抑制載波單邊帶調(diào)幅SSB和解調(diào)的實現(xiàn)

1、學(xué)號:2011-2012學(xué)年第1學(xué)期周頻電子課程設(shè)計課程設(shè)計報告題目：抑制載波單邊調(diào)幅（SSB）和解調(diào)的實現(xiàn)專業(yè)：班級：姓名:指導(dǎo)教師：電氣工程系2011年12月25日課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計目的抑制載波單邊帶調(diào)幅(SSB)和解調(diào)的實現(xiàn)。二、設(shè)計任務(wù)用MATLAB產(chǎn)生一個頻率為1H乙功率為1的余弦信號ft,設(shè)載波頻率為10Hz。用抑制載波的單邊帶調(diào)幅實現(xiàn)對信號進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)。三、具體要求采用MATLAB或者其它軟件工具實現(xiàn)對信號進(jìn)行抑制載波單邊帶調(diào)幅(SSB)和解調(diào)，并且繪制：信號f及其頻譜；SSB調(diào)制信號及其頻譜；SSB調(diào)制信號的功率譜密度；相干解調(diào)后的信號波形。摘要單邊帶調(diào)制從1933年開始，在

2、短波通信中，大多越洋電話和洲際電話都用導(dǎo)頻制單邊帶傳輸。自1954年以來，載頻全抑制單邊帶調(diào)制迅速在軍用和許多專用無線電業(yè)務(wù)中取代調(diào)幅制。在載波電話微波多路傳輸和地空的電話通信中，單邊帶技術(shù)已得到了廣泛的應(yīng)用，并且已使用在衛(wèi)星至地面的信道和移動通信系統(tǒng)中。單邊帶調(diào)制是將消息的頻譜從基帶移到一個較高的頻率上，而且在平移后的信號頻譜內(nèi)原有頻率分量的相對關(guān)系保持不變的調(diào)制技術(shù)。單邊帶（SSB）調(diào)制也可看作是調(diào)幅（AM）的一種特殊形式。調(diào)幅信號頻譜由載頻心和上、下邊帶組成，被傳輸?shù)南趦蓚€邊帶中，而且每一邊帶包含有完整的被傳輸?shù)南ⅰＲ虼?，只要發(fā)送單邊帶信號，就能不失真地傳輸消息。顯然，把調(diào)幅信

3、號頻譜中的載頻和其中一個邊帶抑制掉后，余下的就是單邊帶信號的頻譜。第一章、設(shè)計目的和意義1設(shè)計目的研究模擬連續(xù)信號在SSB線性調(diào)制中的信號波形與頻譜，了解調(diào)制信號是如何搬移到載波附近。2.設(shè)計意義(1) 加深對模擬線性調(diào)制SSB的工作原理的理解。(2) 了解產(chǎn)生調(diào)幅波(AM)和抑制載波單邊帶波(SSBAM)的調(diào)制方式，以及兩種波之間的關(guān)系。(3) 了解用濾波法產(chǎn)生單邊帶SSBAM的信號的方式和上下邊帶信號的不同。(4) 了解在相干解調(diào)中存在同步誤差(頻率誤差、相位誤差)對解調(diào)信號的影響從而了解使用同頻同相的相干載波在相干解調(diào)中的重要性。第二章、設(shè)計原理信號的調(diào)制主要是在時域上乘上一個頻率較高的

4、載波信號，實現(xiàn)頻率的搬移，使有用信號容易被傳播。單邊帶調(diào)幅信號可以通過雙邊帶調(diào)幅后經(jīng)過濾波器實現(xiàn)。雙邊帶調(diào)制中上下兩個邊帶是完全對稱的，它們所攜帶的信息相同，完全可以用一個邊帶來傳輸全部消息。這種傳輸方式除了節(jié)省載波功率之外，還可節(jié)省一半傳輸頻帶，即為單邊帶調(diào)制。單邊帶調(diào)制中只傳送雙邊帶調(diào)制信號的一個邊帶。因此傳送單邊帶信號的最直接的方法是讓雙邊帶信號通過一個單邊帶濾波器，濾除不要的邊帶，即可得到單邊帶信號。我們把這種方法稱為濾波法，它是最簡單也是最常用的方法。因此，我們只需傳送一個邊帶信號就可以達(dá)到信息傳輸?shù)哪康?，以?jié)省傳輸帶寬、提高信道利用率。這就是單邊帶調(diào)制(SSBSC)o產(chǎn)生SSB信號

5、有移相法和濾波法。本設(shè)計采用濾波法，即，將已產(chǎn)生的雙邊帶信號通過一個帶通濾波器，根據(jù)該濾波器傳遞函數(shù)的不同，可分別得到下邊帶信號和上邊帶信號。SSB信號可表示為:Sssbtmtcosctmtsinct式中：是m(t)的所有頻率成分移相的信號，稱為的希爾伯特信號。式中符號取“產(chǎn)生上邊帶，取“+”產(chǎn)生下邊帶。W)cos公/圖2.1單邊帶信號的濾波法形成濾波法的原理方框圖如圖2.1所示，圖中Hssb為單邊帶濾波器的傳遞函數(shù)，對于保留上邊帶的單邊帶調(diào)制來說，有HSSBh USB1,0,對于保留下邊帶的單邊帶調(diào)制來說，則取Hssb為帶通濾波器，于是1,HSSBHLSB0,單邊帶信號的頻譜為SssbSds

6、bHssb總電路圖見附錄第三章、詳細(xì)設(shè)計步驟1、信號的產(chǎn)生由題意可知，未調(diào)信號的頻率f=1H乙功率P=1W,載波頻率10HZo設(shè)采用時間為0.001S,頻率分辨率為0.1。由于正弦信號的功pg,可以求出未調(diào)信號幅值。所以未調(diào)率與幅值有以下關(guān)系：信號表達(dá)為：m=Am*cos(2*pi*ft*t)2、信號的調(diào)制由于SSB是通過濾波法實現(xiàn)。通過公式SosBtftcosct實現(xiàn)DSB信號，并通過傅立葉變換得其頻譜，然后去除上邊頻分量得到下邊頻分量LSSB,再通過傅立葉反變換即可產(chǎn)生攜帶下邊頻的單邊帶調(diào)幅信號即u信號。在MATLAB中fftseq函數(shù)可以實現(xiàn)傅立葉變換，肝函數(shù)可以實現(xiàn)傅立葉反變換3、信號

7、的解調(diào)單邊帶信號的時域表達(dá)式為：SssBtftCOSct?tsinet,將已調(diào)信號u與同頻同相的載波e。叱t相乘后可以得到含源信號的表111?Spt-ft-ftcos2ct-?tsin2ct999達(dá)試，通過截至頻率合理的低通濾波器就能將源信號恢復(fù)出來。在MATLAB中，低通濾波器可以floor函數(shù)實現(xiàn)。4、程序代碼to=1；ts=O.OO1;fc=10;fs=1/ts;df=0.3;t二卜t0/2:ts:t0/2;m=sqrt(2)*cos(2*pi*t);c=cos(2*pi*fc.*t);%定義載波同相分量b=sin(2*pi*fc.*t);v=m.*c+imag(hilbert(m).*

8、b;u=m.*c-imag(hilbert(m).*b;M,m,dfl=fftseq(m,ts,df);M二M/fs;U,u5dfl=fftseq(u,ts,df);U=U/fs;V,v,dfl=fftseq(v,ts,df);V=V/單邊帶調(diào)制與解調(diào)設(shè)計與仿真fs;f=O:dfl:dfl*(length(m)-1)-fs/2;holdon;figure(1)subplot(1,2,1)plot(t,m(1:length(t);axis(-1,1,-2,2);xlabe(時間)；title(未調(diào)信號)subplot(1,2,2);plot(f,abs(fftshift(M)xlabel(頻率)

9、；title。未調(diào)信號的頻譜)holdon;figure(2);plot(t,c(1:length(t);axis(-0.150.1,-252)xlabel(時間);title。載波)figure(3);subplot(2,2,1)plot(t,u(1:length(t);axis(-0.2,0.2,-1.5,1.5);xlabe(時間)；title(上邊帶已調(diào)信號)subplot(2,2,2)plot(t,v(1:length(t)axis(卜0.2,0.2,-1.5,1.5)；xlabel(時間)title(下邊帶已調(diào)信號)；subplot(2,2,3)plot(f,abs(fftshif

10、t(U)title(上邊帶已調(diào)信號的頻譜)；xlabel(頻率)；subplot(2,2,4);plot(f,abs(fftshift(V)title(下邊帶已調(diào)信號的頻譜)；xlabel(步頁率)第四章、設(shè)計結(jié)果及分析1、仿真結(jié)果:幸調(diào)信號頻率圖1:未調(diào)信號及其頻譜圖2:載波信號0.60.40.2r5000500頻率下邊帶已調(diào)信號D.8i圖3:已調(diào)信號及其頻譜圖4:功率普密度及解調(diào)后的信號2、仿真分析從圖1中可以看出，未調(diào)信號頻率為1Hz。從頻譜角度上看，在。處出現(xiàn)沖擊，這是由正弦信號的頻率特性確定的。由抑制載波雙邊帶調(diào)幅調(diào)制出來的信號是以正弦信號為包絡(luò)的不等值正弦信號組成的波形，經(jīng)過濾除上

11、邊帶后得到圖3的攜帶下邊帶信號的已調(diào)信號，及經(jīng)過濾除下邊帶后得到圖3的嚇呆上邊帶信號的已調(diào)信號。調(diào)制過程就是將信號的頻譜進(jìn)行搬移，將其搬運(yùn)到載波附近的頻率點上。下圖是分別對應(yīng)上下邊帶信號的頻譜圖。與圖1中的頻譜圖進(jìn)行比較能清晰地看出，頻域信號已經(jīng)被搬移到載波的附件。圖2為載波信號的波形。從圖4功率普密度圖中看到，已調(diào)信號的功率主要集中在10Hz經(jīng)過濾波附件，主要是因為信號頻率已經(jīng)被搬運(yùn)到載波附件的原因。器后，信號的大致形狀已經(jīng)被恢復(fù)，但由于調(diào)制和解調(diào)的過程中信號產(chǎn)生了相移，所以與未調(diào)信號相比，相位發(fā)送了較大的變化。第五章、參考文獻(xiàn)1程佩青.數(shù)字信號處理教程（第三版）.清華大學(xué)出版社，20072

12、劉衛(wèi)國.MATLAB程序設(shè)計教程.中國水利水電出版社，20053宋祖順.現(xiàn)代通信原理.電子工業(yè)出版社，20074余成波.數(shù)字信號處理,清華大學(xué)出版社，2006第六章、自我評價指導(dǎo)老師評語（手寫300字）課程設(shè)計成績指導(dǎo)老師201年月日第五章、設(shè)計體會本周我們的課程設(shè)計是抑制載波單邊帶調(diào)幅（SSB）和解調(diào)的實現(xiàn)，通過這次課程設(shè)計，我得到了很大的收獲：通過對程序的設(shè)計，我進(jìn)一步熟悉了MATLAB開發(fā)環(huán)境，對MATLAB的一些基本操作和應(yīng)用有了更深入的了解。如：公式編輯器的使用，有要求的正弦信號的產(chǎn)生，基本圖形的繪制和各種的函數(shù)的使用等。同時，這次設(shè)計使我對通信電路課本上學(xué)到的知識點有了更深入的理解和掌握。比如對信號的調(diào)