模擬基帶通信系統(tǒng)仿真

課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)及說明主要結(jié)果引言本課程設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)模擬基帶信號(hào)（AM、DSB、SSB）的調(diào)制解調(diào)過程。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。調(diào)制過程是一個(gè)頻譜搬移的過程，它是將低頻信號(hào)的頻譜搬移到載頻位置。解調(diào)是調(diào)制的逆過程，即是將已調(diào)制的信號(hào)還原成原始基帶信號(hào)的過程。信號(hào)的接收端就是通過解調(diào)來還原已調(diào)制信號(hào)從而讀取發(fā)送端發(fā)送的信息。因此信號(hào)的解調(diào)對(duì)系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸可靠性有著很大的影響。調(diào)制與解調(diào)方式往往決定了一個(gè)通信系統(tǒng)的性能。1、課程設(shè)計(jì)目的守通過課程設(shè)計(jì)加深對(duì)《通信原理》課程基本內(nèi)容的理解守學(xué)習(xí)與掌握通信系統(tǒng)仿真的基本方法2、課程設(shè)計(jì)要求1）完成AM、DSB、SSB三種調(diào)制系統(tǒng)的仿真，要求有調(diào)制、信道、解調(diào)三個(gè)部分；2）基帶信號(hào)為單頻正弦信號(hào)，信道為高斯信道；3）系統(tǒng)參數(shù)可自行設(shè)置；4）仿真結(jié)果要求給出已調(diào)信號(hào)時(shí)域波形和頻譜，解調(diào)后信號(hào)的時(shí)域波形與頻譜。3、MATLAB仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室(MatrixLaboratory)的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言(如C、Fortran)的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用，用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。

1、AM通信系統(tǒng)分析與仿真1.1、AM調(diào)制過程分析與仿真幅度調(diào)制是用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的振幅，使其按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，其它參數(shù)不變。是使高頻載波的振幅載有傳輸信息的調(diào)制方式。振幅調(diào)制分為三種方式：普通調(diào)幅方式（AM）、抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DSB-SC）和單邊帶調(diào)制（SSB）。所得的已調(diào)信號(hào)分別稱為調(diào)幅波信號(hào)、雙邊帶信號(hào)和單邊帶信號(hào)。我們采用普通調(diào)幅方式（AM）。為:二匚調(diào)幅波在單一頻率信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)時(shí)，調(diào)幅波的表達(dá)式若調(diào)制信■為非■波Z表達(dá)式為：,?rum\在上兩調(diào)幅度，^，否則會(huì)產(chǎn)生過調(diào)制；常規(guī)禎通?？?，圖1表示的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)：，（AM）。為:二匚調(diào)幅波在單一頻率信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)時(shí)，調(diào)幅波的表達(dá)式若調(diào)制信■為非■波Z表達(dá)式為：,?rum\在上兩調(diào)幅度，^，否則會(huì)產(chǎn)生過調(diào)制；常規(guī)禎通?？桑瑘D1表示的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)：，』cmjyKUcmCos（Wct）\Jr普通調(diào)幅》頻率信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)時(shí)，調(diào)幅波的表達(dá)式cos(Wct)Ucm*maCos華g1，iIAM*Uam(t)調(diào)幅波的頻譜由三部分組成，包括載頻分量和上、下邊頻（帶）。

振幅調(diào)制是把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到載頻兩端，在搬移的過程中頻譜結(jié)構(gòu)不變。這類調(diào)制屬于頻譜的線性搬移。調(diào)幅信號(hào)的帶寬為調(diào)制信號(hào)最高頻的兩倍，即BW=2Fmax。調(diào)制程序代碼：clearall;%清除窗口波形closeall;%關(guān)閉窗口dt=0.0001;%采樣時(shí)間間隔t=[0:dt:1];%定義顯示區(qū)間fc=100;%載波中心頻率phi0=0;%信號(hào)起始相位ct二cos(2*pi*fc*t+phi0);%載波信號(hào)fm=10;%信源最高頻率a0=1.5;%直流分量mt0二cos(2*pi*fm*t+phi0);%調(diào)制信號(hào)mt=a0+mt0;%調(diào)制信號(hào)+百流a0Fmt二fft(mt);Fmt-abs(Fmt(1:length(Fmt)/2+1));%調(diào)制+直流a0信號(hào)頻譜fs=1/dt;f=(0:length(Fmt)-1)*fs/length(Fmt)/2s_am=1.5*mt.*ct;%已調(diào)信號(hào)Fs_am=fft(s_am);Fs_am=abs(Fs_am(1:length(Fs_am)/2+1));%已調(diào)信號(hào)頻譜f1=(0:length(Fs_am)-1)*fs/length(Fs_am)/2%已調(diào)信號(hào)頻譜帶%%寬subplot(5,1,1),plot(t,ct);title('載波信號(hào)(ct)');%一下為%%顯示圖形subplot(5,1,2),plot(t,mt);title('調(diào)制信號(hào)+直流a0(mt)')subplot(5,1,3),plot(f,Fmt);title('調(diào)制信號(hào)+直流a0頻譜')subplot(5,1,4),plot(t,s_am);title('已調(diào)信號(hào)-s_am')subplot(5,1,5),plot(f1,Fs_am);title('已調(diào)信號(hào)-s_am頻譜')運(yùn)行結(jié)果：1.2、高斯白噪聲信道特性分析與仿真所謂高斯白噪聲中的高斯是指概率分布是正態(tài)函數(shù)，而白噪聲是指它的二階矩不相關(guān)，一階矩為常數(shù)，是指先后信號(hào)在時(shí)間上的相關(guān)性。這是考查一個(gè)信號(hào)的兩個(gè)不同方面的問題。高斯白噪聲：如果一個(gè)噪聲，它的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的，則稱它為高斯白噪聲。熱噪聲和散粒噪聲是高斯白噪聲。已調(diào)信號(hào)經(jīng)過信道傳輸時(shí)收信道噪聲影響，假定信道為高斯白噪聲。程序代碼：clearall;%清除窗口波形closeall;%關(guān)閉窗口dt=0.0001;%采樣時(shí)間間隔t=[0:dt:1];%定義顯示區(qū)間fc=100;%載波中心頻率phi0=0;%信號(hào)起始相位ct二cos(2*pi*fc*t+phi0);%載波信號(hào)fm=10;%信源最高頻率a0=1.5;%直流分量mt0二cos(2*pi*fm*t+phi0);%調(diào)制信號(hào)mt=a0+mt0;%調(diào)制信號(hào)+直流a0s_am=1.5*mt.*ct;%已調(diào)信號(hào)[m,n]=size(s_am);gsbzs=0.05*randn(m,n);%高斯白噪聲s_am0=s_am+gsbzs;%已調(diào)信號(hào)+高斯白噪聲subplot(3,1,1),plot(t,gsbzs),title('高斯白噪聲gsbzs')subplot(3,1,2),plot(t,s_am0),title('已調(diào)信號(hào)(s_am)+高斯白％噪聲')運(yùn)行結(jié)果：1.3、AM解調(diào)過程分析與仿真解調(diào)是調(diào)制的逆過程。信號(hào)解調(diào)的方法包括兩種，相干解調(diào)（同步檢波）與非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）。解調(diào)與調(diào)制的實(shí)質(zhì)一樣，均是頻譜搬移。本課程設(shè)計(jì)的AM信號(hào)的解調(diào)方法是非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）。AM信號(hào)在滿足|b|max<A的條件下，其包絡(luò)與解調(diào)信號(hào)m（t）的形狀完全一樣。因此，AM信號(hào)除了可以采取相干解調(diào)之外，一般都采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波來恢復(fù)信號(hào)。相干解調(diào)時(shí)，為了無失真地恢復(fù)基帶信號(hào)，接收端必須提供一個(gè)與接收的已調(diào)載波的嚴(yán)格同步（同頻同相）本地載波（稱為相干載波）。設(shè)解調(diào)器的輸入信號(hào)為s（t），載波為cosO/，非相干解調(diào)器的一般模型圖如2-5所示：血（t）~~葉全波整流器H低通濾波器葉m⑴圖2-5AM非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）模型圖包絡(luò)檢波器通常由半波或全波整流器和低通濾波器組成。設(shè)輸入信號(hào)是AM信■:■制信號(hào)m（t）=CosQt）隔去直流后可得到原信或（/）解調(diào)過程代碼:clearall;%清除窗口波形closeall;%關(guān)閉窗口dt=0.0001;%采樣時(shí)間間隔t=[0:dt:1];%定義顯示區(qū)間fc=100;%載波中心頻率phi0=0;%信號(hào)起始相位ct二cos(2*pi*fc*t+phi0);%載波信號(hào)fm=10;%信源最高頻率a0=1.5;mt0二cos(2*pi*fm*t+phi0);%直流分量%調(diào)制信號(hào)mt=a0+mt0;%調(diào)制信號(hào)+直流a0s_am=1.5*mt.*ct;%已調(diào)信號(hào)[m,n]=size(s_am);gsbzs=0.05*randn(m,n);%高斯白噪聲s_am0=s_am+gsbzs;%已調(diào)信號(hào)+高斯白噪聲w1=2*dt*(fc-2*fm);w2=2*dt*(fc+2*fm);[b,a]=butter(4,[w1,w2],'bandpass');%帶通濾波器s_am1=filter(b,a,s_am0);%信號(hào)s_am0經(jīng)帶通濾波器濾波subplot(5,1,1),plot(t,s_am1),title(信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器輸出％-s_am1')s_am2=abs(hilbert(s_am1));%信號(hào)s_am1經(jīng)包絡(luò)檢波subplot(5,1,2),plot(t,s_am2),title('信號(hào)經(jīng)包絡(luò)檢波后的波%%形-s_am2')B=2*fm;wn3=2*dt*B;[b,a]=butter(4,wn3,'low');%低通濾波器s_am3=filter(b,a,s_am2);%s_am2經(jīng)低通濾波s_am4=s_am3-a0;%s-am3減百流分量Fs_am4=fft(s_am4);%解調(diào)信號(hào)頻譜Fs_am4=abs(Fs_am4(1:length(Fs_am4)/2+1));fs=1/dt;f=(0:length(Fs_am4)-1)*fs/length(Fs_am4)/2%解調(diào)信號(hào)頻譜帶%寬subplot(5,1,3),plot(t,s_am3);%以下為圖形顯示部分title('低通濾波輸出的信號(hào)-s_am3')subplot(5,1,4),plot(t,s_am4);title('解調(diào)輸出的信號(hào)-s_am4')subplot(5,1,5),plot(f,Fs_am4);title('解調(diào)出的信號(hào)-s_am4頻譜')運(yùn)行結(jié)果：結(jié)果分析：解調(diào)后基本恢復(fù)原始信號(hào)。2、DSB通信系統(tǒng)分析與仿真2.1、DSB調(diào)制過程分析與仿真假定調(diào)制信號(hào)m(t)的平均值為0，與載波相乘，即可形成DSB信號(hào)，其時(shí)域表達(dá)式為SDSB=m(t)C0S氣，式中，m(t)的平均值為0。DSB的頻譜為1、…、-Sdsb^=2[MEQ)+M(°-°c)]DSB信號(hào)的包絡(luò)不再與調(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)檢波來恢復(fù)調(diào)制信號(hào)，需采用相干解調(diào)(同步檢波)。另外，在調(diào)制信號(hào)m(t)的過零點(diǎn)處，高頻載波相位有180°的突變。除了不再含有載頻分量離散譜外，DSB信號(hào)的頻譜與AM信號(hào)的頻譜完全相同，仍由上下對(duì)稱的兩個(gè)邊帶組成。所以DSB信號(hào)的帶寬與AM信號(hào)的帶寬相同，也為基帶信號(hào)帶寬的兩倍，即BDSB=BAM=2H式中，fH為調(diào)制信號(hào)的最高頻率。在AM信號(hào)中，載波分量并不攜帶信息，信息完全由邊帶傳送。如果將載波抑制，只需在將直流A0去掉，即可輸出抑制載波雙邊帶信號(hào)，簡(jiǎn)稱雙邊帶信號(hào)(DSB)。DSB調(diào)制器模型如圖1所示。m(t)?Sdsb(')COSCOc，圖1DSB調(diào)制器模型其中，設(shè)正弦載波為

c(t)=Acos(Qt+甲0)式中，A為載波幅度；。c為載波角頻率；％為初始相位（假定%為0）。調(diào)制過程是一個(gè)頻譜搬移的過程，它是將低頻信號(hào)的頻譜搬移到載頻位置。而解調(diào)是將位于載頻的信號(hào)頻譜再搬回來，并且不失真地恢復(fù)出原始基帶信號(hào)。調(diào)制代碼：clf;%清除窗口中的圖形ts=0.01;%定義變量區(qū)間步長(zhǎng)t0=2;%定義變量區(qū)間終止值t=-t0+0.0001:ts:t0;%定義變量區(qū)間fc=10;%給出相干載波的頻率A=1;%定義輸入信號(hào)幅度fm=1;%定義調(diào)制信號(hào)頻率mt二A*cos(2*pi*fm.*t);%輸入調(diào)制信號(hào)表達(dá)式Fmt二fft(mt);Fmt=abs(Fmt(1:length(Fmt)/2+1));%調(diào)制信號(hào)頻譜fs=1/ts;f=(0:length(Fmt)-1)*fs/length(Fmt)/2%定義采樣頻率起始位置ct二cos(2*pi*fc.*t);%輸入載波信號(hào)表達(dá)式psnt二mt.*cos(2*pi*fc.*t);%輸出調(diào)制信號(hào)表達(dá)式Fpsnt二fft(psnt);

Fpsnt-abs(Fpsnt(1:length(Fpsnt)/2+1));%已調(diào)制信號(hào)頻譜f1=(0:length(Fpsnt)-1)*fs/length(Fpsnt)/2%已調(diào)信號(hào)頻譜帶%%寬subplot(5,1,1);%劃分畫圖區(qū)間plot(t,mt,'g');title('輸入信號(hào)波形')；xlabel('Variablet');ylabel('Variablemt');subplot(5,1,3);%畫出輸入信號(hào)波形plot(t,ct,'b');title('輸入載波波形')；xlabel('Variablet');ylabel('Variablect');subplot(5,1,4);%畫出輸入信號(hào)波形plot(1:length(psnt),psnt,'r');%length用于長(zhǎng)度匹配title('已調(diào)信號(hào)波形')；xlabel('Variablet');ylabel('Variablepsnt');%畫出已調(diào)信號(hào)波形subplot(5,1,2),plot(f,Fmt);title('輸出調(diào)制信號(hào)頻譜')；subplot(5,1,5),plot(f1,Fpsnt);title('輸出已調(diào)制信號(hào)頻譜')；%一下均為顯示部分代碼運(yùn)行結(jié)果:FileEditViewInsertToolsDesktopWindowH&lp■□啟地關(guān)檔?耍北宣i□田i■皿IE輸入信號(hào)波形-1-0.500-511.5Variablet輸出調(diào)制信號(hào)頻譜?1一555010=15202530354045■5a-qEs>輸入栽波波形州他伽WOWWMWfflWIE輸入信號(hào)波形-1-0.500-511.5Variablet輸出調(diào)制信號(hào)頻譜?1一555010=15202530354045■5a-qEs>輸入栽波波形州他伽WOWWMWfflW■Esd<D-qe」ra>2-0.500.6Variablet已調(diào)信號(hào)波形1.5100150200250300350Variablet輸出已調(diào)制信號(hào)頻譜-1.550-1111111111A1Aiiiiiii06101520253035404550400所謂高斯白噪聲中的高斯是指概率分布是正態(tài)函數(shù)，而白噪聲是指它的二階矩不相關(guān)，一階矩為常數(shù)，是指先后信號(hào)在時(shí)間上的相關(guān)性。這是考查一個(gè)信號(hào)的兩個(gè)不同方面的問題。高斯白噪聲：如果一個(gè)噪聲，它的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的，則稱它為高斯白噪聲。熱噪聲和散粒噪聲是高斯白噪聲。已調(diào)信號(hào)經(jīng)過信道傳輸時(shí)收信道噪聲影響，假定信道為高斯白噪聲。dsb信號(hào)加大信噪比高斯白噪聲代碼:

clf;%清除窗口中的圖形ts=0.01;%定義變量區(qū)間步長(zhǎng)t0=2;%定義變量區(qū)間終止值t=-t0+0.0001:ts:t0;%定義變量區(qū)間fc=10;%給出相干載波的頻率A=1;%定義輸入信號(hào)幅度fm=1;%定義調(diào)制信號(hào)頻率mt二A*cos(2*pi*fm.*t);%輸入調(diào)制信號(hào)表達(dá)式xzb=20;%輸入大信躁比(dB)snr=10."(xzb/10);[h,l]=size(mt);%求調(diào)制信號(hào)的維數(shù)fangcha二A*A./(2*snr);%由信躁比求力差nit二sqrt(fangcha).*randn(h,l);%產(chǎn)生大信噪比高斯白躁聲psmt二mt.*cos(2*pi*fc.*t);%輸出已調(diào)制信號(hào)表達(dá)式psnt=psmt+nit;%輸出疊加大信噪比已調(diào)信號(hào)波形subplot(211);%劃分畫圖區(qū)間plot(t,nit);%畫出輸入信號(hào)波形title('大信噪比高斯白躁聲')；xlabel('Variablet');ylabel('Variablenit');subplot(212);%顯示疊加大信噪比已調(diào)信號(hào)輸出波形plot(t,psnt);

title（'疊加大信噪比已調(diào)信號(hào)輸出波形'）運(yùn)行結(jié)果:2.3、DSB解調(diào)過程分析與仿真所謂相干解調(diào)是為了從接收的已調(diào)信號(hào)中，不失真地恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)，要求本地載波和接收信號(hào)的載波保證同頻同相。相干解調(diào)的一般數(shù)學(xué)模型如圖所示。cos（。圖*p）dsb相干解調(diào)模型設(shè)圖四的輸入為DSB信號(hào):Sm(t)=SDSB(t)=m(t)cos(gt+%)乘法器輸出為:P(t)=SDSB(t)=m(t)cos(Qt+中0)cos(^ct+^)1=—m(t)[cos(^-^0)+cos(2①/+中0+中)]A通過低通濾波器后:/、1/、/、m0(t)=-m(t)cos(甲0—甲)中0=中=常數(shù)時(shí)，解調(diào)輸出信號(hào)為：/、1/、

m0(t)=-m(t)A解調(diào)過程代碼：clf;ts=0.01;t0=2;t=-t0+0.0001:ts:t0;fc=10;A=1;fm=1;mt二A*cos(2*pi*fm.*t);xzb=20;snr=10."(xzb/10);[h,l]=size(mt);fangcha二A*A./(2*snr);%清除窗口中的圖形%定義變量區(qū)間步長(zhǎng)%定義變量區(qū)間終止值%定義變量區(qū)間%給出相干載波的頻率%定義輸入信號(hào)幅度%定義調(diào)制信號(hào)頻率%輸入信噪比(dB)%輸入調(diào)制信號(hào)表達(dá)式%求調(diào)制信號(hào)的維數(shù)%由信躁比求方差nit二sqrt(fangcha).*randn(h,l);%產(chǎn)生高斯白噪聲snit=mt+nit;%調(diào)制信號(hào)與噪聲疊加psmt二mt.*cos(2*pi*fc.*t);%輸出已調(diào)制信號(hào)表達(dá)式pnit二nit.*cos(2*pi*fc.*t);%輸出噪聲表達(dá)式psnt=psmt+pnit;%輸出疊加大信噪比已調(diào)信號(hào)jic=psnt.*cos(2*pi*fc.*t);%已調(diào)制信號(hào)乘以相干載波%低通濾波器的時(shí)域表達(dá)式ht=(2*pi*fc.*sin(2*pi*fc.*t)./(2*pi*fc.*t))./pi;htw=abs(fft(ht));%低通濾波器的頻域表達(dá)式j(luò)t=conv(ht,jic);%解調(diào)信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式Fjt=fft(jt);Fjt=abs(Fjt(1:length(Fjt)/2+1));%解調(diào)信號(hào)頻譜fs=1/ts;f=(0:length(Fjt)-1)*fs/length(Fjt)/2%解調(diào)信號(hào)頻譜帶寬subplot(5,1,1);plot(t,psnt,，k，);%畫出輸出信號(hào)與輸出噪聲疊加波形title(，輸出信號(hào)與輸出噪聲疊加波形，)；xlabel(，Variablet，);ylabel(，Variablepsnt，);subplot(5,1,2);plot(1:length(htw),htw,，k，);title('低通濾波器頻域波形')；％畫出低通濾波器頻域波形xlabel('Variablew');ylabel('Variablehtw');axis([0600150]);%給出坐標(biāo)軸范圍subplot(5,1,3);plot(1:length(ht),ht,'k');title('低通濾波器時(shí)域波形')；％畫出低通濾波器時(shí)域波形xlabel('Variablet');解調(diào)過程代碼：clf;ts=0.01;t0=2;t=-t0+0.0001:ts:t0;fc=10;A=1;fm=1;mt二A*cos(2*pi*fm.*t);xzb=20;snr=10."(xzb/10);[h,l]=size(mt);fangcha二A*A./(2*snr);%清除窗口中的圖形%定義變量區(qū)間步長(zhǎng)%定義變量區(qū)間終止值%定義變量區(qū)間%給出相干載波的頻率%定義輸入信號(hào)幅度%定義調(diào)制信號(hào)頻率%輸入信噪比(dB)%輸入調(diào)制信號(hào)表達(dá)式%求調(diào)制信號(hào)的維數(shù)%由信躁比求方差WindowHelp|以□RinnscndOJ-qm_?A-__■oooQQWindowHelp|以□RinnscndOJ-qm_?A-__■oooQQsoft輸出信號(hào)與淄出噪聲轟加激形-1.S-1-0.5C0.511.5Vanablet低通濾波器頻域波形1020304050Variablew低誼濾迎器時(shí)域?遺形PJS.elq-2E>16017018019020021072023D240Vansblet解誠信號(hào)2￡03QG360400心500S如Vanasiet解遍椎I出信號(hào)場(chǎng)譜looao5000J.A西由K：ft巳W卅FiIr-EdrtVitwInsertToolsDe-sktopo-b&&i原|%、0域回*-結(jié)果分析：解調(diào)信號(hào)后恢復(fù)模擬輸入信號(hào)，輸出看上去沒輸入信號(hào)平滑。3、SSB通信系統(tǒng)分析與仿真3.1、SSB調(diào)制過程分析與仿真與標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制相比，單邊帶調(diào)制(SSB)對(duì)于頻譜和輸出功率的利用率更高。盡管很少用于數(shù)據(jù)傳送，SSB仍廣泛地用于HF和VHF低端的語音通訊。雙邊帶調(diào)制信號(hào)包含有兩個(gè)完全相同的基帶信號(hào)，即上、下邊帶。由于兩個(gè)邊帶含的信息相同，因而從信息傳輸角度考慮，傳送一個(gè)邊帶同樣可以達(dá)到信息傳輸?shù)哪康?，本設(shè)計(jì)只考慮上邊帶信號(hào)。單邊帶調(diào)制，就是通過某種辦法，只傳送一個(gè)邊帶的調(diào)制方法。TOC\o"1-5"\h\z設(shè)調(diào)制信號(hào)為單頻信號(hào)f(t)=AmCoswmt，載波為c(t)=C0S3ct，則調(diào)制后的雙邊帶時(shí)域波形為：mmcS(t)=AC0S3tcost=[AC0S(3+3)t+AC0S(3-3)t]/2DSBmmmCmmcm保留上邊帶，波形為：S(t)=[Acos(3+3)t]/2=A(cos3tCos3t-sin3tsin3USBmcmmcmct)/2m保留下邊帶，波形為：S(t)=[Acos(3-3)t]/2=A(cos3tcos3t+sin3tsin3LSBmcmmcmct)/2m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。SSB調(diào)制框圖如下:

Ssb調(diào)制的實(shí)現(xiàn)，代碼如下:clf;ts=0.01;t0=2;t=-t0+0.0001:ts:t0;fc=10;A=1;fm=1;mt二A*cos(2*pi*fm.*t);圖1SSB調(diào)制框圖%清除窗口中的圖形%定義變量區(qū)間步長(zhǎng)%定義變量區(qū)間終止值%定義變量區(qū)間%給出相干載波的頻率%定義輸入信號(hào)幅度%定義調(diào)制信號(hào)頻率%輸入調(diào)制信號(hào)Fmt=fft(mt);Fmt=abs(Fmt(1:length(Fmt)/2+1));%調(diào)制信號(hào)頻譜fs=1/ts;f=(0:length(Fmt)-1)*fs/length(Fmt)/2%調(diào)制信號(hào)帶寬ct二cos(2*pi*fc.*t);%輸入載波信號(hào)psnt二mt.*cos(2*pi*fc.*t);%輸出已調(diào)制信號(hào)b=sin(2*pi*fc.*t);%載波正弦變換lssb二mt.*ct+imag(hilbert(mt)).*b;%下邊帶信號(hào)希爾伯特變換Flssb=fft(lssb);Flssb二abs(Flssb(1:length(Flssb)/2+1));%已調(diào)信號(hào)頻譜f1=(0:length(Flssb)-1)*fs/length(Flssb)/2%已調(diào)信號(hào)頻譜帶%%寬%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%以下為顯示部分Ssb調(diào)制的實(shí)現(xiàn)，代碼如下:clf;ts=0.01;t0=2;t=-t0+0.0001:ts:t0;fc=10;A=1;fm=1;mt二A*cos(2*pi*fm.*t);圖1SSB調(diào)制框圖%清除窗口中的圖形%定義變量區(qū)間步長(zhǎng)%定義變量區(qū)間終止值%定義變量區(qū)間%給出相干載波的頻率%定義輸入信號(hào)幅度%定義調(diào)制信號(hào)頻率%輸入調(diào)制信號(hào)Fmt=fft(mt);調(diào)制運(yùn)行結(jié)果:3.2、高斯白噪聲信道特性分析與仿真所謂高斯白噪聲中的高斯是指概率分布是正態(tài)函數(shù)，而白噪聲是指它的二階矩不相關(guān)，一階矩為常數(shù)，是指先后信號(hào)在時(shí)間上的相關(guān)性。這是考查一個(gè)信號(hào)的兩個(gè)不同方面的問題。高斯白噪聲：如果一個(gè)噪聲，它的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的，則稱它為高斯白噪聲。熱噪聲和散粒噪聲是高斯白噪聲。已調(diào)信號(hào)經(jīng)過信道傳輸時(shí)收信道噪聲影響，假定信道為高斯白噪聲。Ssb信號(hào)加噪過程：%清除窗口中的圖形clf;

%清除窗口中的圖形ts=0.01;%定義變量區(qū)間步長(zhǎng)t0=2;%定義變量區(qū)間終止值t=-t0+0.0001:ts:t0;%定義變量區(qū)間fc=10;%給出相干載波的頻率A=1;%定義輸入信號(hào)幅度fm=1;%定義調(diào)制信號(hào)頻率mt二A*cos(2*pi*fm.*t);%輸入調(diào)制信號(hào)ct二cos(2*pi*fc.*t);%輸入載波信號(hào)b=sin(2*pi*fc.*t);%載波正弦變換lssb-mt.*ct+imag(hilbert(mt)).*b;%已調(diào)ssb信號(hào)布爾伯特變換[m,n]=size(lssb);gsbzs=0.05*randn(m,n);%高斯白噪聲Fg=fft(gsbzs);Fg=abs(Fg(1:length(Fg)/2+1));%高斯白噪聲頻譜fs=1/ts;f=(0:length(Fg)-1)*fs/length(Fg)/2%高斯白噪聲帶寬lssb=lssb+gsbzs;%已調(diào)信號(hào)+高斯白噪聲Flssb=fft(lssb);Flssb二abs(Flssb(1:length(Flssb)/2+1));%已調(diào)信號(hào)+白噪聲頻%%譜%%%%%%%%%%%%%%%%%%已調(diào)信號(hào)+白噪聲帶寬f1=(0:length(Flssb)-1)*fs/length(Flssb)/2subplot(4,1,1),plot(t,gsbzs);title('高斯白噪聲gsbzs')subplot(4,1,2),plot(f,Fg);title('高斯白噪聲頻譜')subplot(4,1,3),plot(t,lssb);title('已調(diào)下邊帶信號(hào)+高斯白噪聲')subplot(4,1,4),plot(f1,Flssb);title('已調(diào)下邊帶信號(hào)+高斯白噪聲頻譜')運(yùn)行結(jié)果：3.3、SSB解調(diào)過程分析與仿真在單邊帶信號(hào)的解調(diào)中，只需要對(duì)上、下邊帶的其中一個(gè)邊帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，就能夠恢復(fù)原始信號(hào)。這是因?yàn)殡p邊帶調(diào)制中上、

下兩個(gè)邊帶是完全對(duì)稱的，它們所攜帶的信息相同，完全可以用一個(gè)邊帶來傳輸全部消息。單邊帶解調(diào)通常采用相干解調(diào)的方式，它使用一個(gè)同步解調(diào)器，即由相乘器和低通濾波器組成。在解調(diào)過程中，輸入信號(hào)和噪聲可以分別單獨(dú)解調(diào)。相干解調(diào)的原理框圖如圖2-1所示：TOC\o"1-5"\h\zS(t)S(t)S(t)SSg121低通濾波器kc(t)圖2-1相干解調(diào)原理框圖此圖表示單邊帶信號(hào)首先乘以一個(gè)同頻同相的載波再經(jīng)過低通濾波