现代通信原理031汇编

1、 7/31/20212 单边带调制（SSB）中只传输双边 带调幅信号中的一个边带，因而频道利 用率提高一倍。必须采用相干解调才能 恢复信号。 残留边带调制（VSB）从频域上来 看是介于DSB-SC与SSB之间的一种调制 方式，它保留了一个边带和另一边带的 一部分。 7/31/20213 单元学习提纲单元学习提纲 （1）输入为单频信号时，上述调制 方式的时域和频域表达式以及它们的调 制方法； （2） 包络检波和相干解调原理； （3） 单边带信号的相移法产生； （4） 残留边带信号滤波法形成及互 补特性； （5） 线性调制的调制和解调的一般 模型； 7/31/20214 （6） 加性白色高斯噪声（

2、AWGN） 信道中，线性调制系统采用相干解调时 的抗噪声性能； （7） 定性地了解常规调幅包络检波 在低信噪比时出现的门限效应； 模拟调制在广播、电视中的应用。 7/31/20215 第三章 幅度调制 载波调制(Carrier Modulation)： 将载波变换为一个载有信息的已调信号. 解调(De-Modulation)： 接收端从已调信号中恢复基带信号. 7/31/20216 7/31/20217 3.1 3.1 常规双边带调幅(AM)(AM) 一.AM .AM 的时域表示 幅度调制用基带信号f(t)去迫使高频载波 的瞬时幅度随f(t)的变化而变化. 其中c 为载波角频率; c 为载波起

3、始相位; A0 为载波幅度 7/31/20218 7/31/20219 7/31/202110 为防止过调制现象的出现,必须满足A0+f(t)0, 即,|f(t)|maxA0 7/31/202111 当调制信号为单频余弦时 令 f(t)=Amcos(mt+m) 则 SAM(t)=A0+ Amcos(mt+m)cos(ct+c) =A01+Amcos(mt+m)cos(ct+c) 其中Am=Am/A01，称为调幅指数。 7/31/202112 2调制信号为确定信号时，已调信号的频谱 SAM(t)=A0+f(t)cos(ct+c) =A0+f(t)ej(ct+c)+ e-j(ct+c) 已知f(t

4、)的频谱为F(),由付里叶变换 FA0=2A0() Ff(t)ejct=F(-C) Ff(t)e-jct=F(+C) 7/31/202113 由此可得S AM()=(1/2)2A0(-C)+F(- C)ejc+(1/2)2A0(+C)+F(+C)e-jc 令c =0，则 SAM()=A0(-C)+(1/2)F(-C) +A0(+C)+(1/2)F(+C) 调制前后的频谱如图3-2所示。 7/31/202114 7/31/202115 7/31/202116 7/31/202117 7/31/202118 我们也可以用频域卷积来分析，得到与上式相 同的结果。 由付氏变换理论可知，时域相乘对应于频

5、域卷 积。因此，若c则有 SAM(t)=A0+f(t)cosct=m(t)C(T) SAM()=(1/2)M()*C() 其中m(t)=A0+f(t) C(T)=cosct 它们的付氏变换分别为 M（）=Fm(t)=2A0()+F() C（）=Fcosct=(-C)+(+C) 7/31/202119 所以 SAM() =(1/2)(-C)+(+C)*2A0()+F() =A0(-C)+(+C) +(1/2)F(-C)+F(+C) 7/31/202120 3、功率分配 常规双边带调幅信号在1电阻上的平均功率应等 于SAM（t）的均方制。当f(t)为确知信号时，SAM（t） 的均方值即为其平方的时

6、间平均，即 SAM= ES2AM（t） = EA0+f(t)2cos2ct = EA02cos2ct + Ef2(t)cos2ct+E2A0f(t)cos2ct 7/31/202121 设调制信号没有直流分量，即Ef(t)=0 此外，cos2ct=1/21+cos2ct Ecos2ct=0 所以 SAM=（A02/2）+（f2(t)/2）=Sc+Sf 其中Sc=为载波功率，Sf=为边带功率。 边带功率部分为有效功率，所以定义调制 效率为AM 7/31/202122 当调制信号为单频余弦时， Ef2(t)=EAm2cos2(mt) =EAm2+ EAm2cos（2mt) =Am2/2 在临界调制

7、条件下， AM=1 A0=Am AM=（Am2/2）/（Am2+Am2/2）=（1/3） 7/31/202123 在各种调制信号中，调制效率最高的是幅度为 A0的方波， AM=0.5。 7/31/202124 4、调制信号为随机信号时已调信号的功率谱密度 一般情况下，调制信号是随机信号，所以要讨论 随机信号的情况。 通信中，调制信号通常是平稳随机过程。其功率 谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。 7/31/202125 二.常规双边带调幅的调制过程 1.幅度调制的基本模型 2. 调制方式 7/31/202126 7/31/202127 平衡调制器,可以完成乘法器运算， 实现平衡调制。 7

8、/31/202128 环行调制器也可以完成乘法运算， 实现抑制载波的双边带调幅。 7/31/202129 7/31/202130 五.解调 1、相干解调 7/31/202131 1) 相位差 乘法器的输入是：SAM(t)=A0+f(t)cos(ct+c) ； Cd(t)=cos(ct+) 乘法器的输出是：Sp(t)=SAM(t)Cd(t) =A0+f(t)cos(ct+c)cos(ct+) =A0+f(t)cos(c-)+cos(2ct+c+)/2 用LPF 滤除2c 的分量： Sd(t)=A0+f(t)cos(c-)/2 采用相位相干(Phase-coherent)/同步(Synchrono

9、us) 解调，锁相环技术。 7/31/202132 2) 频率差 本地载波 Cd(t)=cos(ct+ t +c) 输出 Sd(t)=A0+f(t)cost/2 2.非相干解调包络检波(Envelope Detection) 7/31/202133 7/31/202134 常规双边带调幅信号的频谱中，存在着载波 分量，这一部分载波不传递任何信息，传输效率 低，能量耗费大，并干扰其它信道的信号，通常 只在对线性要求较高的模拟通信中使用。 为了提高效率，较少干扰，引出了抑制载波 双边带调幅。 7/31/202135 3.2 3.2 抑制载波抑制载波双边带调幅(DSB-AM)(DSB-AM) 一. 时、频域表示 时域SDSB(t)=f(t)cos(ct+c) 7/31/2021