System-view-SSB

SystemviewSSB信号调制论文班级：通信一班姓名：高双琴学号：090303107目录一引言二对systemview的认识及发展前景1Systemview介绍2Systemview的基本特点3Systemview仿真系统的认识三滤波法形成单边带信号1原理图以及介绍2信源的设置3载波设置4滤波器设置5功能实现四实验结果分析五实验心得一引言单边带调制（SSB）技术是模拟调制中一项重要技术，相对于幅度调制（AM）、双边带调制（DSB）、残留边带调制（VSB）而言，其传输带宽仅为调制信号带宽，有效节约了带宽资源，且节约载波发射功率，广泛用于短波无线电广播、载波通信，数据传输等领域，所以，对SSB调制解调系统的研究有重大的意义。为了全面深入理解SSB调制解调过程，本文利用Systemview系统仿真软件仿真SSB调制解调系统中关键步骤，简单直观显示分析SSB信号调制解调过程的观测结果。二对systemview的认识及发展前景1、Systemview介绍SystemView是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，SystemView在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)描述程序。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。用户在进行系统设计时，只需从SystemView配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。2、Systemview的基本特点I、多速率系统与并行系统：SystemView允许合并多种数据速率输入系统，简化FIRFILTERII、设计的组织结构图：通过使用METASYSTEM对象的无限制分层结构，SystemView很容易建立复杂的系统。III、SystemView的功能块：SystemView的图标库包括几百种信号源，接收端，操作符和功能块，提供从DSP，通信信号处理与控制，直到构造通用数学模型的应用处理。信号源和接收端图标允许在SystemView内部生成和分析信号及供外部处理的各种文件格式的输入/输出数据。IV、广泛的滤波和线性系统设计：SystemView的操作符库包含一个功能强大的很容易使用图形摸版设计模拟和数字以及离散和连续时间系统环境，还包含大量的FIR/IIR滤波类型的和FFT类型。3、Systemview仿真系统的认识将信号级的系统仿真软件SystemView应用于“现代通信原理”这门核心课程的教学中。主要对数字信号的载波传输进行仿真，根据调制原理对数字信号的载波传输中的基本信号形式振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）、移相键控（PSK）进行分析，并把数字调制分为线性调制和非线性调制进行研究。建立通信系统的基本数学模型，根据通信系统的基本原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，且找出各部分之间的关系，画出系统框图。从各种功能库中选取、拖动可视化图符，建通信系统，在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统图组建系统。设置、调整参数，实现系统模拟。设置观察窗口，分析模拟数据和波形。在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。并简要介绍多进制数字调制以及由三种基本数字调制形式派生出的几种调制的原理。三滤波法形成单边带信号1、原理图以及介绍（1）SSB信号产生的原理及解调SSB信号其本质是由DSB信号滤出一个边带得到的，其时域表达式为：因此上边带推导如下：同理可得下边带信号的时域表达式为滤波法原理框图如下：SSB移相法原理框图：（2）单边带介绍双边带调制中上、下两个边带是完全对称的，它们所携带的信息相同，完全可以用一个边带来传输全部消息。这种传输方式除了节省载波功率之外，还可节省一半传输频带，即为单边带调制。单边带调制中只传送双边带调制信号的一个边带。因此传送单边带信号的最直接的方法是让双边带信号通过一个单边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。我们把这种方法称为滤波法，它是最简单也是最常用的方法！从而我们知道信源和双边带后需要一个低通滤波器。（3）低通滤波器介绍低通滤波器是指：让某一频率以下的信号分量通过，而对该频率以上的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置低通滤波器对于不同滤波器而言，每个频率的信号的减弱程度不同。当使用在音频应用时，它有时被称为高频剪切滤波器,或高音消除滤波器。低通滤波器概念有许多不同的形式，其中包括电子线路（如音频设备中使用的hiss滤波器、平滑数据的数字算法、音障（acousticbarriers）、图像模糊处理等等，这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数（movingaverage)所起的作用。2、信源的设置（1）SystemView的初始界面：安装打开systemview仿真系统会出现如图所示画面图一点击信源符号拖动到屏幕中双击设置参数，同时设置好时间。由于频率低需要频谱搬移，所以还需设置一个较大的频率波同时设置号显示设置，即是左边最下面的图标，拖至屏幕中双击设置。我设置的信源振幅为1，频率为100HZ。搬移振幅为1，频率为2000HZ。时间设置为0.03,3000HZ。如图所示图二图三其频谱图如上所示（2）单边带解调算法单边带(SSB)调制属于幅度调制中的一种。其利用一个边带进行通信，提高了信道的利用率，也避免了不必要的功率发射。SSB调制既可以用模拟方法实现，也可以转换成数字方法实现。其方法有3种：经典滤波器(Filter)方法、Weaver算法和Hartley算法。这里着重介绍滤波法。无论是调制还是解调，滤波器算法都是利用带通滤波器抑制掉不用的边带。当一个限带信号与具有足够高频率的正弦载波信号c(t)=2cos(ωct)相乘时，结果为：在解调时用滤波器方法更简单明了。用调制时的载波与单边带信号相乘有：结果产生2个分开的边带，一个位于基带位置，另一个位于二倍的载波频率处。利用LPF或BPF滤掉高频信号，便重构了原始信号。调制及解调电路构成如图1所示。（3）整个模拟信号电路如图所示图五可比较他们的调制过程中波形的变化如图图六2、载波设置载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。可以这样理解，我们一般需要发送的数据的频率是低频的，如果按照本身的数据的频率来传输，不利于接收和同步。使用载波传输，我们可以将数据的信号加载到载波的信号上，接收方按照载波的频率来接收数据信号，有意义的信号波的波幅与无意义的信号的波幅是不同的，将这些信号提取出来就是我们需要的数据信号。3、滤波器设置滤波原理框图：从图可知道单边带是双边带由经一个低通滤波器从而得到SSB。对于更多有关滤波器知识前面已经介绍，这里不再多说。4功能实现对于其实现图形分布整个论文之中，上面已经出现的图形，以后不再有图形专门显示，整个论文中的所有图形均为本次仿真所需图形：其中源信号和解调出的信号比较如图图七它们的频谱为图八在图五中两上面的信源观察其演示图形：图九图十四实验结果分析对以上仿真进行分析，第一次正交调节后经过LPF后得到发生折叠下边带信号，经过第二次正交调制，将信号频谱搬移到合适的频带，并经过相加得到单边带信号（图八）下所示，最后经过相干解调恢复原音频信号，（图六）左半部中间的图可示，从此图中可以看出，输出信号与输入信号幅度、周期基本保持一致。所以，（图五）所示的调制系统可以实现对音频信号的调制，经过信道传输后通过相干解调可以在接受端恢复原信号，利用Systemview仿真软件可以简单直观地得到调制解调过程的观测结果。五实验心得通过漫长的实验仿真中多次的调制，使我对Systemview办公软件有一个新的认识与了解，从陌生到到使用，从失败到成功，同时也让我感受到了实验中的乐趣。从次实验中我明白了一个道理，没有自己做不成的事情，只有自己不愿意做的事情。次实验对我来说也许是一个挑战，从一点一滴，一步一步，这期间也曾苦恼过，也曾放弃过，但最终坚持下来，当然实验过程中我也感谢曾帮助我的每一位同学，他们让我感觉到班级的温暖以及合作的愉快。