SSB传输系统及仿真.docx

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1、SSB传输系统及仿真摘要SSB（单边带调制）是幅度调制的一种，SSB调制在当今通信迅速发展的社会当中，应用已经十分普及。其主要是应用在了我们生活当中常见的音乐高保真传输、电视伴音相关信号之间的传输，以及多用于车载的卫星通信，还有通话的蜂窝电话系统等等。本设计主要是通过SyStemVieW仿真平台，设计SSB调制系统仿真模型图并运行。利用SyStemView,可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。关键词：SSB（单边带调制）；SystemView仿真平台；幅度调制SSBtransmissionsystemandsimula

2、tionAbstractSSB(single-sidebandmodulation)isakindofamplitudemodulation,SSBmodulationintodaysrapiddevelopmentofcommunicationsinsociety,applicationshavebeenverypopular.Itismainlyusedinourdailylifeinthecommonmusichigh-fidelitytransmission,televisionsoundrelatedtothetransmissionofsignals,aswellasmostlyu

3、sedinthesatellitecommunications,aswellasthecellulartelephonesystem,andsoon.ThisdesignismainlythroughtheSystemViewsimulationplatform,designSSBmodulationSystemsimulationmodeldiagramandrun.TheSystemViewcanbeusedtoconstructvariouscomplexanalog,digitalandanaloghybridsystemsandvariousmulti-ratesystems,soi

4、tcanbeusedforthedesignandsimulationofvariouslinearornonlinearcontroltheorysystems11Keywords:SSB(single-sidebandmodulation);SystemViewsimulationplatform;amplitudemodulation目录1前言11.1 本设计的目的、意义及应达到的技术要求21.2 本设计在国内外的发展概况及存在的问题213本设计应解决的主要问题32本设计32.1 设计原理32.1.1 滤波法62.1.2 移相法62.1.3 方案选择82.2 SyStemVieW仿真平台

5、92.2.1 分析问题112.2.2 设计过程112.3 单边带传输系统工程与应用152.3.1 用于传输射频载波分配的可见光通信152.3.2 用于微型声频定向系统163结论18参考文献20谢辞21-f-l-llo2L-.1刖百消息的运载是通过信号实现的，可以说信号是消息的载体。随着无线电技术的快速发展和各式各样的通信设备不断的被投入市场，二十一世纪已经步入了人们说的信息时代，现在生活中的信息传输已经无处不在，信息技术的发展已然为人们的生活带来了许许多多的便利。在我们传统的通信中，我们所传递的信息是通过信号来搭载与传输的，我们将所需要传递的信息转化成为与之一模一样的电信号，通过设备进行传输，

6、最后再将电信号转换成原始信号，这便是我们所说的模拟信号。而模拟信号在实际的调制中，又被人们分为了两种调制方式，分别是角度调制还有幅度调制。表1.1角度调制与幅度调制区别角度调制载波的角度改变而幅度不变幅度调制载波的幅度改变而角度不变其中幅度调制中，人们又将其分为了几种常见的调制方式，分别是最基本的常规的双边带调制(AM),通过剔除AM信号中载波分量从而提高功率利用率的抑制载波的双边带调制(DSB),以及相对于DSB调制而言只传输单边带的单边带调制(SSB)等。表L2幅度调制中常见的几种调制方式优缺点常规双边带调制(AM)功耗大、带宽宽、解调简单抑制载波的双边带调制(DSB)功耗小、带宽宽单边带

7、调制(SSB)功耗小、带宽窄、频率整体搬移困难残留边带调制(VSB)功耗小、带宽较窄、低频好虽然说已经步入了信息时代，通信技术发展快速，但是相应的问题也日渐突出，最具代表性的就是通信频道拥挤的问题。那么，在通信的过程中，如何在一定的频段里或占用相对较窄频段内去传递和容纳更多的信息，这是人们所关注的。例如，单边带通信就是一种目前来说应用比较广泛且具备占用较窄频带特点的一种通信方法。在模拟调制技术当中，有一项十分重要的调制技术，那就是单边带调制技术(SSB),其不同于其他模拟调制技术的是，单边带调制的传输带宽，不再和传统的幅度调制(AM),双边带调制(DSB)一样是调制信号的两倍，单边带调制由于只

8、传输其中的一个边带，所以其的带宽与调制信号的一样。也因此单边带调制在做到提高功率的同时，也可以节约信道的带宽资源。所以，在通信技术当中，对于单边带调制解调系统的研究仍然有着十分重大的意义。表L3SSB与其它调制方式的带宽带宽(设调制信号带宽为W)常规双边带调制(AM)2W抑制载波的双边带调制(DSB)2W单边带调制(SSB)W残留边带调制(VSB)略大于W1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求我们知道，对于单边带调制(SingIe-Sidebandmodulation,简称SSB)来说，其仅仅只是众多幅度调制中的一种，那么SSB调制相对于其他的幅度调制来说，又有着什么样不同，亦或者是存在什

9、么优点呢？我们知道在通信中，信息传递的速率以及是对信道载体的利用率对十分重要的，于是在通信的过程中，如何去提高通信中功率利用率或者是减少相应的发射功率就显得尤为的重要，所以相对于在幅度调制中的AM调制和DSB调制技术，SSB调制技术所能够达到的带宽和调制信号一样的这种效果，就使得信号当中的功率利用率得到了十分巨大的提高；因此，在如今的通信技术当中，单边带调制技术得到了相对于其他幅度调制技术更为广泛的应用。那么如何才能够更加全面、深入的去了解SSB调制呢？本次设计便通过学习的相关通信原理知识，再结合上仿真软件SyStemView,去设计出一个SSB仿真系统，通过仿真系统的设计与创建，最后对仿真系

10、统所达到的结果进行分析。1. 2本设计在国内外的发展概况及存在的问题单边带调制技术的历史已经十分悠久，早在1920年到1929年期间，所属英国的拉格比电台就已经与当时的纽约之间展开了第一次的的越洋无线电话业务，这就是第一次SSB的信号实验。而早在1935年之前，荷兰这个国家便将单边带调制技术运用在了当时相对困难的荷兰远东电路上，这就是单边带调制技术第一次正式的用于在隔着海洋的远距离短波电路上。但随着1939年，德国闪击波兰，导致了为期6年的第二次世界大战战争的爆发，从而单边带调制的进一步发展就受到了阻碍。因此在那几年的的战争时期里，更多的战争部队，例如海军使用的无线电台、空军使用的军用飞机上以

11、及是地面的地表作战人员，其多数选择使用的TSSB发射机。虽然战争使得单边带技术的发展受到了限制，但是就单边带技术而言，其在这个时期或者之前来说可以算得上是比较的成熟，对于单边带技术中所存在的问题也被人们所发现。单边带的调制器和解调器在实际的制作当中存在着两大难点：单边带的调制器需要一个频率特性十分陡峭的边带滤波器，这是很难做到的；单边带的解调器需要一个同步载波信号，而要做到同频同相也是十分困难的2|。表1.4SSB调制以前的发展状况1920年到1929年期间越洋无线电业务(第一次SSB试验1935年之前荷兰远东电路第二次世界大战(1939-1945)受到阻碍L3本设计应解决的主要问题已知SSB

12、的调制器与解调器在实际制作当中存在着两大难点，那么如何在仿真设计中去避免或者克服这两个难点；在使用SystemView仿真平台进行SSB仿真系统设计时，对于所设计的SSB仿真系统中的各类元器件，应该如何去设置参数。2本设计在掌握SSB信号调制解调原理的基础上，通过美国的SyStemVieW仿真平台进行对SSB仿真系统的设计与搭建。systemview仿真平台包含丰富的库资源，能够满足各种数字信号处理和滤波器设计，以及复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求，并可进行各种系统时域和频域分析。同时，也因为SyStemVieW仿真平台不同与其他的仿真平台，他不需要用户去输入任何的程序语言，仅仅需要通

13、过器件之间的连接，便可设计出仿真系统，可以很大程度的方便用户的使用，也便于用户观察仿真系统进行仿真的过程以及结果，从而对设计的仿真系统的正确性快速的作出判断。2. 1设计原理对于幅度调制来说，其是发展最早的，而在幅度调制中，所用到的基础技术便是AM调制，而AM调制的时域表达式和频域表达式为：Su(t)=A0+m(t)coswc(t)=A0coswc(t)+m(t)coswc(t)(式2.1)Sw()=A(c)+(-c)-M(+c)+M(-c)(式2.2)2从表达式中可以看到，常规双边带调制(AM)的频谱是由三部分而组成的，那就是上边带、下边带以及载频分量，但是我们可以发现，在频谱当中，下边带和

14、上边带是一种相反的关系，也就是说上下边带其实是互为镜像的，所携带的信息也是一样的。对于常规双边带调制(AM)来说，它的优点是在实际制作当中，设备是比较容易制作的，而且设备的价格也相对的较为低廉。但是，因为AM信号的抗噪性能相对与其他的幅度调和而言，是比较差的，AM信号最大的功率利用率也就只有三分之一，因此我们发现，对于AM信号来说，其不携带任何信息的载波功率占用了大部分的功率，这些因素都限制了常规双边带调制(AM)的进一步发展。因此在后来的时间里，人们对于AM信号中，载波功率占用了大部分的功率利用率，便试着将无用的载波功率所去掉，进而只传送AM信号中搭载这有效信息的上边带和下边带信号，人们便把

15、这种抑制载波信号的相关技术称之为抑制载波的双边带调制(DSB)o对于DSB调制的时域表达式和频域表达式可以表示为：Snsg(t)=11(t)coswc(t)(式2.3)Sltt()三-M(c)+M(-c)(式2.4)2从表达式中可以看出，抑制载波的双边带调制(DSB)的频谱中不再存在载频分量，这就使得其的功率利用率得到了很大的提高，功率利用率可以达到100乐但这仅仅只是理论值。100%的功率利用率，就意味着DSB信号在传输的过程中，其传输的都是有效的信号，即带有信息的信号。但是由于我们对AM信号进行了保留边带信号，剔除载波分量的操作，所以对于这时候的调制信号而言，即DSB信号，其时域的包络相对于一开始的信源信号而言，已经发生了很大的差别，所以，在后面的解调过程中，不再能够使用包络检波这种方法去进行解调，而是采用结构相对于包络检波较为复杂的相干解调方法来解调出一开始的原始信号。我们发现对于抑制载波的双边带调制(DSB)而言，虽然因为剔除掉了相应的载波分量从而使得自身的功率利用率得到很大的提高，但是，由于在DSB调制技术当中，DSB信号的带宽与AM信号的带宽一样，依然是调制信号的两倍，那么如果带宽受到一定的限制，在有限的情况下，抑制载波的双边带调制(DSB)的发展就受到了一定的限制。也就