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～400Hzm_t=m_t+0.003*sin(2*pi*F*t)*(400-F); % 幅度随线性递减endm_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 coscarriersin=sin(2*pi*1000*t);   % 1000Hz正交载波 sins_SSB=0.5*m_t.*carriercos-0.5*m_t90shift.*carriersin; % 上边带SSBout=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500Hzdemodsig=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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