專業(yè)綜合技能抑制載波雙邊帶系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)仿真

1、專業(yè)綜合技能（二）抑制載波雙邊帶系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)（DSB仿真專業(yè)：通信工程班級(jí)：通信111班學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師姓名：2014年6月7日隨著信息傳輸在現(xiàn)代生活中重要性的增強(qiáng)，調(diào)制和解調(diào)作為無(wú)線電通信系 統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵技術(shù)也越來(lái)越受到重視。 調(diào)制的目的是得到適合在信道中傳 輸?shù)男盘?hào)，解調(diào)又稱作檢波，就是從接收端最大程度不失真的恢復(fù)出基帶信號(hào)。DSB信號(hào)以其調(diào)制效率高而得到廣泛應(yīng)用。本文介紹了基于MATLAB/Simuli nk仿真DSB調(diào)制與解調(diào)過(guò)程，并在解調(diào)時(shí)引入高斯白噪聲，DSB調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性原理：在AM信號(hào)中，載波分量并不攜帶信息，仍占據(jù)大部分功率，如果抑制載波分量的發(fā)送，就能夠提高功率

2、效率，這就抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB-SC( DoubleSide Band with Suppressed Carrier )，簡(jiǎn)稱雙邊帶調(diào)制(DSB。其時(shí)域和頻域 表達(dá)式為：DSB=m(t) cos ctSdsB1M (；i ： : J M (；：c)1.調(diào)制部分:如果將AM信號(hào)中的載波抑制，只需在將直流 A去掉，即可輸出抑制載波雙邊帶信號(hào)(DSB-SC。DSB-SCM制器模型如圖1所示。皿(/)(x)陥(/)圖1 DSB-SC調(diào)制器模型其中，設(shè)正弦載波為c(t) = Acos ct +%)式中，A為載波幅度;c為載波角頻率；0為初始相位(假定0為0)。假定調(diào)制信號(hào)m(t)的平均值為0,與載

3、波相乘，即可形成 DSB-SC信號(hào)，其時(shí)域表達(dá)式為：StKOcoS ct式中，m(t)的平均值為0。DSB-SC勺頻譜為:)-M ( 1Sdsb()= 2DSB信號(hào)的波形和頻譜調(diào)制部分仿真程序:%清除歷史痕跡clf;%清除窗口中的圖形clc;%清除命令窗clear;%清除變量窗%定義變量和波形表達(dá)式ts=0.01;%定義變量區(qū)間步長(zhǎng)t0=2;%定義變量區(qū)的長(zhǎng)度t=-tO:ts:tO;%定義變量區(qū)間取值fc=10;%定義載波的頻率A=1;%定義調(diào)制信號(hào)幅度f(wàn)a=1;%定義調(diào)制信號(hào)頻率mt=A*cos(2*pi*fa.*t);%輸入調(diào)制信號(hào)表達(dá)式ct=cos(2*pi*fc.*t);%輸入載波信號(hào)

4、表達(dá)式st=mt.*ct;%輸出已調(diào)信號(hào)表達(dá)式%畫(huà)出波形figure(toolbar, non e,me nu, non e,. n ame,DSB subplot(3,1,1); plot(t,mt,c);title( 調(diào)制信 xlabel(t); ylabel(m(t); subplot(3,1,2); plot(t,ct,g);title( 載波信號(hào) xlabel(t);信號(hào)波形,color,y);劃分畫(huà)圖區(qū)間，3行1列，現(xiàn)畫(huà)第一個(gè)調(diào)制信號(hào)波形)；)；載波信號(hào)波形已調(diào)信號(hào)波形ylabel(c(t);subplot(3,1,3);%plot(t,st,b);title( 已調(diào)信號(hào)); xl

5、abel(t);ylabel(s(t);運(yùn)行圖形:BJ Figure 2： D刃蟻號(hào)疲形謂制信號(hào)1-11f 0JL L 、丄e o1-0 50152.解調(diào)部分:DSB言號(hào)因?yàn)椴淮嬖谳d波分量，所以調(diào)制效率是100%即全部功率用于信息 傳輸。但由于DSB信號(hào)的包絡(luò)不在于調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律一致， 因而不能采用簡(jiǎn) 單的包絡(luò)檢波法來(lái)恢復(fù)調(diào)制信號(hào)，而用同步檢波法。(t)sDSB (t)LPF （低通濾波器）DSB設(shè)輸入的已調(diào)信號(hào)為cos心 ct信號(hào)解調(diào)模型SB(t)=m(t)COS. ct取調(diào)制信號(hào)為:與同頻同相的相干載波cos. ct相乘后，得1 1Sp(t)二 SDSB(t)cos .叫t) ?cos

6、2.經(jīng)低通濾波器(LFP)后，得到1 Sd(t)m(t)兀 m(t)1可以看出，得到的解調(diào)信號(hào)是輸入調(diào)制信號(hào) m(t)的2，呈正比關(guān)系。所以得 到失真較小的基帶信號(hào)。DSB信號(hào)解調(diào)頻譜DSB已調(diào)波經(jīng)過(guò)同步檢波后的頻譜如上圖所示,經(jīng)過(guò)低通濾波器后即可得到原始基帶信號(hào)。DSB相干解調(diào)性能:n(t)帶通Sm(t)“ 低通濾波器濾波器叫(t) no(t)COS tcDSB相干解調(diào)性能分析模型設(shè)解調(diào)器輸入信號(hào)為錯(cuò)誤！未找到引用源。與相干載波cos ct相乘,經(jīng)低通濾波器后，輸出信號(hào)為：1 /、 m(t)=三 m(t)因此，解調(diào)器輸出端的有用信號(hào)功率為 1 So =m；(t)m2(t)4解調(diào)DSB言號(hào)時(shí)，

7、接收機(jī)中的帶通濾波器的中心頻率-0與調(diào)制頻率-c相同, 因此解調(diào)器輸入端的窄帶噪聲m(t),與相干載波cos ct相乘，經(jīng)低通濾波器，解調(diào)器輸出的最終的輸出噪聲為1 。二？ nc(t)故輸出噪聲功率為2 1 2 N。= n(t)ng4這里，B=2fH，為DSB的帶通濾波器的帶寬，錯(cuò)誤！未找到引用源。為白噪聲 單邊功率譜密度。2 1 2Si =Sm(t)m (t)2Ni = n0B解調(diào)器輸入信號(hào)平均功率為又，已知解調(diào)器的輸入噪聲功率為可得解調(diào)器的輸入信噪比SNinB解調(diào)器的輸出信噪比So2(t) m2(t)nB因此制度增益為DSB50 No51 Ni由此可見(jiàn)DSE調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為2。也就是說(shuō)

8、，DSB信號(hào)的解調(diào)器使信噪比改善一倍。這是因?yàn)椴捎孟喔山庹{(diào)，是輸入噪聲中的一個(gè)正交分量n s(t)被消除的緣故。解調(diào)部分仿真程序：在上一個(gè)程序的基礎(chǔ)上，清除歷史痕跡與定義變量部分不變， 把畫(huà)出波形的部分 改為以下內(nèi)容即可figure(toolbar, non e,me nu, non e,.name,DSB信號(hào)頻譜,color,y);subplot(2,1,1); plot(f,mt2,c);%title( 調(diào)制信號(hào)頻譜); xlabel(f);ylabel(m(f);st仁 fftshift(fft(st); st2=abs(st1.A2);subplot(2,1,2);plot(f,st2

9、,b);%title( 已調(diào)信號(hào)頻譜);調(diào)制信號(hào)頻域波形%畫(huà)出已調(diào)信號(hào)波形已調(diào)信號(hào)頻域波形%畫(huà)出已調(diào)信號(hào)波形xlabel(f);運(yùn)行圖形:ylabel(s(f);Simulink建模仿真:仿真結(jié)果：DSB信號(hào)調(diào)制示波器顯示圖:圖中由上到下的波形分別為：調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)。其中調(diào)制信號(hào)的頻率為1rads/sec，振幅為1;載波信號(hào)的頻率為30rads/sec，振幅為2。DSB信號(hào)解調(diào)示波器顯示圖:圖中由上到下的波形分別為：高斯白噪聲波形、經(jīng)過(guò)信道和增益模塊的已調(diào) 信號(hào)、經(jīng)過(guò)相乘器得到的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)過(guò)低通濾波器得到的基帶信號(hào)。結(jié)果分析：信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)在通信系統(tǒng)中具有重要的作用。由仿真結(jié)果可以看出，調(diào)制過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)頻譜搬移的過(guò)程，即是將低頻信號(hào)的頻譜（調(diào)制信號(hào)）搬移 到載頻位置（載波）。而解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程，即是將已調(diào)制信號(hào)還原成原始基 帶信號(hào)的過(guò)程。在實(shí)際信號(hào)傳輸過(guò)程中，通信系統(tǒng)不可避免的會(huì)遇到噪聲，例如 自然界中的各種電磁波噪聲和設(shè)備本身產(chǎn)生的熱噪聲、散粒噪聲等，它們很難被 預(yù)測(cè)。而且大部分噪聲為隨機(jī)的高斯白噪聲， 所以在解調(diào)時(shí)引入噪聲，才能夠真 正模擬實(shí)際中信號(hào)傳輸所遇到的問(wèn)題，進(jìn)而思考怎樣才能在接受端更好地恢復(fù)基 帶信號(hào)。信道加性噪聲主要取決于起伏噪聲，而起伏