通信原理与考研第五章模拟调制(3)

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本文摘要：（由ai生成）
本文回顾了单边带调制（SSB）的理论知识，并提供了使用MATLAB实现SSB调制与解调的程序。程序包括上边带（USB）和下边带（LSB）调制、添加高斯白噪声以及相干解调的全过程。文章强调了仿真在理解通信原理中的重要性，并预告了下一篇文章将介绍VSB的仿真程序。同时，提到了调频（FM）作为模拟调制方式的特点和在数字调制中的对应方式FSK，以及GMSK和GFSK的区别。最后，提醒读者信号源需经过积分转化为相位，以及调频指数的重要性。

之前讲了SSB调制，那么该给出仿真程序了！这里简单回顾一下SSB的理论知识。

单边带调制（SSB, Single Sideband Modulation）是从双边带调制（DSB）演变而来的，它只保留了调制信号的一个边带，可以有效减少带宽占用。SSB调制的原理是通过滤波去除载波信号和一个边带，最终只保留一个边带（上边带或下边带）。解调过程则通过相干解调恢复原始信号。什么是相干解调？以后再讲！早期讲了会增加学生的疑惑！毕竟这个知识点难度相当大。

《通信原理》很难学，回想我当年学这门课的时候也非常的吃力，工作以后通过不断的实践才开始慢慢的走进了通信之门。所以本人在教学的时刻一定是叮嘱学生们多做仿真，通过仿真来理解公式，来消化理论。不知道学生们会不会听我的建议？从培养学生的角度出发，我必须再次重申，学习通信原理，仿真真的必不可少。在给几个好学的学生上小课的时候，我就严抓他们的仿真过程。从最开始学通信系统模型时就开始教他们仿真，一直抓到了引入调制概念的时候。此时很多同学的学习已经掉队了。

2024年10月，再次在课堂上检查学生们的学习情况，情况很糟糕，于是又开始了较为严厉的教学过程。如果通信专业的学生毕业后连基本的通信仿真都不会，那岂不是成了笑话？以下是使用MATLAB实现SSB调制与解调的程序，包含调制、添加噪声（高斯白噪声）以及解调的全过程。

% 上边带调制 (USB)

ssb_signal_usb = real(voice_analytic .* exp(1i * 2 * pi * Fc * t)');

% 上边带调制注意解析信号的产生过程！

% 具体设备中如何实现这个公式？很具有代表性的问题哦！

% 下边带调制 (LSB) - 可选

ssb_signal_lsb = real(voice_analytic .* exp(-1i * 2 * pi * Fc * t)');

% 这是下边带调制，和上边带有哪些差异啊？

% 添加噪声（可选）

SNR = 20; % 信噪比 (dB)

noisy_signal = awgn(ssb_signal_usb, SNR, 'measured');

% 高斯白噪声，注意参数measured。

% 解调过程 (相干解调)

% 同频载波信号用于相干解调

carrier_rx = cos(2 * pi * Fc * t);

% 生成接收端载波

demod_signal = noisy_signal .* carrier_rx';

% 将接收信号与载波相乘，这就是相干解调！

% 关键是如何产生同频同相的载波呢？这是难点！

% 低通滤波去除高频分量，恢复原始信号

demodulated_signal = lowpass(demod_signal, Fc/2, Fs);

% 播放原始语音和解调后的语音

sound(voice_signal, Fs); % 播放原始语音

pause(length(voice_signal)/Fs + 1); % 等待播放完毕

sound(demodulated_signal, Fs); % 播放解调后的语音

% 绘图展示

figure

subplot(5,1,1)

plot(t, voice_signal);

title('原始语音信号');