通信原理实验报告
单边带调幅
计算机与信息工程学院综合性、设计性实验报告
专业：通信工程 年级/班级： 2011 2013—2014学年第二学期 课程名称 数字信号处理 指导教师 杨育捷 学号姓名 实验地点 实验时间 4.10 项目名称 单边带调幅 实验类型 验证性 一、实验目的 1. 研究模拟连续信号在SSB线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近。
2. 加深对模拟线性调制SSB的工作原理的理解。
3. 了解产生调幅波（AM）和抑制载波单边带波（SSB—AM）的调制方式，以及两种波之间的关系。
4. 了解用滤波法产生单边带SSB—AM的信号的方式和上下边带信号的不同。 5. 了解在相干解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。 二、实验仪器或设备
计算机一台（装有MATLAB软件）
三、总体设计（设计原理、设计方案及流程等）
信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号，实现频率的搬移，使有用信号容易被传播。单边带调幅信号可以通过双边带调幅后经过滤波器实现。
双边带调制信号频谱中含有携带同一信息的上、下两个边带。因此，我们只需传送一个边带信号就可以达到信息传输的目的，以节省传输带宽、提高信道利用率。这就是单边带调制（SSB—SC）。产生SSB信号有移相法和滤波法。本设计采用滤波法，即，将已产生的双边带信号通过一个带通滤波器，根据该滤波器传递函数的不同，可分别得到下边带信号和上边带信号。SSB信号可表示为：
式中：是m（t）的所有频率成分移相的
信号，称为的希尔伯特信号。式中符号取“-”产生上边带，取“+”产生下边带。 四、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等） 1. 信号的产生
由题意可知，未调信号的频率f=1Hz，功率P=1W，载波频率10Hz。设采用时间为0.001S，频率分辨率为0.1。由于正弦信号的功率与幅值有以下关系：
1P?Am2 ，可以求出未调信号幅值。所以未调信号表达为：
2m=Am*cos(2*pi*ft*t)。
2. 信号的调制
由于SSB是通过滤波法实现。通过公式SDSB(t)?f(t)coswct实现DSB信号，
并通过傅立叶变换得其频谱，然后去除上边频分量得到下边频分量LSSB，再通过傅立叶反变换即可产生携带下边频的单边带调幅信号即u信号。在MATLAB中fftseq函数可以实现傅立叶变换，iff函数可以实现傅立叶反变换。
3. 信号的解调
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单边带信号的时域表达式为：SSSB(t)?f(t)coswct?f(t)sinwct，将已调信号
?u与同频同相的载波coswct相乘后可以得到含源信号的表达试
SP(t)?111?f(t)?f(t)cos2wct?f(t)sin2wct222，通过截至频率合理的低通滤波器
就能将源信号恢复出来。在MATLAB中，低通滤波器可以floor函数实现。
1. 仿真结果：
图1：未调信号及其频谱
图2：载波信号
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图3：已调信号及其频谱
图4：功率普密度及解调后的信号 2. 仿真分析
从图1中可以看出，未调信号频率为1Hz。从频谱角度上看，在0处出现冲击，这是由正弦信号的频率特性确定的。由抑制载波双边带调幅调制出来的信号是以正弦信号为包络的不等值正弦信号组成的波形，经过滤除上边带后得到图3
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的携带下边带信号的已调信号，及经过滤除下边带后得到图3的吓呆上边带信号的已调信号。调制过程就是将信号的频谱进行搬移，将其搬运到载波附近的频率点上。下图是分别对应上、下边带信号的频谱图。与图1中的频谱图进行比较能清晰地看出，频域信号已经被搬移到载波的附件。图2为载波信号的波形。从图4功率普密度图中看到，已调信号的功率主要集中在10Hz附件，主要是因为信号频率已经被搬运到载波附件的原因。经过滤波器后，信号的大致形状已经被恢复，但由于调制和解调的过程中信号产生了相移，所以与未调信号相比，相位发送了较大的变化。
五、结果分析与总结
通过课程设计，我得到了很大的收获：通过对程序的设计，我进一步熟悉了MATLAB开发环境，对MATLAB的一些基本操作和应用有了更深入的了解。如：有要求的正弦信号的产生，基本图形的绘制和各种的函数的使用等。同时，这次设计使我对数字信号处理和通信原理课本上学到的知识点有了更深入的理解和掌握。比如对信号的调制和解调过程有了更深层次的理解，学会了如何使用MATLAB对信号进行SSB调制和解调，了解了低通滤波器的MATLAB设计方法。还有很重要的一点是，我学会了如何安排设计所需的时间及合理利用网络资源等普遍实用的学习方法，通过和和同学探讨，拓宽了我的眼界，学习了别人好的设计思路和设计方法等。
六、程序代码 t0=1;
ts=0.001; fc=10; fs=1/ts; df=0.3;
t=[-t0/2:ts:t0/2];
m=sqrt(2)*cos(2*pi*t);
c=cos(2*pi*fc.*t); %定义载波同相分量 b=sin(2*pi*fc.*t); v=m.*c+imag(hilbert(m)).*b; u=m.*c-imag(hilbert(m)).*b; [M,m,dfl]=fftseq(m,ts,df); M=M/fs;
[U,u,dfl]=fftseq(u,ts,df); U=U/fs;
[V,v,dfl]=fftseq(v,ts,df); V=V/fs;
f=[0:dfl:dfl*(length(m)-1)]-fs/2; hold on; figure(1)
subplot(1,2,1)
plot(t,m(1:length(t))); axis([-1,1,-2,2]);
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xlabel('时间'); title('未调信号')
subplot(1,2,2); plot(f,abs(fftshift(M))) xlabel('频率');
title('未调信号的频谱') hold on; figure(2);
plot(t,c(1:length(t))); axis([-0.1,0.1,-2,2]) xlabel('时间'); title('载波') figure(3);
subplot(2,2,1)
plot(t,u(1:length(t)));
axis([-0.2,0.2,-1.5,1.5]); xlabel('时间');
title('上边带已调信号') subplot(2,2,2)
plot(t,v(1:length(t)))
axis([-0.2,0.2,-1.5,1.5]); xlabel('时间')
title('下边带已调信号'); subplot(2,2,3)
plot(f,abs(fftshift(U)))
title('上边带已调信号的频谱'); xlabel('频率');
subplot(2,2,4); plot(f,abs(fftshift(V)))
title('下边带已调信号的频谱'); xlabel('频率')
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