基于MATLAB的AM、DSB系统仿真

白皓文 林君

摘 要：AM、DSB调制是通信系统中最重要的、最基础的调制之一。本文首先分析了AM、DSB调制的原理，然后运用MATLAB仿真平台设计了这两种调制的仿真模型。通过仿真，观察了AM、DSB信号调制过程中各环节的时域和频域波形。最后，在仿真基础上分析比较了这两种调制方式的性能。

关键词：MATLAB;调制方式;AM;DSB

Abstract： AM modulation and DSB modulation is one of the most important and fundamental modulation in communication system. This paper first analyzed the principle of AM modulation and DSB modulation， then used MATLAB simulation platform to design the two kinds of modulation simulation model. The time domain and frequency domain waveforms of AM and DSB signal modulation were observed by simulation. Finally， the performances of the two modulation modes were compared on the basis of simulation.

Keywords： MATLAB;modulation mode;AM;DSB

通信系統中包含两种调制方式，即模拟调制方式和数字调制方式。两种调制方式的调制信号种类不同，但调制的最终目的都是将基带信号转换成适合在给定信道中传输的信号，但调制过程复杂难懂，不便于后续的理解。因此，为了较易理解调制过程，研究者不仅需要具备基本的理论知识，还要利用先进的MALTAB仿真平台[1-2]进行调制参数计算、调制过程的仿真，从而将抽象的理论知识具体化，深入理解调制过程。本文着重研究AM、DSB两种调制方式[3]。

1 AM调幅的MATLAB仿真

1.1 调制的基本概念

调制是将给定的基带信号的信息经过处理加到高频率的载波信号上，使源信号变为适于在给定信道传输的形式的过程，即把源信号的频谱搬移到较高频率上，最后得到的信号称为已调信号，而基带信号也称为调制信号。调制有很多种类，本文介绍的幅度调制属于正弦波调制的一种。

1.2 幅度调制的原理

幅度调制是由基带信号调节高频率载波信号的幅度，使高频率载波信号随基带信号进行线性变换。标准调幅也称为常规双边带调制，简称调幅（AM）。假设基带信号（调制信号）[nt]的平均值为0，为其增加一个直流分量[B]后与载波信号相乘，即可形成调幅信号，其时域表达式为：

1.3 幅度调制的MATLAB仿真

为了方便仿真，假设高频载波表达式为：

以上是AM调制信号的频谱图，研究者选取调制系数[m]=0.5。从图中可以看出，AM调幅信号的频谱是由载波频率分量、上、下边带三部分构成。上边带的频谱结构与原基带信号的频谱结构一致，下边带与上边带相同，只是在频域中的位置不同。因此，AM调幅信号是带有载波分量的双边带信号。在“满调幅”条件下，调制效率的最大值仅为0.33，因此AM信号的利用率比较低。为了研究结果简洁明了，只仿真了正半轴方向的AM调制信号。

2 DSB调制的MATLAB仿真

2.1 DSB调制的原理

在调幅信号中，有用信息不由载波分量携带，信息完全由边带传输，由此诞生了一种调制效率很高的调制方式，即抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB），其时域表达式为：

2.2 双边带调制的MATLAB仿真

为了方便对比差异，研究者选取的调制信号及高频率载波信号的表达式均与AM调幅信号选取的表达式一致，这里的已调信号表达式为：

从时域图上看，AM调幅信号有直流分量[B]，包络与输入源信号成正比，而DSB信号没有直流分量，包络不与基带信号成正比。从频谱图上看，AM信号和DSB信号带宽一致，而DSB信号不存在高频率载波分量，其信号的调制效率为100%，即全部功率用于传输信息，大大提高了信息传输的效率。调制在通信系统中的作用至关重要，其主要作用和目的是：将基带信号（调制信号）变换成适合在信道中传输的已调信号;实现信道的多路复用;改善系统的抗噪声性能。AM设备简单，主要应用于中短波无线电广播，其缺点是功率利用率低，抗干扰能力。DSB设备比较复杂，并且应用范围较少，一般只适用于点对点的专用通信[4]。

3 结语

通过利用MATLAB仿真平台，并结合书本上所学的知识，研究者更好地了解了AM、DSB二种调制之间的差别与联系[5];同时，提高了其实践能力，其更加熟练地掌握MATLAB软件，为以后的编程工作奠定了基础。

参考文献：

[1]张福鼎，郭云均，艾小倩，等.Matlab仿真在通信原理教学中的实践应用研究[J].科教导刊，2018（12）：20-21，39.

[2]周晓兰，张杰.MATLAB在通信系统仿真中的应用[J].计算机技术与发展，2006（9）：166-168.

[3]龚猷龙.基于MATLAB的2PSK系统设计与仿真[J].智库时代，2019（16）：11-12，14.

[4]樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].7版.北京：国防工业出版社，2012.

[5]王强.Matlab在信号与系统课程教学中的应用[J].教育教学论坛，2019（23）：257-258.