DSB专业系统设计与仿真.doc
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1、 本 科 生 毕 业 设 计论文题目:DSB模拟系统设计和仿真姓名:郭 群学号:班级:10204201班年级:级专业:通信工程学院:信息工程学院指导老师:李里亚 (讲师)完成时间: 6 月12日作 者 声 明本人以信誉郑重申明:所呈交学位毕业设计(论文),是本人在指导老师指导下由本人独立撰写完成,没有剽窃、剽窃、造假等违反道德、学术规范和其它侵权行为。文中引用她人文件、数据、图件、资料均已明确标注出,不包含她人结果及为取得东华理工大学或其它教育机构学位或证书而使用过材料。对本设计(论文)研究做出关键贡献个人和集体,均已在文中以明确方法标明。本毕业设计(论文)引发法律结果完全由本人负担。本毕业设
2、计(论文)结果归东华理工大学全部。特此申明。毕业设计(论文)作者(签字): 签字日期: 年 月 日 本人申明:该学位论文是本人指导学生完成研究结果,已经审阅过论文全部内容,并能够确保题目、关键词、摘要部分中英文内容一致性和正确性。 学位论文指导老师署名: 年 月 日DSB模拟系统设计和仿真郭 群The Design and Simulation of the DSB analog systemGuo qun 6月12日 摘 要模拟通信系统含有直观,轻易实现等优点,在早期通信系统中得到了广泛应用,比如早期电话系统就是模拟通信系统。抑制双边带调幅(DSB-SC)作为最经典模拟通信系统之一,含有调制
3、效率高,抗噪性能好等优点,得到了广泛研究和应用。MATLAB仿真软件含有编程效率高,使用方便等优点广泛应用和电子通信,航空航天等科学领域,而SIMUINK作为一个可视化仿真工具直观和便捷等优点。此次仿真就是基于这两种仿真平台对DSB通信系统进行仿真建模,在对一个系统进行仿真建模时需要我们对原理部分熟练掌握,在建模过程中达成学以致用目标,所以仿真建模对于教学研究含有主动作用。此次设计首先在简明概述DSB通信系统原理基础上,建立了基于MATLAB和SIMULINK仿真建模,其中关键包含调制部分,信道和解调部分仿真建模。整个通信系统中以正弦信号为基带信号,经过加性高斯白噪声信道后经过巴特沃斯低通滤波
4、器和相干解调方法解调得到解调信号;在SIMULINK对整个DSB系统进行建模基础上再对该系统各个部分进行了MATLAB仿真建模。在仿真后数据分析中得到了和理论分析一致结果,从而也验证了此次仿真建模成功。关键词:模拟通信系统; 仿真建模; DSB; MATLAB; SIMULINK ABSTRACT The analog communication system has lots of advantages such as intuitive, easy to realize and it has been widely used in the communication system in t
5、he early, for instance the telephone system early is an complete analog communication system. The double sideband suppressed carrier amplitude modulation (DSB-SC) is one of the most classic analog communication system.It has the advantages of high modulation efficiency, good anti-noise performance,
6、and has been get the extensive research and application. MATLAB simulation software has high programming efficiency, convenient and widely used in electronic communications, aerospace and other fields of science, and SIMUINK as the simulation tool, has the characteristics of visual intuition and con
7、venience. This simulation is based on this two kinds of simulation platform for DSB communication system .In this simulation modeling of a system we need to master the principle part, the objective to learn in order to practice in the modeling process, so the simulation modeling act as a positive ro
8、le in teaching and research. This design based on the principle of a brief overview of the DSB communication system, establishes the simulation modeling based on MATLAB and SIMULINK, including modulation, and demodulation of the simulation modeling channel. Make the sine wave signals as the baseband
9、 signals in this communication system, the additive Gauss white noise channel by hamming low pass filter and coherent demodulation method be demodulated signal.Fist of all we make the entirety simulation based on SIMULINK,and then design each part based on MATLAB. In the analysis of simulation data
10、we can obtained the results consistent with the theoretical analysis, which also verified the simulation modeling success.Key words: analog communication system; simulation and modeling; DSB; MATLAB; SIMULINK; 目 录 摘 要IABSTRACTII绪 论1I. 课题研究意义1II. 关键研究目标和内容1III. 研究方法和研究手段21. DSB通信系统概述31.1 通信系统基础概念31.1
11、.1 通信系统基础分类31.1.2 调制方法51.1.3 解调方法61.1.4 通信系统基础性能指标81.2 DSB通信系统81.2.1 DSB通信系统产生81.2.2 DSB信号频域分析91.2.3 DSB信号功率101.2.4 DSB信号解调101.3 DSB信号抗噪声性能分析112. DSB通信系统MATLAB仿真122.1 本文在MATLAB中用到关键函数介绍122.2 基于SIMULINKDSB系统仿真132.3 基于MATLABDSB信号各部分仿真建模142.3.1 DSB信号调制仿真142.3.2 高斯白噪声信道部分162.3.3 低通滤波器设计182.3.4 DSB解调系统仿真
12、193.DSB系统频谱分析建模234. 数据分析26结 论28致 谢29参考文件30 绪 论 I. 课题研究意义 在通信技术中DSB系统是模拟通信系统中最有代表性通信系统,我们经过研究DSB系统能够从中得出通常规律,从而指导大家去研究和开发其它通信系统。 MATLAB软件是一个高效而且轻易掌握仿真软件,经过这个软件仿真我们能够加深对DSB通信系统了解。 在常规双边带通信系统中为了简化系统,降低成本加入了载波,不过因为载波分量不携带任何相关信源信息,信息完全由边带传送,所以载波分量花费了相当多功率,从而造成系统利用率很低,和资源浪费。为了处理这个问题大家开发出了DSB通信系统,它特点是已调信号中
13、不含载波分量,利用率为100%。本课题在简单分析DSB原理基础上,以抑制载波双边带为例,分析了基于MATLAB平台DSB系统仿真方案。 我们知道DSB通信系统是一个很简单系统,所包含到技术层面东西并不复杂,所以为了能够愈加了解这个系统我们能够对它进行仿真,书本上原理是认识部分,仿真部分是对所学知识实践。MATLAB仿真就是一款很好实践性工具,能够说MATLAB在教学过程中是对所学内容利用,达成学以致用目标。 II. 关键研究目标和内容 此次设计在简明概述DSB系统原理基础上,首先对系统整体作SIMULINK仿真建模,再使用MATLAB对系统各部分进行仿真。 此次设计关键内容分四大部分。第一部分
14、叙述DSB通信系统原理,在引出DSB系统之前简明介绍了通信系统基础概念包含通信系统基础分类,然后对模拟和数字通信系统介绍分析,提出了分析通信系统性能指标和分析方法。在此基础上提出了DSB调制解调系统,着重叙述了DSB通信系统原理,信源信号产生,调制技术,频谱分析,信道中高斯白噪声干扰,和系统解调。最终关键分析了DSB通信系统性能。第二部分是本课题关键,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对DSB通信系统进行仿真研究,首先在SIMULINK平台中对DSB系统进行整体仿真,对该系统有个整体了解后,在对DSB通信系统中个部分研究,即对系统各部分分别进行仿真即信源产生,调制过程仿真,信道中高斯白
15、噪声产生,滤波器设计,和最终解调仿真。第三部分对该系统进行了频域分析,从频域方面了解,调制,解调本质。第四部分是数据分析部分,数据分析部分是定量对所研究课题分析,能够产生更为直观更有说服力证据,也是分析所研究课题优缺点有效方法。本文数据分析关键是分析DSB通信系统有效性和可靠性即抗噪声性能和调制带宽。 III. 研究方法和研究手段伴随计算机技术发展,系统仿真技术在电子工程领域应用正在发生着无法替换作用。数学仿真软件MATLAB出现标志着仿真技术在通信领域应用中达成了一个新水平。MATLAB是由美国Math Works企业推出一个科学计算和工程仿真软件,将高性能科学计算,结果可视化和编程集中在一
16、个易于操作环境中。现在,在世界范围内被科研工作者,工程技术人员和院校师生广泛应用,已经成为国际控制世界公认标准计算机软件。此次课题研究仿真就是利用MATLAB实现对DSB通信系统仿真研究,在仿真中我们要对DSB系统信噪比和传送功率等参数进行比较,得出DSB系统性能,同时经过波形仿真观察DSB通信系统波形和它频谱。 1. DSB通信系统概述 1.1 通信系统基础概念通信,顾名思义,就是沟通消息。实现通信系称为通信系统,它将信息从发信者经过信道传送到收信者。通信系统基础结构能够简单地表示为三个单元:发送器,信道和接收器,图1.1所表示。 图1-1 通信系统基础框图发信者发出所要传输信息,它是信息源
17、头,也称为信源,接收者是信息传送终点,也称为信宿,即信息“归宿”。它们在通信系统两端,有时也称为终端。信道是介于发信者和收信者之间某种能够传输信息物理媒质。信源给出信息通常无法直接经过信道,所以发送方需要借助一个称为发送器装置(或称为发送设备)来把信息送入信道。对应地,接收方必需采取接收器(或称为接收设备)从信道中提取信息。 1.1.1 通信系统基础分类通信系统按信道中传输信号类型分为模拟通信系统和数字通信系统。信道中传输基带信号为模拟信号时,这种系统称为模拟通信系统;传输基带信号为数字信号通信系统称为数字通信系统。这里关键介绍一下模拟和数字通信系统。首先介绍两个关键概念数字信源和模拟信源。(
18、1) 数字信源:消息只有有限中取值。如:从键盘中输入信息。(2) 模拟信源:信息有没有限多中取值连续量。如:从话筒中输入语音源。 模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿及噪声源组成。图1-2所表示。 图1-2 模拟通信系统结构从图中能够看出模拟通信系统结构比较简单,其关键是调制和解调单元,在发送端,消息信号发送前能够进行部分简单处理,关键是幅度调整和低通滤波。模拟通信优点是直观且轻易实现,但保密性差,抗干扰能力弱。因为模拟通信在信道传输信号频谱比较窄,所以可经过多路复用使信道利用率提升。数字通信系统是指在信道上把数字信号从信源传送到信宿一个通信方法。它和模拟通信系统相比,其优点为:
19、抗干扰能力强,没有噪声积累;能够进行远距离传输并能确保质量等不过为了取得这些优点数字通信系统付出是比模拟通信系统复杂得多得系统结构,图1-3所表示为一个数字通信系统结构。 图1-3 数字通信系统结构上图所展现得是一个较为完善现代数字通信系统结构和它多种功效单元。一个具体数字通信系统不一定包含该结构全部单元。图中虚线框灰色(阴影)单元是能够选择,不过实线框白色(无阴影)单元基础上是全部系统全部必需。图中上半部分为发送端,下半部分为接收端,中间是信道。轻易看出,收发两端结构基础对称,对应单元相互互逆。 1.1.2 调制方法传统上,将基带信号变换成为合适频带信号过程称为调制。调制通常使借助和正弦载波
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