ssb的制度增益

ssb 的制度增益篇一：SSB 调制解调过程及系统调制增益通信原理讨论课报告 题目：分析 SSB 调制解调过程及系统调制增益 姓名：郭耀华 学号：1XX4030030 班级：通信工程一班 简述： 单边带调制（英文是 Single-sideband modulation，缩写为 SSB） ，是一种可以更加有效的利用电能和带宽的调幅技术。单边带调制与残留边带调制（VSB）有密切的关系。调幅技术输出的调制信号带宽为源信号的两倍。单边带调制技术可以避免带宽翻倍，同时避免将能量浪费在载波上，不过因为设备变得复杂，成本也会增加。 一单边带调制-种类 按信号频谱形式： 原型单边带独立边带残留单边带 按载频发送电平大小： 载频全抑制制导频制兼容单边带制 二SSB 信号的产生 产生 SSB 信号的方法很多，其中最基本的方法有滤波法和相移法。 用滤波法实现单边带调制的原理图如图 10-3-1 所示，图中的带滤波器。产生 SSB 信号最直观方法的是，将或理想低通特性为单边 设计成具有理想高通特性 的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，即为，产生下边带信号时而滤除另一个边带。产生上边带信号时 即为。 图 10-3-1 SSB 信号的滤波法产生显然，SSB 信号的频谱可表示为 （式 10-3-1） 用滤波法形成 SSB 信号，原理框图简洁、直观，但存在的一个重要问题是单边带滤波器不易制作。这是因为，理想特性的滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。滤波器的实现难度与过渡带相对于载频的归一化值有关，过渡带的归一化值愈小，分割上、下边带就愈难实现。而一般调制信号都具有丰富的低频成分，经过调制后得到的 DSB 信号的上、下边带之间的间隔很窄，要想通过一个边带而滤除另一个，要求单边带滤波器在附近具有陡峭的截止特性即很小的过渡带，这就使得滤波器的设计与制作很困难，有时甚至难以实现。为此，实际中往往采用多级调制的办法，目的在于降低每一级的过渡带归一化值，减小实现难度。 三SSB 信号的带宽、功率和调制效率 从 SSB 信号调制原理图中可以清楚地看出，SSB 信号的频谱是 DSB 信号频谱的一个边带，其带宽为 DSB 信号的一半，与基带信号带宽相同，即 （式 10-3-2） 式中， 为调制信号带宽， 为调制信号的最高频率。 由于仅包含一个边带，因此 SSB 信号的功率为 DSB 信号的一半，即 （式 10-3-3） 显然，因 SSB 信号不含有载波成分，单边带幅度调制的效率也为 100%。 四SSB 信号的解调 从 SSB 信号调制原理图中不难看出，SSB 信号的包络不再与调制信号 成 正比，因此 SSB 信号的解调也不能采用简单的包络检波，需采用相干解调，如图 10-3-2 所示 图 10-3-2 SSB 信号的相干解调此时，乘法器输出 经低通滤波后的解调输出为 （式 10-3-4） 因而可恢复调制信号。 综上所述，单边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；频带宽度只有双边带的一半，频带利用率提高一倍。缺点是单边带滤波器实现难度大。 五SSB 调制系统的性能 （1）求输入信号的解调 对于 SSB 系统，解调器输入信号 与相干载波号为 （式 10-5-5） 相乘，并经低通滤波器滤除高频成分后，得解调器输出信 因此，解调器输出信号功率为 （式 10-5-6） （2）求输入噪声的解调 由于 SSB 信号的解调器与 DSB 信号的相同，故计算SSB 信号输入及输出信噪比的方法也相同。 （式 10-5-7） 只是这里， （3）求为 SSB 信号带宽。 解调器输入信号平均功率为 因为 与 的所有频率分量仅相位不同，而幅度相同，所以两者具有相同 的平均功率。由此，上式变成 （式 10-5-8） 解调器的输入信噪比为 （式 10-5-9） 解调器的输出信噪比为 （式 10-5-10） 因而调制制度增益为 （式 10-5-11） 由此可见，SSB 调制系统的制度增益为 1。这说明，SSB 信号的解调器对信噪比没有改善。这是因为在 SSB 系统中，信号和噪声具有相同的表示形式，所以相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制掉，故信噪比不会得到改善。 DSB 解调器的调制制度增益是 SSB 的二倍。但不能因此就说，双边带系统的抗噪性能优于单边带系统。因为 DSB信号所需带宽为 SSB 的二倍，因而在输入噪声功率谱密度相同的情况下，DSB 解调器的输入噪声功率将是 SSB 的二倍。不难看出，如果解调器的输入噪声功率谱密度有 相同，输入信号的功率也相等， 即，在相同的噪声背景和相同的输入信号功率条件下，DSB 和 SSB 在解调器输出端的信噪比是相等的。这就是说，从抗噪声的观点，SSB 制式和 DSB 制式是相同的。但SSB 制式所占有的频带仅为 DSB 的一半。 六各种模拟调制方式总结 篇二：03 章通信原理习题-答案 习题解答 3-1填空题 （1） 在模拟通信系统中，有效性与已调信号带宽的定性关系是（ 已调信号带宽越小，有效性越 好） ，可靠性与解调器输出信噪比的定性关系是（解调器输出信噪比越大，可靠性越好） 。 （2） 鉴频器输出噪声的功率谱密度与频率的定性关系是（功率谱密度与频率的平方成正比） ，采 用预加重和去加重技术的目的是（提高解调器输出信噪比） 。 DSB、SSB、FM 等 4 个通信系统中， （3） 在 AM、可靠性最好的是（FM） ，有效性最好的是（SSB） ， 有效性相同的是（AM 和 DSB） ，可靠性相同的是（DSB、SSB） 。 （4） 在 VSB 系统中，无失真传输信息的两个条件是：（相干解调） 、 （系统的频率特性在载频两 边互补对称） 。 （5） 某调频信号的时域表达式为10cos(2?106t?5sin103?t)，此信号的载频是（106）Hz，最大 频偏是（2500）Hz，信号带宽是（6000）Hz，当调频灵敏度为 5kHz/V 时，基带信号的时域表达式为（?t） 。 3-2根据题 3-2 图（a）所示的调制信号波形，试画出 DSB 及 AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。 解：设载波 s(t)?sin?ct， （1）DSB 信号 sDSB(t)?m(t)s(t)的波形如题 3-2 图（b）,通过包络后的输出波形为题 3-2 图（c)。 （2）AM信号 sAM(t)?m0?m(t)sin?ct，设 m0?m(t)max，波形如题3-2 图（d）,通过包络后的输出波形为题 3-2 图（e)。 DSB 解调信号已严重失真，结论：故对 DSB 信号不能采用包络检波法；而 AM 可采用此法恢复 。 题 3-2 图（a） 题 3-2 图(b)、(c)、(d)和 (e)3-3已知调制信号 m(t)?cos(XX?t)?cos(4000?t)，载波为 cos104?t，进行单边带调制,试确定该单边带信号的表示式，并画出频谱图。 解法一：(来自: 小龙 文档 网:ssb 的制度增益)若要确定单边带信号，需先求得 m(t)的希尔波特变换 ?(t)?cos(XX?t?)?cos(4000?t?)m22 ?sin(XX?t)?sin(4000?t) ? 故上边带信号 sUSB(t)? 11 ?(t)sin?ctm(t)cos?ct?m 22 11 ?cos(1XX?t)?cos(14000?t)2211 ?(t)sin?ctm(t)cos?ct?m 22 11 ?cos(8000?t)?cos(6000?t)22 下边带信号为 sLSB(t)? 其频谱图如题 2-3 图所示。 题 3-3 图 解法二： 先产生 DSB 信号，然后经过边带滤波器，产生 SSB 信号。3-4已知 m(t)的频谱如题 3-4 图（a） ，试画出单边带调制相移法中各点频谱变换关系。 H H 题 3-4 图（a） 题 3-4 图（b）解：设调制信号为 m(t)，则 m(t)?M(?)。相移法产生SSB 信号的原理图如题 3-4 图(b)所示。 SSB 信号的时域表示式为： 11 ?(t)sin?ct sSSB(t)?m(t)cos?ct?m 22 ?(?)为： ?(t)是 m(t)的希尔伯特变换，其傅里叶变换 M 式中， “+”为下边带， “”为下边带。m ?(?)?H(?)?M(?)?jsgn?M(?) Mh 式中，Hh(?)?jsgn?为希尔伯特滤波器的传递函数， ?1, sgn? ?1, ?0?0 为符号函数 各点频谱变换关系如题 3-4 图(c)所示。 c c ccc 题 3-4 图（c） c 3-5将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此信号的传输函数 H(?)如题 3-5 图所示（斜线段为直线） 。当调制信号为 m(t)?Asin(100?t)?sin(6000?t)时，试确定所得残留边带信号的表达式。 解：设调幅波 sm(t)?A0?m(t)cos?ct 题 3-5 图 A0?m(t)maxsm(t)?Sm(?) 根据残留边带滤波器在 fc 处具有互补对称特性，从H(?)图上可知载波 fc?10kHz，因此载波为 cosXX0?t。故有 sm(t)?A0?m(t)cosXX0?t ?A0cosXX0?t?Asin100?t?sin6000?tcosXX0?t?A0cosXX0?t? A sinXX0?t?sin19900?t?sin26000?t?sin14000?t2 Sm(?)?A0?(?XX0?)?(?XX0?) j?A ?(?XX0?)?(?XX0?)?(?19900?)?(?19900?) 2 ?(?26000?)?(?26000?)?(?14000?)?(?14000?)? 残留边带信号为 f(t)，且 f(t)?F(?)，则 F(?)?Sm(?)H(?) 由题 3-5 图可得 f?10kHz 时,f?时,f?时,f?13kHz 时,f?7kHz 时,H(?)? H(?)?(?)? H(?)?1H(?)?0 故 F(?)? ?(?XX0?)?(?XX0?)2 j?A ?(?XX0?)?(?XX0?)?(?19900?)?(?19900?)2 ?(?26000?)?(?26000?) ?A0 f(t)? 1A A0cosXX0?t?t?t?sin26000?t 22 3-6设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度?10?3W/Hz，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号 m(t)的频带限制在 5kHz，而载波为 100kHz，已调信号的功率为 10kW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问： （1）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性 H(?)？（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？ （3）解调器输出端的信噪功率比为多少？ （4）求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。 解：（1）为了保证信号顺利通过及尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度应等于已调信号的带宽，即B?2fm?2?5?10kHz，其中心频率为 100 kHz，故有 ?K H(?)? ?0 其中 K 为常数。 （2） Si?10(kHz) 95kHz?f?105kHz 其他 Ni?2n0B?2?10?3?10?103?10(W) 故输入信噪比为 Si ?1000 Ni （3）因为抑制载波双边带系统的调制制度增益为GDSB?2 故输出信噪比： SoS ?2i?XX NoNi （4）根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声的功率关系，有 No? 故输出噪声功率谱密度为： Pno(f)? 1 Ni?(W) 4 No ?10?3(W/Hz) 2fm 题 3-6 图 如图题 3-6 图所示。 3-7若对某一信号用 DSB 进行传输，设加至接收机的调制信号 m(t)的功率谱密度为?nmf? Pm(f)?2fm ?0? f?fmf?fm 试求： （1）接受机的输入信号功率； （2）接受机的输出信号功率； （3）若叠加于 DSB 信号的白噪声具有双边功率谱密度为 n0/2，设解调器的输出端接有截止频率为 fm 的理想低通滤波器，那么，输出信噪功率比为多少？ 解：（1）设双边带信号 sm(t)?m(t)cos?ct，则输入信号功率 112 Si?sm(t)?m2(t)? 22 fm?fm Pm(f)df? 1? ?22? fm0 ?1?1nm?1 df?fmnm?fmnm 2fm?2?2?4 1 （2）双边带信号采用相干解调的输出为 mo(t)?m(t)，故输出信号功率 2 112 So?mo(t)?m2(t)?fmnm 48 （3）因 Ni?n0B,B?2fm，则 No?故输出信噪比为： So1nm ? No4n0 111 Ni?n0B?n0fm 442 3-8设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度?10?3W/Hz，在该信道中传输振幅调制信号，并设调制信号m(t)的频带限制在 5kHz，而载频是 100kHz，边带功率为10kW。载波功率为 40kW。若接收机的输入信号先经过一个合适的理想带通滤波器，然后再加至包络检波器进行解调。试求： （1）解调器输入端的信噪功率比； （2）解调器输出端的信噪功率比； （3）制度增益 G。 解： （1） Si?Pc?Ps?40?10?50kW Ni?2n0B?2?10?3?2?5?103?10W 故 Si ?5000(37dB)Ni （2） 1 So?m2(t)?2?m2(t)?2Ps?20kW 2 No?Ni?2n0B?10W So ?XX(33dB)No So/NoXX2 ? Si/Ni50005 故 （3)根据调制制度增益的定义: G? 3-9设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度?10?3W/Hz，在该信道中传输抑制载波的单边（上 篇三：通信原理复习材料题型:选择题(20 分 10 题),填空题(20 分,10 题),简答题(10 分,2 题),计算题(50 分,5 题) 第一章： 1.模拟数字通信系统模型各部分功能；数字通信特点；通信方式示意图 2.信息量计算 3.通信系统主要性能指标 1-4 1-5 第二章 1 常见信号傅里叶变换，如冲激函数，正余弦信号，直流信号，门函数 2 功率谱密度计算 2-7 第三章 1.平稳随机过程通过线性系统输出过程的统计特性 2.维纳辛钦定理 3-13 3-14 第 4 章 连续信道容量计算 书例题 4-2 作业 4-7 第 5 章 1.调幅信号表达式,调制器框图，解调框图,带宽计算，功率计算 2.双边带信号表达式, 调制器框图，调制器框图，频谱,解调框图,带宽计算，功率计算 3.单边带信号表达示,频谱,解调框图,带宽计算，功率计算 4.残留边带信号频谱,解调框图 5. 什么是门限效应？ 信号表达示, 功率计算,调制指数(调相指数)计算, 信号表达示,功率计算,调制指数(调频指数)计算, 带宽 9. 采用预加重/去加重技术可达到什么为什么？为什么？ 10.各种模拟调制系统比较（包含 DSB，SSB 制度增益，二者系统性能比较） 第 6 章 1.常见数字基带信号波形 2.常用的传输码型如 AMI,HDB3 的编译码，以及他们的特点 4.码间串扰概念,无码间串扰的时域条件频域条件,奈奎斯特带宽,奈奎斯特速率,基带系统极 限频带利用率 5.余弦滚降系统与理想低通系统比较 6.眼图概念，眼图模型 7. 第一类部分响应编码基带传输系统的原理框图, 预编码器和相关编码器输出的信号序列。 判决规则 8部分响应系统中差错传播产生的原因？ 9.数字基带传输系统中，造成误码的主要因素和产生原因？ 6-76-10 6-11 6-12 第 7 章 信号波形，解调框图及各点时间波形 ，带宽 信号波形，带宽 信号波形，带宽， 信号波形，解调框图及各点时间波形，带宽5.以上四种信号传递数字信息的参量 7.二进制数字调制系统性能比较 7-2 7-6 7-7 7-20 第 9 章 信号特点 2.低通以及带通信号抽样定理应用，计算？ 压缩律 U 压缩律以及近似算法 定义 折线 A 律编码，译码 6. 增量调制原理方框图；系统中的量化噪声；译码器最大跟踪斜率； 7. PCM 一次群帧结构 9-9 9-10 例题： 1. 若输入样值为-1250 个量化单位，试用逐次比较法求出 13 折线 A 律特性编码 12500，为负， C1 = 0 1250 在（10242048）之间，即在 第 8 段， C2C3 C4= 111 1250-1024246= 3(2048-1024)/1664 3?(0011）2 C5C6 C7 C8 = 0011 故，编码输出应为 01110011。 2.采用 A 压缩律编解