对SSB信号的调制以及相干解调过程进行仿真 |
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对SSB信号的调制以及相干解调过程进行仿真
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对SSB信号的调制以及相干解调过程进行仿真
一、要求 利用Matlab，对SSB信号的调制以及相干解调过程进行仿真，给出仿真过程的时域波形及频谱，比较其不同并合理解释。 二、使用软件 matlab2013a 三、原理 ①、SSB调制 移相法形成单边带信号系统框图：
系统框图的解释及公式： 输入信号：m(t) 载波信号：coswct 输入信号的希尔伯特变换：m^ (t) SSB已调信号(取上边带)：S_SSB = 1/2m(t)coswct-1/2m^ (t) sinwct ②、SSB相干解调 相干调制原理：已调信号乘以载波信号，经过低通滤波器滤除高频信号，得到原始的输入信号。 S_SSB * coswct = 1/4m(t)+1/4m(t)cos2wct-1/4m^ (t)sin2 wct 经过低通滤波器滤除1/4m(t)cos2wct-1/4m^ (t)sin2 wct分量 四、代码 clc; clf; Fs=10000; % 仿真的采样率 N=10000; %采样点个数 t=(0:N-1)/Fs; %仿真时间范围 f=(0:N-1)*Fs/N;%仿真频率范围 for F=150:400 % 基带信号发生：频率150Hz～400Hz m_t=m_t+0.003*sin(2*pi*F*t)*(400-F); % 幅度随线性递减 end m_t90shift=imag(hilbert(m_t)); % 基带信号的希尔伯特变换 carriercos=cos(2*pi*1000*t); % 1000Hz载波 cos carriersin=sin(2*pi*1000*t); % 1000Hz正交载波 sin s_SSB=0.5*m_t.*carriercos-0.5*m_t90shift.*carriersin; % 上边带SSB out=s_SSB.*carriercos; % 相干解调 [a,b]=butter(4, 500/(Fs/2)); % 低通滤波器设计4阶,截止频率为500Hz demodsig=filter(a,b,out); % 解调输出 % 下面作出各波形以及频谱 figure(1); subplot(4,2,1); plot(t(1:200)/Fs,s_SSB(1:200)); % SSB波形 title('SSB波形');xlabel('时间/s');ylabel('幅度'); subplot(4,2,2); plot(f,abs(fft(s_SSB)/Fs)); % SSB频谱 axis([0 5000 0 5]); title('SSB频谱');xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度'); subplot(4,2,3); plot(t(1:200)/Fs,out(1:200)); % 相干解调波形 title('相干解调波形');xlabel('时间/s');ylabel('幅度'); subplot(4,2,4); plot(f,abs(fft(out)/Fs)); % 相干解调频谱 axis([0 5000 0 2]); title('相干解调频谱');xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度'); subplot(4,2,5); plot(t(1:200)/Fs,demodsig(1:200)); % 低通输出信号 title('低通输出信号');xlabel('时间/s');ylabel('幅度'); subplot(4,2,6); plot(f,abs(fft(demodsig)/Fs));% 低通输出信号的频谱 axis([0 5000 0 2]); title('低通输出信号的频谱');xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度'); subplot(4,2,7); plot(t(1:200)/Fs,m_t(1:200));%输入信号波形 title('输入信号波形');xlabel('时间/s');ylabel('幅度'); subplot(4,2,8); plot(f,abs(fft(m_t)/Fs));%输入信号频谱 axis([0 5000 0 10]); title('输入信号频谱');xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度');五、实验结果及分析 输入信号分析：输入信号的设定是频率在150—400Hz，幅度递减.从输入信号的时域和频频谱中可以看出，设定符合预期。 输出信号分析：对比输入信号和输出信号，时域上：输出信号幅度下降到四分之一左右，原因是调制滤除下边带，幅度减少一半，而相干解调又滤除带有一半幅度的高频分量，幅度又减少一半，为原来的四分之一；有延时；零点附近有失真。频域上：大致上与输入信号频谱一致，频率在150—400Hz且幅度递减；但是有多余的频谱分量产生。失真和多余频率分量的产生都是滤波器非理想性能造成的。
SSB已调信号分析：时域和频域的波形都在变化，频域上为1000到1400Hz幅度递减，因为载波信号频率设定为1000Hz，SSB频率是输入信号的频率和载波信号频率的叠加。 SSB相干解调信号分析：时域波形的包络与输入信号的波形一致，频谱中有输入信号一致的频率和两倍SSB信号的频率，是因为在相干解调乘以载波信号后的信号的频率分量有输入信号，输入信号乘以两边频率的载波信号。 |
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