单边带调制和解调在MATLAB中的应用

课程设计报告书
其中载波信号C(t)用于搭载有用信号，其频率较高。

幅度调制信号g(t)含有有用信息，频率较低。

运用MATLAB 信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。

对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。

在接收端，分析已调信号的频谱，进而对它进行解调，以恢复原调制信号。

解调器原理如图2所示。

对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB 的相关函数实现。

（2）频谱分析
当调制信号f(t)为确定信号时，已调信号的频谱为
()c c SDSB=1/2F -+1/2F(+)ωωωω. 双边带调幅频谱如图3所示。

图3 双边带调幅频谱
抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率，但已调西那的频带宽度仍为调制信号的两倍，与常规双边带调幅时相同。

(3)功率谱密度分析 通信中，调制信号通常是平稳随机过程。

其功率谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。

这样就可以先找到信号的自相关函数，然后通过付氏变换来实现信号的功率谱密度。

一、概述在通信系统中，调制技术是非常重要的一环，它能够将数字信号转换成模拟信号，使得信号能够在传输过程中更好地适应信道特性。

SSB 调制是单边带调制技术中的一种，它具有带宽利用率高、抗干扰能力强等特点，因此在通信系统设计中得到了广泛应用。

而MATLAB作为一种强大的工程仿真软件，能够快速、准确地实现SSB调制系统的仿真与分析，因此本文将介绍利用MATLAB实现SSB调制的代码。

二、SSB调制原理SSB调制（Single Side Band Modulation）是一种抑制载波的调制方式，其基本原理是将带通信号通过滤波器只保留其上（或下）的一侧频率成分，从而消去信号中的无用信息，减少信号的带宽。

SSB 调制通常包括上变频（USB）和下变频（LSB）两种调制方式，通过移频操作可以实现这两种调制方式。

三、SSB调制MATLAB实现代码下面将给出一个简单的SSB调制MATLAB代码示例，用于实现正弦波调制和解调的过程。

```matlab设置参数fs = 1000; 采样频率t = 0:1/fs:1-1/fs; 时间向量fc = 100; 载波频率fMsg = 20; 信号频率A = 1; 信号幅值原始信号调制msg = A*sin(2*pi*fMsg*t); 原始信号（调制信号）carrier = sin(2*pi*fc*t); 载波信号ssbSignal = msg .* carrier; SSB调制信号SSB调制信号解调recMsg = ssbSignal .* carrier; 解调信号绘图subplot(3,1,1);plot(t,msg);xlabel('时间');ylabel('幅值');title('原始信号');subplot(3,1,2);plot(t,ssbSignal);xlabel('时间');ylabel('幅值');title('SSB调制信号');subplot(3,1,3);plot(t,recMsg);xlabel('时间');ylabel('幅值');title('解调信号');```四、代码分析在上述示例中，我们首先定义了采样频率fs、时间向量t、载波频率fc、信号频率fMsg和信号幅值A等参数。

抑制载波单边带调幅（SSB）和解调的实现一、设计目的和意义1、利用MATLAB实现对信号进行抑制载波单边带调幅（SSB）和解调2、有助于理解模拟线性调制中利用相移法实现单边带调幅的调制方法3、有助于理解相干解调的原理4、有助于理解和掌握低通滤波器的设计过程5、有助于理解信号的时频关系6、有助于了解信号的频谱与功率谱的关系7、通过对该题目的设计，巩固了《通信原理》和《数字信号处理》的相关知识，加深了对相关知识点的认识和理解。

二、设计原理利用已学的《通信原理》和《数字信号处理》的相关知识完成对信号进行抑制载波单边带调幅（SSB）和解调。

1、调制通过对《通信原理》这门课程的学习，已经了解到了抑制载波单边带调幅的调制方式有两种：一种是用滤波法实现；一种是利用相移法实现。

所谓滤波法就是将双边带的已调制信号经过一个滤波器实现，如果要保留下边带，则让信号通过一个低通滤波器，如果要保留上边带则让信号通过一个高通滤波器。

滤波法原理图如图1所示。

图1 单边带信号的滤波法形成但是理想滤波特性是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。

如果要把信号调制到很高的频率则需要进行多级调制才能满足指标，增加了调制设备的复杂性和成本；另外，如果调制信号中有直流及低频分量，则必须使用过渡带为零的理想滤波器才能将上、下边带分割开来，而这是不可能用滤波法实现的。

另外一种调制方法——相移法——实现对信号的调制。

由于这是单频调制，设单频调制信号为()cos m m f t A t ω= （1）载波为()cos c C t t ω= （2）则双边带信号的时间波形为()cos cos DSB m m c S t A t t ωω=0.5cos()0.5cos()m m c m m c A t A t ωωωω=++-保留上边带的单边带调制信号为 ()0.5cos()USB m m c S t A t ωω=+0.5(cos cos sin sin )m m c m c A t t t t ωωωω=- （3）同理可得保留下边带的单边带调制信号为()0.5cos()LSB m m c S t A t ωω=-0.5(cos cos sin sin )m m c m c A t t t t ωωωω=+ （4）式（3）、（4）中第一项与调制信号和载波的成绩成正比，称为同相分量；而第二项乘积中则包含调制信号与载波信号分别相移-π/2的结果，称为正交分量。

实验二单边带幅度调制与解调实验目的：基于Matlab平台，通过对单边带和残留边带幅度调制过程的构建，理解信号频谱变化中的滤波处理，通过信道噪声的加入和解调实现，深刻理解一个基本通信过程中的信号变化情况。

实验内容：1.单边带调幅2.残留边带调幅3.幅度调制与解调的实现实验设备：笔记本电脑、Matlab7.1开发环境预备知识：1. Matlab基本操作2. 单边带调幅的数学运算过程3. 残留边带调幅的数学运算过程4. 噪声5. 信号频谱表示实验步骤：1. 单边带调幅1）。

打开Matlab，新建M文件；2）。

键入SSB程序，生成调制信号、载波信号，按照模拟调制的数学运算过程合成已调信号；3）。

编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；4）。

比较原理波形与实验结果，分析调制前后的信号幅值与频率变化；实验结果：（1）SSB调制信号；（2）该调制信号的功率谱密度；实验结论：SSB单边带抑制了一个边带，相对DSB减少了一半带宽，从而致使带宽效率翻番。

2. 残留边带调幅1）。

打开Matlab，新建M文件；2）。

完善残留边带调制VSB程序，生成调制信号、载波信号，按照模拟调制的数学运算过程合成已调信号；3）。

编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；4）。

比较原理波形与实验结果，分析调制前后的信号幅值与频率变化；5）。

比较实验步骤1 2的结果实验结果：（1）残留边带为0.2fm的VSB调制信号；（2）调制信号的功率谱密度实验结论：VSB残留边带只是显示出部分的宽带,功率谱与DSB没有太大的变化。

3. 幅度调制的解调1）。

打开Matlab，新建M文件；2）。

键入基本幅度调制AM、抑制载波幅度调制DSB以及单边带幅度调制SSB程序，生成调制信号、载波信号，在信道中引入各自经过带通滤波器后的窄带白噪声，进而完成解调程序；3）。

编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；4）。

比较原理波形与实验结果，分析调制前和被解调后的信号幅值与频率变化；实验结果：1）设A0=2，画出AM调制信号的相干解调后的信号波形；（2）设A0=1 ，画出DSB-SC调制信号的相干解调后的信号波形；（3）设A0=1 ，画出SSB调制信号的相干解调后的信号波形。

基于Matlab的模拟调制与解调（开放实验）一、实验目的（一）了解AM、DSB和SSB 三种模拟调制与解调的基本原理（二）掌握使用Matlab进行AM调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行AM调制2、学会运用MATLAB对AM调制信号进行相干解调3、学会运用MATLAB对AM调制信号进行非相干解调（包络检波）（三）掌握使用Matlab进行DSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行DSB调制2、学会运用MATLAB对DSB调制信号进行相干解调（四）掌握使用Matlab进行SSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行上边带和下边带调制2、学会运用MATLAB对SSB调制信号进行相干解调二、实验环境MatlabR2020a三、实验原理（一）滤波法幅度调制（线性调制）（二）常规调幅（AM）1、AM表达式2、AM波形和频谱3、调幅系数m（三）抑制载波双边带调制（DSB-SC）1、DSB表达式2、DSB波形和频谱（四）单边带调制（SSB）（五）相关解调与包络检波四、实验过程（一）熟悉相关内容原理 （二）完成作业已知基带信号()()()sin 10sin 30m t t t ππ=+，载波为()()cos 2000c t t π= 1、对该基带信号进行AM 调制解调（1）写出AM 信号表达式，编写Matlab 代码实现对基带进行进行AM 调制，并分别作出3种调幅系数（1,1,1m m m >=<）下的AM 信号的时域波形和幅度频谱图。

代码 基带信号fs = 10000; % 采样频率 Ts = 1/fs; % 采样时间间隔t = 0:Ts:1-Ts; % 时间向量m = sin(10*pi*t) + sin(30*pi*t); % 基带信号载波信号fc = 1000; % 载波频率c = cos(2*pi*fc*t); % 载波信号AM调制Ka = [1, 0.5, 2]; % 调制系数m_AM = zeros(length(Ka), length(t)); % 存储AM调制信号相干解调信号r = zeros(length(Ka), length(t));绘制AM调制信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)m_AM(i, :) = (1 + Ka(i)*m).*c; % AM调制信号subplot(3, 2, i);plot(t, m_AM(i, :));title(['AM调制信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');ylim([-2, 2]);subplot(3, 2, i+3);f = (-fs/2):fs/length(m_AM(i, :)):(fs/2)-fs/length(m_AM(i, :));M_AM = fftshift(abs(fft(m_AM(i, :))));plot(f, M_AM);title(['AM调制信号的幅度频谱图(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('频率');ylabel('幅度');r(i, :) = m_AM(i, :) .* c; % 相干解调信号end绘制相干解调信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)subplot(length(Ka), 1, i);plot(t, r(i, :));title(['相干解调信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');end图像（2）编写Matlab代码实现对AM调制信号的相干解调，并作出图形。

预先设计的滤波器：LPF:HSSB:1、调制程序function myfun()%采用滤波法产生SSB信号Fs=44100;%采样频率44100HZk1=input('k1=');%调制信号的参数k1fc=20000;%载波频率设定为20000HZ；Fc=2000;%调制信号的频率t=0:1/Fs:1;%采样时间m=k1*sin(2*pi*Fc*t);%产生调制信号subplot(2,1,1);plot(m);xlabel('时间t');ylabel('调制信号m（t）');%做出调制信号的图SDSB=m.*cos(2*pi*fc*t);%产生双边带调制信号SSB=conv(HSSB,SDSB);%让双边带信号通过预先设计好的HSSB带通滤波器);subplot(2,1,2);plot(SSB);xlabel('f');ylabel('已调信号SSB（t）');sound(SSB,44100);%通过声卡发送已调信号end2、在没有音频线传输信号时，模拟信道噪声程序SNR=40;%设定模拟信道信噪比SSB1=awgn(SSB,SNR);%加入模拟信道高斯白噪声3、解调程序function myfun()%采用相干解调解调SSB信号Fs=44100;%采样频率44100HZfc=20000;%载波频率设定为20000HZ；t=0:1/Fs:1;%采样时间SSB1=wavrecord(44101,44100);%通过声卡接收信号subplot(3,1,1);plot(SSB1);xlabel('t');ylabel('通过声卡的接收信号');%作图S=conv(SSB1,HSSB);%让接收到的信号通过带通滤波器subplot(3,1,2);plot(S);xlabel('t');ylabel('通过带通滤波器后的接收信号');%作图ii=1;S1=ones(1,44101);while ii<=44101S1(ii)=S(ii);ii=ii+1;end%通过循环截取前面的44101个数据点S2=conv(LPF,S1.*cos(2*pi*fc*t));%解调的核心程序subplot(3,1,3);plot(S2);xlabel('t');ylabel('解调后的信号');%作图end。

Matlab在信号调制与解调中的应用技巧一、引言信号调制与解调是通信领域中的重要技术，它涉及到信号的传输和处理，对于实现高质量的通信系统至关重要。

Matlab作为一个功能强大的数学计算软件，提供了丰富的信号处理工具箱，可以有效地辅助信号调制与解调的工作。

本文将深入探讨Matlab在信号调制与解调中的应用技巧，旨在帮助读者更好地理解和应用这些技术。

二、信号调制信号调制是将信息信号转化为适合传输的信号形式的过程。

常见的信号调制技术包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。

在Matlab中，我们可以使用Signal Processing Toolbox中的函数来实现信号调制。

1. 调幅（AM）调幅是通过改变载波的幅度来传输信息的一种方法。

在Matlab中，可以使用ammod函数实现调幅操作。

例如，我们可以将一个正弦信号调幅到一个载波上：```matlabfs = 1000; % 采样频率fc = 100; % 载波频率t = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间序列m = sin(2*pi*10*t); % 基带信号modulated_signal = ammod(m, fc, fs); % 调幅信号```这样，我们就得到了一个调幅信号。

可以使用波形显示工具（如plot函数）来显示调幅信号的时域和频域特性。

2. 调频（FM）调频是通过改变载波的频率来传输信息的一种方法。

在Matlab中，可以使用fmmod函数实现调频操作。

例如，我们可以将一个正弦信号调频到一个载波上：```matlabfs = 1000; % 采样频率fc = 100; % 载波频率t = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间序列m = sin(2*pi*10*t); % 基带信号modulated_signal = fmmod(m, fc, fs); % 调频信号```同样，我们可以使用波形显示工具来显示调频信号的时域和频域特性。

ssb信号调制matlab在MATLAB中实现SSB（单边带）信号调制，你可以按照以下步骤进行操作：1. 生成调制信号：首先，你需要生成你想要调制的基带信号。

这可以是一个音频信号或任何其他模拟信号。

2. 将信号进行希尔伯特变换：使用MATLAB中的hilbert函数将基带信号进行希尔伯特变换，以获取其解析信号。

3. 将信号进行上变频（或下变频）：对解析信号进行频率变换，以使其位于你想要的上（或下）边带。

这可以通过将解析信号与一个复杂的正弦波（或余弦波）相乘来实现。

4. 提取单边带信号：由于SSB信号只包含一个边带，因此你需要从频率变换后的信号中提取所需的单边带信号。

这可以通过将频谱截断来实现，只保留你所需的边带。

下面是一个MATLAB示例代码，演示如何实现SSB信号调制：% 步骤1：生成调制信号（这里以简单的正弦波作为示例）fs = 1000; % 采样率t = 0:1/fs:1; % 时间向量fm = 5; % 调制信号频率modulating_signal = sin(2*pi*fm*t); % 生成调制信号% 步骤2：进行希尔伯特变换analytic_signal = hilbert(modulating_signal);% 步骤3：上变频（假设我们希望上边带处于高频区域）fc = 200; % 上边带频率carrier_signal = exp(1j*2*pi*fc*t); % 复杂正弦波作为载波信号% 步骤4：提取上边带信号upper_sideband_signal = analytic_signal .* carrier_signal;% 绘制调制信号和SSB信号figure;subplot(3,1,1);plot(t, modulating_signal);title('Modulating Signal');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');subplot(3,1,2);plot(t, real(upper_sideband_signal));title('Upper Sideband Signal');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');subplot(3,1,3);plot(t, imag(upper_sideband_signal));title('Imaginary part of Upper Sideband Signal');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');上面的代码演示了上边带的生成，如果你想生成下边带，只需对载波信号的相位进行调整即可。

课程设计任务书学生姓名：吕义斌专业班级：电信1102班指导教师：桂林工作单位：武汉理工大学题目：信号分析处理课程设计－基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制（SSB）与解调分析初始条件：1.Matlab6.5以上版本软件；2.先修课程：通信原理等；要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行单边带幅度调制（SSB）与解调，观察波形变化；2、画出程序设计框图，编写程序代码，上机运行调试程序，记录实验结果（含计算结果和图表等），并对实验结果进行分析和总结；3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写，具体包括：⑴目录；⑵理论分析；⑶程序设计；⑷程序运行结果及图表分析和总结；⑸课程设计的心得体会（至少800字，必须手写。

）；⑹参考文献（不少于5篇）。

时间安排：周一、周二查阅资料，了解设计内容；周三、周四程序设计，上机调试程序；周五、整理实验结果，撰写课程设计说明书。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1. 概述 (1)2. 设计方案 (1)2.1 SSB调制原理 (1)2.1.1 滤波法 (1)2.1.2 相移法 (2)2.2 解调原理 (4)2.2.1 相干解调 (4)2.2.2 2级单边带调制解调 (4)3. SSB调制与解调的MATLAB程序实现 (4)3.1 函数的使用 (4)3.2 MA TLAB程序实现 (5)3.3 模拟仿真结果分析 (9)4. SSB系统的Simulink仿真 (10)4.1 Simulink工作环境 (10)4.2 SSB信号调制 (11)4.2.1 调制模型构建与参数设置 (11)4.2.2 仿真结果及分析 (11)4.3 SSB相干解调 (14)4.3.1 相干解调模型构建与参数设置 (14)4.3.2 仿真结果及分析 (15)4.4 加入高斯噪声的SSB调制与解调 (17)4.4.1 模型构建 (17)4.4.2 仿真结果及分析 (18)5. 心得体会 (23)参考文献 (25)1. 概述本课程设计是实现SSB 的调制与相干解调，以及在不同噪声下对信道的影响。