基于matlab的SSB调制解调实现

卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第1页/共12页长沙理工大学《通信原理》课程设计报告卢宇阳学院城南学院专业通信工程班级通信14-01学号201485250124学生姓名卢宇阳指导教师吴志敏课程成绩完成日期2017年1月12日卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第2页/共12页课程设计成绩评定学院城南学院专业通信专业班级通信1401班学号201485250124学生姓名卢宇阳指导教师吴志敏课程成绩完成日期2017年1月12日指导教师对学生在课程设计中的评价评分项目优良中及格不及格课程设计中的创造性成果学生掌握课程内容的程度课程设计完成情况课程设计动手能力文字表达学习态度规范要求课程设计论文的质量指导教师对课程设计的评定意见综合成绩指导教师签字2007年1月19日卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第3页/共12页基于matlab的SSB调制解调实现学生姓名：卢宇阳指导老师：吴志敏摘要课程设计的目的是加深对《数字通信原理与技术》及《MATLAB》课程的认识，进一步熟悉M语言的各个指令语句的运用，掌握matlab的用法，利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现SSB的调制解调，要求调制信号为10HZ，载波频率40HZ，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。关键词SSB调制解调;傅里叶变换;叠加噪声;matlab1引言现在的社会越来越发达，科学技术不断的在更新，在信号和模拟通信的中心问题是要把载有信号经系统加工处理后，送入信道进行传送。消息易受外来干扰的影响，为了克服以上缺点通过调制技术就可以把基带信号变为具有一定带宽适合于信道传输的频带信号。调制的过程也就是对信号进行频谱搬移的过程，信息的加工、处理和相互传递三现代通信的基础，是通信所要解决的实质问题。1.1课程设计目的课程设计的内容是用matlab对SSB的调制与解调，在课程设计的时间当中，我从中学习到了关于SSB的调制与解调原理，对于通信系统的理解更加深刻了，在用matlab中我从中收获了对于matlab的熟悉使用，即使中途有不会的地方，通过查阅相关资料，也了解了对于SSB该怎么调制解调，我相信通过这次课程设计，以后对于通信的学习更加的有奔头，更加的能加以运用。卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第4页/共12页1.2课程设计要求（1）、熟悉matlab中对于调制解调的一些命令，并在掌握SSB调制解调原理的基础上，编写出SSB调制解调的程序。（2）、绘制出载波的时域频域图，并与SSB信号解调前后时域频域的波形进行比较，根据SSB调制解调的原理进行判断正确与错误。（3）、在信号正确的情况下叠加噪声，绘制出叠加噪声的时域频域图，与不加噪声进行比较，看有何不同，分析噪声对信号传输的影响。（4）、在老师的指导下，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学年论文，能正确阐述和分析设计和实验结果。1.3课程设计步骤通过查看通信资料或查阅网上资源了解SSB的调制解调原理，用matlab来编写SSB调制解调程序，直到运行无误。在通过问老师，确保设计的完美，补齐有缺失的地方后再结合论文的要求编写课程设计学年论文。2SSB调制解调原理2.1SSB调制原理调幅信号是载波信号振幅按调制信号规律变化的一种振幅调制信号，调幅信号频谱由载频和上、下边带组成，被传输的信息包含在两个便带中，而且每一便带包含有完整的被传输的信息。仅传输一个边带的调幅方式称为抑制载波的单边带调制，简称单边带调制。单边带信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。设单频信号为：Wm=cos2*pi*fm载波的表达式为：Wc=cos2*pi*fc则单边带信号的数学表达式为：上边带：Ussb=Wm-Wc下边带：Ussb=Wm+Wc卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第5页/共12页2.2SSB解调原理单边带信号的解调方法是想干解调法。在接受机中，用本地载波与接受的单边带信号相乘，输出的信号经过低通滤波器后，高频分量被滤除，最后得到解调输出的低频基带信号：3仿真实现过程3.1SSB信号的产生设计载波频率40HZ：图1载波时域与频域图卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第6页/共12页设计调制信号频率10HZ：图2调制信号时域与频域图s=modulate(sm,fc,Fs,'amssb');运用modulate对调制信号进行调制，得到SSB信号图：图3SSB信号时域与频域图卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第7页/共12页3.2SSB解调实现sd=demod(s,fc,Fs,'amssb');运用demod对SSB信号解调得到解调后的图：图4解调后的时域与频域图解调后的波形与调制前信号比较，发现解调后的波形与调制前的波形大抵一致，而幅度减少一半，是因为解调时只留有一个边带，所以幅度为调制前信号的一半。3.3叠加噪声的SSB解调k=s+awgn(s,10);运用awgn函数叠加噪声看噪声对信号的影响图5加噪声后得到SSB信号时域与频域图卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第8页/共12页sdk=demod(k,fc,Fs,'amssb');在运用demod对加噪声后的SSB信号解调：图6加噪声后解调得到信号时域与频域波形加噪声的信号解调后与无噪声的信号比较，发现叠加噪声使得波形有些歪歪扭扭。叠加小噪声使信噪比为100的波形图：图7信噪比为100卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第9页/共12页叠加大噪声信噪比为1的图：图8信噪比为1通过叠加小噪声和大噪声后的两图比较，发现噪声越大对波形的影响就越大，更大的噪声可能会使波形与原信号有很大的偏差。4遇到的问题及解决方法在第一次运行编好的程序时，发现自己的频谱图的横坐标有错误，经过查阅网上的资料，才知道把采样点数作为横坐标而导致频谱图的错误，于是将横坐标改为频率后得到解决，然后发现出来的频谱图是对称的，经过问老师，将另一半频谱去掉，在最后的解调中又发现解调后的图与原信号的图不一样，通过查看matlab书籍中所描述的，用公式解调后发现解调后的图终与原信号一致。5结束语在这次课程设计中，我通过查阅上网的资料和书籍，按照上面的知识和老师讲授的方法，首先分析此次课程设计任务和要求，然后按照分析的结果进行实际编程操作，检测和校正，在进一步完善M程序。在其中也遇到过问题，我都认真的分析，在网上和书本上查阅资料来解决问题。通过此次课程设计，我加深了对课本知识的理解，对SSB调制解调方法和M语言也有了一定的了解。卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第10页/共12页参考文献[1]黄文梅,熊桂林,杨勇.信号分析与处理—MATLAB语言及应用.长沙:国防科技大学出版社,2000.[2]唐向宏,岳恒立,郑雪峰.MATLAB及在电子信息类课程中的应用.北京:电子工业出版社,2006,8.[3]邓华.MATLAB通信仿真及应用实例详解.人民邮电出版社,2003.[4]曹志刚，钱亚生.现代通信原理[M].清华大学出版社，2016，10[5]张志涌.精通matlab6.5版[M].北京航天航空大学出版社，2005，8卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第11页/共12页附录1：SSB调制程序清单%程序名称：tiaozhi.M%程序功能：调用函数modulate实现调制信号调制%程序作者：卢宇阳%最后修改时间：2017年1月12日%程序代码：fm=10;fc=40;am=sqrt(2);Fs=300;%采样频率Fs，载波平频fc，信号频率fmwc=2*pi*fc;wm=fm*2*pi;N=300;n=0:N-1;t=n/Fs;%时间序列f=n*Fs/N;sm=am*cos(wm*t);s=modulate(sm,fc,Fs,'amssb');%对调制信号进行调制S=fft(s,300);SG=abs(S);figuresubplot(2,1,1);plot(t,s);%SSB信号时域波形title('SSB信号时域波形');xlabel('t');subplot(2,1,2);plot(f(1:N/2),SG(1:N/2));%SSB信号频域波形xlabel('Frequency(HZ)');title('SSB信号频域波形');gridon;卢宇阳《基于Matlab的SSB的调制解调》第12页/共12页附录2：SSB解调程序清单%程序名称：jietiao.M%程序功能：调用函数demod对SSB信号进行解调%程序作者：卢宇阳%最后修改时间：2017年1月12日%程序代码：fm=10;fc=40;am=sqrt(2);Fs=300;%采样频率Fs，载波平频fc，信号频率fmwc=2*pi*fc;wm=fm*2*pi;N=300;n=0:N-1;t=n/Fs;%时间序列f=n*Fs/N;sm=am*cos(wm*t);s=modulate(sm,fc,Fs,'amssb');sd=demod(s,fc,Fs,'amssb');%对SSB信号进行解调SD=fft(sd,300);SDG=abs(SD);figuresubplot(2,1,1);plot(t,sd);%解调后的时域波形title('解调后的时域波形');xlabel('t');axis([01-22]);subplot(2,1,2);plot(f(1:N/2),SDG(1:N/2));%解调后的频域波形title('解调后的频域波形');xlabel('Frequency(HZ)');axis([01500300]);gridon;