通信原理课程设计--DSB调制解调

摘要本课程设计主要运用 MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真平台设计进行 DSB 调制与 相干解调系统仿真。在本次课程设计中先根据 DSB 调制与解调原理构建调制解调电路， 从 Simulink 工具箱中找所各元件，合理设置好参数并运行，其中可以通过不断的修改 优化得到需要信号，之后分别加入高斯白噪声，并分析对信号的影响，最后通过对输出 波形和功率谱的分析得出 DSB 调制解调系统仿真是否成功。关键词：Simulink； DSB；调制；相干解调目录1 课程设计目的 52 课程设计要求 53 相关知识54 课程设计分析 25 仿真46 结果分析67 参考文献71 课程设计目的通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，在通信系统的设计研发过程中， 软件仿真已成为必不可少的一部分，电子设计自动化EDA技术已成为电子设计的潮流。 随着信息技术的不断发展，涌现出了许多功能强大的电子仿真软件，如 Workbench、 Protel、Systemview、Matlab 等。通信原理是电子通信专业的一门极为重要的专业基础课，由于内容抽象，基本 概念较多，是一门难度较大的课程，要想学好并非易事。采用Matlab及Simulink作为 辅助教学软件，摆脱了繁杂的计算，可以使学生对书本上抽象的原理有进一步的感性认 识，加深对基本原理的理解。2 课程设计要求DSB 调制与解调系统设计（1）录制一段2s左右的语音信号，并对录制的信号进行8000Hz的采样，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；（2）采用正弦信号和自行录制的语音信号（.wav文件）进行DSB调制与解调；信道使用高斯 白噪声；画出相应的时域波形和频谱图。3相关知识DSB调制原理在消息信号m（t）上不加上直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调 制信号，或称抑制载波双边带（DSB-SC）调制信号，简称双边带（DSB）信号。DSB 调制器模型如图1-1,可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。图1-1 DSB信号调制器模型 其时域和频域表示式分别如下SDSB（t）=叫）COS c_sdsb）=场 Im（+叫）+ m -叫）（式 2-1）（式 2-2）除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍，DSB信号的波形和频谱分别如图1-2：JUSB LSBZXZXLLSB USB7叫vwDS0信号麵谱组成图1-2 DSB信号的波形与频谱DSB解调原理因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100%,即全部功率都用于信息传输。 但由于DSB信号的包络不再与m(t)成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调。畑图1-3 DSB信号相干解调模型图1-3中SL(t)为本地载波，也叫相干载波，必须与发送端的载波完成同步。即频率 相同时域分析如下：Sp(t) = SDSB(t) - SL(t) = m(t)cos2 ct = 2 m(t) + 2 m(t) cos 2/(式 2-3)Sp(t)经过低通滤波器LPF,滤掉高频成份，mo(t)为(式 2-4)mo(t) = !2 m(t)频域分析如下：Sp() = 2 Rsb - c) + SDSB( + c)(式 2-5)Mo() = S () - H() = - M ()式中的Hg)为LPF的系统函数。频域分析的过程如图1-4所示。事实上SL(t)本 地载波和发端载波完全一致的条件是是不易满足的，因此，需要讨论SL &)有误差情况 下对解调结果的影响。图1-4 DSB信号相干解调过程示意图4课程设计分析高斯白噪声信道加性高斯白噪声 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 是最基本的噪声与干扰模 型。加性噪声是叠加在信号上的一种噪声，通常记为n(t),而且无论有无信号，噪声n(t) 都是始终存在的。因此通常称它为加性噪声或者加性干扰。若噪声的功率谱密度在所有 的频率上均为一常数，则称这样的噪声为白噪声。如果白噪声取值的概率分布服从高斯 分布，则称这样的噪声为高斯白噪声。在通信系统中，经常碰到的噪声之一就是白噪声。 解调模块设计因为DSB信号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 复基带信号，而必须采用相干解调。相干解调也称同步检波，是指用载波乘以一路与载 波相干(同频同相)的参考信号，再通过低通滤波器即可输出解调信号。由基带信号、带有噪声的 DSB 信号和解调信号的波形图可看出，解调波形较接近基 带信号波形，表明解调模块特性较好，能够从带有高斯白噪声的 DSB 信号中解调出需 要的原始波形。总体模型5仿真无噪声仿真电路图无噪声波形仿真图 匸|圖匹Fie Edh Pre4mncw 础詔ow Hdp ”r is. *A Qi u3 u j i i ,Ki * 耳 J a 1l u 口 Y L.MK(OJKCOM r- -24l. ECLjnOTial-ifi-lE： 卢H W r+* a 氏帥 UEl o 也 LL EL 口口盅 nJ 丛阪 S nr 止f- | LZa：K 7- -12 Zt.S3 S a Li tL E rn A k 21 # * a*II-z-S S3留“10点&口 旨匡|上二一 F2031-貳3:罚6 总结在这次课程设计过程中，我获益匪浅。通过这个实验，让我 清楚地了解和掌握了SystemView的功能，实现了所学DSB调制解调 的仿真，对DSB的原理更加熟悉了，并巩固了数字调制系统的相关 知识点。体会到理论和实际是有好大不同的，实践离不开理论， 理论只有应用于实践才能发挥其作用。学过的东西，只有自己实 际去做了才能更熟悉，才能对其本质更了解。在将理论用各种方 法实现的同时，我们也在不断的搜集资料，不断的学习，获得更 多的相关知识。在对SystemView的应用中和学习别人的程序时， 我体会到SystemView的功能之强大，应用之广泛，任何一件作品 都是没有最好，只有更好，但是无论通过怎样的途径，我们都能 表达出理论的成果。因此对其产生了更大的兴趣，很有感觉。总 之这次课程设计使我收获甚大。