建筑通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)-2

1、2 2 通信與通信網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)通信與通信網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)2.1 2.1 信號(hào)信號(hào) 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.3 2.3 通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)概述2.4 2.4 信道信道2.5 2.5 物理層接口物理層接口2.6 2.6 通信網(wǎng)絡(luò)概念通信網(wǎng)絡(luò)概念2.7 2.7 網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)體系網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)體系 本章重點(diǎn)：概念本章重點(diǎn)：概念2.1 2.1 信號(hào)信號(hào) 2.1.1 2.1.1 通信與電通信通信與電通信 2.1.2 2.1.2 數(shù)據(jù)與信號(hào)數(shù)據(jù)與信號(hào)2.1.3 2.1.3 信號(hào)強(qiáng)度的分貝度量（重點(diǎn)）信號(hào)強(qiáng)度的分貝度量（重點(diǎn)）2.1.4 2.1.4 信號(hào)的頻譜信號(hào)的頻譜2.1.5 2.1.5 噪聲

2、與信噪比噪聲與信噪比2.1 2.1 信號(hào)信號(hào)本節(jié)學(xué)習(xí)要求本節(jié)學(xué)習(xí)要求 1 1 了解通信的概念了解通信的概念 2 2 了解數(shù)據(jù)與信號(hào)的概念了解數(shù)據(jù)與信號(hào)的概念3 3 掌握信號(hào)強(qiáng)度的分貝度量（重點(diǎn)）掌握信號(hào)強(qiáng)度的分貝度量（重點(diǎn)）4 4 了解信號(hào)的頻譜的概念了解信號(hào)的頻譜的概念5 5 了解噪聲與信噪比的概念了解噪聲與信噪比的概念2.1 2.1 信號(hào)信號(hào) 通信：互通消息。通信：互通消息。 消息：事物的原始表達(dá)，其有效內(nèi)容為信息。消息：事物的原始表達(dá)，其有效內(nèi)容為信息。 電通信：采用電磁波作為消息的載體的通信方式，簡(jiǎn)稱電電通信：采用電磁波作為消息的載體的通信方式，簡(jiǎn)稱電信。信。2.1 2.1 信號(hào)信號(hào)2

3、.1.1 2.1.1 通信與電通信通信與電通信1. 1. 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 承載消息的實(shí)體，如數(shù)字、字母、符號(hào)等。承載消息的實(shí)體，如數(shù)字、字母、符號(hào)等。 適合傳輸、分析和處理。適合傳輸、分析和處理。2. 2. 信號(hào)信號(hào) 數(shù)據(jù)的電磁表達(dá)形式。數(shù)據(jù)的電磁表達(dá)形式。 模擬信號(hào)：幅值連續(xù)，時(shí)間可連續(xù)，也可離散。模擬信號(hào)：幅值連續(xù)，時(shí)間可連續(xù)，也可離散。 數(shù)字信號(hào)：時(shí)間上離散，幅值也離散。數(shù)字信號(hào)：時(shí)間上離散，幅值也離散。2.1 2.1 信號(hào)信號(hào)2.1.2 2.1.2 數(shù)據(jù)與信號(hào)數(shù)據(jù)與信號(hào) 分貝：用對(duì)數(shù)表示信號(hào)電磁參量的相對(duì)大小。分貝：用對(duì)數(shù)表示信號(hào)電磁參量的相對(duì)大小。 電平：用分貝表示的信號(hào)強(qiáng)度。電平：用分貝

4、表示的信號(hào)強(qiáng)度。1. 1. 分貝的定義分貝的定義0lg10PPSP其中，其中，S SP P信號(hào)的功率電平，信號(hào)的功率電平，dBdB； P P被測(cè)點(diǎn)的實(shí)際信號(hào)功率，被測(cè)點(diǎn)的實(shí)際信號(hào)功率，W W。 P P0 0選定的功率參考值，選定的功率參考值，W W。 S SU U信號(hào)的電壓電平，信號(hào)的電壓電平，dBdB； U U被測(cè)點(diǎn)的實(shí)際信號(hào)電壓，被測(cè)點(diǎn)的實(shí)際信號(hào)電壓，V V。 U U0 0選定的電壓參考值，選定的電壓參考值，V V。0202lg20lg10UUUUSU2.1 2.1 信號(hào)信號(hào)2.1.3 2.1.3 信號(hào)強(qiáng)度的分貝度量信號(hào)強(qiáng)度的分貝度量2. 2. 參考值的選取參考值的選取 信號(hào)電平的大小取決

5、于參考值的選取。信號(hào)電平的大小取決于參考值的選取。 以以1V1V為基準(zhǔn)的分貝值記作為基準(zhǔn)的分貝值記作dBVdBV，即，即20lg(U/1V)20lg(U/1V)。 例如：信號(hào)電壓為例如：信號(hào)電壓為1V1V，其電平為，其電平為: : 20lg(1 20lg(110106 6V/1V)=120 dBVV/1V)=120 dBV3. 3. 數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系 電壓加倍：電壓加倍： SSU U = 20lg2 = 6dB = 20lg2 = 6dB 電壓翻兩翻：電壓翻兩翻： SSU U = 20lg(2 = 20lg(22) = 12dB2) = 12dB 電壓增為十倍：電壓增為十倍：SSU U = 2

6、0lg10 = 20dB = 20lg10 = 20dB 電壓增為百倍：電壓增為百倍：SSU U = 20lg100 = 40dB = 20lg100 = 40dB 功率加倍：功率加倍： SSP P = 10lg2 = 3dB = 10lg2 = 3dB 2.1 2.1 信號(hào)信號(hào)2.1.3 2.1.3 信號(hào)強(qiáng)度的分貝度量信號(hào)強(qiáng)度的分貝度量 根據(jù)傅里葉定理，任何一個(gè)滿足狄利克雷條件的信號(hào)波形，都根據(jù)傅里葉定理，任何一個(gè)滿足狄利克雷條件的信號(hào)波形，都是由不同頻率、不同幅值、不同相位角的正弦波線性疊加構(gòu)成的是由不同頻率、不同幅值、不同相位角的正弦波線性疊加構(gòu)成的。)sincos(2)(1110tnb

7、tnaatfnnnTttdttfTa00)(20TttntdtntfTa001cos)(2周期信號(hào)：各頻率離散、頻譜離散。周期信號(hào)：各頻率離散、頻譜離散。非周期信號(hào)：在部分區(qū)間各頻率連續(xù)，頻譜連續(xù)。非周期信號(hào)：在部分區(qū)間各頻率連續(xù)，頻譜連續(xù)。TttntdtntfTb001sin)(2T212.1 2.1 信號(hào)信號(hào)2.1.4 2.1.4 信號(hào)的頻譜信號(hào)的頻譜1. 1. 噪聲的來源噪聲的來源 內(nèi)部噪聲：通信系統(tǒng)內(nèi)載流子的各種運(yùn)動(dòng)和變化所產(chǎn)生，又稱內(nèi)部噪聲：通信系統(tǒng)內(nèi)載流子的各種運(yùn)動(dòng)和變化所產(chǎn)生，又稱為本底噪聲；為本底噪聲； 外部噪聲：通信系統(tǒng)以外的電磁能量，以各種方式耦合到通信外部噪聲：通信系統(tǒng)以

8、外的電磁能量，以各種方式耦合到通信系統(tǒng)中所產(chǎn)生。系統(tǒng)中所產(chǎn)生。2. 2. 噪聲的危害噪聲的危害 A. A. 使接收者誤解原始信號(hào)，甚至完全不能理解原始信號(hào)；使接收者誤解原始信號(hào)，甚至完全不能理解原始信號(hào)； B. B. 使接收電路不能正常工作；使接收電路不能正常工作； C. C. 導(dǎo)致通信系統(tǒng)效率降低。導(dǎo)致通信系統(tǒng)效率降低。2.1 2.1 信號(hào)信號(hào)2.1.5 2.1.5 噪聲與信噪比噪聲與信噪比3. 3. 信噪比信噪比 反映噪聲對(duì)信號(hào)影響程度的參數(shù)，也是衡量信號(hào)質(zhì)量反映噪聲對(duì)信號(hào)影響程度的參數(shù)，也是衡量信號(hào)質(zhì)量的指標(biāo)之一。的指標(biāo)之一。NSNSSSPPSNRlg10其中，其中，SNRSNR信噪比，

9、信噪比，dBdB； P PS S信號(hào)功率，信號(hào)功率，W W。 P PN N噪聲功率，噪聲功率，W W。 S SS S信號(hào)電平，信號(hào)電平，dBdB； S SN N噪聲電平，噪聲電平，dBdB。2.1 2.1 信號(hào)信號(hào)2.1.5 2.1.5 噪聲與信噪比噪聲與信噪比 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制 2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1 1 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅 2 2 雙邊帶調(diào)制雙邊帶調(diào)制 3 3 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制 4 4 殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制 2.2.2 2.2.2 模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制 1 1 抽樣抽樣 2 2 量化量化

10、 3 3 編碼編碼2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制本節(jié)學(xué)習(xí)要求本節(jié)學(xué)習(xí)要求 本節(jié)是本章的重點(diǎn)本節(jié)是本章的重點(diǎn) 1 1 掌握調(diào)制的概念；掌握調(diào)制的概念；2 2 掌握模擬線性調(diào)制及解調(diào)模型；掌握模擬線性調(diào)制及解調(diào)模型；3 3 了解調(diào)制及解調(diào)信號(hào)波形；了解調(diào)制及解調(diào)信號(hào)波形；4 4 掌握模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制過程掌握模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制過程5 5 了解各種調(diào)制方式的用途了解各種調(diào)制方式的用途2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制1. 1. 調(diào)制的概念調(diào)制的概念(1) (1) 調(diào)制調(diào)制 把基帶信號(hào)的頻譜搬移到一較高的頻率范圍以適應(yīng)信把基帶信號(hào)的頻譜搬移到一較高的頻率范圍以適應(yīng)信道的頻率傳輸特性的過

11、程。道的頻率傳輸特性的過程。 基帶信號(hào)：基帶信號(hào)：信息源發(fā)出的沒有經(jīng)過調(diào)制的原始電信號(hào)，信息源發(fā)出的沒有經(jīng)過調(diào)制的原始電信號(hào)，其特點(diǎn)是頻率較低，信號(hào)頻譜從零頻附近開始，具有低通其特點(diǎn)是頻率較低，信號(hào)頻譜從零頻附近開始，具有低通形式。形式。 (2) (2) 頻帶信號(hào)頻帶信號(hào) 調(diào)制后的信號(hào)。調(diào)制后的信號(hào)。(3) (3) 解調(diào)解調(diào) 從頻帶信號(hào)中恢復(fù)出原來基帶信號(hào)的過程。從頻帶信號(hào)中恢復(fù)出原來基帶信號(hào)的過程。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制1. 1. 調(diào)制的概念調(diào)制的概念2. 2. 調(diào)制的目的調(diào)制的目的 A. A. 信道傳輸頻率特性的需要；信道傳輸頻率特性的需要； B. B. 實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用；實(shí)現(xiàn)

12、信道復(fù)用； C. C. 通過調(diào)制來改善系統(tǒng)的抗噪聲性能；通過調(diào)制來改善系統(tǒng)的抗噪聲性能； D. D. 通過調(diào)制來提高系統(tǒng)的頻帶利用率。通過調(diào)制來提高系統(tǒng)的頻帶利用率。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2. 2. 調(diào)制的目的調(diào)制的目的 3. 3. 模擬調(diào)制模型模擬調(diào)制模型 設(shè)調(diào)制信號(hào)為設(shè)調(diào)制信號(hào)為m(tm(t) )，載波信號(hào)為，載波信號(hào)為c(tc(t) )，即：，即： c(t) = Acos(c(t) = Acos(c ct +t +c c) ) 其中，其中，A A載波的幅度；載波的幅度； c c載波的角頻率；載波的角頻率； c c載波的初相位。載波的初相位。 調(diào)制后的信號(hào)一般可以表示為調(diào)制

13、后的信號(hào)一般可以表示為 ： s(t) = A(t)coss(t) = A(t)cosc ct t +(t)+ +(t)+c c 其中，其中，A(t)A(t)載波的瞬時(shí)幅度；載波的瞬時(shí)幅度； (t(t) )載波的相位偏移；載波的相位偏移；調(diào)制調(diào)制m(t)m(t)s(t)s(t)c(t)c(t)模擬調(diào)制模型模擬調(diào)制模型 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制3. 3. 模擬調(diào)制的模型模擬調(diào)制的模型)()()()()()()(FMPMVSBSSBDSBAM頻率調(diào)制頻率調(diào)制相位調(diào)制相位調(diào)制角度調(diào)制角度調(diào)制非線性調(diào)制非線性調(diào)制殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制雙邊帶調(diào)制雙邊帶調(diào)制常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅

14、線性調(diào)制（幅度調(diào)制）線性調(diào)制（幅度調(diào)制）模擬調(diào)制模擬調(diào)制2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制3. 3. 模擬調(diào)制的模型模擬調(diào)制的模型1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅(Amplitude Modulation(Amplitude Modulation，AM)AM)(1) (1) 定義定義 如果調(diào)制信號(hào)為如果調(diào)制信號(hào)為m(t)m(t)，它的平均值為，它的平均值為0 0，m(t)m(t)加上一個(gè)直流分量加上一個(gè)直流分量m m0 0后對(duì)載波的幅度進(jìn)行調(diào)制，得到的已調(diào)信號(hào)稱為后對(duì)載波的幅度進(jìn)行調(diào)制，得到的已調(diào)信號(hào)稱為常規(guī)調(diào)幅信號(hào)常規(guī)調(diào)幅信號(hào)，又稱，又稱完全調(diào)幅信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)。完全調(diào)幅信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)。

15、 已調(diào)信號(hào)的表達(dá)式為：已調(diào)信號(hào)的表達(dá)式為：s sAMAM(t(t) = m) = m0 0 + m(t)cos( + m(t)cos(c ct t + +c c) ) 其中，其中，c c載波信號(hào)的角頻率；載波信號(hào)的角頻率； c c載波信號(hào)的初始相位；載波信號(hào)的初始相位； s sAMAM(t(t) )常規(guī)調(diào)幅信號(hào)。常規(guī)調(diào)幅信號(hào)。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅(2) (2) 調(diào)制信號(hào)波形調(diào)制信號(hào)波形A. A. 時(shí)域波形時(shí)域波形 已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)成正比。信號(hào)成正比。

16、 此時(shí)采用包絡(luò)檢波的方此時(shí)采用包絡(luò)檢波的方法就可以很好地恢復(fù)出原始法就可以很好地恢復(fù)出原始的調(diào)制信號(hào)。的調(diào)制信號(hào)。 時(shí)當(dāng)max0)(tmm a.a.2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅 會(huì)出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象，已會(huì)出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象，已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)不再成正比，此時(shí)采用包不再成正比，此時(shí)采用包絡(luò)檢波的方法解調(diào)就會(huì)出絡(luò)檢波的方法解調(diào)就會(huì)出現(xiàn)失真?，F(xiàn)失真。 可見，可見，m m0 0與與m(t)m(t)的關(guān)系的關(guān)系是常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的重要特是常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的重要特征。征。 時(shí)當(dāng)max0)(

17、tmm b.b.2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅B. B. 單頻余弦函數(shù)調(diào)制信號(hào)單頻余弦函數(shù)調(diào)制信號(hào) 當(dāng)當(dāng)m(t) = mcos(m(t) = mcos(m mt+t+m m) ) 時(shí)，即調(diào)制信號(hào)為單頻余弦函數(shù)時(shí)，時(shí)，即調(diào)制信號(hào)為單頻余弦函數(shù)時(shí)，調(diào)幅信號(hào)則為：調(diào)幅信號(hào)則為： s sAMAM(t(t) = m) = m0 0+mcos(+mcos(m mt+t+m m)cos()cos(c ct+t+c c) ) = m = m0 01+1+AMAMcos(cos(m mt+t+m m)co

18、s()cos(c ct+t+c c) ) 0mmAM-調(diào)幅系數(shù)調(diào)幅系數(shù)( (調(diào)制度調(diào)制度) )其中，其中，2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅對(duì)于一般的調(diào)制信號(hào)對(duì)于一般的調(diào)制信號(hào)m(t)m(t)，調(diào)幅系數(shù)為：，調(diào)幅系數(shù)為： 0max)(mtmAM 當(dāng)當(dāng)AMAM 1 1 1 時(shí)，稱為過調(diào)幅。時(shí)，稱為過調(diào)幅。 考慮器件的線性范圍，通常取考慮器件的線性范圍，通常取AMAM =30% =30%60%60%。 0mmAM2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制

19、模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅0.50.5 m m0 0 s sAMAM( () ) -c c0 0 c c 常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜 C. C. 頻域波形頻域波形 令令c c=0=0，m(t)m(t)的頻譜為的頻譜為M()M()，由傅立葉變換得：，由傅立葉變換得： s sAMAM()=m)=m0 0(-(-c c)+ (+)+ (+c c) +0.5 M(- +0.5 M(-c c)+ M(+)+ M(+c c) ) M()M() 0 0 調(diào)制信號(hào)的頻譜調(diào)制信號(hào)的頻譜 1 12.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)

20、制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅 結(jié)論：結(jié)論：a. a. 已調(diào)信號(hào)的頻譜和調(diào)制信號(hào)的頻譜已調(diào)信號(hào)的頻譜和調(diào)制信號(hào)的頻譜在形狀上完全一樣，其區(qū)別在于沿頻在形狀上完全一樣，其區(qū)別在于沿頻率軸的位置不同。率軸的位置不同。b. b. 在載波頻率在載波頻率c c處有沖激函數(shù)，處有沖激函數(shù)，表示已調(diào)信號(hào)的頻譜中有載波分量存表示已調(diào)信號(hào)的頻譜中有載波分量存在。在。0.50.5 m m0 0 s sAMAM( () ) -c c0 0 c c 常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜 M()M() 0 0 調(diào)制信號(hào)的頻譜調(diào)制信號(hào)的頻譜 1 12.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1

21、2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅c. c. 在在c c的兩側(cè)有兩個(gè)對(duì)稱的邊帶，通常稱外側(cè)的邊帶為的兩側(cè)有兩個(gè)對(duì)稱的邊帶，通常稱外側(cè)的邊帶為上邊帶上邊帶，內(nèi)，內(nèi)側(cè)的邊帶為側(cè)的邊帶為下邊帶下邊帶。 d. d. 常規(guī)調(diào)幅信號(hào)是雙邊帶信號(hào)，已調(diào)信號(hào)的頻帶寬度是調(diào)制信號(hào)最高常規(guī)調(diào)幅信號(hào)是雙邊帶信號(hào)，已調(diào)信號(hào)的頻帶寬度是調(diào)制信號(hào)最高頻率頻率f fH H的兩倍。即：的兩倍。即：B BAMAM=2W=2WM()M() 0 0 調(diào)制信號(hào)的頻譜調(diào)制信號(hào)的頻譜 1 10.50.5 m m0 0 s sAMAM( () ) -c c0 0 c c 常規(guī)調(diào)幅信號(hào)

22、的頻譜常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜 上邊帶上邊帶上邊帶上邊帶下邊帶下邊帶2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅(3) (3) 調(diào)制功率與調(diào)制效率調(diào)制功率與調(diào)制效率A. A. 調(diào)制功率調(diào)制功率 設(shè)信號(hào)作用在設(shè)信號(hào)作用在11電阻上的平均功率為電阻上的平均功率為P PAMAM，P PAMAM為已調(diào)信號(hào)的均方為已調(diào)信號(hào)的均方值，即：值，即： )(2tsPAMAM其中：其中：P Pc c = m= m0 02 2/2 /2 載波功率，與調(diào)制信號(hào)無關(guān)；載波功率，與調(diào)制信號(hào)無關(guān)；2)(2tmPm邊帶功率，與調(diào)制信號(hào)有關(guān)

23、。邊帶功率，與調(diào)制信號(hào)有關(guān)。 0)(tm因?yàn)椋阂驗(yàn)椋簃cAMPPtmmP2)(2220ttmmttmtmccc2022220cos)(2cos)(cos2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅B. B. 調(diào)制效率調(diào)制效率)()(2202tmmtmPPPPPmcmAMmAM對(duì)于單頻余弦的調(diào)制信號(hào)，有對(duì)于單頻余弦的調(diào)制信號(hào)，有 2,25 . 0)(mtm此時(shí)：此時(shí)： 222,202,22AMAMAMmmma. a. 在滿調(diào)幅的臨界狀態(tài)時(shí)在滿調(diào)幅的臨界狀態(tài)時(shí)AMAM =1 =1，此時(shí)調(diào)制效率的最大值為，

24、此時(shí)調(diào)制效率的最大值為1/31/3。常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的調(diào)制效率很低，這是因?yàn)檩d波分量沒有攜帶信息但占常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的調(diào)制效率很低，這是因?yàn)檩d波分量沒有攜帶信息但占據(jù)大部分功率。據(jù)大部分功率。b. b. 載波分量對(duì)于傳輸信息來說毫無意義，但載波分量的存在使得解載波分量對(duì)于傳輸信息來說毫無意義，但載波分量的存在使得解調(diào)可以采用包絡(luò)檢波，不僅電路簡(jiǎn)單，而且解調(diào)后的信號(hào)比相干解調(diào)調(diào)可以采用包絡(luò)檢波，不僅電路簡(jiǎn)單，而且解調(diào)后的信號(hào)比相干解調(diào)時(shí)幅度大時(shí)幅度大1 1倍。倍。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅(

25、4) (4) 常規(guī)調(diào)幅調(diào)制與解調(diào)常規(guī)調(diào)幅調(diào)制與解調(diào)A. A. 調(diào)制調(diào)制 AM AM調(diào)制是調(diào)制信號(hào)與正調(diào)制是調(diào)制信號(hào)與正( (余余) )弦載波信號(hào)相乘的過程。弦載波信號(hào)相乘的過程。m(t) m(t) m m0 0 coscosc ct t s sAMAM(t(t) ) 常規(guī)調(diào)幅調(diào)制模型常規(guī)調(diào)幅調(diào)制模型 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅0.50.5 m m0 0 s sAMAM( () ) -c c0 0 c c 常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜 M()M() 0 0 調(diào)制信號(hào)的頻譜調(diào)制信

26、號(hào)的頻譜 1 1 根據(jù)調(diào)制定根據(jù)調(diào)制定理，調(diào)制過程中理，調(diào)制過程中頻譜的變化過程頻譜的變化過程就是一個(gè)頻譜搬就是一個(gè)頻譜搬移過程，而幅度移過程，而幅度降為降為1/21/2。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅B. B. 解調(diào)解調(diào)a. a. 調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)是從已調(diào)幅調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)是從已調(diào)幅信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)，通常稱信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)，通常稱這種解調(diào)為這種解調(diào)為檢波檢波。b. b. 檢波電路的功能是從調(diào)制信檢波電路的功能是從調(diào)制信號(hào)中不失真地恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)中不失真地恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)。號(hào)。c. c

27、. 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 指檢波器的輸出電壓直接指檢波器的輸出電壓直接反映輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化反映輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化規(guī)律的一種檢波方式。規(guī)律的一種檢波方式。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅d. d. 常規(guī)調(diào)幅的解調(diào)通常采用常規(guī)調(diào)幅的解調(diào)通常采用非相干解調(diào)非相干解調(diào)方式。方式。e. e. 非相干解調(diào)方式的解調(diào)器有包絡(luò)檢波器、平方律檢波器等。非相干解調(diào)方式的解調(diào)器有包絡(luò)檢波器、平方律檢波器等。f. f. 包絡(luò)檢波器只適用于含有載波分量的常規(guī)調(diào)幅信號(hào)。包絡(luò)檢波器只適用于含有載波分量的常規(guī)調(diào)幅信

28、號(hào)。(5) (5) 應(yīng)用應(yīng)用 常規(guī)調(diào)幅主要應(yīng)用于廣播。常規(guī)調(diào)幅主要應(yīng)用于廣播。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 1. 1. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅2. 2. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅 Double Side Band-Suppressed Carrier waveDouble Side Band-Suppressed Carrier wave，DSB-SCDSB-SC(1) (1) 定義定義 如果調(diào)制信號(hào)如果調(diào)制信號(hào)m(t)m(t)不含直流分量不含直流分量m m0 0，直接用，直接用m(t)m(t)調(diào)制載波的幅

29、度，調(diào)制載波的幅度，得到的已調(diào)信號(hào)將無載波分量，這種調(diào)幅稱為得到的已調(diào)信號(hào)將無載波分量，這種調(diào)幅稱為抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅，已調(diào)信號(hào)簡(jiǎn)稱為雙邊帶信號(hào)。已調(diào)信號(hào)簡(jiǎn)稱為雙邊帶信號(hào)。 抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)為抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)為 s sDSBDSB(t)= m(t)cos(t)= m(t)cosc ct t 已調(diào)信號(hào)的頻譜為已調(diào)信號(hào)的頻譜為 s sDSBDSB()=0.5M(-)=0.5M(-c c)+0.5M(+)+0.5M(+c c) ) 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 2. 2. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅

30、抑制載波雙邊帶調(diào)幅(2) (2) 調(diào)制信號(hào)波形調(diào)制信號(hào)波形A. A. 時(shí)域波形時(shí)域波形a. a. 當(dāng)當(dāng)m(t)m(t)改變符號(hào)時(shí)雙邊帶改變符號(hào)時(shí)雙邊帶信號(hào)也改變符號(hào)，載波這時(shí)信號(hào)也改變符號(hào)，載波這時(shí)出現(xiàn)反相點(diǎn)。出現(xiàn)反相點(diǎn)。 b. b. 已調(diào)信號(hào)的幅度包絡(luò)與已調(diào)信號(hào)的幅度包絡(luò)與m(t)m(t)的形狀不完全相同，的形狀不完全相同，m(t)m(t)的信息并沒有完全攜帶在已的信息并沒有完全攜帶在已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)上，包絡(luò)檢波調(diào)信號(hào)的包絡(luò)上，包絡(luò)檢波并不能恢復(fù)出并不能恢復(fù)出m(t)m(t)。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 2. 2

31、. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅B. B. 頻域波形頻域波形 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)帶寬為調(diào)制信號(hào)帶寬信號(hào)帶寬為調(diào)制信號(hào)帶寬的的兩兩倍。倍。 調(diào)制信號(hào)的全部信息調(diào)制信號(hào)的全部信息都攜帶在上、下兩個(gè)完全都攜帶在上、下兩個(gè)完全對(duì)稱的邊帶上。對(duì)稱的邊帶上。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 2. 2. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅(3) (3) 調(diào)制功率與調(diào)制效率調(diào)制功率與調(diào)制效率A. A. 調(diào)制功率調(diào)制功率 設(shè)信號(hào)作用在設(shè)信號(hào)作用在11電阻上的平均功率為電阻上的平均功率為P PDSBDSB

32、，P PDSBDSB為已為已調(diào)信號(hào)的均方值，即：調(diào)信號(hào)的均方值，即：2)()(22tmtsPDSBDSBB. B. 調(diào)制效率調(diào)制效率 DSBDSB=1=1C. C. 頻帶寬度頻帶寬度 B BDSBDSB=2f=2fH H2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 2. 2. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅(4) (4) 抑制載波雙邊帶調(diào)幅調(diào)抑制載波雙邊帶調(diào)幅調(diào)制與解調(diào)制與解調(diào)A. A. 調(diào)制調(diào)制m(t) m(t) coscosc ct t s sDSBDSB(t(t) ) 雙邊帶調(diào)制模型雙邊帶調(diào)制模型 2.2 2.2 信號(hào)

33、的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 2. 2. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅B. B. 解調(diào)解調(diào)a. a. 只能用相干檢波法，不能采只能用相干檢波法，不能采用包絡(luò)檢波法解調(diào)。用包絡(luò)檢波法解調(diào)。b. b. 雙邊帶信號(hào)的解調(diào)可以利用雙邊帶信號(hào)的解調(diào)可以利用其頻譜與調(diào)制信號(hào)頻譜間存在其頻譜與調(diào)制信號(hào)頻譜間存在的沿頻率軸搬移的特點(diǎn)，只要的沿頻率軸搬移的特點(diǎn)，只要將已調(diào)信號(hào)搬回到調(diào)制信號(hào)原將已調(diào)信號(hào)搬回到調(diào)制信號(hào)原來所在的位置，即可恢復(fù)出原來所在的位置，即可恢復(fù)出原始信號(hào)。始信號(hào)。 s sDSBDSB(t(t) )coscosc ct t m

34、 md d(t(t) ) 相干解調(diào)原理相干解調(diào)原理 LPFLPF 低通濾波器低通濾波器2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 2. 2. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅 s sDSBDSB(t)(t)coscosc ct t = m(t) = m(t)coscos2 2c ct t = 0.5m(t) = 0.5m(t)(1+cos2(1+cos2c ct)t) = 0.5m(t) +0.5m(t)cos2 = 0.5m(t) +0.5m(t)cos2c ct t 用低通濾波器濾掉上式中的高頻分量后得到：用低通濾波器濾

35、掉上式中的高頻分量后得到： m md d(t(t) = 0.5m(t) = 0.5m(t) 解調(diào)中所用的載波是與發(fā)送端的調(diào)制載波解調(diào)中所用的載波是與發(fā)送端的調(diào)制載波，即相，即相干載波，這種解調(diào)方式稱為干載波，這種解調(diào)方式稱為相干解調(diào)相干解調(diào)。c. c. 相干解調(diào)的關(guān)鍵是必須產(chǎn)生一個(gè)同頻同相的載波。如果該條相干解調(diào)的關(guān)鍵是必須產(chǎn)生一個(gè)同頻同相的載波。如果該條件得不到滿足，將會(huì)對(duì)原始信號(hào)的恢復(fù)產(chǎn)生不利的影響。件得不到滿足，將會(huì)對(duì)原始信號(hào)的恢復(fù)產(chǎn)生不利的影響。(5) (5) 應(yīng)用應(yīng)用 DSBDSB調(diào)制主要應(yīng)用于立體聲廣播。調(diào)制主要應(yīng)用于立體聲廣播。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2

36、.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 2. 2. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 2. 2. 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制(Single Side Band(Single Side Band，SSB)SSB)(1) (1) 定義定義 在雙邊帶信號(hào)中兩個(gè)邊帶的任何一個(gè)都攜帶了信號(hào)的全部在雙邊帶信號(hào)中兩個(gè)邊帶的任何一個(gè)都攜帶了信號(hào)的全部信息，那么，在接收端只要得到一個(gè)邊帶就可以恢復(fù)出全部信信息，那么，在接收端只要得到一個(gè)邊帶

37、就可以恢復(fù)出全部信息。在通信的傳送過程中只要傳送一個(gè)邊帶也就足夠了。息。在通信的傳送過程中只要傳送一個(gè)邊帶也就足夠了。 只產(chǎn)生一個(gè)邊帶的調(diào)制方式稱為單邊帶調(diào)制。只產(chǎn)生一個(gè)邊帶的調(diào)制方式稱為單邊帶調(diào)制。 只有一個(gè)邊帶的已調(diào)信號(hào)稱為單邊帶信號(hào)。只有一個(gè)邊帶的已調(diào)信號(hào)稱為單邊帶信號(hào)。 只傳送一個(gè)邊帶的通信方式稱為單邊帶通信。只傳送一個(gè)邊帶的通信方式稱為單邊帶通信。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制(2) (2) 頻域波形頻域波形2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信

38、號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制(3) (3) 單邊帶信號(hào)的形成單邊帶信號(hào)的形成A. A. 用濾波法形成單邊帶信號(hào)用濾波法形成單邊帶信號(hào) 對(duì)于雙邊帶信號(hào)的頻譜，如果采用截止頻率為對(duì)于雙邊帶信號(hào)的頻譜，如果采用截止頻率為c c的理想高通濾波的理想高通濾波器或理想低通濾波器，保留所需要的邊帶，濾除不必要的邊帶，即可器或理想低通濾波器，保留所需要的邊帶，濾除不必要的邊帶，即可得到上邊帶信號(hào)和下邊帶信號(hào)。得到上邊帶信號(hào)和下邊帶信號(hào)。 濾波器傳遞函數(shù)為：濾波器傳遞函數(shù)為： ccUSBH01ccLSBH10m(t)m(t)c(tc(t) ) s sSSBSSB(

39、t(t) )用濾波法形成用濾波法形成單邊帶信號(hào)單邊帶信號(hào) H HSSBSSB( () ) s sDSBDSB(t(t) )2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制s sSSBSSB() =s() =sDSBDSB() ) H HSSBSSB( () )s sDSBDSB() )-c c c c0 0-c c c cH HUSBUSB()()0 0-c c c cs sUSBUSB() )0 0H HLSBLSB()()-c c c c0 0s sLSBLSB() )-c c c c0 0濾波法

40、濾波法形成單形成單邊帶信邊帶信號(hào)的頻號(hào)的頻譜變換譜變換2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制B. B. 用相移法形成單邊帶信號(hào)用相移法形成單邊帶信號(hào) 設(shè)：設(shè)： 單頻調(diào)制信號(hào)為：?jiǎn)晤l調(diào)制信號(hào)為：m(t) = mcosm(t) = mcosm mt t 載波信號(hào)為：載波信號(hào)為： c(t) = cosc(t) = cosc ct t 則雙邊帶信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為：則雙邊帶信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為： s sDSBDSB(t(t) = 0.5mcos() = 0.5mcos(c c+m m)t)t +0.5m

41、cos( +0.5mcos(c cm m)t)t2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制a. a. 若保留上邊帶，單邊帶調(diào)制信號(hào)為：若保留上邊帶，單邊帶調(diào)制信號(hào)為： s sUSBUSB(t)=0.5 mcos(t)=0.5 mcos(c c+m m)t)t =0.5m(cos =0.5m(cosm mtcostcosc ct tsinsinm mtsintsinc ct t) )b. b. 若保留下邊帶，單邊帶調(diào)制信號(hào)為：若保留下邊帶，單邊帶調(diào)制信號(hào)為： s sLSBLSB(t)=0.5 mc

42、os(t)=0.5 mcos(c cm m)t )t =0.5m(cos =0.5m(cosm mtcostcosc ct+sint+sinm mtsintsinc ct) t) c. c. 同相分量同相分量為調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)的乘積為調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)的乘積 即：即：0.5mcos0.5mcosm mtcostcosc ct td. d. 正交分量正交分量為調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)分別相移為調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)分別相移-/2-/2后的乘積后的乘積 即：即：0.5mcos(0.5mcos(m mt+/2)cos(t+/2)cos(c ct+/2)t+/2) =0.5msin =0.5msinm mts

43、intsinc ct t2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制 上、下兩個(gè)支上、下兩個(gè)支路，上支路產(chǎn)生同路，上支路產(chǎn)生同相分量，下支路產(chǎn)相分量，下支路產(chǎn)生正交分量。生正交分量。 將同相分量與將同相分量與正交分量相減得到正交分量相減得到上邊帶信號(hào)；上邊帶信號(hào)； 將同相分量與將同相分量與正交分量正交分量相加得到相加得到下邊帶信號(hào)。下邊帶信號(hào)。0.5mcosmtcosct0.5msinmtsinct2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波

44、幅度調(diào)制 3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制(4) (4) 單邊帶信號(hào)的解調(diào)單邊帶信號(hào)的解調(diào) 單邊帶信號(hào)不僅是抑制載波信號(hào)，而且只有一個(gè)邊帶，不能從包絡(luò)單邊帶信號(hào)不僅是抑制載波信號(hào)，而且只有一個(gè)邊帶，不能從包絡(luò)中得到全部的調(diào)制信號(hào)信息，因此只能采用相干解調(diào)。中得到全部的調(diào)制信號(hào)信息，因此只能采用相干解調(diào)。 單邊帶信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為單邊帶信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為ttmttmsccSSBsin)(cos)(乘上相干載波后，得：乘上相干載波后，得：ttstscSSBpcos)()(ttmttmtmcc2sin)(5 . 02cos)(5 . 0)(5 . 0經(jīng)低通濾波器后的解調(diào)輸出為經(jīng)低通濾波器后的解調(diào)輸出

45、為 m md d(t(t)=0.5m(t)=0.5m(t)(5) (5) 應(yīng)用應(yīng)用 單邊帶調(diào)制主要應(yīng)用于載波通信、無單邊帶調(diào)制主要應(yīng)用于載波通信、無線電臺(tái)等。線電臺(tái)等。 s sSSBSSB(t(t) )coscosc ct t m md d(t(t) ) 單邊帶信號(hào)單邊帶信號(hào)的相干解調(diào)的相干解調(diào)LPFLPF s sp p(t)(t)2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 3. 3. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制4. 4. 殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制(Vestige Side Band(Vestige Side Band，VSB) VS

46、B) (1) (1) 定義定義 殘留邊帶調(diào)制信號(hào)中保留了一個(gè)邊帶的絕大部分和殘留邊帶調(diào)制信號(hào)中保留了一個(gè)邊帶的絕大部分和另一個(gè)邊帶的一小部分。顯然，降低了對(duì)濾波器的要求，另一個(gè)邊帶的一小部分。顯然，降低了對(duì)濾波器的要求，實(shí)現(xiàn)比較容易，而帶寬比單邊帶寬了一些。實(shí)現(xiàn)比較容易，而帶寬比單邊帶寬了一些。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 4. 4. 殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制(2) (2) 殘留邊帶信號(hào)的產(chǎn)生殘留邊帶信號(hào)的產(chǎn)生 產(chǎn)生殘留邊帶信號(hào)的常用方法是產(chǎn)生殘留邊帶信號(hào)的常用方法是濾波法濾波法。 為了相干解調(diào)時(shí)無失真地得到調(diào)制

47、信號(hào)，殘留邊帶濾波器的傳遞為了相干解調(diào)時(shí)無失真地得到調(diào)制信號(hào)，殘留邊帶濾波器的傳遞函數(shù)在載頻分割處必須具有函數(shù)在載頻分割處必須具有互補(bǔ)對(duì)稱互補(bǔ)對(duì)稱特性。特性。 殘留邊帶信號(hào)的頻域表達(dá)式為：殘留邊帶信號(hào)的頻域表達(dá)式為： s sVSBVSB()=0.5H)=0.5HVSBVSB()M(-()M(-c c)+M(+)+M(+c c) ) 相應(yīng)的時(shí)域表達(dá)式為：相應(yīng)的時(shí)域表達(dá)式為： s sVSBVSB(t)= s(t)= sDSBDSB(t) (t) * * h hVSBVSB(t(t) )2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 4.

48、 4. 殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制(3) (3) 殘留邊帶信號(hào)的解調(diào)殘留邊帶信號(hào)的解調(diào) 殘留邊帶信號(hào)乘上相干載波后，得：殘留邊帶信號(hào)乘上相干載波后，得：ttstscVSBpcos)()(s sVSBVSB(t(t) )coscosc ct t m md d(t(t) ) 殘留邊帶信號(hào)殘留邊帶信號(hào)的相干解調(diào)的相干解調(diào)LPFLPF s sp p(t)(t)2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 4. 4. 殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制 在時(shí)域里乘上余弦函數(shù)等效于在頻域中頻譜函數(shù)的頻率搬在時(shí)域里乘上余弦函數(shù)等效于在頻域中頻譜函數(shù)的頻率搬

49、移，所以移，所以s sp p(t)(t)的頻譜的頻譜S Sp p()()為：為： S Sp p()= 0.5S)= 0.5SVSBVSB(-(-c c)+ S)+ SVSBVSB(+(+c c) = 0.25M()H = 0.25M()HVSBVSB(-(-c c)+ H)+ HVSBVSB(+(+c c) + 0.25H+ 0.25HVSBVSB(-(-c c)M(-2)M(-2c c) ) + H + HVSBVSB(+(+c c)M(+2)M(+2c c) 選擇合適的低通濾波器的截止頻率，濾除高頻成分，得到：選擇合適的低通濾波器的截止頻率，濾除高頻成分，得到： S Sd d() =0.2

50、5M()H) =0.25M()HVSBVSB(-(-c c)+ H)+ HVSBVSB(+(+c c)(4) (4) 應(yīng)用應(yīng)用 殘留邊帶調(diào)制主要應(yīng)用于電視廣播和傳真等。殘留邊帶調(diào)制主要應(yīng)用于電視廣播和傳真等。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 4. 4. 殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 5. 5. 模擬調(diào)制的比較模擬調(diào)制的比較調(diào)制調(diào)制方式方式 傳輸帶寬傳輸帶寬 直流直流響應(yīng)響應(yīng)設(shè)備復(fù)雜性設(shè)備復(fù)雜性主要應(yīng)用主要應(yīng)用 AM

51、 AM 2B2Bb b 無無 較?。赫{(diào)制與解調(diào)較?。赫{(diào)制與解調(diào)( (包絡(luò)包絡(luò)檢波檢波) )簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 無線電廣播無線電廣播 DSBDSB2B2Bb b有有中等：要求相干解調(diào)，中等：要求相干解調(diào)，常與常與DSBDSB信號(hào)一起傳輸一信號(hào)一起傳輸一個(gè)小導(dǎo)頻個(gè)小導(dǎo)頻模擬數(shù)據(jù)傳輸；低模擬數(shù)據(jù)傳輸；低帶寬信號(hào)多路復(fù)用帶寬信號(hào)多路復(fù)用系統(tǒng)系統(tǒng) SSB SSB B Bb b 無無 較大：要求相干解調(diào)，較大：要求相干解調(diào)，調(diào)制器也較復(fù)雜調(diào)制器也較復(fù)雜話音通信，話音頻話音通信，話音頻分多路復(fù)用分多路復(fù)用 VSB VSB 略大于略大于B Bb b 有有 較大：要求相干解調(diào)，較大：要求相干解調(diào)，調(diào)制器需要對(duì)稱濾波調(diào)制器

52、需要對(duì)稱濾波 數(shù)據(jù)傳輸；寬帶數(shù)據(jù)傳輸；寬帶( (電電視視) )系統(tǒng)系統(tǒng)5. 5. 模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較 6. 6. 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 在任何通信系統(tǒng)中都存在干擾，一般重點(diǎn)研究的是起伏干擾。在任何通信系統(tǒng)中都存在干擾，一般重點(diǎn)研究的是起伏干擾。它的特點(diǎn)是功率譜密度均勻分布，概率密度函數(shù)為高斯分布，一般它的特點(diǎn)是功率譜密度均勻分布，概率密度函數(shù)為高斯分布，一般稱為高斯白噪聲，是一種加性噪聲。稱為高斯白噪聲，是一種加性噪聲。 調(diào)制信號(hào)通過調(diào)制、傳輸和解調(diào)后，必然攜帶一定的噪聲，通調(diào)制信號(hào)通過調(diào)制、傳輸和解調(diào)后，必然攜帶一定的噪聲，通信系統(tǒng)的抗噪聲性能如

53、何，只能用接收端解調(diào)器的輸出信號(hào)質(zhì)量來信系統(tǒng)的抗噪聲性能如何，只能用接收端解調(diào)器的輸出信號(hào)質(zhì)量來反映。反映。 因此，一般通信系統(tǒng)的抗噪聲性能都是用解調(diào)器的抗噪聲性能因此，一般通信系統(tǒng)的抗噪聲性能都是用解調(diào)器的抗噪聲性能來衡量的。來衡量的。 2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 6. 6. 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能(1) (1) 信噪比信噪比A. A. 輸出信噪比輸出信噪比 在模擬通信系統(tǒng)中，用解調(diào)器的輸出信噪比來衡量通信系統(tǒng)的質(zhì)在模擬通信系統(tǒng)中，用解調(diào)器的輸出信噪比來衡量通信系統(tǒng)的質(zhì)量。量。 B.

54、B. 輸入信噪比輸入信噪比功功率率解解調(diào)調(diào)器器輸輸出出噪噪聲聲的的平平均均平平均均功功率率解解調(diào)調(diào)器器輸輸出出有有用用信信號(hào)號(hào)的的ooNSiiooNSNSG C. C. 信噪比增益信噪比增益 度量不同調(diào)制方式下，解調(diào)器的抗噪聲性能。度量不同調(diào)制方式下，解調(diào)器的抗噪聲性能。功功率率解解調(diào)調(diào)器器輸輸入入噪噪聲聲的的平平均均平平均均功功率率解解調(diào)調(diào)器器輸輸入入已已調(diào)調(diào)信信號(hào)號(hào)的的iiNS 信噪比越高，解調(diào)器的抗噪聲性信噪比越高，解調(diào)器的抗噪聲性能越好。能越好。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 6. 6. 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲

55、性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能(2) (2) 不同調(diào)制方式的信噪比增益不同調(diào)制方式的信噪比增益a. a. 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制1iiooSSBNSNSG2iiooDSBNSNSG1)()(22220tmEAtmENSNSGiiooAMb. b. 雙邊帶調(diào)制雙邊帶調(diào)制c. c. 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅大信噪比時(shí)：大信噪比時(shí)：小信噪比時(shí)：小信噪比時(shí)：)()()(220tntntmAQI 信號(hào)與噪聲無法分開，無法通過包絡(luò)檢波恢復(fù)出原來的調(diào)制信號(hào)與噪聲無法分開，無法通過包絡(luò)檢波恢復(fù)出原來的調(diào)制信號(hào)，因?yàn)檎{(diào)制信號(hào)已經(jīng)被噪聲所擾亂。信號(hào)，因?yàn)檎{(diào)制信號(hào)已經(jīng)被噪聲所擾亂。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1

56、 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 6. 6. 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能(3). (3). 單邊帶調(diào)制與雙邊帶調(diào)制抗噪聲性能的比較單邊帶調(diào)制與雙邊帶調(diào)制抗噪聲性能的比較A. A. 在上面的討論中，在上面的討論中，G GSSBSSB=1=1，G GDSBDSB=2=2，是在雙邊帶已調(diào)信號(hào)的平，是在雙邊帶已調(diào)信號(hào)的平均功率是單邊帶信號(hào)的均功率是單邊帶信號(hào)的2 2倍的情況下得到的。倍的情況下得到的。B. B. 如果在相同輸入信號(hào)功率如果在相同輸入信號(hào)功率S Si i、相同噪聲功率譜密度、相同噪聲功率譜密度n no o、相同、相同調(diào)制信號(hào)帶寬調(diào)制信號(hào)

57、帶寬W W情況下，單邊帶調(diào)制與雙邊帶調(diào)制的輸出信噪比情況下，單邊帶調(diào)制與雙邊帶調(diào)制的輸出信噪比是相等的，即抗噪聲性能相同，但雙邊帶信號(hào)的傳輸帶寬是單是相等的，即抗噪聲性能相同，但雙邊帶信號(hào)的傳輸帶寬是單邊帶的邊帶的2 2倍。倍。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.1 2.2.1 模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制模擬信號(hào)的正弦波幅度調(diào)制 6. 6. 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能PCMPCM的基本原理的基本原理模擬信源模擬信源預(yù)濾波器預(yù)濾波器模擬終端模擬終端低通濾波器低通濾波器數(shù)字信道數(shù)字信道波形編碼器波形編碼器波形解碼器波形解碼器x(t)x(t)接收端接收端發(fā)送端發(fā)送端xx(

58、t)(t)PCMPCM原理圖原理圖2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.2 2.2.2 模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制1. 1. 抽樣抽樣(1) (1) 定義定義 將時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)處理成時(shí)間上離散的信號(hào)將時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)處理成時(shí)間上離散的信號(hào)，又稱為采，又稱為采樣樣。(2) (2) 要求要求 用時(shí)間離散的采樣序列代替原來時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)。用時(shí)間離散的采樣序列代替原來時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)。 即要求離散的采樣序列能即要求離散的采樣序列能不失真不失真地恢復(fù)出原模擬信號(hào)。地恢復(fù)出原模擬信號(hào)。2.2 2.2 信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.2 2.2.2 模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制模擬信號(hào)

59、的脈沖編碼調(diào)制 1. 1. 抽樣抽樣(3) (3) 奈奎斯特采樣定理奈奎斯特采樣定理 若采樣頻率若采樣頻率f fs s不低于連續(xù)信號(hào)最高截止頻率不低于連續(xù)信號(hào)最高截止頻率f fm m的的2 2倍時(shí)倍時(shí)( (即即f fs s 2f 2fm m) )，采樣得到的信號(hào)能完全表達(dá)原信號(hào)的所有，采樣得到的信號(hào)能完全表達(dá)原信號(hào)的所有信息。信息。 通常采樣頻率選擇為通常采樣頻率選擇為f fs s(2(22.5)f2.5)fm m，以避免失真。，以避免失真。 例如，話音信號(hào)頻帶為例如，話音信號(hào)頻帶為3003003400Hz3400Hz，而采樣頻率為，而采樣頻率為8000Hz8000Hz。2.2 2.2 信號(hào)的

60、調(diào)制信號(hào)的調(diào)制2.2.2 2.2.2 模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制模擬信號(hào)的脈沖編碼調(diào)制 1. 1. 抽樣抽樣(4) (4) 抽樣對(duì)象抽樣對(duì)象 連續(xù)的模擬信號(hào)（時(shí)間上連續(xù)，幅度上連續(xù)）連續(xù)的模擬信號(hào)（時(shí)間上連續(xù)，幅度上連續(xù)） (5) (5) 抽樣方法抽樣方法 以一定的時(shí)間間隔讀取模擬信號(hào)的值（稱為樣值），每個(gè)樣值以一定的時(shí)間間隔讀取模擬信號(hào)的值（稱為樣值），每個(gè)樣值即為原模擬信號(hào)的瞬時(shí)值。即為原模擬信號(hào)的瞬時(shí)值。(6) (6) 抽樣結(jié)果抽樣結(jié)果 得到一個(gè)時(shí)間上不連續(xù)（離散）得到一個(gè)時(shí)間上不連續(xù)（離散）的信號(hào)，該信號(hào)稱為原信號(hào)的脈沖幅的信號(hào)，該信號(hào)稱為原信號(hào)的脈沖幅度調(diào)制度調(diào)制 (Pulse Ampl