基于simulink的DSB调制解调-设计报告

信息处理课程设计报告题目：基于simulink的DSB调制与解调系统设计基于simulink的DSB调制与解调系统设计摘要本课程设计主要运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台设计进行DSB调制与相干解调系统仿真。在本次课程设计中先根据DSB调制与解调原理构建调制解调电路，从Simulink工具箱中找所各元件，合理设置好参数并运行，其中可以通过不断的修改优化得到需要信号，之后分别加入高斯白噪声，并分析对信号的影响，最后通过对输出波形和功率谱的分析得出DSB调制解调系统仿真是否成功。关键词：Simulink；DSB；调制；相干解调目录1设计任务.................................................................................................................................................-1-1.1设计的目的和意义.....................................................................................................................-1-1.2设计任务与要求.........................................................................................................................-1-2系统原理.................................................................................................................................................-1-2.1DSB调制原理..............................................................................................................................-1-2.2DSB解调原理..............................................................................................................................-2-3设计方案.................................................................................................................................................-3-3.1仿真平台.....................................................................................................................................-3-3.2录音功能的实现.........................................................................................................................-5-3.3调制模块设计.............................................................................................................................-7-3.4高斯白噪声信道.........................................................................................................................-9-3.5解调模块设计...........................................................................................................................-10-3.6总体模型...................................................................................................................................-11-4系统特性分析.......................................................................................................................................-12-4.1频谱分析...................................................................................................................................-12-5总结.......................................................................................................................................................-14-5.1遇到的问题...............................................................................................................................-14-5.2致谢...........................................................................................................................................-15-参考文献...................................................................................................................................................-15--1-1设计任务1.1设计的目的和意义通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，在通信系统的设计研发过程中，软件仿真已成为必不可少的一部分，电子设计自动化EDA技术已成为电子设计的潮流。随着信息技术的不断发展，涌现出了许多功能强大的电子仿真软件，如Workbench、Protel、Systemview、Matlab等。《通信原理》是电子通信专业的一门极为重要的专业基础课，由于内容抽象，基本概念较多，是一门难度较大的课程，要想学好并非易事。采用Matlab及Simulink作为辅助教学软件，摆脱了繁杂的计算，可以使学生对书本上抽象的原理有进一步的感性认识，加深对基本原理的理解。1.2设计任务与要求设计题目：DSB调制与解调系统设计设计要求：（1）录制一段2s左右的语音信号，并对录制的信号进行8000Hz的采样，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；（2）采用正弦信号和自行录制的语音信号（.wav文件）进行DSB调制与解调；信道使用高斯白噪声；画出相应的时域波形和频谱图。2系统原理2.1DSB调制原理在消息信号m(t)上不加上直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带（DSB-SC）调制信号，简称双边带（DSB）信号。DSB调制器模型如图2-1，可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。-2-图2-1DSB信号调制器模型其时域和频域表示式分别如下ttmtScDSBcos)()((式2-1))()(21)(ccDSBMMS(式2-2)除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍，DSB信号的波形和频谱分别如图2-2：图2-2DSB信号的波形与频谱2.2DSB解调原理因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100%，即全部功率都用于信息传输。但由于DSB信号的包络不再与m(t)成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调。图2-3DSB信号相干解调模型图2-3中SL(t)为本地载波，也叫相干载波，必须与发送端的载波完成同步。即频率相同时域分析如下：t2cos)(21)(21tm(t)cos(t)S(t)S(t)cc2LDSBptmtmS(式2-3)Sp(t)经过低通滤波器LPF，滤掉高频成份，)(tmo为-3-)(21)(tmtmo(式2-4)频域分析如下：)(S)-(21)(cDSBcDSBpSS)(21)H()(S)(poMM(式2-5)式中的H(ω)为LPF的系统函数。频域分析的过程如图2-4所示。事实上）（tLS本地载波和发端载波完全一致的条件是是不易满足的，因此，需要讨论）（tLS有误差情况下对解调结果的影响。图2-4DSB信号相干解调过程示意图3设计方案3.1仿真平台近几年，在学术界和工业领域，Simulink已经成为在动态系统建模和仿真方面应用最广泛的软件包之一。它的魅力在于强大的功能和使用方法。确切的说，它是对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包。它支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统等，而且系统可以是多进程的。Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，采用这种方法进行系统设计，就像你用笔和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。用Simulink创建的模型可以具有递接层次结构，及允许用户建立自己的子系统。在察看时，用户可以从最顶层开始，然后用鼠标双击其-4-中的子系统模块，从而进入自信同模块进行察看，这样非常便于模型的条理化，从而帮助用户理解模型的整体结构以及各模块之间的关系。Simulink是MATLAB为模拟动态系统而提供的一个面向用户的交互式程序，它采用鼠标驱动方式，允许用户在屏幕上绘制框图，模拟系统并能动态的控制该系统。它还提供了两个应用程序扩展集，分别是SimulinkEXTENSION和BLOCKSET。Simulik提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型，进而进行仿真与分析。基于这些特点，在本设计中使用Simulink软件作为仿真平台搭建系统模型。对Simulink的使用步骤简要介绍如下。（1）模型库在MATLAB命令窗口输入“simulink”并回车，就可进入Simulink模型库，单击工具栏上的按钮也可进入。Simulink模块库按功能进行分为以下8类子库：Continuous（连续模块）Discrete（离散模块）Function&Tab