基于matlab的SSB信号调制、传输、解调的仿真

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通信原理

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课程设计报告

题目：SSB 调制传输解调设计与仿真

一、课程设计目的与任务

1、课程设计目的

掌握模拟调制系统的幅度调制（线性调制）的原理，掌握单边带

调制(SSB)的原理与应用，学习使用 Matlab 设计 SSB 调制解调系统，

可以通过波形的变换分析仿真结果，。熟悉并掌握 SSB 通信系统的组

成原理和调制；利用 Matlab 构建各系统并观察频谱和波形：通过建

立 SSB 通信系统模型，分析工作原理和时、频特性，以验证理论分析

和仿真结果；掌握各种通信系统的异同。

2、课程设计任务

(1)熟悉 Matlab 中的些调制解调命令，在掌握单边带调制解调原

理的基础上编行单边带调制解调程序。

(2)绘制载波的频域图，并与 SSB 信号解调前后时域频域的波形

进行比较，根据 SSB 调制解调的原理进判断正确与错误。

(3)当信号正确时，叠加噪声，绘制叠加噪声的时域和频域图，

与无噪声时进行比较，看到差异，分析噪声对信号传输的影响。

(4)在老帅的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按

要求编写课程设计报告，能正确阐述和分析设计和实验结果。

二、课程设计涉及的基本概念

1.双边带调制

在 AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果

在 AM 调制模型中将直流 A0 去掉，即可得到一种高调制效率的的方

式——抑制载波双边带信号（DSB-SC），简称双边带信号（DSB）。

其时域表达式为

ttS

cDSB

��

cos)(m)( �

假设 m(t)的平均值为 0；DSB 的频谱与 AM 的谱相近，只是没有了在

处的

函数。即：

)]()([

)(

ccDSB

MMS

��

与 AM 信号比较，因为不存在载波分量，DSB 信号的调制效率是

100%，即全部功率都用于信息传输。但是，DSB 信号的包络不再与调

制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波器来恢复调制

信号。DSB 信号解调时需采用相干解调。

DSB 信号虽然节省了载波功率，但它所需的传输带宽仍是调制信

号带宽的两倍，即与 AM 信号带宽相同。同时，注意到 DSB 信号两个

边带中的任意一个都包含了 M（

）的所有频谱成分，因此仅传输其

中一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省与的传输频带，这

种方式称为单边带调制。

2. 单边带调制

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。

根据滤波方法的不同，产生 SSB 信号的方法有：滤波法和相移法。

3. 滤波法

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。

4. 相移法

（1）DSB 信号通过相移的方法可以变成 SSB 信号，需要借助希尔

伯特变换来表述。

（2）分析：

设单频调制信号为：

(t)

cos(

载波为：

(t)

cos(

经过希尔伯特变换可以改写为

5. 解调

解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复原基带

信号（即调制信号）。解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解

调（包络检波）。SSB 信号只能使用相干解调进行解调。

解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。调制是把基带信号的频

谱搬到了载频位置，这一过程可以通过一个乘法器与载波相乘来实现。

解调是调制的反过程，即把在载频位置的已调信号的频谱搬回到原始

基带位置，因此同样可以用乘法器与载波相乘实现。

相干解调时，为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一

个与接收的已调载波同频同相的本地载波，它与接收的已调信号相乘

后，经 LPF 取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。

实现相干解调的关键是接收端要提供一个与载波信号严格同步的

相干载波。否则，相干解调后会使原始基带信号减弱，甚至带来严重

失真。

三、方案设计

1.信号参数设置

在 Matlab 中设置调制信号为 100Hz，载波信号为 1kHz；采样频率

为 10kHz。生成调制信号的时域和频域波形，并进行观察。

程序如下：

%信号参数设置

%设置基带信号为 100Hz，载波信号为 1kHz

fm=100;fc=10^3; %信号频率 fm，载波频率 fc

Fs=10^4; %采样频率 Fs

wc=2*pi*fc;

wm=2*pi*fm;

T = 1/Fs;

L=2*10^4; % 信号长度

t = (0:L-1)*T ;

f = Fs*(0:(L/2))/L;

%基带信号时域

sm=cos(wm*t);

figure('Name','基带信号');

subplot(211);

plot(t,sm);

title('基带信号时域');

xlabel('t');

axis([0 1 -2 2]);

grid on

%基带信号频域

S1=fft(sm);

P1b=abs(S1/L);

%得到单边

P1a = P1b(1:L/2+1);

P1a(2:end-1) = 2*P1a(2:end-1);

subplot(212);

plot(f,P1a); %SSB 信号频域波形

xlabel('Frequency(HZ)');

title('基带信号频域波形 ');

axis([90 110 0 1])

grid on;

2. 调制

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。

根据滤波方法的不同，产生 SSB 信号的方法有：滤波法和相移法。

（1）滤波法

①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。

②模拟框图：

weixin_43562080

2024-11-12

思路清晰，代码能运行

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