实验二单边带幅度调制与解调
抑制载波单边带调幅(SSB)和解调的实现
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。
单边带幅度调制
单边带幅度调制
单边带幅度调制（Single Sideband Amplitude Modulation，简称SSB-AM）是一种调制技术，用于将基带信号调制到高频载波上。
与传统的调幅（AM）技术不同，SSB-AM只传输载波带的一侧（上侧或下侧）的信号，从而减少了频谱资源的占用，提高了系统的带宽利用率。
在SSB调制中，采用滤波的方式将原始信号频谱中的负频率（下侧带）或正频率（上侧带）滤除。
这样做的目的是使得传输的信号只占用一半的频谱资源，减少了所需的传输带宽。
SSB-AM可以通过以下步骤实现：
1. 使用带通滤波器将基带信号的频域范围限制在感兴趣的频率范围内。
2. 将滤波后的信号与高频载波进行乘法运算，得到调制信号。
3. 将调制信号通过带通滤波器，只保留上侧带或下侧带。
4. 将滤波后的信号放大，得到最终的调制信号。
SSB-AM具有以下优点：
1. 提高了频谱利用率，节省了频谱资源。
2. 减少了传输功率和系统复杂度。
3. 抑制了载波干扰和噪声，提高了系统的抗干扰性能。
然而，SSB-AM也存在一些问题：
1. SSB-AM的调制和解调需要复杂的滤波器和频率转换器，增加了系统的复杂性和成本。
2. 调制和解调过程中可能引入失真和相位失调，影响信号质量。
综上所述，单边带幅度调制是一种有效的调制技术，可以提高频谱利用率和系统性能，但也需要在设计和实现过程中解决一些技术难题。
实验二希尔伯特变换与单边带幅度调制
实验报告实验课程：数字信号处理实验开课时间：2020—2021 学年秋季学期实验名称：希尔伯特变换与单边带幅度调制实验时间：2020年11月4日周三学院：物理与电子信息学院年级：大三班级：182 学号：姓名：1.单边带幅度调制和Hilbert变换器抑制载波的正弦幅度调制和含有载波的正弦幅度调制的共同缺点是，已调信号的频带宽度是调制信号频带宽度的两倍，占用频带资源过宽。
在传输具有双边带的已调信号时,将占用更多的信道资源。
由于实调制信号 x(t)的频谱都对称地存在于正、负频率上，因此只需在发送端发送单边带调制信号，这就是信号的单边带(Single-SideBand,SSB)幅度调制。
在单边带幅度调制中,可以保留上边带，也可以保留下边带。
信号单边带调制可以提高信道的利用率。
信号单边带调制(SSB)有上边带(USB)和下边带(LSB)两种,一般利用希尔伯特变换来实现,利用希尔伯特变换实现单边带调制的原理框图如图3.2.1所示，图中 H(jω)为希尔伯特变换器。
图3.2.1 利用希尔伯特变换实现单边带调制原理框图其时城表达式分别为y USB(t)=12x(t)COS(ωC t)−12xℎ(t)sin(ωC t)(3.2.1)y LSB(t)=12x(t)COS(ωC t)+12xℎ(t)sin (ωC t)(3.2.2)式中:xℎ(t)为信号x(t)的希尔伯特变换。
希尔伯特变换器的时域特性ℎ(t)为ℎ(t)=1πt(3.2.3)希尔伯特变换器的频率特性 H(jω)为H(jω)=−jsgn(ω)={−jω>0jω<0(3.2.4)由于希尔伯物变换器的幅度应响应| H(jω)|=1，相位响应方φ(ω)=−π2sgn(ω),因此,希尔伯特变换器是一个全通系统，称为90°移相器。
希尔伯特变换器的输入x(t)与输出xℎ(t)在时城具有以下关系:xℎ(t)=x(t)∗ℎ(t)=x(t)∗1πt=1π∫x(τ)t−τ+∞−∞dτ(3.2.5)xℎ(t)=xℎ(t)∗[−ℎ(t)]=xℎ(t)∗(−1πt)=−1π∫xℎ(τ)t−τ+∞−∞dτ(3.2.6)希尔伯特变换器的输人 x(t)与输出xℎ(t)在频域具有以下关系:Xℎ(jω)=X(jω)H(jω)=X(jω)[−jsgn(ω)](3.2.7)X(jω)=Xℎ(jω)H(jω)=Xℎ(jω)[−jsgn(ω)](3.2.8)若调制信号的频谱为 X(jω) ,如图3.2.1(a)所示，则单边带已调信号的频谱为Y USB=X(j(ω−ωc))+X(j(ω+ωc)) |ω|≥ωc(3.2.9)Y LSB=X(j(ω−ωc))+X(j(ω+ωc)) |ω|≤ωc(3.2.10)则上边带信号的频谐如图3.2.2(b)所示，下边带信号的频谐如图3.2.2(c)所示。
实验二 单边带幅度调制与解调_
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。
最新模拟单边带调制和解调
模拟单边带调制和解调------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx模拟单边带调幅及解调一．设计目的及意义我们知道模拟信号调制有利于信号的传输,有利于信道的利用,可以用较少的信道传输较多的信息。
信号调制由双边带调幅和单边带调幅两类，单边带调幅只传输频带幅度调制信号的一个边带，使用的带宽只有双边带调制信号的一半，具有更高的频率利用率,成为一种广泛使用的调制方式。
对于双边带调制信号而言,则很难达到预期的效果，由此,寻求一种可靠及能在高质量的通信方式对于我们通信传输而言就显得很重要了。
对比两种调制方式，单边带调制就具有稳定可靠,占用宽带少和传输距离远的特点。
二．设计原理１.。
单边带调制原理据我们所知,单边带调制中只传输双边带调制信号的一个边带。
因此产生单边带信号的最直观的方式是让双边带信号通过一个单边带滤波器,滤除不要的边带,就可以得到单边带信号。
这种方法就是滤波法，其频谱变换图如下:当采用单频调制时假设有调制信号f(t）=Ａm＊ｃoｓ(wm*t)载波信号Ｃ(t）=cos(wｃ*ｔ）双边到调幅信号为Sdsb=0。
５*Aｍ＊ｃos(wc+wｍ)*t+0．5*Aｍ＊cｏs(wc-wm)＊ｔ保留上边带的调幅信号Susb＝0。
5*Am*(coｓ（wc*t）*cos （ｗm*ｔ)）－sin(（wc＊t）＊ｓiｎ（ｗm＊t））保留下边带的调幅信号Ｓlsb=0．5*Am＊(ｃｏｓ（wc*ｔ）*coｓ（wm*t）)+ｓｉn（(wｃ*t)*siｎ（wm＊t))根据以上信息，可以引出实现单边带调制的另一种方法，称为相移法,也叫希尔伯特变换法其上边带信号为Ｓuｓｂ＝0。
5＊ｆ(t)*cos(wc＊t)—0。
5＊f ＾（t）＊siｎ（ｗｃ＊t)使用这些信息可以实现单边带调幅.2 .单边带信号的解调单边带信号的解调一般采用的是相干解调的方式,如上所示单边带信号的时域表达式为:S(t)＝０.５*ｆ(t)＊cos(wｃ*t）_＋０。
单边带调制与解调
s p (t )
LPF
mo (t )
cos c t
SSB信号的相干解调
03.SSB信号的解调
乘法器输出为：
s p (t ) s SSB (t ) cos c t 1 [m(t ) cos c t m(t ) sin c t ] cos c t 2 1 1 2 ˆ (t ) cos c t sin c t m(t ) cos c t m 2 2 1 1 1 m(t ) m(t ) cos 2 c t m(t ) sin 2 c t 4 4 4
M ( ) 1
S DSB ( )
1/2
●频谱
H
0
H
c
上边带
0
S USB ( )
c
上边带
HUSB ( )
1
1/2 0
SLSB ( )
c
0
1
c H LSB ( )
c
下边带
c
1/2
下边带
c
0
c
c
0
c
形成SSB信号的滤波器
SSB信号的频谱
设单频调制信号为 m(t ) Am cos m t 载波为
c(t ) cos c t
则DSB信号的时域表示式为
s DSB (t ) Am cos m t cos c t 1 1 Am cos( c m )t Am cos( c m )t 2 2
两式仅正负号不同
若保留下边带，则有
01.SSB信号的产生
将上两式合并：
1 1 s SSB (t ) Am cos m t cos c t Am sin m t sin c t 2 2
调制解调实验报告
虚拟仪器实验报告班级:姓名:学号:调制与解调一、实验目标:通信系统在人、系统之间的信息传递上起着至关重要的作用。
在所有的通信系统中，源信息都要先被某一发射装置或是调制器所处理，以将它变化到在通信信道上最适合传输的形式，而在接收端又可通过适当的处理将信号给予恢复。
调制就是将一个载有信息的信号嵌入另一个信号的过程，以便于有效地传输信号。
为了简化，本实验只要求对幅度调制与解调过程进行演示。
载有信息的调制信号和某一正弦载波信号相乘就得到已调信号。
而信号时域的相乘带来的就是其在频域的频谱的搬移，即调制信号的频谱搬移到载波信号的频率上。
二、实验要求:本实验要求首先产生一个频谱不对称的复信号（如复正弦信号），然后对其进行幅度调制和解调，要求表现出信号的频谱的翻转和搬移的确切过程。
幅度调制方式包括普通AM，双边带和单边带三种。
本实验的演示界面上至少应包括如下内容：1. 原始信号频率（可改变）；2. 载波频率（可改变）；3. 调制后的频谱和波形；4. 解调后的频谱和波形；三、实验过程:1．用信号发生器产生两个不同频率的正弦信号，一个当作基波，另一个作为载波。
2.分别用AM，双边带（DSB），单边带（SSB）调制三种方式调制去调制基带信号。
AM调制与解调程序框图：双边带调制与解调程序框图：单边带调制与解调程序框图：四、实验演示原理首先更改基波频率与载波频率，然后根据调制模式选择信号与载波的幅值调制信号。
观察调制与解调之后的信号，比较调制与解调的信号。
五、实验心得这次实验加深了我对VI的理解与应用，是一次理论与实践的完美结合。
实验中几乎没有遇到问题，整个实验很顺利。
浅谈单边带调幅( SSB)的调制与解调
浅谈单边带调幅(SS B )的调制与解调邹德东,刘立民,王国辉(煤炭科学研究总院抚顺分院,辽宁抚顺113122)摘 要:阐述了单边带调幅的定义及其通信原理。
详细介绍了单边带调幅的调制与解调的方法。
关键词:单边带;调制;解调中图分类号:T D65+5.2 文献标识码:B 文章编号:1003-496X (2008)01-0086-021 概 述随着国家对煤矿安全生产管理力度的逐步加大,灾后救援也就越来越受到人们的关注。
救灾通讯设备可以使井上井下进行良好的沟通,能够使决策者及时了解灾区情况并做出合理的决策。
然而由于煤矿井下地形复杂,环境恶劣,常规的通信方式及设备很难达到预期的效果。
所以,寻求一种稳定可靠并能适应煤矿井下恶劣环境的通信方式就显得尤为重用。
本文介绍一种新型的通信方式,即单边带调幅。
它具有稳定可靠,节省带宽,传输距离远等特点。
2 定 义单边带信号(SS B ),从本质上来说也是一种调幅信号,它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式。
只有清楚的知道调幅波的特征才能准确的掌握SS B 的产生方法,我们可以根据混频的原理来说明调幅波的频谱特征。
由于非线性元件的特点,两个不同频率的信号频率1和频率2通过非线性元件会出现4个频率:两个频率的和、两个频率的差、频率1、频率2。
通常我们把两个频率的和、两个频率的差称为上边带信号和下边带信号。
而这两个信号所包含的信息相同,因此只传送一个边带即可以传送信号的全部信息。
只传送一个边带信号的调制方式成为单边带调制。
3 单边带信号(SS B )的调制上面提到两个不同频率的信号通过非线性元件可以产生四种频率的信号。
假定我们有两种频率的信号:载波M (t )=A m cos ωc t 、音频信号m (t )=a m cos Ωc t 。
通过非线性元件可以产生频率分别为ωc 、Ωc 、的信号。
我们通过带通滤波器滤掉Ωc ,通过低通滤波器滤掉ωc 。
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实验二单边带幅度调制与解调
实验目的：
基于Matlab平台，通过对单边带与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与解调实现，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，分析调制前与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。
（4）设A0=1，画出VSB调制信号的相干解调后的信号波形。
实验结论：
AM，DSB，SSB,都能得到完整的原始信息。
但是振幅却减为以前的一半。
VSB的减为以前的1/4.
4.AM,DSB,SSB加入窄带高斯白噪声
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。
（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，并画出解调后的波形
实验结论：
加入噪声后，解调信号都有明显的失真，其中AM最严重。
DSB 与SSB失真较小。
从而得DSB与SSB的抗噪声能力
比AM要强。