通信原理dsb課程設計--基于mtlab的dsb系統(tǒng)的研究與仿真

1、<p>　　基于MTLAB的DSB系統(tǒng)的研究與仿真</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次課程設計用于實現(xiàn)模擬調制信號經DSB調制后的解調過程。信號的調制與解調在通信系統(tǒng)中具有重要的作用。調制過程實際上是一個頻譜搬移的過程，即是將低頻信號的頻譜（調制信號）搬移到載頻位置（載波）。而解調是調制的逆過程，即是將已調制信號還原成原始基

2、帶信號的過程。信號的接收端就是通過解調來還原已調制信號從而讀取發(fā)送端發(fā)送的信息。因此信號的解調對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸可靠性有著很大的影響。調制與解調方式往往能夠決定一個通信系統(tǒng)的性能。雙邊帶DSB調制信號的解調采用相干解調法（即是將已調信號與相同載波頻率相乘），這種方式被廣泛應用。但是由于在信道傳輸過程中必將引入高斯白噪聲，雖然經過帶通濾波器后會使其轉化為窄帶噪聲，但它依然會對解調信號造成影響，即使其失真，而這種失真是不可避免的。&l

3、t;/p><p>　　關鍵字：Simulink；DSB；調制；相干解調</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 設計目的1</b></p><p><b>　　2 設計要求1</b></p><p><b>

4、　　3 系統(tǒng)原理1</b></p><p>　　3.1 DSB信號的模型1</p><p>　　3.2 DSB信號調制過程分析2</p><p>　　3.3 高斯白噪聲信道特性分析2</p><p>　　3.4 DSB解調過程分析3</p><p>　　4 程序設計仿真原理及分析4</p&

5、gt;<p>　　4.1 DSB信號調制過程：4</p><p>　　4.2 高斯白噪聲信道特性6</p><p>　　4.3 調制解調仿真過程：8</p><p>　　5 用Simulink實現(xiàn)如上的系統(tǒng)10</p><p>　　5.1 調制模塊仿真結果10</p><p>　　5.2 高斯白

6、噪聲信道仿真結果11</p><p>　　5.3解調模塊仿真結果12</p><p><b>　　6 心得體會13</b></p><p><b>　　1 設計目的</b></p><p>　　本課程設計是實現(xiàn)模擬DSB信號的調制解調。在此次課程設計中，通過搜集資料與分析，來理解DSB調制解調

7、的具體過程和它在MATLAB中的實現(xiàn)方法。通過這個階段的學習，更清晰地認識DSB的調制解調原理。同時加深對MATLAB這款通信仿真軟件操作的熟練度，在使用中去感受MATLAB的應用方式與特色，并通過仿真過程理解通信原理課程的調制解調過程。利用自主的設計過程來鍛煉自己獨立思考，分析和解決問題的能力，為我今后的自主學習研究提供具有實用性的經驗。</p><p><b>　　2 設計要求</b>&

8、lt;/p><p>　　1、掌握MATLAB的基本知識：MATLAB的基本使用，M文件程序設計，MATLAB繪圖，simulink模塊的使用。</p><p>　　2、了解使用MATLAB對通信系統(tǒng)進行仿真的原理與方法：MATLAB編程；simulink仿真</p><p>　　3、對信號分別疊加大小不同的噪聲后再進行解調，繪制出解調前后信號的時域和頻域波形，比較未疊加

9、噪聲時和分別疊加大小噪聲時解調信號的波形有何區(qū)別，由所得結果來分析噪聲對信號解調造成的影響。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)原理</b></p><p>　　3.1 DSB信號的模型</p><p>　　圖1 DSB調制器模型</p><p><b>　　其中，設正弦載波為</b></

10、p><p>　　式中，為載波幅度；為載波角頻率；為初始相位（假定為0）。</p><p>　　調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。而解調是將位于載頻的信號頻譜再搬回來，并且不失真地恢復出原始基帶信號。</p><p>　　雙邊帶解調通常采用相干解調的方式，它使用一個同步解調器，即由相乘器和低通濾波器組成。在解調過程中，輸入信號和噪聲可以分別

11、單獨解調。相干解調的原理框圖如圖2所示：</p><p>　　圖2 相干解調器的數(shù)學模型</p><p>　　信號傳輸信道為高斯白噪聲信道，其功率為</p><p>　　3.2 DSB信號調制過程分析</p><p>　　假定調制信號的平均值為0，與載波相乘，即可形成DSB信號，其時域表達式為</p><p>　　式

12、中，的平均值為0。DSB的頻譜為</p><p>　　DSB信號需采用相干解調(同步檢波)。在調制信號的過零點處，高頻載波相位有180°的突變。</p><p>　　3.3 高斯白噪聲信道特性分析</p><p>　　在實際信號傳輸過程中，通信系統(tǒng)不可避免的會遇到噪聲。信道加性噪聲主要取決于高斯白噪聲，因此我在此環(huán)節(jié)將對雙邊帶信號添加高斯白噪聲來觀察噪聲對

13、解調的影響情況。</p><p>　　在此過程中，我用函數(shù)來添加噪聲，此函數(shù)功能為向信號中添加噪聲功率為其方差的高斯白噪聲。</p><p>　　正弦波通過加性高斯白噪聲信道后的信號為</p><p><b>　　故其有用信號功率為</b></p><p><b>　　噪聲功率為</b></p

14、><p><b>　　信噪比滿足公式</b></p><p><b>　　則可得到公式</b></p><p>　　我們可以通過這個公式方便的設置高斯白噪聲的方差。</p><p>　　3.4 DSB解調過程分析</p><p>　　所謂相干解調是為了從接收的已調信號中，不失真地

15、恢復原調制信號，要求本地載波和接收信號的載波保證同頻同相。相干解調的一般數(shù)學模型如圖所示。 </p><p>　　圖3 DSB相干解調模型</p><p>　　設圖3的輸入為DSB信號</p><p><b>　　乘法器輸出為</b></p><p><b>　　通過低通濾波器后</b></

16、p><p>　　令0時，解調輸出信號為</p><p>　　4 程序設計仿真原理及分析</p><p>　　4.1 DSB信號調制過程：</p><p>　　4.2 高斯白噪聲信道特性</p><p>　　4.3 調制解調仿真過程：</p><p>　　5 用Simulink實現(xiàn)如上的系統(tǒng)</

17、p><p>　　5.1 調制模塊仿真結果</p><p>　　基帶信號：幅度為1，頻率為2HZ，初相位為0，離散方式，采樣間隔為1×10-5s</p><p>　　載波信號：幅度為1，頻率為40HZ，初相位為0，離散方式，采樣間隔為1×10-5s</p><p>　　第一路為基帶信號，第三路為載波，第二路為調制的DSB波形。從

18、圖中可以清楚地看出，雙邊帶信號時域波形的包絡不同于調制信號的變化規(guī)律。在調制信號零點前處已調波的相位發(fā)生了180°的突變。在調制信號的正半周期內，已調波的高頻相位與載波相同，在調制信號的負半周期內，已調波的高頻相位與載波相反。并且雙邊帶的帶寬為基帶信號的兩倍。</p><p>　　5.2 高斯白噪聲信道仿真結果</p><p>　　第一路為未加入加性高斯白噪聲信道中傳輸?shù)牟ㄐ巍５?/p>

19、二路為加入加性高斯白噪聲輸出的波形。相比較可看出，波形出現(xiàn)了一定程度的失真。</p><p>　　5.3解調模塊仿真結果</p><p>　　可看出，解調波形基帶信號、帶有噪聲的DSB信號和解調信號的波形如圖，由于圖不接近基帶信號波形，表明解調模塊特性不好，或者信噪比較大。不能很好的恢復原始信號。</p><p><b>　　6 心得體會</b>

20、;</p><p>　　通過本次課程設計，我熟悉了Matlab下用Simulink進行仿真的過程，對一些去沒有弄懂或認識模糊的概念，理論有了正確認識，也為以后的工作和學習打下了基礎。</p><p>　　在課程設計中有收獲，同樣也有許多不足之處。首先就是軟件安裝問題，第一次安裝這種全英文的軟件，遇到了很多困難，比如說注冊問題等等，好多英文單詞都不懂，所以安裝不是很順利，通過百度，最終解決。

21、接著又遇到了一個問題。由于理論知識學習的不是很好，所以在設計的時候一直在翻書進行查找。很是累人。各種中百度，翻書，問同學。期間同樣是因為軟件是全英文的所以實用不是很方便，極大的影響了設計的速度。</p><p>　　經過本次課程設計，加強了我對通信原理理論知識的學習。其次我發(fā)現(xiàn)了Matlab的強大之處，使我對其學習產生強大的興趣。</p><p><b>　　參考文獻</b

22、></p><p>　　[1] 樊昌信，曹麗娜.通信原理.北京：國防工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[2]達新宇.通信原理實驗與課程設計.北京：北京郵電大學出版社，2003</p><p>　　[3]徐遠明.MATLAB仿真在通信與電子工程中的應用.西安：西安電子科技大學出版社，2005</p><p>　　[4]張化光，孫秋