SSB單邊帶信號(hào)調(diào)制

1、SSB單邊帶信號(hào)調(diào)制由雙邊帶過(guò)渡雙邊帶信號(hào)雖然抑制了載波，提高了調(diào)制效率，但調(diào)制后的頻帶寬度仍是基帶信號(hào)帶寬的2倍，而且上、下邊帶是完全對(duì)稱的，它們所攜帶的信息完全相同。因此，從信息傳輸?shù)慕嵌葋?lái)看，只用一個(gè)邊帶傳輸就可以了。我們把這種只傳輸一個(gè)邊帶的調(diào)制方式稱為單邊帶抑制載波調(diào)制，簡(jiǎn)稱為單邊帶調(diào)制(SSB)。原理部分采用單邊帶調(diào)制，除了節(jié)省載波功率，還可以節(jié)省一半傳輸頻帶，僅傳輸雙邊帶信號(hào)的一個(gè)邊帶(上邊帶或下邊帶)。因此產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的最簡(jiǎn)單方法，就是先產(chǎn)生雙邊帶。然后讓它通過(guò)一個(gè)邊帶濾波器，只傳送雙邊帶信號(hào)中的一個(gè)邊帶，這種產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的方法稱為濾波法。由于理想的濾波器特性是不可能作到的

2、，實(shí)際的邊帶濾波器從帶通到帶阻總是有一個(gè)過(guò)渡帶，隨著載波頻率的增加，采用一級(jí)載波調(diào)制的濾波法將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這時(shí)可采用多級(jí)調(diào)制濾波的辦法產(chǎn)生單邊帶信號(hào)。即采用多級(jí)頻率搬移的方法實(shí)現(xiàn)：先在低頻處產(chǎn)生單邊帶信號(hào)，然后通過(guò)變頻將頻譜搬移到更高的載頻處。產(chǎn)生SSB信號(hào)的方法還有：相移形成法，混合形成法。SSB移相法原理圖 SSB移相法的形成的SystemView仿真 SSB移相法的形成上邊帶下邊帶數(shù)學(xué)表達(dá)式為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，設(shè)調(diào)制信號(hào)為單頻信號(hào)f(t)=Amcosmt，載波為c(t)=cosct，則調(diào)制后的雙邊帶時(shí)域波形為：SDSB(t)AmcosmtcostAmcos(c+m)t+Amcos(c-m)t/2保

3、留上邊帶，波形為：SUSB(t)Amcos(c+m)t/2Am(cosctcosmt-sinctsinmt)/2保留下邊帶，波形為：SLSB(t)Amcos(c-m)t/2Am(cosctcosmt+sinctsinmt)/2上兩式中的第一項(xiàng)與調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)的乘積成正比，稱為同相分量；而第二項(xiàng)的乘積則是調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)分別移相90后相乘的結(jié)果，稱為正交分量。由此可以引出另一種形成單邊帶信號(hào)的方法移相法。如下圖所示，是SystemView的仿真設(shè)計(jì)。需要說(shuō)明的是，如果調(diào)制信號(hào)是任意的周期信號(hào)，則可將其分解出多個(gè)頻率分量之和，只要其中的移相電路為一定帶寬的移相電路，對(duì)這些頻率分量都能移相90

4、，那么形成任意調(diào)制信號(hào)的單邊帶信號(hào)是可能的。只不過(guò)將f(t)的輸入變?yōu)閒(t)/2即可。數(shù)學(xué)表達(dá)式用相移法形成SSB信號(hào)，SSB信號(hào)的時(shí)域表示式為 式中，“”對(duì)應(yīng)上邊帶信號(hào)，“+”對(duì)應(yīng)下邊帶信號(hào)；表示把m(t)的所有頻率成分均相移，稱是m(t)的希爾伯特變換。 從SSB信號(hào)調(diào)制原理中可以清楚地看出，SSB信號(hào)的頻譜是DSB信號(hào)頻譜的一個(gè)邊帶，其帶寬為DSB信號(hào)的一半，與基帶信號(hào)帶寬相同。單邊帶幅度調(diào)制的效率也為100%。從SSB信號(hào)調(diào)制原理中不難看出，SSB信號(hào)的包絡(luò)不再與調(diào)制信號(hào)m(t)成正比，因此SSB信號(hào)的解調(diào)也不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)。 單邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波

5、發(fā)射功率，調(diào)制效率高；頻帶寬度只有雙邊帶的一半，頻帶利用率提高一倍。缺點(diǎn)是單邊帶濾波器實(shí)現(xiàn)難度大。用matlab畫單邊帶調(diào)節(jié)%SSB調(diào)制與解調(diào)clc,clear;%m為調(diào)制信號(hào)fs = 1.5*1e7; %采樣率fc = 1.5e6; %載波頻率n = 0:200; m = cos(2*pi*1.5e5*n/fs); %調(diào)制信號(hào)subplot(3,2,1 2);plot(m);N = length(m); %采樣點(diǎn)數(shù)axis(1 N -1 1);title(原始信號(hào));c = cos(2*pi*fc*n/fs);s = sin(2*pi*fc*n/fs);mh = hilbert(m,N);

6、%m的Hilbert變換snl = m.*c - mh.*s; %上邊帶信號(hào)subplot(3,2,3);plot(real(snl),axis(1 N -1 1),title(LSB信號(hào));snu = m.*c + mh.*s; %下邊帶信號(hào)subplot(3,2,5);plot(real(snu),axis(1 N -1 1),title(USB信號(hào));shl = m.*s + mh.*c; %snl的近似Hilbert變換shu = m.*s + mh.*c; %snu的近似Hilbert變換%sh = hilbert(sn,N);%解調(diào)出的信號(hào)mdl = snl.*c + shl.*s

7、;mdu = snu.*c + shu.*s;mdl = real(mdl);mdu = real(mdu);subplot(3,2,4);plot(mdl,r);axis(1 N -1 1);title(LSB解調(diào)出的信號(hào));subplot(3,2,6);plot(mdl,g);axis(1 N -1 1);title(USB解調(diào)出的信號(hào));M文件程序代碼%單邊帶幅度調(diào)制與解調(diào)（SSBAM）ssb=real(hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t);f,ssbf=FFT_SHIFT(ssb,N,t);PSD_SSB=(abs(ssbf).2)/T; ssbd=ssb.*co

8、s(2*pi*fc*t);ssbd=ssbd-mean(ssbd);B=2*fmax;f,SSBf=FFT_SHIFT(ssbd,N,t);t,ssb_t=RECT_LPF(f,SSBf,B);實(shí)現(xiàn)調(diào)制過(guò)程1信號(hào)的產(chǎn)生 利用相移法來(lái)調(diào)制單邊帶調(diào)制信號(hào)，調(diào)制信號(hào)如下： Fs=100000；%信號(hào)脈沖 t=0:1/Fs:0.01；%一個(gè)脈沖的時(shí)間 y=cos（300*2*pi*t）；%調(diào)制信號(hào) yz=sin（300*2*pi*t）；%調(diào)制信號(hào)的希爾伯特變換 時(shí)域波形圖 頻域波形圖 載波為：C（t）= coswct Fc=30000；%載波脈沖 c=cos（Fc*2*pi*t）；%載波 b=sin（2*pi*Fc*t）；%載波正弦變換 lssb=y.*c+yz.*b；%保留下邊帶信號(hào) 載波信號(hào)余弦時(shí)域波形圖載波信號(hào)正弦時(shí)域波形圖2信號(hào)的調(diào)制 得到單邊帶信號(hào)后，在信號(hào)中加入高斯白噪聲（此時(shí)設(shè)加入的高斯白噪聲為大信噪比），得到加入噪聲后的下邊帶信號(hào)： yl=awgn（lssb,30）；%調(diào)制信號(hào)加噪聲 wsingle=fft（lssb）；%其傅里葉變換 wsingle=abs（wsingle（l:length（wsingle）/2+1）；%已調(diào)信號(hào)的頻譜frqsingle=0:l