信号调制的过程

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摘 要

由于数字通信的高速发展，信息传输的带宽效率一直为人们所关注，对高效调制技术的探索具有重大的现实意义。随着社会信息化进程的加快，人们对通信的需求日益迫切，对通信质量的要求也越来越高。然而通信频谱是有限的，频率资源严重不足与高速可靠的信息传输存在着日益突出的矛盾,高效频谱利用率的数据传输已经成为当代通信技术梦寐以求的目标。怎样更有效的使用这些有限的频谱，如何节省频谱，高效利用频带成为通信领域研究的焦点。MSK是移频键控FSK的一种改进形式，他是许多调制方案中的一种类型，MSK可以解决OQPSK调制方式中不能解决包络起伏的问题，从而能够产生恒定包络、相位连续的调制信号[1]。因此对MSK进行了深入的理论研究，为完善数字通信技术做出一点贡献。

现代数字调制技术的发展方向是最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术。现代数字调制技术的关键在于相位变化的连续性，从而减少频率占用。本文的研究对象就是恒包络技术中的最小频移键控调制技术，其优良的特性使其在当今无线电通信系统中得到了大量的应用。本文还引出了最小频移键控的基本原理、调制原理、及其几种调制方式，并且比较了几种调制方式的优劣，最终选用了使用C52单片机进行调制，matlab进行仿真。

关键词：最小频移键控；单片机；调制器;matlab仿真

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Abstract

Due to the rapid development of digital communications, bandwidth efficient

transmission of information has been of concern for people, of great practical significance

to explore efficient modulation techniques. With the acceleration of the process of

1/用matlab产生一个频率为1Hz，功率为1W的余弦信源，设载波的频率为10Hz,画出：

（1）A=2的AM调制信号

（2）DSB调制信号

（3）SSB调制信号

（4）在信道中各自加入经过带通滤波器后的窄带高斯白噪声，功率为0.1，解调各个信号，并画出波形。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。

一． 实验目的

掌握SSB信号调制和解调基本原理。通过ｍａｔｌａｂ仿真，加深对SSB系统的理解；锻炼运用所学知识，独立分析问题、解决问题的综合能力。

二． 实验原理

单边带信号的产生：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。

单边带信号的调制：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。

单边带信号的解调：采用相干解调法,解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。解调是调制的反过程，即把在载波位置的已调信号的谱搬回到原始基带位置，因此同样用相乘器与载波相乘来实现。

1 为什么要对信号进行调制 2

我们通过声音、面部表情、手势向他人和外界传达信息，这些都是人与人之间的沟通方式。通信技术研究将信息从一个地方发送到另一个地方。本篇开始，班长将与大家讨论各种类型的调制，这是任何通信技术的基础。在我们开始这个话题之前，我们先聊一聊为什么需要调制。

调制的目的

调制可以定义为用信号改变载波某些特性的过程，就是把信号转换成适合在信道中传输形式的一种过程。可以分为基带调制和载波调制（也称为带通调制），正常我们所说的调制均指载波调制。

载波调制就是用调制信号控制载波信号参数的过程，常见的名词有：

1.调制信号：就是你想要传递的消息。来自信源的消息信号。这种信号如说话声音、计算机比特流等，频率很低，也叫做基带信号。

2.载波信号：通常使用的载波是正弦波，也可以是非正弦波，其在物理上与信息源无关。

3.已调信号：载波调制后称为已调信号；

4.解调：也叫做检波，调制的逆过程，将已调信号中的调制信号恢复出来。

很多同学在这里有个误区！总是认为载波是调制信号，然后去调制我们的输入信号。其实恰恰相反，我们的载波是规则的、整齐的信号，它才是被调制的对象哦！

好好的基带信号，为什么要动它？

在无线通信中，信号以电磁波形式通过天线辐射出去，这里存在一个理论：如果要获得较高的辐射效率，天线的尺寸必须与发射信号波长差不多，一般天线长度应大于波长的1/4！这就麻烦了，正常的基带信号频率是很低的，那么它的波长必然很长。

想想看，如果一个基带信号2KHz，那么直接通过天线辐射传输，至少需要17公里的天线，很明显搞不定！

所以通过调制，把基带信号的频谱搬移至较高的载波频率上，天线尺寸就下降了。 2

比如说GSM的900MHz频率，天线尺寸仅为8cm。

一旦调制搬移了，哈哈，这样操作空间就大咯，把你搬到哪，我们说了算！所以我们可以同时传输多路基带信号，只要搬移到不同的频段，我们就可以区分出！

再有，调制到哪？直接影响这个信号的抗干扰与衰落能力！

实验项目名称：信号调制 实验成绩： 教师签名：

一、实验目的：

1.熟悉各种时钟信号的特点及波形。

2、熟悉各种数字信号的特点及波形。

3. 熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。

4、观察分析各种模拟信号波形的特点。

二、实验器材：

1、 主控&信号源

2、 3号 信源编译模块

3、 示波器

三、实验内容：

1.AM调制

%FM modulation and demodulation,mfm.m

clear all;

close all;

Kf=5;

fc=10;

T=5;

dt=0.001;

t=0:dt:T;

%信源 fm=1;

%mt=cos(2*pi*fm*t)+1.5*sin(2*pi*0.3*fm*t); %信源信号

mt=cos(2*pi*fm*t); %信源信号

%FM调制

A=sqrt(2);

%myi=1/2/pi/fm*sin(2*pi*fm*t)-3/4/pi/0.3/fm*cos(2*pi*0.3*fm*t);

%mt的积分函数

mti=1/2/pi/fm*sin(2*pi*fm*t); %mt的积分函数

st=A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*Kf*mti);

figure(1);

subplot(311);

plot(t,st);hold on;

plot(t,mt,'r--');

xlabel('t');ylabel('调频信号')

subplot(312)

[f sf]=T2F(t,st);

plot(f,abs(sf));

axis([-25 25 0 3])

xlabel('f');ylabel('调频信号幅度谱')

%FM解调

for k=1:length(st)-1

rt(k)=(st(k+1)-st(k))/dt;