抑制载波单边带调幅(SSB)和解调的实现 2

任务书

摘要

单边带调制从1933年开始，在短波通信中，大多越洋电话和洲际电话都用导频制单边带传输。自1954年以来，载频全抑制单边带调制迅速在军用和许多专用无线电业务中取代调幅制。在载波电话、微波多路传输和地空的电话通信中，单边带技术已得到了广泛的应用，并且已使用在卫星至地面的信道和移动通信系统中。单边带调制是将消息的频谱从基带移到一个较高的频率上，而且在平移后的信号频谱内原有频率分量的相对关系保持不变的调制技术。单边带(SSB)调制也可看作是调幅(AM)的一种特殊形式。调幅信号频谱由载频cf和上、下边带组成，被传输的消息包含在两个边带中，而且每一边带包含有完整的被传输的消息。因此，只要发送单边带信号，就能不失真地传输消息。显然，把调幅信号频谱中的载频和其中一个边带抑制掉后，余下的就是单边带信号的频谱。

本设计主要是利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现SSB解调，并绘制出解调前后的时域和频域波形，再进一步绘制出对SSB信号叠加噪声进行解调后的时域和频域波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及噪声对信号解调的影响。在课程设计中，系统开发平台为Windows Vista，使用工具软件为MATLAB 7.0。在该平台运行程序完成了对SSB信号的解调以及对叠加噪声后解调结果的观察。通过该课程设计，达到了实现SSB信号解调的目的。

关键词：SSB；解调；MATLAB 7.0；噪声

目录

第一章设计目的与意义 (4)

1、设计内容 (4)

2、设计目的与意义 (4)

第二章设计原理 (5)

1、单边带信号的调制 (5)

2、单边带信号的解调 (6)

第三章详细设计步骤 (8)

1、调制信号的产生 (8)

2、画调制信号的频谱 (8)

3、SSB调制信号的调制 (8)

4、SSB调制信号的功率谱 (8)

5、SSB信号的解调 (9)

6、低通滤波器的设计 (9)

第四章仿真结果 (10)

1、MATLAB软件介绍 (10)

2、仿真结果 (11)

3、仿真分析 (14)

第五章心得与体会 (15)

参考文献 (16)

附录1 (17)

程序源码 (17)

附录2............................................................................................................... 错误!未定义书签。

答辩记录及评分表................................................................................... 错误!未定义书签。

第一章设计目的与意义

1、设计内容

对于信号用matlab产生一个频率为1Hz，功率为1的余弦信号f（t），设载波频率为10Hz。用抑制载波的单边带调幅实现对信号进行调制和解调。

要求绘制：

（1）信号f（t）及其频谱；

（2）SSB调制信号及其频谱；

（3）SSB调制信号的功率谱密度；

（4）相干解调后的信号波形。

2、设计目的与意义

1. 研究模拟连续信号在SSB线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近。

2. 加深对模拟线性调制SSB的工作原理的理解。

3. 了解产生调幅波（AM）和抑制载波单边带波（SSB—AM）的调制方式，以及两种波之间的关系。

4. 了解用滤波法产生单边带SSB—AM的信号的方式和上下边带信号的不同。

5. 了解在相干解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。

第二章 设计原理

1、单边带信号的调制

信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号，实现频率的搬移，使有用信号容易被传播。单边带调幅信号可以通过双边带调幅后经过滤波器实现。

双边带调制信号频谱中含有携带同一信息的上、下两个边带。因此，我们只需传送一个边带信号就可以达到信息传输的目的，以节省传输带宽、提高信道利用率。这就是单边带调制（SSB —SC ）。产生SSB 信号有移相法和滤波法。本设计采用滤波法，即，将已产生的双边带信号通过一个带通滤波器，根据该滤波器传递函数的不同，可分别得到下边带信号和上边带信号。SSB 信号可表示为：t t m t t m t S c c SSB ωωsin )(cos )()(+=式中：是m （t ）的所有频率成分移相的-π/2信号，称为的希尔伯特信号。式中符号取“-”产生上边带，取“+”产生下边带。

)(t m

)(t

DSB

)(t S SSB

图2.1 单边带信号的滤波法形成

滤波法的原理方框图如图2.1所示，图中()ωSSB H 为单边带滤波器的传递函数，对于保留上边带的单边带调制来说，有

()()⎪⎩

⎪⎨⎧≤>==c c

USB H ωωωωωω,0,1H SSB

对于保留下边带的单边带调制来说，则取()ωSSB H 为带通滤波器，于是

()()⎪⎩

⎪⎨⎧≥<==c c

SB H ωωωωωω,0,1H L SSB

单边带信号的频谱为()()2H S S SSB DSB SSB ωω= 2、单边带信号的解调

在单边带信号的解调中，只需要对上、下边带的其中一个边带信号进行解调，就能够恢复原始信号。这是因为双边带调制中上、下两个边带是完全对称的，它们所携带的信息相同，完全可以用一个边带来传输全部消息。

单边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。在解调过程中，输入信号和噪声可以分别单独解调。相干解调的原理框图如图2-2所示：

)(t S SSB )(1t S )(2t S

图2-2 相干解调原理框图

此图表示单边带信号首先乘以一个同频同相的载波，再经过低通滤波器即可还原信号。

单边带信号的时域表达式为

t t m

t t m t S c c SSB ωωsin )(ˆ21

cos )(21)( =

)(t m 表示基带信号

其中取“-”时为上边带，取“+”时为下边带。

乘上同频同相载波后得

t t m

t t m t m t t S t S c c c SSB ωωω2sin )(ˆ4

1

2cos )(41)(41cos )()(1m +=

=