【正文】 .................................. 25 武漢理工大學《信號分析處理》課程設(shè)計說明書 1 1 1. 概述 本課程設(shè)計是實現(xiàn) SSB 的調(diào)制與相干解調(diào)，以及在不同噪聲下對信道的影響。調(diào)制過程是一個頻譜搬移的過程，它是將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。信號的接收端就是通過解調(diào)來還原已調(diào)制信號從而讀取發(fā)送端發(fā)送的信息。調(diào)制與解調(diào)方式往往決定了一個通信系統(tǒng)的性能。 新版的 MATLAB 增強了圖形處理功能，并在 WINDOWS 環(huán)境下運行。本次課程設(shè)計主要利用 MATLAB 軟件對通信原理中的模擬信號進行進行抑制雙邊帶調(diào)制的仿真分析，即 SSB 信號調(diào)試與解調(diào)的仿真分析。 Simulink 是 MATLAB 中一種可視化仿真工具，是一種基于 MATLAB 的框圖設(shè)計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、 數(shù)字控制及數(shù)字信號處理建模和仿真中。為了創(chuàng)建動態(tài)模型， Simulink 提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口（ GUI），這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成 。幅度調(diào)制是由調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號作線性變化的過程。常見的調(diào)幅（ AM）、雙邊帶（ DSB）、殘留邊帶（ VSB）等調(diào)制就是幅度調(diào)制的幾種典型的實例。根據(jù)濾除方法的不同，產(chǎn)生 SSB 信號的方法有：濾波法和相移法。產(chǎn)生單邊帶信號最直接、最常用的是濾波法，就是從雙邊帶信號中濾出一個邊帶信號，圖 21 是濾波法模型的示意圖。 )(tf )(ts DSB twtccc os)( ? )(wH SSB)(ts SSB 圖 21 濾波法模型 武漢理工大學《信號分析處理》課程設(shè)計說明書 2 2 若保留上邊帶，則 )(wHSSB 應具有高通特性如如圖 22（ b）所示 ，表達式（ 21）如下： ccSSBww H ??? ,1 ,0)( { （式 21） 單邊帶信號的頻譜如圖 22（ c）所示。 )(wS DS B)(wHSSB)(wS SSB)(wH SS B)(wS SSBwwwww00000 cwcwcwcwcwcw?cw?cw?cw?cw?)(a)( b)( c)d)( e 圖 22 單邊帶信號頻譜圖 相移法 單邊帶信號的時域表達式為： twtftwtfSccU SB s i n)(?21c os)(21t ??? ）（ （式 23） 武漢理工大學《信號分析處理》課程設(shè)計說明書 3 3 twtftwtfSccL SB s i n)(21c os)(21)t( ??? （式 24） 這里 )(?tf 是 )(tf 的希爾伯特變換。 希爾伯特變換 H（ w）及有關(guān)特性為： 定義 )]([)(? tfHtf ? （式 25） )s g n ()())](([w? wwjFtfHFF ???）（ （式 26） 式中 0,10,1)s g n( { ???? （式 27） ?21 )( tf twcc os)( wH )(tS SSB 圖 23 SSB 移相法模型 顯然， )(tf 信號通過傳遞函數(shù)為 jgn(w) 的濾波器，即可得到 )(?tf 。 )(wH 傳遞函數(shù)的模和相位特性如圖 24 所示。 )( wHw00 w)( w? 圖 24 希爾伯特濾波器的傳遞函數(shù) 武漢理工大學《信號分析處理》課程設(shè)計說明書 4 4 解調(diào)原理 相干解調(diào) 相干解調(diào)也叫同步檢波。調(diào)制是把基帶信號的譜搬到了載頻位置，這一過程可以通過一個相乘器與載波相乘來實現(xiàn)。相干解調(diào)器的一般模型如圖 25 所示。第 1 級調(diào)制時，信號先與頻率相對較低 1 級載波相乘，再通過帶通濾波器濾除下邊帶頻譜得單邊帶調(diào)制信號；第 2 級調(diào)制時， 2 級載波頻率相對第 1 級較高，再通過帶通濾波器后輸出高頻單邊帶信號。 3. SSB 調(diào)制與解調(diào)的 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn) 函數(shù)的使用 正弦 波函數(shù) cos()： 調(diào)用格式為 x = a*cos(b*2*pi*t)； abs(x)：純量的絕對值或向量的長度 ,abs 函數(shù)返回一個數(shù)的絕對值。 其他簡單函數(shù)： cla 清除當前坐標軸 clc 清除命令窗口顯示 clf 清除 當前圖形窗口 demo 運行 MATLAB 演示程序 grid 給圖形加網(wǎng)格線 gtext 在鼠標指定的位置加文字說明 hold 當前圖形保護模式 length 查詢向量的維數(shù) linspace 構(gòu)造線性分布的向量 武漢理工大學《信號分析處理》課程設(shè)計說明書 5 5 logspace 構(gòu)造等對數(shù)分布的向量 pi 圓周率 π plot 線性坐標圖形繪制 subplot 將圖形窗口分成若干個區(qū)域 title 給圖形加標題 xlabel 給圖形加 x 坐標說明 ylabel 給圖形加 y 坐標說明 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn) 這里調(diào)制信號為正弦信號， 調(diào)制信號幅度 =載波幅度 ，程序如下： Fs=100000。 %抽樣間隔 Fc=30000。 m=a*cos(300*2*pi*t)。 X=abs(X(1:length(X)/2+1))。amssb39。 %對信號進行調(diào)制 Y=fft(sm)。 %已調(diào)信號頻譜 frqY=(0:length(Y)1)*Fs/length(Y)/2 k1=awgn(sm,1)。 k3=awgn(sm,10)。 k5=awgn(sm,20)。 Y1=abs(Y1(1:length(Y1)/2+1))。 sn=dem