抑制载波的双边带信号(DSB)的实现

四川师范大学成都学院高级语言程序课程设计DSB信号调制与解调的编程及实现学生姓名毛月学号2012101195所在学院通信工程学院专业名称移动通信班级2012级移动通信1班指导教师倪磊成绩四川师范大学成都学院二○一四年十二月课程设计任务书DSB信号调制与解调的编程及实现内容摘要：调制在通信系统中有十分重要的作用。

通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。

本课题利用MATLAB 软件对DSB调制解调系统进行模拟仿真，分别利用300HZ正弦波和矩形波，对30KHZ正弦波进行调制，观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布，并在解调时引入高斯白噪声，对解调前后信号进行信噪比的对比分析，估计DSB 调制解调系统的性能。

关键词：DSB 调制解调 MATLABT he Realization of Double Side Band Modulation andDemodulationAbstract：Modulation in communication systems have an important role. Through the modulation, not only can move the spectrum, the modulated signal spectrum move to the desired position, which will convert into a modulated signal suitable for transmission of modulated signals, and that its transmission system, the effectiveness and reliability of transmission has a great impact, the modulation method is often decided on a communication system performance. This topic using MATLAB software DSB modulation and demodulation system simulation, use, respectively, 300HZ sine wave and rectangular wave, sine wave modulation of the 30KHZ observed modulated signal modulated signal and demodulate the signal waveform and spectrum distribution, and in the solution white Gaussian noise introduced when adjusted for demodulating the signal-noise ratio before and after the comparative analysis, it is estimated DSB modulation and demodulation performance of the system.Keywords：Double sideband Modulation Demodulation MATLAB目录前言 (1)1 DSB调制与解调原理 (1)1.1 DSB调制原理 (1)1.2 DSB解调原理与抗噪性能 (3)1.3高斯白噪声信道特性分析 (5)2 DSB调制解调分析的MATLAB实现 (5)2.1 MATLAB编程分析 (5)2.2 正弦波调制及结果分析 (6)2.3 高斯白噪声解调结果分析 (11)3结束语 (12)附录 (13)附录1：正弦波调制的MATLAB源程序 (13)参考文献 (16)DSB信号调制与解调的编程及实现前言本次课程设计是对通信原理课程理论和实验的综合和总结。

抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调的实现一、设计目的和意义通过数字通信课程设计对以前所学的有关数字信号处理和通信电路方面的知识做全面的梳理，对通信信号的调制、滤波、解调、分析，进一步理解和掌握通信信号工作的原理。

通过课程设计中对Matlab及其工具箱函数的运用，学会运用Matlab软件环境对通信信号进行处理和分析二、设计原理如果输入的基带信号没有直流分量，则得到的输出信号就是无载波分量的双边带调制信号，简称DSB信号。

此时的DSB信号实质上就是m(t)和载波的相乘，其时域表达式为:其波形图如图所示。

图1 抑制载波双边带波形抑制载波双边带调幅信号的频谱抑制载波双边带调幅的调制过程实际上就是调制信号与载波的相乘运算，其模型如下:图2抑制载波双边带调幅调制模型由抑制载波双边带调幅信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。

解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。

图3抑制载波双边带调制的相干解调将已调信号乘上一个同频同相的载波，如图，可得到用一个带通滤波器可以将上式中第1项和第2项分离，无失真地恢复出原始的调制信号。

这种调制方法又称为相干解调。

三、详细设计步骤（1）信号和载波的Matlab语言编写按设计要求的容编写信号（辛格函数）和载波，并绘制出其波形。

（2）信号频谱的Matlab语言编写根据设计要求号的表达示，通过求傅立叶变换来实现信号的频谱，利用fft算法实现函数图的画法。

（3）信号的调制对信号按要求进行调制，并绘制出已调信号的波形图和频谱由调制原理知：其过程就是调制信号与载波的相乘运算。

故将上述两个信号相乘，就可以得出已调信号，再用傅立叶变换来实现已调信号的频谱。

（4）解调已调信号已调信号的解调必须用相干解调的方法，是将已调信号乘上一个同频同相的载波。

然后用用一个低通滤波器就可以恢复原始的调制信号。

（5）已调信号的功率谱分析通过对自相关函数的求解，绘制已调信号的功率谱密度设计结果及分析（1） 原始信号为辛格函数图4.待调制信号的波形图图5.待调制信号的频谱图（2）载波信号为余弦，200c f Hz ，波形如图所示图6.载波信号的波形图（3） 信号的调制，已调信号则是由原信号与载波信号相乘。

实验三 抑制载波双边带调幅(DSB)
一、概述
在常规调幅时，载波不携带任何信息，信息完全由边带携带，造成发射功率的极大浪费。

为了提高调制效率，就要抑制掉载波分量，使总功率全部包含在边带中。

这种调制方式称为抑制载波双边带调幅DSB 。

二、实验原理
实现DSB 实质是完成调制信号与载波信号的相乘运算。

节省了载波功率，提高了调制效率，但已调信号的带宽仍与调制信号一样，是基带信号带宽的两倍。

由于双边带信号的频谱是基带信号频谱的线性搬移，所以属于线性调制。

双边带调制信号的时间表示式：t cos )t (m )t (S c DSB ω= 双边带调制信号的频域表示式：)]()([2
1)(c c DSB M M S ωωωωω+++= 三、实验步骤
1.用Systemview 软件建立的一个DSB 系统仿真电路，如下图所示：
2.元件参数的配置
3.系统运行时间设置
运行时间=0.1 秒 采样频率=10,000Hz 采样点数：1024
4.运行系统
在Systemview 设计窗内运行该系统后，转到分析窗口观察输出波形。

5.功率谱：在分析窗口接收计算其中选择Spectrum ，观察调制后的功率谱。

四、实验报告
1.观察并记录实验波形：Token 5-调制信号波形； Token 4-载波波形；Token
3-已调波形。

2.观察DSB的波形图，分析其与AM调制系统差别。

3.观察DSB的功率谱，并与AM信号功率谱相比较，说明其优劣。

4.改变参数配置，将所得不同结果存档后，与实验结果进行比较，说明参数改
变对实验结果的影响。

5.参考理论波形如下图所示：。

《通信原理软件》实验报告实验一抑制载波双边带的产生摘要该实验目的在于掌握抑制载波双边带（SC－DSB）调制的基本原理以及测试SC－DSB调制器的特性。

将正弦波发生器、触发时钟、乘法器、示波器模块、和频谱示波器模块连接并设置适宜参数，查看信号波形及频谱图，适当改变参数，观察波形及频谱变化。

关键词：双边带，载波目录实验一抑制载波双边带的产生 (1)实验目的 (1)实验原理 (1)实验方案 (2)试验过程 (2)参数设置 (3)实验过程中遇到的问题及解决方案 (5)设计中实现功能的程序以及说明 (5)实验使用的模块及其使用说明 (5)设计结果 (5)思考题 (9)设计总结 (10)参考文献 (10)附件一、各模块的使用说明 (11)实验一抑制载波双边带的产生实验目的1. 了解抑制载波双边带（SC-DSB）调制的基本原理2. 了解双边带调制的特点3. 学习使用SCICOS模块实验原理双边带抑制载波调幅信号的产生Ac为载波的幅值调制信号s(t)，是利用均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到。

其原理框图如下：为了简化，设m(t)为单一频率，c(t)的初始相位为零：即 c ϕ =0，其中µ 是源信号频率， c w 是载波频率。

则：以下为信号波形以及频谱图图1 基带信号波形图2 调制信号波形图3 基带信号频谱图图4 调制信号频谱图实验方案试验过程1. 将正弦波发生器（sinusoid generator）、触发时钟（CLOCK_c）、乘法器、示波器模块(CSCOPE)、和频谱示波器模块（FFT*，来自modnum_Sinks元件库）按下图连接。

2.源信号与高频载波通过乘法器3乘法器输出的信号最后显示在时域和频域示波器上，示波器与始终相连图5 双边带抑制载波试验模块连接图参数设置设置正弦波发生器（Source Signal），产生幅度值为1、频率µ 为10HZ的信号m(t)，参数设置参见图6，(需要注意的是，若要设置频率为10Hz，参数Frenquency 要设置为10*2*%pi）。

计算机与信息工程学院综合性、设计性实验报告一、实验内容设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz。

用MATLAB编程仿真出DSB-SC AM信号，绘出原始信号和已调信号及频谱的波形。

二、实验仪器或设备装有MATLAB软件的电脑一台。

三、实验原理1、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生。

双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波c(t)相乘得到，如图所示：m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示：若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处，若模拟基带信号带宽为W，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，这是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。

四、实验步骤实验代码见附录。

1、基带信号的时域及频域波形如下：2、调制后的信号的时域波形，频谱，自相关函数及功率谱如下：3、解调后的波形如下：五、实验结果分析：本次实验较为简单，双边带抑制载波调制过程就是基带信号的频谱搬移，由实验知滤波后的信号与原始信号相比有了一定的相移，这是由于不同步引起的，因此在相干解调中要提取同步载波才行。

附录：实验代码：%2014年4月15日%求基带信号为m(t)=sinc(200t),载波频率为fc=200Hz的DSB-SC信号并解调。

clear%参数设置fs=1000; %采样频率。

T=4; %截短时间dt=1/fS; %时域采样间隔t=-T/2:dt:T/2-dt; %时域采样点L=T*fs; %信号长度（即采样点数）fc=200; %载波频率%1、基带信号：y1=sinc(200*t);figure(1),subplot(211),plot(t,y1)title('基带信号时域波形y1');xlabel('t/s');grid onxlim([-0.05,0.05])%求基带信号频谱N=2^nextpow2(L);fw1=[-N/2:N/2-1]/N*fs;yk1=fft(y1,N);yw1=2*pi/N*abs(fftshift(yk1));subplot(212),plot(fw1,yw1);grid ontitle('基带信号频谱yw1');xlabel('f/Hz');xlim([-250 250]);%2、信号的调制：y2=y1.*cos(2*pi*fc*t); %注意要用点乘figure(2),subplot(411),plot(t,y2);title('DSB_SC时域波形y2');xlim([-0.05,0.05]);grid onfw2=[-N/2:N/2-1]/N*fs;yk2=fft(y2,N);yw2=2*pi/N*abs(fftshift(yk2));subplot(412),plot(fw2,yw2);grid ontitle('DSB_SC频谱yw2'); %DSB_SC信号的频谱xlabel('f/Hz');[c,lags]=xcorr(y2,200); %DSB_SC信号自相关函数subplot(413),plot(lags/fs,c);title('DSB_SC信号自相关函数');xlabel('t');ylabel('Rxx(t)');grid onxlim([-0.05,0.05]);fw3=[-N/2:N/2-1]/N*fs;yk3=fft(c,N);yw3=2*pi/N*abs(fftshift(yk3));subplot(414),plot(fw3,yw3);title('DSB_SC信号功率谱'); %DSB_SC信号的功率谱xlabel('w');ylabel('Pxx(w)');grid on%3、信号的解调：y3=y2.*cos(2*pi*fc*t); %相干解调figure(3),subplot(211),plot(t,y3);title('解调信号时域波形y3');xlim([-0.05,0.05]);grid on%滤波后的f(t)信号Rp=0.1;Rs=80;Wp=40/100;Ws=45/100;[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs); %阶数n[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wn); %传递函数分子分母X1=5*filter(b,a,y3);subplot(212),plot(t,X1);title('滤波后的信号');xlabel('t');xlim([-0.05,0.05]);grid on。

专业综合技能（二）抑制载波双边带系统调制解调（DSB）仿真专业：通信工程班级：通信111 班学号：姓名：指导教师姓名：2014年 6月 7 日随着信息传输在现代生活中重要性的增强，调制和解调作为无线电通信系统中必不可少的关键技术也越来越受到重视。

调制的目的是得到适合在信道中传输的信号，解调又称作检波，就是从接收端最大程度不失真的恢复出基带信号。

DSB 信号以其调制效率高而得到广泛应用。

本文介绍了基于MATLAB/Simulink 仿真DSB 调制与解调过程，并在解调时引入高斯白噪声，DSB 调制解调系统的性能。

原理：在AM 信号中，载波分量并不携带信息，仍占据大部分功率，如果抑制载波分量的发送，就能够提高功率效率，这就抑制载波双边带调制DSB-SC （Double Side Band with Suppressed Carrier ），简称双边带调制（DSB ）。

其时域和频域表达式为：⎪⎩⎪⎨⎧-++==)]()([21cos )(c c DSB c DSB M M S t t m S ωωωωω 1.调制部分：如果将AM 信号中的载波抑制，只需在将直流0A 去掉，即可输出抑制载波双边带信号（DSB-SC ）。

DSB-SC 调制器模型如图1所示。

图1 DSB-SC 调制器模型其中，设正弦载波为0()cos()c c t A t ωϕ=+式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0ϕ为初始相位（假定0ϕ为0）。

假定调制信号()m t 的平均值为0，与载波相乘，即可形成DSB-SC 信号，其时域表达式为：t t m t c D SBsωcos )()(=式中，()m t 的平均值为0。

DSB-SC 的频谱为：[])(21)(S DSB ωωωωωc c M M -++=）（DSB 信号的波形和频谱调制部分仿真程序：%--------------------------清除历史痕迹------------------------- clf; %清除窗口中的图形 clc; %清除命令窗 clear; %清除变量窗%--------------------------定义变量和波形表达式------------- ts=0.01; %定义变量区间步长 t0=2; %定义变量区的长度 t=-t0:ts:t0; %定义变量区间取值 fc=10; %定义载波的频率 A=1; %定义调制信号幅度 fa=1; %定义调制信号频率 mt=A*cos(2*pi*fa.*t); %输入调制信号表达式 ct=cos(2*pi*fc.*t); %输入载波信号表达式 st=mt.*ct; %输出已调信号表达式%--------------------------画出波形------------------------------ figure('toolbar','none','menu','none',... 'name','DSB 信号波形','color','y');subplot(3,1,1); %划分画图区间，3行1列，现画第一个 plot(t,mt,'c'); %调制信号波形 title('调制信号'); xlabel('t'); ylabel('m(t)'); subplot(3,1,2);plot(t,ct,'g'); %载波信号波形 title('载波信号'); xlabel('t');ylabel('c(t)');subplot(3,1,3); %已调信号波形 plot(t,st,'b'); title('已调信号'); xlabel('t'); ylabel('s(t)');运行图形：2.解调部分：DSB 信号因为不存在载波分量，所以调制效率是100%，即全部功率用于信息传输。

抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调的实现一、设计目的和意义本设计要求采用matlab或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调，并且绘制相关的图形。

在通信系统中，从消息变换过来的信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量（例如语音信号），如果将这些信号在信道中直接传输，则会严重影响信号传输的有效性和可靠性。

因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。

在通信系统的发射端通常需要调制过程，将信号的频谱搬移到所希望的位置上，使之转化成适合信道传输或便于信道多路复用的以调信号。

而在接收端则需要解调过程，以恢复原来有用的信号。

调制解调过程常常决定了一个通信系统的性能。

随着数字化波形测量技术和计算机技术的发展，可以使用数字化方法实现调制与解调的过程。

同时调制还可以提高性能，特别是抗干扰能力，以及更好的利用频带。

二、设计原理（1）：调制与解调的MATLAB实现：调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到容易一电磁波形式辐射的较高频围；此外，调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于互相干扰。

振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。

调幅信号X(t)主要有调制信号和载波信号组成。

调幅器原理如图1所示：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。