前言

《通訊原理》這門課程的第一次研討中，老師提供了一個關(guān)于SSB調(diào)制的研討方向。本文匯總了咱們小組準備的資料，分紅SSB的理論實現(xiàn)部分和基于MATLAB的仿真部分兩部分，帶領(lǐng)你們詳細探討SSB調(diào)制過程，但愿你們有所收獲。(若是各位看官發(fā)現(xiàn)問題，還請不吝指出，謝謝~)html

1、SSB調(diào)制的起源

1. 信號的幅度調(diào)制：

《通訊原理》(第2版)的定義：用消息信號去控制載波的瞬時幅度，使載波的幅度隨調(diào)制信號而變化。

聽著很抽象是否是？如下是通俗易懂版本：

無線通訊的發(fā)射端須要把信號加在一個功率很大的載波信號上，才可以確保在很遠的地方接收到信號，這個過程能夠參考射頻傳輸加以了解。

網(wǎng)絡(luò)

2. AM和DSB-SC：

常規(guī)調(diào)幅(AM)：

時域表達式：

優(yōu)勢：接收端的制造成本低(只須要使用包絡(luò)檢波電路就能夠?qū)崿F(xiàn))；

在須要大量接收機的時候有優(yōu)點；

缺點：調(diào)制效率不高(發(fā)送的過程當中發(fā)送了大量純載波，也就是“1”)；

抑制載波雙邊帶調(diào)制(DSB-SC)：

時域表達式：

優(yōu)勢：沒有了載波“1”，傳輸效率能夠達到100%；

缺點：提升了接收端的成本(須要使用鎖相環(huán)進行相干解調(diào))；

dom

3. SSB調(diào)制：

改進：DSB-SC使用的雙邊帶調(diào)制，在頻帶資源很緊張的狀況下，傳輸雙邊帶顯然會形成資源浪費，由于根據(jù)傅里葉變換的性質(zhì)，實函數(shù)(真實傳輸?shù)男盘?的正負頻率部分是共軛對稱的。函數(shù)

實現(xiàn)方式一：濾波法

用濾波法產(chǎn)生SSB信號的原理框圖以下：

性能

由上圖可知，邊帶濾波器有兩種，其中，Husb(w)用于剔除下邊帶，Hlsb(w)用于剔除上邊帶。spa

實現(xiàn)方式二：相移法(MATLAB仿真)

用相移法產(chǎn)生SSB信號的原理框圖以下：

.net

2、MATLAB仿真

1.Hilbert變換的仿真：

理論基礎(chǔ)部分：3d

解析信號 = 原(實)信號 + j * 通過Hilbert變換以后的原信號，即：z(t) = x(t) + j * hilbert(x(t))；code

MATLAB中的hilbert()函數(shù)獲得的是復信號，緣由為：hilbert()的做用是將原信號中正頻率的部分相移 -π/2，負頻率部分相移π/2，所以須要經(jīng)過實部和虛部一塊兒表示信號(能夠瀏覽附錄一的圖片加以理解)；orm

關(guān)鍵代碼展現(xiàn)：

%%

%時域分析

ts = 0.0025;

fs = 1/ts;

N = 200;

f = 50;

k = 0:N-1;

t = k*ts;

% 結(jié)論：sin信號通過Hilbert變換后變?yōu)閏os信號

y = sin (2* pi *f*t);

yh = hilbert(y); % matlab函數(shù)獲得信號是合成的復信號

yi = imag (yh); % 虛部為相移以后的原信號

%%

%頻域分析

y_length=length(y);

yi_length=length(yi);

NFFT_y = 2^nextpow2(y_length);

NFFT_yi = 2^nextpow2(yi_length);

F_Y_domain = (fs/2)*linspace(0,1,NFFT_y/2);

F_YI_domain = (fs/2)*linspace(0,1,NFFT_yi/2);

Y = fft(y,NFFT_y)/y_length;

YI = fft(yi,NFFT_yi)/yi_length;

Amp_Y = 2*abs(Y(1:NFFT_y/2));

Amp_YI = 2*abs(YI(1:NFFT_yi/2));

ANG_Y = angle(Y(1:NFFT_y/2));

ANG_YI = angle(YI(1:NFFT_yi/2));

仿真結(jié)果展現(xiàn)：

2.“sin(t)”+"cos(t)"的仿真：(以正弦信號為例驗證Hilbert變換)

理論基礎(chǔ)部分：

正弦函數(shù)的FT變換以下：

咱們不妨作如下嘗試來驗證Hilbert變換：

a. 對通過hilbert變換以后的正弦信號翻轉(zhuǎn)π/2(即*j)，而后看這個處理以后的信號在實軸的投影，若是這個信號的投影為0，而且它的相位譜和原信號的相位譜相同，則說明Hilbert變換確實改變了信號的相位；

b. 看原信號和通過上述特殊處理的信號相加獲得的疊加信號的頻譜，若是在正頻率上的幅度譜是直接相加獲得的，則說明Hilbert變換確實沒有改變信號的幅度譜。

關(guān)鍵代碼展現(xiàn)：

%%

%信號翻轉(zhuǎn)

y = sin (2* pi *f*t);

yh = hilbert(y); % matlab函數(shù)獲得信號是合成的復信號

yi = j * imag (yh); % *j 作翻轉(zhuǎn)

%%

%信號疊加

y_yi = y + yi;

y_yi_length=length(y_yi);

NFFT_y_yi = 2^nextpow2(y_yi_length);

F_Y_YI_domain = (fs/2)*linspace(0,1,NFFT_y_yi/2);

Y_YI = fft(y_yi,NFFT_y_yi)/y_yi_length;

Amp_Y_YI = 2*abs(Y_YI(1:NFFT_y_yi/2));

ANG_Y_YI = angle(Y_YI(1:NFFT_y_yi/2));

仿真結(jié)果展現(xiàn)：

3.SSB的仿真：(以理想的“u(t)-u(t-1) ”信號做為原信號)

理論基礎(chǔ)部分：

本仿真過程當中采用的是剔除下邊帶SSB調(diào)幅法，即：

因為MATLAB中的Hilbert()變換階數(shù)有限，因此對一個理想的窗函數(shù)進行Hilbert變換以后，得不到理想的沖擊函數(shù)，而是有必定的高度；

因為Hilbert變換在頻率為零的附近沒有定義，為了保證幅度譜的連續(xù)性，MATLAB會強制在零頻率幅值，因此一個理想的窗函數(shù)通過Hilbert變換以后，在頻域上得不到理想的sinc函數(shù)；

載波的頻率為5000hz，因此原信號和通過了Hilbert變換以后的信號相加獲得的疊加信號的幅度譜，在5000hz的右邊(上邊帶)為兩個信號的幅度譜直接相加，在5000hz的左邊(下邊帶)為兩個信號的幅度譜直接相減；

因為MATLAB都是使用DFT進行信號的處理，因此仿真出來的結(jié)果不會出現(xiàn)理想的狀況。

關(guān)鍵代碼展現(xiàn)：

變量表示的意思：

y：cos載波信號；y_h：sin載波信號；

m：原信號； m_h：通過Hilbert變換以后的原信號；

y_m：原信號加載在cos載波信號；y_h_m_h：通過Hilbert變換以后的原信號加載在sin載波信號；

y_m_y_h_m_h：y_m + y_h_m_h

%%

%定義相移法中用到的載波

ts = 0.000025;

fs = 1/ts;

N_zai = 200;

f_zai = 5000;

k = 0:N_zai;

t_zai = k*ts;

%獲得cos載波信號

y = cos (2* pi *f_zai*t_zai);

yh = hilbert(y);

%獲得sin載波信號

y_h = imag (yh);

%%

%原函數(shù)：使用理想的u(t)-u(t-1) (時域)

f_yuan = 50;

t = -2:1/f_yuan:2;

ut1 = stepfun(t,0);

ut2 = stepfun(t,1);

m = ut1 - ut2;

mh = hilbert(m);

m_h = imag (mh);

%原函數(shù)：使用理想的u(t)-u(t-1) (頻域)

m_length=length(m);

NFFT_m = 2^nextpow2(m_length);

F_M_domain = (fs/2)*linspace(0,1,NFFT_m/2);

M = fft(m,NFFT_m)/m_length;

Amp_M = 2*abs(M(1:NFFT_m/2));

M_H = fft(m_h,NFFT_m)/m_length;

Amp_M_H = 2*abs(M_H(1:NFFT_m/2));

%%

%SSB的相移過程：(默認Ac=1)

y_m = m.*y;

y_h_m_h = (j*m_h).*(j*y_h);

y_m_y_h_m_h = y_m + y_h_m_h;

y_m_length=length(y_m);

y_h_m_h_length=length(y_h_m_h);

y_m_y_h_m_h_length=length(y_m_y_h_m_h);

NFFT_y_m = 2^nextpow2(y_m_length);

NFFT_y_h_m_h = 2^nextpow2(y_h_m_h_length);

NFFT_y_m_y_h_m_h = 2^nextpow2(y_m_y_h_m_h_length);

F_Y_M_domain = (fs/2)*linspace(0,1,NFFT_y_m/2);

F_Y_H_M_H_domain = (fs/2)*linspace(0,1,NFFT_y_h_m_h/2);

F_Y_M_Y_H_M_H_domain = (fs/2)*linspace(0,1,NFFT_y_m_y_h_m_h/2);

Y_M = fft(y_m,NFFT_y_m)/y_m_length;

Y_H_M_H = fft(y_h_m_h,NFFT_y_h_m_h)/y_h_m_h_length;

Y_M_Y_H_M_H = fft(y_m_y_h_m_h,NFFT_y_m_y_h_m_h)/y_m_y_h_m_h_length;

Amp_Y_M = 2*abs(Y_M(1:NFFT_y_m/2));

Amp_Y_H_M_H = 2*abs(Y_H_M_H(1:NFFT_y_h_m_h/2));

Amp_Y_M_Y_H_M_H= 2*abs(Y_M_Y_H_M_H(1:NFFT_y_m_y_h_m_h/2));

ANG_Y_M = angle(Y_M(1:NFFT_y_m/2))*180/pi;

ANG_Y_H_M_H = angle(Y_H_M_H(1:NFFT_y_h_m_h/2))*180/pi;

ANG_Y_M_Y_H_M_H = angle(Y_M_Y_H_M_H(1:NFFT_y_m_y_h_m_h/2))*180/pi;

仿真結(jié)果展現(xiàn)：

總結(jié)

原信號通過Hilbert變換器獲得與原信號相位不一樣、幅值相同的新信號，而后經(jīng)過一個簡單的加法器就能夠進行疊加，最后實現(xiàn)SSB調(diào)制。這種調(diào)制方式既可以解決AM調(diào)制效率不高的問題，又可以解決DSB-SC浪費頻帶的問題，是如今實現(xiàn)幅度調(diào)制比較好而且能夠調(diào)制性能比較高的調(diào)幅方式。

最后，特別感謝通訊原理第一小組的全部組員們(因為網(wǎng)絡(luò)隱私問題，這里就不寫你們的名字了)。可以獲得最后仿真的成果，是由于你們一塊兒準備的材料，尤為是你們匯總的PPT，能夠說，這篇文章，只是把你們匯總的PPT進行了書面的表達。因此，再次感謝你們~

引用(感謝如下做者)

附錄：四次Hilbert變換

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ssb的matlab仿真,单边带调制（SSB调制）的理论基础和MATLAB仿真的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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