信号处理分析课程设计

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1、目录摘要I1DSB调制与解调的基本原理21.1DSB调制原理21.2DSB解调原理32SimuIink仿真电路42.1调制模块42.2调制后加入高斯白噪声62.3解调与低通滤波模块82.4总体模型103MATLAB程序代码113.1系统框图113.3噪声咅B分133.4带通滤波部分143.5解调部分153.6低通滤波部分164心得体会175参考文献18附录19摘要信号的调制与解调在通信系统中具冇重要的作用。调制过程实际上是一个频谱搬移的过程，即是将低频信号的频谱（调制信号）搬移到载频位置（载波）。而解调是调制的逆过程，即

2、是将已调制信号还原成原始基带信号的过程。调制与解调方式往往能够决定一个通信系统的性能。幅度调制就是-•种很常见的模拟调制方法，在AM信号中，载波分量并不携带信息，仍占据大部分功率，如果抑制载波分量的发送，就能够提高功率效率，这就抑制载波双边带调制DSB-SC（DoubleSideBandwithSuppressedCarrier）,因为不存在载波分量,DSB-SC信号的调制效率就是100%,即全部功率都用于信息传输。但由于DSB-SC信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简E的包络检波來恢复调制信号，需采用

3、同步检波來解调。这种解调方式被广泛应用在载波通信和短波无线屯话通信中。但是曲于在信道传输过程中必将引入高斯白噪声，虽然经过带通滤波器后会使其转化为窄带噪声，但它依然会对解调信号造成影响，使其冇一定程度的失真，而这种失真是不可避免的。本文介绍了M文件编程和Simulink两种方法來仿真DSB-SC系统的整个调制与解调过程。关键词DSB-SC调制同步检波信道噪声M文件Simulink仿真1DSB调制与解调的基本原理1.1DSB调制原理在消息信号m(t)±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

4、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3-1,可见DSE信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。图1-1DSBfh号调制器模型其时域和频域表示式分别如下（式3-1）（式3-2）Sds睢)=加(r)cosdwSdsb^CO)=乂[M(69+血)+M(Q—血)]除不再含冇载频分量离散谱外，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信号频谱姐成图1-2DSB信号的波形与频谱

5、1.2DSB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n)(t)成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调。♦LPF图1-3DSB信号相干解调模型图3-3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：Sp(t)=SnsB(t)•Sl(0=m(t)cos2cat=—m(t)+—tn(t)cos2血t22Sp(t)经过低通滤波器LPF,滤掉高频成份，也⑴为加“(f)=频域分析如下：•/Sp(e)=—[Sdsb(

6、69-Ctk)+Sdsb(69+血)]・•・M°(q)=Sp(e)•H(e)=丄MS)2式中的H(3)为LPF的系统函数。频域分析的过程如图3-4所示。事实上Sl&)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Sl⑴有误差情况下对解调结果的影响。ASdsbv3/X/3.Sp3・23.23.H1图1-4DSB信号相干解调过程示意图2SimuIink仿真电路2.1调制模块新建一个仿真空白模型，将DSB信号调至所需要的模块拖入空白模型屮。图4-3中Sinewave为正弦基带信号、Sinewavel为正弦载波

7、，均使用离散化的信号。product为乘法器。连接各模块如下图所示。SineWsvel图2-1DSB调制模型双击模块设置基带信号属性：幅度为2,频率为2HZ,初相位为0,离散方式，采样间隔为0.002so用同样的方式设置载波信号展性:幅度为2,频率为50HZ,初相位为0,离散方式，采样间隔为0.002so示波器得到的波形及频谱如5：图2-2调制信波形图2-4已调信号波形图2-5调制信号的频谱图2-6己调信号的频谱从图屮可以清楚地看出，双边带信号时域波形的包络不同于调制信号的变化规律。在调制信号零点前处已调波的相位发生了1

8、80。的突变。在调制信号的正半周期内，已调波的高频相位与载波相同，在调制信号的负半周期内，已调波的高频相位与载波相反。并且双边带的带宽为基带信号的两倍。2.2调制后加入高斯白噪声加性高斯白噪声AWGN(AdditiveWhiteGaussianNoise)是最基本的噪声与干扰模型。加性噪声是叠加在信号上的一种噪声，通