單邊帶調(diào)制MATLAB模擬仿真

1、 單邊帶調(diào)制MATLAB模擬ToImitateTheModulationofSingleSideBandwithMATLAB摘要：這篇文章介紹了使用MATLAB軟件編制程序，以實(shí)現(xiàn)單邊帶信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)。首先，利用相移法從雙邊帶信號(hào)得到單邊帶信號(hào)，再編寫(xiě)MATLAB程序，使單邊帶信號(hào)得到調(diào)制和調(diào)解。分析調(diào)制前后的時(shí)域和頻域波形圖，以更加深入理解單邊帶信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)的原理。Abstract：ThisarticleintroducesthewaytomodulateanddemodulatethesinglesidebandwiththesoftprogramfromMATLAB.First,g

2、etthesinglesidebandsignalfromthecouplesidesband,thenwrighttheMATLABprogramtomodulateanddemodulatethesignal.Analyzethepictures,andunderstandthetheoryfurtherly.關(guān)鍵詞：?jiǎn)芜厧д{(diào)制和解調(diào)MATLABKeywords：singlesideband,modulationanddemodulation,MATLAB一、設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)幅和解調(diào)，在此次課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)收集資料與分析，理解單邊帶調(diào)制與解調(diào)的具體過(guò)程和它在MATLAB中實(shí)

3、現(xiàn)的方法。預(yù)期通過(guò)這個(gè)階段的研習(xí)，更清楚地認(rèn)識(shí)單邊帶解調(diào)原理，同時(shí)加深對(duì)MATLAB軟件的操作熟練度，并在使用中感受MATLAB的應(yīng)用方式與特色。通過(guò)對(duì)解調(diào)前后時(shí)域與頻域波形圖的比較，分析單邊帶調(diào)制與解調(diào)的作用。二、設(shè)計(jì)原理單邊帶調(diào)制信號(hào)是將雙邊帶信號(hào)中的一個(gè)邊帶濾掉而形成的。根據(jù)方法的不同，產(chǎn)生單邊帶調(diào)制信號(hào)的方法有：濾波和相移法。由于濾波法在技術(shù)上比較難實(shí)現(xiàn)所以在此我們將用相移法對(duì)單邊帶調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行討論與設(shè)計(jì)。相移法和單邊帶調(diào)制信號(hào)的時(shí)域表示：?jiǎn)芜厧д{(diào)制信號(hào)的頻域表示直觀、簡(jiǎn)明，但其時(shí)域表示式的推導(dǎo)比較困難，需要借助爾伯特（Hilbert）變換來(lái)表達(dá)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們以單頻調(diào)制為例,

4、然后推廣到一般情況。信號(hào)通過(guò)單邊帶調(diào)制信號(hào)調(diào)制器，會(huì)對(duì)載波和調(diào)制信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南嘁?，以便在合成過(guò)程中將其中的一個(gè)邊帶抵消而獲得單邊帶調(diào)制信號(hào)。下圖為單邊帶調(diào)制信號(hào)調(diào)制器的一般模型。H1.1相移法SSE信號(hào)調(diào)制器1mmltjcoswct+J1Zm-tt)siiwtt-mVWAgjjgSSjgJ12ni：s?SB(t)Hh12N三、設(shè)計(jì)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=O:l/Fs:O.Ol；%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twWlf石*讒IrjD

5、E靜M峙時(shí)域IM湘Hiif|noraII4-ii-i4*iiillIEIIiiinInori圖(2)時(shí)域波形圖圖(3)頻域波形圖載波為：C(t)=coswctFc=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)圖(5)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(wsi

6、ngle(l:length(wsingle)/2+1)；%已調(diào)信號(hào)的頻譜frqsingle=0:length(wsingle)-1*Fs/length(wsingle)/2；%已調(diào)信號(hào)的頻譜W下邊帯信號(hào)頻譜40030DD200(000n0.01下邊帶信號(hào)波形0005圖(6)其時(shí)域波形圖(7)其頻域波形3信號(hào)的解調(diào)因?yàn)閱芜厧盘?hào)也是抑制載波的已調(diào)信號(hào)，它的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號(hào)的變化，所以，仍需采用相干解調(diào)。通過(guò)解調(diào)器后的信號(hào)如下圖：00.01n解調(diào)后信號(hào)液形O.OD5001解調(diào)后信號(hào)波齊二.o.oDe.圖（8）其時(shí)域波形圖（9）其頻域波形四、程序代碼用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)代碼，并在MATLA

7、B工具里運(yùn)行得到設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果，編寫(xiě)代碼如下：Fs=100000;t=0:1/Fs:0.01;y=cos(300*2*pi*t);%調(diào)制信號(hào)yw=fft(y);yw=abs(yw(1:length(yw)/2+1);frqyw=0:length(yw)-1*Fs/length(yw)/2;Fc=30000;c=cos(Fc*2*pi*t);b=sin(2*pi*Fc.*t);lssb=y.*c+imag(hilbert(y).*b;y1=awgn(lssb,30);%調(diào)制信號(hào)加噪聲wsingle=fft(lssb);wsingle=abs(wsingle(1:length(wsingle)/2

8、+1);frqsingle=0:length(wsingle)-1*Fs/length(wsingle)/2;asingle=ademod(y1,Fc,Fs,amssb);%ssb解調(diào)aa=fft(asingle);aa=abs(aa(1:length(aa)/2+1);frqaa=0:length(aa)-1*Fs/length(aa)/2;%解調(diào)信號(hào)頻譜figure(1)subplot(1,2,1);plot(t,y);gridon;title(調(diào)制信號(hào)時(shí)域波形)subplot(1,2,2);plot(frqyw,yw);gridon;%調(diào)制信號(hào)頻譜title(調(diào)制信號(hào)頻譜)axis(01

9、0000max(yw);figure(2)plot(t,lssb)subplot(2,2,1)plot(t,lssb);gridon;title(下邊帶信號(hào)波形)subplot(2,2,2);plot(frqsingle,wsingle);%調(diào)制后頻譜圖gridon;title(下邊帶信號(hào)頻譜)subplot(2,2,3);plot(t,asingle);gridon;title(解調(diào)后信號(hào)波形)subplot(2,2,4);plot(frqaa,aa);gridon;title(解調(diào)后信號(hào)頻譜)axis(030000max(aa);五、設(shè)計(jì)心得通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我得到了很大的收獲：通過(guò)對(duì)程序的設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步熟悉了MATLAB開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)MATLAB的一些具體操作和應(yīng)用有了更深入的了解。如：有要求的正弦信號(hào)的產(chǎn)生，基本圖形的繪制和各種的函數(shù)的使用等。同時(shí)，這次設(shè)計(jì)我對(duì)數(shù)字信號(hào)處理和通信原理課本上學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)有了更深入的理解和掌握。比如對(duì)10信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)過(guò)程有了更深層的理解，學(xué)會(huì)了如何使用MATLAB對(duì)信號(hào)進(jìn)行SSB調(diào)制和解調(diào)，了解了低通濾波器的MATLAB設(shè)計(jì)方法。還有很重要的一點(diǎn)是，我學(xué)會(huì)了如何安排設(shè)計(jì)所需的時(shí)間及合理利用網(wǎng)絡(luò)資源等普遍實(shí)用的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)和同學(xué)探討，拓寬了我的眼界