调信号的频谱
c c c AM 0c c j(t+c)-j(t+)0S (t)=[A +f(t)]cos(t+) =[A +f(t)][e + e ]ωθωθωθ 已知f(t)的频谱为F(ω), 由付里叶变换： 00F[A ]=2A ()δω c c j(t+)C F[f(t)e ]=F(-)ωθωω c c j(t-)C F[f(t)e ]=F()ωθωω+ 由此可得 01()[()()][()()]2AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=-+++-++ 调制前后的频谱如图所示。 由于上下边带携带的信息是一样的，所以我们只要将上下边带用滤波器滤除其中的一个，只保留上（下）边带即可。 滤波法：SSSB(ω)=SDSB(ω)H(ω) 原理框图如下：
ssb波的调制与解调
大学 通信电子线路课程设计报告 学院：信息科学技术学院 课题名称：单边带的调制与解调 专业班级：12通信工程B班 姓名： 学号： 指导老师：黄艳 设计时间：2014.10——2014.12 使用仪器：Multisim12 同组成员：
目录 摘要及关键词 (1) 一设计总体概述 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2.设计指标 (2) 二系统框图 (2) （一） SSB调制电路 (2) （二） SSB解调电路 (3) 三各单元电路图及仿真 (4) 1 平衡调制器 (4) 2 带通滤波器 (8) 3 相乘器 (12) 4.低通滤波器 (13) 四总电路图 (15) 五自设问题及解答 (16) 六心得体会总结 (16) 七所遇问题及未解决问题 (17) 参考文献 (17)
容摘要 本文用Multisim12设计并仿真了单边带的调制越解调，由于在调制单元，先设计一个混频器（双平衡调制器），在混频的两端通过信号发生器输入一个调制低频信号 f 和载波信号0f ，完成频谱的搬移，成为一个DSB 信号，再设计一个带通滤波器，将DSB 经过带通滤波器变成一个抑制单边带的SSB 波信号。单边带SSB 节约频带，节省功率，具有较高的性。在解调单元，将调制单元输出的SSB 和通过一个信号发生器产生的和调制单元同频同相的载波输入在相乘器（双平衡调制器）的两端，完成混频。再设计一个低通滤波器，将相乘器输出的信号经过低通滤波器，就可恢复基带信号低频信号0f ，完成解调。 在设计单元电路时，对每部分的电路设置参数，进行仿真，调参，对结果进行分析，由于在SSB 调制时，带通滤波的带宽相对中心频率的系数太小，所以将载波设置成较低频信号。反复调试后，得出结果和心得体会。 【关键词】：单边带 调制解调 平衡调制器 带通滤波器 低通滤波器 仿真