武汉理工大学《MATLAB课程设计》报告
Abstract
Modulation in communication systems have an important role. Through the modulation, not only can move the spectrum, the modulated signal spectrum move to the desired position, which will convert into a modulated signal suitable for transmission of modulated signals, and that its transmission system, the effectiveness and reliability of transmission has a great impact, the modulation method is often decided on a communication system performance. MATLAB software is widely used in digital signal analysis, system identification, time series analysis and modeling, neural networks, dynamic simulation have a wide range of applications. This topic using MATLAB software DSB modulation and demodulation system simulation, use, respectively, 300HZ sine wave and rectangular wave, sine wave modulation of the 30KHZ observed modulated signal modulated signal and demodulate the signal waveform and spectrum distribution, and in the solution white Gaussian noise introduced when adjusted for demodulating the signal-noise ratio before and after the comparative analysis, it is estimated DSB modulation and demodulation performance of the system.
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1.DSB调制与解调原理
1.1DSB调制原理
DSB调制属于幅度调制。幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。
设正弦型载波c(t)=Acos(?ct),式中：A为载波幅度，为载波角频率。
根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示为：Sm(t)=Am(t)cos(?ct)（公式1-1）,其中，m(t)为基带调制信号。设调制信号m(t)的频谱为M()，则由公式1-1不难得到已调信号(t)的频谱(?)：Sm(?)=
A [M(?+?c)+M(?-?c)]。 2由以上表示式可见，在波形上，幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
标准振幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。假设调制信号m(t)的平均值为0，将其叠加一个直流偏量后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表达式为: SAM(t)=
[A0+m(t)]cos(?ct)
式中：为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号。 若为确知信号，则AM信号的频谱为
1SAM(?)??A0[(???c)?(???c)]? [M(???c)?M(???c)]
2AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关，也就是说，载波分量并不携带信息。因此，AM信号的功率利用率比较低。
AM调制典型波形和频谱如图1-1所示：
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图1-1 AM调制典型波形和频谱
如果在AM调制模型中将直流去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式—抑制载波双边带信号(DSB—SC)，简称双边带信号。其时域表达式为SDSB(t)= m(t)cos(?ct) 式中，假设的平均值为0。DSB的频谱与AM的谱相近，只是没有了在处的函数，即
1SDSB(?)= [M(???c)?M(???c)]
2其典型波形和频谱如图1-2所示：
载波反相点sDSB(t)Ot－?cOcos?0tOt－?cOM(?)m(t)Ot－?HO?c??HSDSB(?)?2?H?c? 图1-2 DSB调制典型波形和频谱
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与AM信号比较，因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100，即全部效率都用于信息传输。
1.2DSB解调原理与抗噪性能
解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复原基带信号（即调制信号）。解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。
相干解调，也称同步检波，为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接受的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。
包络检波器就是直接从已调波的幅度中提取原调制信号，通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
由于DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号。DSB信号解调时需采用相干解调。
DSB相干解调性能分析模型如图1-3所示：
sm(t)n(t)带通滤波器sm(t)ni(t)cos?ct低通滤波器mo(t)no(t)＋图1-3 DSB相干解调性能分析模型
设解调器输入信号为Sm(t)= m(t)cos(?ct)，与相干载波cos(t)相乘后，得
111m(t)cos2?ct?m(t)?m(t)cos2?ct,经低通滤波器后，输出信号为:mo(t)?m(t)。
222因此，解调器输出端的有用信号功率为So?mo2(t)?12m(t) 4解调DSB信号时，接收机中的带通滤波器的中心频率与调制频率相同，因此解调器输入端的窄带噪声ni?t??nc?t?cos??ct??ns?t?sin??ct?,它与相干载波cos(?ct)相乘后，
11nc?t?cos?2?ct??ns?t?sin?2?ct??得 ni?t?cos??ct??nc?t??? ??22
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