基于matlab軟件仿真——單邊帶、雙邊帶調(diào)制解調(diào)程序和Simulink建模仿真

《基于matlab軟件仿真——單邊帶、雙邊帶調(diào)制解調(diào)程序和Simulink建模仿真》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于matlab軟件仿真——單邊帶、雙邊帶調(diào)制解調(diào)程序和Simulink建模仿真（22頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、福 建 師 范 大 學(xué) 應(yīng) 用 科 技 學(xué) 院學(xué) 生 論 文論文題目： 基于matlab軟件仿真單邊帶、雙邊帶調(diào)制解調(diào)程序和Simulink建模仿真 指導(dǎo)教師： 吳淑蓮 學(xué) 號(hào)： 120352010026 姓 名： 吳美娜 年 級(jí)： 2010級(jí) 專 業(yè)： 電子信息工程 二0一四 年 二 月 二十七 日基于Matlab軟件仿真 單邊帶、雙邊帶調(diào)制解調(diào)程序和Simulink建模仿真應(yīng)用科技學(xué)院 電子信息工程專業(yè)120352010026 吳美娜 指導(dǎo)教師:吳淑蓮【摘要】：本文利用Simulink軟件上的動(dòng)態(tài)集成建模仿真以及Matlab編程靜態(tài)仿真方式分別對(duì)DSB、SSB進(jìn)行系統(tǒng)仿真，使之能夠在計(jì)算機(jī)

2、中得到DSB、SSB調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的理論波形,并對(duì)其仿真結(jié)果進(jìn)行分析和處理，這樣可以直觀易懂。Matlab是一個(gè)功能強(qiáng)大的工具軟件。Matlab中的Simulink建模是一種用于對(duì)動(dòng)態(tài)、可視化仿真的軟件包。Matlab編程是一種靜態(tài)仿真方式，利用Matlab集成環(huán)境下的M文件，運(yùn)行調(diào)用plot函數(shù)，編寫(xiě)程序和參數(shù)設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)DSB、SSB信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)的仿真，從而分別得出我們所需要的相應(yīng)波形圖?！娟P(guān)鍵詞】： Matlab、Simulink、雙邊帶、單邊帶、調(diào)制、解調(diào) 目錄1緒論11.1引言11.1.1選題目的11.1.2選題任務(wù)11.1.3主要設(shè)備和軟件11.2通信技術(shù)及其仿真技術(shù)12

3、 模擬通信系統(tǒng)的仿真原理22.1AM信號(hào)基本原理22.1.1AM調(diào)制原理22.1.2AM解調(diào)原理22.2雙邊帶（DSB）信號(hào)的基本原理32.2.1雙邊帶（DSB）調(diào)制原理32.2.2雙邊帶（DSB）解調(diào)原理42.3單邊帶（SSB）信號(hào)的基本原理42.3.1單邊帶（SSB）調(diào)制原理52.3.2單邊帶（SSB）解調(diào)原理53 Matlab程序仿真63.1雙邊帶（DSB）程序仿真圖73.2單邊帶（SSB）程序仿真圖84 Simulink動(dòng)態(tài)建模仿真84.1雙邊帶（DSB）建模仿真94.1.1模塊圖94.1.2模塊存放位置及參數(shù)取值94.1.3仿真結(jié)果圖形104.2 單邊帶(SSB)建模仿真124.2.

4、1模塊圖124.2.2模塊位置及參數(shù)取值124.2.3仿真結(jié)果圖形135兩種仿真比較及結(jié)論145.1區(qū)別145.2結(jié)論15參考文獻(xiàn)15附錄16I1緒論1.1引言現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展實(shí)現(xiàn)了人類的一直以來(lái)都不敢想的“夢(mèng)”。19世紀(jì)30年代，有線電報(bào)被莫爾斯發(fā)明，起先電通信的距離僅70km；1866年，越洋電報(bào)通信的是利用了大西洋海底電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)；70年代，貝爾發(fā)明了有線電話，有線電話的發(fā)明被視為現(xiàn)代通信的開(kāi)端；19世紀(jì)末，無(wú)線電報(bào)的實(shí)現(xiàn)，開(kāi)創(chuàng)了無(wú)線電通信發(fā)展的道路；20世紀(jì)60年代，在這個(gè)期間以來(lái)隨著大規(guī)模集成電路和晶體管不斷問(wèn)世，大大加快了通信的發(fā)展1。通信可以說(shuō)是人類社會(huì)所離不開(kāi)的信息。隨著科

5、學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)也在不斷進(jìn)步，人類社會(huì)也開(kāi)始進(jìn)入信息化時(shí)代這樣一個(gè)新的歷史時(shí)期。現(xiàn)代通信理論與技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信新理論、新技術(shù)、新方法、新設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，層出不窮，通信技術(shù)不斷向數(shù)字化、綜合化、智能化等等一系列方向發(fā)展2。通信技術(shù)的進(jìn)步能夠改變大家的生活、工作和相互交往的方式。當(dāng)代通信所研究的主要問(wèn)題是如何把大量信息準(zhǔn)確地、有效地、經(jīng)濟(jì)地、安全地從信源通過(guò)傳輸介質(zhì)傳送到信宿3。1.1.1選題目的 應(yīng)用仿真過(guò)程和仿真所得出的結(jié)果對(duì)通信系統(tǒng)原理進(jìn)行分析和理解，并掌握模擬系統(tǒng)調(diào)制與解調(diào)； 熟練掌握使用Matlab分析調(diào)制與解調(diào)的方式，且練習(xí)Matlab進(jìn)行編程、參數(shù)設(shè)置和Simulink動(dòng)

6、態(tài)建模仿真的步驟和過(guò)程的操作和使用；利用Matlab軟件對(duì)調(diào)制與解調(diào)進(jìn)行仿真，結(jié)合編程和建模，對(duì)仿真所得出的結(jié)果進(jìn)行分析和解讀，這樣能夠更加深入地掌握模擬調(diào)制系統(tǒng)的相對(duì)應(yīng)的知識(shí)；利用自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)建模、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造力，來(lái)逐漸培養(yǎng)自己獨(dú)立思考，分析和解決問(wèn)題的能力，為以后道路上自主學(xué)習(xí)的能力增添經(jīng)驗(yàn)。1.1.2選題任務(wù) 設(shè)計(jì)調(diào)制與解調(diào)模擬系統(tǒng)，利用編程的靜態(tài)仿真方式和Simulink動(dòng)態(tài)建模仿真方式來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能； 實(shí)現(xiàn)雙邊帶、單邊帶的調(diào)制與解調(diào)的模擬仿真的同時(shí)，還應(yīng)給出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖、Matlab源程序以及仿真出來(lái)的波形圖，并要求給出程序的相應(yīng)解析，記錄系統(tǒng)輸出的各個(gè)仿真結(jié)果的波形和頻譜圖；

7、 對(duì)系統(tǒng)相應(yīng)功能影響進(jìn)行一個(gè)全面測(cè)試，并處理數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)畢業(yè)論文。1.1.3主要設(shè)備和軟件PC機(jī)，一臺(tái)MATLAB6.5以上版本軟件，一套1.2通信技術(shù)及其仿真技術(shù)在生活當(dāng)中，只要我們一說(shuō)到通信，就會(huì)很自然而然地想到傳遞消息最常用、最快捷和最方便的通信方式：電話、手機(jī)、E-mail等。這些不同通信方法，以電信號(hào)的方式來(lái)傳遞各種消息，可稱之為電信。這些發(fā)射器發(fā)射的電信號(hào)在發(fā)射端開(kāi)始傳輸并在接收端把這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)原消息恢復(fù)構(gòu)成一個(gè)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息傳遞所需的一切傳輸媒質(zhì)和技術(shù)設(shè)備的總體稱為通信系統(tǒng)。通信應(yīng)用程序，因?yàn)樾旁吹亩鄻有?，通信業(yè)務(wù)同樣也是變化的，因而可以將其分為：離散和連續(xù)兩種。離散消息，輸出的

8、消息只能是在有限個(gè)數(shù)值中波動(dòng)。并且在時(shí)間上是離散不連續(xù)變化的信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)。連續(xù)消息，可以看作幅度在給定的范圍內(nèi)隨時(shí)間連續(xù)變化。擴(kuò)展基于其他一些產(chǎn)品的Simulink的多領(lǐng)域建模功能，同樣具有設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的工具。應(yīng)用動(dòng)態(tài)建模仿真工具Simulink對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行的仿真分析的方法可分為：對(duì)仿真算法的驗(yàn)證；對(duì)數(shù)字模型的有效性仿真進(jìn)行驗(yàn)證；對(duì)通信系統(tǒng)靜態(tài)程序仿真模型的驗(yàn)證。當(dāng)代，大量的通信系統(tǒng)仿真技術(shù)，進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展，可劃分為三類：（1） 結(jié)合通信系統(tǒng)建模和仿真方法的輔助測(cè)試設(shè)備，往往在中后期原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和原型系統(tǒng)調(diào)試中應(yīng)用；（2） 基于軟件的模擬系統(tǒng)仿真方式，

9、要先對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，之后再通過(guò)模擬系統(tǒng)行為，且對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行仿真測(cè)試和統(tǒng)計(jì)分析這樣一系列方法；（3）基于計(jì)算機(jī)對(duì)繁瑣的系統(tǒng)性能評(píng)估公式進(jìn)行數(shù)值計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)理論分析的解析方法。通信系統(tǒng)仿真的步驟如下所示：（1）建立數(shù)學(xué)模型:根據(jù)通信系統(tǒng)原理，進(jìn)行簡(jiǎn)化系統(tǒng)，明確系統(tǒng)功能，且對(duì)各個(gè)部分的功能進(jìn)行分模塊，發(fā)現(xiàn)之間相對(duì)應(yīng)關(guān)系，并描繪出系統(tǒng)流程框圖模型。（2）仿真系統(tǒng)：依據(jù)所建的模型將所需要的單元功能模塊從Simulink通信模型庫(kù)的各個(gè)子庫(kù)中復(fù)制到未命名的窗口，按原理框圖模型連接，組建需要仿真的系統(tǒng)模型。（3）設(shè)置并調(diào)整參數(shù)：包括功能模塊運(yùn)行參數(shù)設(shè)置(如正弦信號(hào)的幅度、頻率；)和運(yùn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)

10、置（如系統(tǒng)運(yùn)行采樣速率、時(shí)間等）。 （4）設(shè)置觀察窗口，分析仿真結(jié)果：在系統(tǒng)模型設(shè)置輸出模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真系統(tǒng)運(yùn)行情況的觀測(cè)，能夠及時(shí)修改參數(shù)，得出結(jié)果。2 模擬通信系統(tǒng)的仿真原理2.1AM信號(hào)基本原理2.1.1AM調(diào)制原理調(diào)制原理：帶通濾波器、加法器和乘法器一起行成了AM信號(hào)調(diào)制器。調(diào)幅信號(hào)調(diào)制時(shí)要想能夠遵循調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律的過(guò)程，則需要采用調(diào)制信號(hào)區(qū)來(lái)控制高頻正弦載波的幅度，也就是按照原始電信號(hào)的變化規(guī)律去改變載波某些參量的這樣一過(guò)程，通過(guò)調(diào)制可以把基帶調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到載波頻率的附近。AM調(diào)制器模型如圖1所示4：圖2-1 AM信號(hào)調(diào)制原理框圖若已調(diào)信號(hào)的輸入調(diào)制信號(hào)和包絡(luò)是實(shí)現(xiàn)線性關(guān)系

11、，并且時(shí)間波形數(shù)學(xué)公式為： (2-1) 則稱其為振幅調(diào)制。其式子中的為外加的直流分量；為輸入調(diào)制信號(hào)；為載波的頻率；為載波的頻率；并且其最高頻率為。2.1.2AM解調(diào)原理解調(diào)原理：我們知道解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程得來(lái)的，AM信號(hào)在解調(diào)時(shí)把接收到的已調(diào)信號(hào)還原成調(diào)制信號(hào)，這樣就可以將已調(diào)信號(hào)中的的調(diào)制信號(hào)的全部特征恢復(fù)出來(lái)。AM信號(hào)的解調(diào)方法有兩種：相干解調(diào)和包絡(luò)檢波解調(diào)。通過(guò)載波的波形以及信號(hào)的頻譜、波形，對(duì)兩個(gè)波形之間頻率的大小關(guān)系進(jìn)行分析，再將兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)相乘，經(jīng)過(guò)低通濾波器可以得出已調(diào)信號(hào)與載波信號(hào)相乘作相干解調(diào)來(lái)還原出原始信號(hào)。AM信號(hào)的解調(diào)器模型如下圖2所示4：圖2-2 AM信號(hào)相干解調(diào)原

12、理框圖用數(shù)學(xué)表達(dá)式清晰地說(shuō)明相干解調(diào)法的工作原理： (2-2) 用一個(gè)隔直流電流來(lái)去除式中的直流成分。2.2雙邊帶（DSB）信號(hào)的基本原理2.2.1雙邊帶（DSB）調(diào)制原理調(diào)制原理：若假設(shè)在幅度調(diào)制的一般模型中調(diào)制信號(hào)中不存在直流分量，而濾波器為全通網(wǎng)絡(luò),那么輸出的已調(diào)信號(hào)在雙邊帶（DSB）調(diào)制信號(hào)中就是無(wú)載波分量了。調(diào)制信號(hào)的相位發(fā)生一次突變，是因?yàn)榘l(fā)生信源信號(hào)極性的變化。調(diào)制的目的：就是進(jìn)行頻譜搬移，將調(diào)制信號(hào)頻譜移動(dòng)到理想位置來(lái)實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃院陀行浴SB調(diào)制原理框圖如圖3所示5： 圖2-3 DSB調(diào)制原理框圖DSB信號(hào)的數(shù)學(xué)公式為： (2-3) 令初始相位為零，表達(dá)式變

13、為： (2-4) 雙邊帶信號(hào)可以認(rèn)為是基帶載波與信號(hào)相乘，頻域上就是卷積，數(shù)學(xué)公式為： (2-5)式中，是調(diào)制信號(hào)的頻譜。頻譜中包含上邊帶、下邊帶，且這兩個(gè)邊帶包含的信息相同，所以將其稱為雙邊帶調(diào)制。雙邊帶（DSB）信號(hào)的頻譜圖用下圖表示4：圖2-4 雙邊帶（DSB）信號(hào)頻譜2.2.2雙邊帶（DSB）解調(diào)原理解調(diào)原理：雙邊帶相干解調(diào)，是將頻譜搬移到理想的低頻中，應(yīng)用本地載波信號(hào)與調(diào)制信號(hào)相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)在低通濾波器中快速還原出來(lái)。圖4為雙邊帶相干解調(diào)原理框圖：圖2-5 雙邊帶（DSB）相干解調(diào)框圖DSB信號(hào)的工作原理將框圖和數(shù)學(xué)表達(dá)式結(jié)合起來(lái)加以理解6。 (2-6) (2-7)2.3單邊帶（

14、SSB）信號(hào)的基本原理 單邊帶調(diào)制也屬于幅度調(diào)制當(dāng)中的，單邊帶能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)制信號(hào)作線性變化的過(guò)程，是因?yàn)楦哳l載波的幅度被調(diào)制信號(hào)所控制。幅度已調(diào)信號(hào)的幅度在波形上，是隨著基帶信號(hào)的的變化而相對(duì)應(yīng)的跟著變化；及在頻譜的頻譜結(jié)構(gòu)上，即可以認(rèn)為在頻域中完全的基帶信號(hào)的頻譜的簡(jiǎn)單搬移。2.3.1單邊帶（SSB）調(diào)制原理單邊帶調(diào)制原理：在雙邊帶當(dāng)中，上邊帶和下邊帶包含相同的信息，這樣就沒(méi)有必要將兩個(gè)邊帶都傳輸出來(lái)，可以避免了重復(fù)。所以，可以利用線性調(diào)制器中的濾波器濾掉雙邊帶上、下邊帶當(dāng)中的一個(gè)，只傳輸雙邊帶中的一個(gè)邊帶，這樣發(fā)送功率和傳輸寬帶都將是雙邊帶調(diào)制時(shí)的一半，這就是單邊帶調(diào)制。我們可以把得到單邊帶

15、（SSB）的這個(gè)過(guò)程叫作濾波法。相對(duì)于AM和雙邊帶（DSB）的帶寬來(lái)說(shuō)，單邊帶信號(hào)的帶寬很容易看出減小了一倍，因而提高了信道利用率，同時(shí)由于抑制載波并僅發(fā)送一個(gè)邊帶，不僅節(jié)省了邊帶還節(jié)省了功率，因而在通信中獲得了廣泛應(yīng)用。SSB調(diào)制原理框圖如圖5所示7：圖2-6 單邊帶（SSB）調(diào)制原理框圖 濾波法電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是要求單邊帶（SSB）濾波器的特性十分接近理想濾波器，具有銳截止特性。要想得到上邊帶信號(hào)，則需要在調(diào)制器中采用一個(gè)傳輸特性為高通濾波器就可以實(shí)現(xiàn)了；而要想得到下邊帶信號(hào)，只需要在調(diào)制器中采用一個(gè)傳輸特性為低通濾波器就可以實(shí)現(xiàn)了8。圖2-7 單邊帶（SSB）信號(hào)頻譜2.3.2單邊帶（S

16、SB）解調(diào)原理因?yàn)镾SB信號(hào)的包絡(luò)沒(méi)有把基帶調(diào)制信號(hào)的波形直接放映出，所以包絡(luò)解調(diào)方法不能夠?qū)芜厧盘?hào)解調(diào)出來(lái)。通常SSB信號(hào)要用相干解調(diào)法。相干解調(diào)也叫同步檢波。調(diào)制和解調(diào)的基本性質(zhì)是相同的，都是進(jìn)行頻譜搬移。調(diào)制是把基帶信號(hào)的頻譜移動(dòng)在載頻位置上，用一個(gè)相乘器來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程。解調(diào)與調(diào)制是相反的過(guò)程，就是將在載波位置的已調(diào)信號(hào)的頻譜移動(dòng)到最初的基帶位置，所以也照樣能夠用載波和相乘器相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖6所示的原理方框圖表示SSB相干解調(diào)：圖2-8 單邊帶（SSB）相干解調(diào)框圖 在單邊帶信號(hào)解調(diào)時(shí)，用載波和接收信號(hào)相乘，可以理解為載波頻譜和信號(hào)頻譜在頻域中相卷積。還可以用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)更清晰地說(shuō)明相

17、干解調(diào)的工作原理5： (2-8) (2-9)3 Matlab程序仿真 Matlab具有很多功能強(qiáng)大地函數(shù)，實(shí)際上M文件就是一個(gè)命令集。在Matlab中的M文件大多數(shù)是函數(shù)式M文件，函數(shù)式M文件對(duì)其輸入變量進(jìn)行種種處理，然后創(chuàng)建它的變量，輸出其結(jié)果。Matlab編程當(dāng)中，程序的書(shū)寫(xiě)風(fēng)格要特別注意，并且在編程中若注解詳細(xì)，思路清晰，運(yùn)行速度快，這樣更容易證明程序的好壞。M文件編程中開(kāi)頭的注釋行可以使用“help”命令，并在命令窗口中顯示出來(lái)作為該程序的幫助信息。M文件編程方式是Matlab高級(jí)應(yīng)用的一種常用方式，它適用于比較復(fù)雜的問(wèn)題當(dāng)中求解9。 3.1雙邊帶（DSB）程序仿真圖圖3-1 DSB信

18、號(hào)調(diào)制與解調(diào)波形和頻譜3.2單邊帶（SSB）程序仿真圖圖3-2 SSB信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的波形和頻譜4 Simulink動(dòng)態(tài)建模仿真 建模是通過(guò)MATLAB/Simulink從一個(gè)小模塊設(shè)計(jì)到具有一定功能的完整模塊設(shè)計(jì)，從簡(jiǎn)單的單個(gè)小問(wèn)題的判斷調(diào)試到整體化模塊的分析思維。Simulink建模屬于Matlab軟件的一部分，他可以對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和對(duì)仿真所得波形圖進(jìn)行解析的一個(gè)軟件包。為便于能夠?qū)崿F(xiàn)快捷創(chuàng)建所需要的動(dòng)態(tài)建模，Simulink給出了具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的仿真模型，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只要對(duì)鼠標(biāo)進(jìn)行單機(jī)并拉動(dòng)操作就可以實(shí)現(xiàn)了2。采用Simulink建模仿真工具可以以很直觀的方框原理圖方式對(duì)通信系統(tǒng)

19、進(jìn)行建模，并且實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間流仿真，使得工程中的方框圖和仿真系統(tǒng)建模統(tǒng)一起來(lái)，從頻譜儀模塊、示波器模塊以及輸入輸出數(shù)據(jù)模塊、顯示出來(lái)，對(duì)通信系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程與物理概念更便于直觀理解，大大方便了系統(tǒng)的仿真工作34.1雙邊帶（DSB）建模仿真 4.1.1模塊圖 圖4-1 雙邊帶（DSB）建模模塊圖104.1.2模塊存放位置及參數(shù)取值表4-1 Signal Generator（信號(hào)發(fā)生器）的參數(shù)設(shè)置 模塊名稱 Signal Generator11 位置 SimulinkSources參 數(shù) 名 稱參 數(shù) 值Wave form（波形)sineAmplitude（幅度）1Frequency（頻率）8Unit

20、（單位）Hertz表4-2 DSB AM Modulator Passband（雙邊帶頻帶幅度調(diào)制器）的參數(shù)設(shè)置 模塊名稱 DSB AM Modulator Passband 位置 Communications BlocksetModulationAnalog Passband Modulation參 數(shù) 名 稱參 數(shù) 值Input signal offset(輸入信號(hào)偏移)1Carrier frequency（載波頻率）180Initial phase(rad)(初始相位)Pi/3表4-3 DSB AM Demodulator Passband（雙邊帶頻帶幅度解調(diào)器）的參數(shù)設(shè)置 模塊名稱 D

21、SB AM Demodulator Passband位置 Communications BlocksetModulationAnalog Passband Modulatiaon參 數(shù) 名 稱參 數(shù) 值Output signal offset(輸入信號(hào)偏移)1Carrier frequency(載波頻率)180Initial phase(rad)（初始相位）Pi/3Lowpass filter numerator(低通濾波器分子)4.57 9.14 4.57*.01Lowpass filter denominator(低通濾波器分母)1 -1.3108 .4936Sample time(抽樣間

22、隔)0.001表4-4 Scope（示波器）的參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 Scope 參數(shù)位置Simulink/Sinks參 數(shù) 名 稱參 數(shù) 值Number of axes(信號(hào)數(shù))1Time range(時(shí)間范圍)1Sampling time(取樣時(shí)間)14.1.3仿真結(jié)果圖形圖4-2 雙邊帶（DSB）原始信號(hào)波形圖4-3 雙邊帶(DSB)調(diào)制信號(hào)波形圖4-4 雙邊帶（DSB）解調(diào)信號(hào)波形4.2 單邊帶(SSB)建模仿真4.2.1模塊圖圖4-5 單邊帶（SSB）建模模塊圖4.2.2模塊位置及參數(shù)取值表4-5 Signal Generator（信號(hào)發(fā)生器）的參數(shù)設(shè)置 模塊名稱 Signal Gene

23、rator 位置 SimulinkSources參 數(shù) 名 稱參 數(shù) 值Wave form（波形)sineAmplitude（幅度）1Frequency（頻率）1Unit（單位）Hertz表4-6 SSB AM Modulator Passband（雙邊帶頻帶幅度調(diào)制器）的參數(shù)設(shè)置 模塊名稱SSB AM Modulator Passband 位置 Communications BlocksetModulationAnalog Passband Modulation參 數(shù) 名 稱參 數(shù) 值Carrier frequency（載波頻率）100Initial phase(rad)（初始相位）0Ban

24、dwidth of the input signal(Hz)10Time delay for Hilbert transform filter(s)0.01Sample time(抽樣間隔)0.001表4-7 SSB AM Demodulator Passband（雙邊帶頻帶幅度解調(diào)器）的參數(shù)設(shè)置 模塊名稱 SSB AM Demodulator Passband 位置 Communications BlocksetModulationAnalog Passband Modulatiaon參數(shù)名稱參數(shù)值Carrier frequency（載波頻率）100Lowpass filter numera

25、tor(低通濾波器分子)4.57 9.14 4.57*.01Lowpass filter denominator(低通濾波器分母)1 -1.3108 .4936Initial phase(rad)(初始相位)0Sample time(s)(抽樣間隔)0.001表4-8 Scope（示波器）的參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 Scope 參數(shù)位置Simulink/Sinks參 數(shù) 名 稱參 數(shù) 值Number of axes(信號(hào)數(shù))1Time range(時(shí)間范圍)1Sampling time(取樣時(shí)間)14.2.3仿真結(jié)果圖形圖4-6 單邊帶（SSB）原始信號(hào)波形圖4-7 單邊帶(SSB)調(diào)制信號(hào)波形圖4

26、-8 單邊帶（SSB）解調(diào)信號(hào)波形5兩種仿真比較及結(jié)論 以上實(shí)驗(yàn)采用Matlab軟件仿真，雖然需要學(xué)習(xí)新的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，但Matlab語(yǔ)言入門容易，仿真功能強(qiáng)大，交互性強(qiáng),能實(shí)現(xiàn)任意輸入信號(hào)源的雙邊帶、單邊帶調(diào)制解調(diào)處理過(guò)程。Matlab仿真便于改變通信系統(tǒng)的參數(shù)，從而具體考察某個(gè)或某幾個(gè)變量的影響。采用軟件仿真，其結(jié)果不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的推移而帶來(lái)什么誤差，但有可能會(huì)受到程序性能的影響。此次設(shè)計(jì)分別從Matlab程序和Simulink動(dòng)態(tài)建模兩種仿真進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，從中直接得出了雙邊帶（SSB）、單邊帶（DSB）的波形圖和頻譜圖的仿真結(jié)果。5.1區(qū)別Matlab程序仿真：Matlab程序仿真相對(duì)于動(dòng)態(tài)建

27、模仿真，其功能更強(qiáng)大。并且編程效率是很高的，但運(yùn)行效率很低，比起其他高級(jí)語(yǔ)言慢很多。Matlab編程可以對(duì)微分方程進(jìn)行求解，應(yīng)用其求解方法從而得到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。Simulink動(dòng)態(tài)建模仿真：Matlab軟件中的Simulink庫(kù)是仿真的一個(gè)重要工具，其形象直觀方便。Simulink中采用的模塊和每個(gè)模塊建模方式的框圖，應(yīng)用的輸入、輸出接口就能夠?qū)崿F(xiàn)一定的功能，模型結(jié)構(gòu)十分直觀，用戶不需要深入解讀各個(gè)模塊內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)功能，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)建模來(lái)說(shuō)無(wú)非更加方便了很多。Simulink建模拖拉圖形比較方便，可以直接拉動(dòng)鼠標(biāo)操作將一系列模塊連接起來(lái)。建模的實(shí)現(xiàn)，給通信理論的無(wú)論是現(xiàn)象觀察還是原理驗(yàn)證或是

28、新通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等等都帶來(lái)了很大的方便，Simulink建模更加適用于大型系統(tǒng)的建模和仿真12。在本次課程設(shè)計(jì)中先根據(jù)雙邊帶、單邊帶調(diào)制與解調(diào)原理，從Simulink工具箱中找所需元件，合理設(shè)置好參數(shù)并運(yùn)行，最后通過(guò)對(duì)輸出波形分析判斷出雙邊帶、單邊帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真是否成功。5.2結(jié)論無(wú)論是Matlab編程還是Simulink動(dòng)態(tài)建模仿真，所實(shí)現(xiàn)的通信系統(tǒng)雙邊帶（DSB）、單邊帶（SSB）調(diào)制解調(diào)的功能都是一樣的。單邊帶（SSB）調(diào)制時(shí)對(duì)基帶信號(hào)的線性頻譜產(chǎn)生了搬移，而調(diào)制前后僅僅只是頻譜位置發(fā)生了改變，而頻譜形狀并沒(méi)有發(fā)生改變13。雙邊帶（DSB）信號(hào)兩個(gè)邊帶中任意一個(gè)邊帶針對(duì)Matlab軟

29、件中的靜態(tài)編程和動(dòng)態(tài)建模兩種仿真方法都能夠看出體現(xiàn)出它們包含了原基帶信號(hào)的所有頻譜成分，單邊帶(SSB)所需要的傳輸帶寬可以看做是雙邊帶的一半,調(diào)制后所得的下邊帶中的任意一個(gè)信號(hào)就能夠反映原基帶信號(hào)所攜帶的信號(hào)。因?yàn)閱芜厧盘?hào)效率很高，頻譜也相對(duì)較窄，因此單邊帶的應(yīng)用很廣泛。參考文獻(xiàn)1 陳巖，喬繼紅.通信原理與數(shù)據(jù)通信.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006,102 孫青華.現(xiàn)代通信技術(shù)及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2011,7 3 張德純，王興亮.現(xiàn)代通信理論與技術(shù)導(dǎo)論.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004,104 張水英，徐偉強(qiáng).通信原理及MATLAB/Simulink仿真.北京：人民郵電出版社

30、，2012.9,13.5 楊萬(wàn)全.現(xiàn)代通信技術(shù).成都：四川大學(xué)出版社，200,3（2004,1重?。? 王興亮.通信系統(tǒng)原理教程.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007,37 沈保鎖，侯春萍.現(xiàn)代通信原理.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006,18 鄭君里等.信號(hào)與系統(tǒng)（上）M.北京：高等教育出版社.2000.5,100-3099 李妍.MATLAB通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.110 徐利民，舒君，謝優(yōu)忠.基于MATLAB的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程.北京：清華大學(xué)出版社，2010.211 谷源濤，應(yīng)啟珩，鄭君里.信號(hào)與系統(tǒng)：MATLABH綜合實(shí)驗(yàn).北京：高等教育出版社，2008.11

31、2 徐明遠(yuǎn)等.MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005.613 牛凱.移動(dòng)通信原理.電子工業(yè)出版社，2003:90-12614 樊昌信.通信原理教程(第3版).北京：電子工業(yè)出版社，2012.12Based on Matlab software simulationsingle sideband, double sideband modulation and demodulation process and simulink modeling and simulationCollege of Applied Science and technology

32、Electronic Information Engineering120352010026 Wu Meina Guidance teachers: Shulian Wu【abstrack】： The Simulink software which is a compositive environment to model and simulate for dynamical systems in Matlab system and Matlab programming static simulation methods are used for stimulating the system

33、of double sideband (DSB), single sideband (SSB). The theoretical waveform which can get DSB, and SSB modulation and demodulation system of each link, and the simulation results were analyzed and processed in perceptual intuition. Matlab is a powerful tool software with the Matlab programming languag

34、e.Simulink modeling in Matlab is a visual simulation software package for dynamic. And matlab programming is a static simulation method, using the integrated environment of Matlab M file. it runs the plot function calling, writes the program and parameter settings to realize the simulation of DSB, S

35、SB signal modulation and demodulation, then draws diagrams corresponding waveform we need.【keywords】： Matlab、Simulink、double side band、single side band、modulation 、demodulation附錄 雙邊帶Matlab源程序14:Fm=8; Fc=180; %載波頻率 Fs=1000; %抽樣頻率N=200; %頻域采樣點(diǎn)數(shù)k=0:N-1;t=k/Fs; %信號(hào)時(shí)間序列x=abs(sin(2*pi*Fm*t);%生成半波整流信號(hào)xf=ab

36、s(fftshift(fft(x,N)/Fs;%生成半波整流頻譜y=modulate(x,Fc,Fs,am);%已調(diào)信號(hào)yf=abs(fftshift(fft(y,N)/Fs;%已調(diào)頻譜f=linspace(0,Fs*(N-1)/N,N)-Fs/2;%頻域定義區(qū)間yo=demod(y,Fc,Fs,am);%解調(diào)信號(hào)yfo=abs(fftshift(fft(yo,N)/Fs;%解調(diào)頻譜b,a=butter(2,2*pi*Fc,s);%生成一2階butterWortxb=lsim(tf(b,a),yo,t);%低通濾波信號(hào)xbf=abs(fftshift(fft(xb,N)/Fs;%低通濾波頻譜s

37、ubplot(4,2,1);%繪制第一行兩個(gè)子圖并列放置的其中左側(cè)的一個(gè)曲線plot(t,x);xlabel(t);%添加x軸上的標(biāo)記“t”ylabel(x(t);%添加y軸上的標(biāo)記“x(t)”title(原始信號(hào));%添加圖形標(biāo)題為“原始信號(hào)”subplot(4,2,2);%繪制第一行兩個(gè)子圖并列放置的其中右側(cè)的一個(gè)曲線plot(f,xf);xlabel(f);ylabel(X(f);title(原始信號(hào)頻譜);%添加圖形標(biāo)題為“原始信號(hào)頻譜”subplot(4,2,3);%繪制第二行兩個(gè)子圖并列放置的其中左側(cè)的一個(gè)曲線plot(t,y);xlabel(t);ylabel(y(t);titl

38、e(調(diào)制信號(hào));%添加圖形標(biāo)題為“調(diào)制信號(hào)”subplot(4,2,4);plot(f,yf);xlabel(f);ylabel(Y(f);title(調(diào)制信號(hào)頻譜);subplot(4,2,5);plot(t,yo);xlabel(t);ylabel(yo(t);title(解調(diào)輸出信號(hào));subplot(4,2,6);plot(f,yfo);xlabel(f);ylabel(yo(f);title(解調(diào)輸出信號(hào)頻譜);subplot(4,2,7);plot(t,xb);xlabel(t);ylabel(xb(t);title(低通輸出信號(hào));subplot(4,2,8);plot(f,xb

39、f);xlabel(f);ylabel(xb(f);title(低通輸出信號(hào)頻譜);單邊帶 Matlab源程序:Fm=8; Fc=180; %載波頻率 Fs=1000; %抽樣頻率N=200; %頻域采樣點(diǎn)數(shù)k=0:N-1;t=k/Fs; %信號(hào)時(shí)間序列x=abs(sin(2*pi*Fm*t);%生成半波整流信號(hào)xf=abs(fftshift(fft(x,N)/Fs;%生成半波整流頻譜y=modulate(x,Fc,Fs,amssb);%已調(diào)信號(hào)yf=abs(fftshift(fft(y,N)/Fs;%已調(diào)頻譜f=linspace(0,Fs*(N-1)/N,N)-Fs/2;%頻域定義區(qū)間yo=

40、demod(y,Fc,Fs,amssb);%解調(diào)信號(hào)yfo=abs(fftshift(fft(yo,N)/Fs;%解調(diào)頻譜b,a=butter(2,2*pi*Fc,s);%生成一2階butterWortxb=lsim(tf(b,a),yo,t);%低通濾波信號(hào)xbf=abs(fftshift(fft(xb,N)/Fs;%低通濾波頻譜subplot(4,2,1);%繪制第一行兩個(gè)子圖并列放置的其中左側(cè)的一個(gè)曲線plot(t,x);xlabel(t);%添加x軸下的標(biāo)記為“t”ylabel(x(t);%添加y軸下的標(biāo)記“x(t)”title(原始信號(hào));%添加圖形標(biāo)題為“原始信號(hào)”subplot(

41、4,2,2);%繪制第一行兩個(gè)子圖并列放置的其中右側(cè)的一個(gè)曲線plot(f,xf);xlabel(f);ylabel(X(f);title(原始信號(hào)頻譜);subplot(4,2,3);%繪制第二行兩個(gè)子圖并列放置的其中左側(cè)的一個(gè)曲線plot(t,y);xlabel(t);ylabel(y(t);title(調(diào)制信號(hào));subplot(4,2,4);plot(f,yf);xlabel(f);ylabel(Y(f);title(調(diào)制信號(hào)頻譜);subplot(4,2,5);plot(t,yo);xlabel(t);ylabel(yo(t);title(解調(diào)輸出信號(hào));subplot(4,2,6);plot(f,yfo);xlabel(f);ylabel(yo(f);title(解調(diào)輸出信號(hào)頻譜);subplot(4,2,7);plot(t,xb);xlabel(t);ylabel(xb(t);title(低通輸出信號(hào));subplot(4,2,8);plot(f,xbf);xlabel(f);ylabel(xb(f);title(低通輸出信號(hào)頻譜);18