第五章 模拟通信系统
西南大学通信原理第五章模拟调制系统1
电路与通信教研室 高渤
第一节 幅度调制（线性调制）的原理
一、调幅（AM） 1、AM调制器模型
m t
sm t
A0 cosct
2、时域表达式
sAM (t) [ A0 m(t)]cosct A0 cosct m(t) cosct
式中， m（t） —— 调制信号，均值为0；
A0 —— 常数，表示叠加的直流分量。
西南大学通信原理第五 章模拟调制系统1
2021/5/24
学习内容
第五章 模拟调制系统
1 幅度调制（线性调制）的原理 2 线性调制系统的抗噪声性能 3 非线性（角度调制）的原理 4 调频系统的抗噪声性能
5 各种模拟调制系统的比较
6 频分复用和调频立体声
通信原理【 第五章：模拟 调制系统 】
电路与通信教研室 高渤
通信原理【 第五章：模拟 调制系统 】
电路与通信教研室 高渤
学习内容
第五章 模拟调制系统
1 幅度调制（线性调制）的原理 2 线性调制系统的抗噪声性能 3 非线性（角度调制）的原理 4 调频系统的抗噪声性能
5 各种模拟调制系统的比较
6 频分复用和调频立体声
通信原理【 第五章：模拟 调制系统 】
电路与通信教研室 高渤
Sm ()
A M (
2
c ) M
c )
可见，在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频
域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通
常又称为线性调制。
注意，这里的“线性”并不意味着已调信号与调制信号之
间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性
的变换过程。
通信原理【 第五章：模拟 调制系统 】
模拟通信系统-new资料
t
S A M f A 2 0 ( f f c ) ( f f c ) 1 2 M ( f f c ) M ( f f c )
M(f)
1
t
fH
0
fH
f
s AM ( f )
t
A0
1
A0
2
fc
0
fc
f
4.2.1调幅（AM）：波形分析
m(t)
O
A0+m(t)
O
cos 2fct
O
s AM (t)
mˆ ( t )
傅里叶变换
M ˆfM f jsg nf
H hfM ˆ(f)/M f
称传递函数Hh(f)为希尔伯特滤波器
4.2.3 单边带调制（SSB）：用相移法形成单边带信号
s S S B t 1 2 m ( t ) c o s 2 f c t1 2 m ˆ ( t ) s i n 2 f c t
4.1.2 调制的基本特征和分类
模拟调制
连续变化的模拟量：
单音正弦波
m (t )
调制器
sm (t )
离散的数字量： 二进制数字脉冲
C (t )
数字调制 单频正弦波
连续波形 连续载波调制
脉冲波形 脉冲载波调制 矩形周期脉冲
4.1.2 调制的基本特征和分类
m (f ) m (t )
线性调制 非线性调制 调制器
O
t
当满足条件m(t)maxA0时，AM信号的包络与调制信号成正比
可以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号
m(t)max >A0将会出现过调幅现象而产生包络失真
重要参数调幅度m
t
满调幅m=1，此时m(t)max=A0
现代通信系统电子教案
现代通信系统-电子教案第一章：通信系统概述1.1 通信系统的定义与发展历程1.2 通信系统的分类与特点1.3 通信系统的基本组成与工作原理1.4 通信系统的性能指标第二章：模拟通信系统2.1 模拟通信系统的组成与原理2.2 调制与解调技术2.3 模拟通信系统的优缺点2.4 模拟通信系统的应用案例第三章：数字通信系统3.1 数字通信系统的组成与原理3.2 数字信号的编码与解码3.3 数字调制与解调技术3.4 数字通信系统的优缺点第四章：无线通信系统4.1 无线通信系统的组成与原理4.2 无线通信技术的分类与发展4.3 无线通信系统的应用案例4.4 无线通信系统的挑战与未来发展趋势第五章：光纤通信系统5.1 光纤通信系统的原理与组成5.2 光纤的特性与类型5.3 光纤通信系统的优缺点5.4 光纤通信系统的应用案例第六章：通信系统的噪声与信道6.1 噪声的概念及其对通信系统的影响6.2 信道模型及其特性6.3 信号检测与估计理论6.4 通信系统的性能分析与优化第七章：数据通信与网络基础7.1 数据通信的基本概念与技术7.2 计算机网络的体系结构与协议7.3 常见网络设备及其工作原理7.4 网络通信技术与应用案例第八章：传输层协议与网络层协议8.1 传输层协议（TCP/UDP）的原理与实现8.2 网络层协议（IP/ICMP/ARP）的原理与实现8.3 路由选择与转发算法8.4 网络层协议的应用案例第九章：无线局域网与移动通信网络9.1 无线局域网（WLAN）的原理与标准9.2 移动通信网络（GSM/CDMA/4G/5G）的原理与技术9.3 无线通信协议与漫游技术9.4 无线局域网与移动通信网络的应用案例第十章：现代通信技术的新发展10.1 软件定义通信（SDC）技术10.2 物联网（IoT）与M2M 通信技术10.3 云计算与大数据在通信领域的应用10.4 未来通信技术的发展趋势与挑战第十一章：卫星通信系统11.1 卫星通信系统的原理与组成11.2 卫星类型与轨道参数11.3 卫星通信系统的传输过程与多址技术11.4 卫星通信系统的应用案例与发展趋势第十二章：短距离通信与蓝牙技术12.1 短距离通信技术概述12.2 蓝牙技术的原理与协议12.3 蓝牙应用案例与最新发展12.4 其他短距离通信技术介绍第十三章：光通信技术与光网络13.1 光通信系统的基本原理13.2 光纤的类型与特性13.3 光通信系统的主要设备与技术13.4 光网络的构建与优化第十四章：多媒体通信与流媒体技术14.1 多媒体通信的基本概念14.2 视频压缩与传输技术14.3 流媒体技术原理与实现14.4 多媒体通信的应用案例第十五章：网络安全与加密技术15.1 网络安全的基本概念与威胁15.2 加密技术与数字签名15.3 防火墙与入侵检测系统15.4 网络安全在现代通信系统中的应用重点和难点解析本教案涵盖了现代通信系统的各个方面，从通信系统的概述到模拟通信系统、数字通信系统、无线通信系统、光纤通信系统，再到通信系统的噪声与信道、数据通信与网络基础、传输层协议与网络层协议、无线局域网与移动通信网络，到卫星通信系统、短距离通信与蓝牙技术、光通信技术与光网络、多媒体通信与流媒体技术以及网络安全与加密技术。
通信原理教案李白萍
通信原理教案李白萍第一章：通信原理概述1.1 通信系统的定义解释通信系统的概念强调通信系统在现代社会中的重要性1.2 通信系统的分类介绍模拟通信系统和数字通信系统的区别解释无线通信和有线通信的区别1.3 通信系统的基本组成介绍发送端、接收端和信道的基本功能强调调制、解调、编码和解码在通信系统中的作用1.4 通信系统的性能指标介绍传输速率、误码率和信号失真度等性能指标解释这些指标对通信系统的影响第二章：模拟通信系统2.1 模拟通信系统的原理解释模拟通信系统的基本原理强调调制和解调在模拟通信系统中的作用2.2 模拟通信系统的优点和缺点介绍模拟通信系统的优点和缺点强调模拟通信系统在特定应用场景中的适用性2.3 模拟通信系统的应用实例举例说明模拟通信系统在实际应用中的应用强调模拟通信系统在特定行业中的重要性第三章：数字通信系统3.1 数字通信系统的原理解释数字通信系统的基本原理强调编码、解码和数字调制在数字通信系统中的作用3.2 数字通信系统的优点和缺点介绍数字通信系统的优点和缺点强调数字通信系统在现代通信中的重要性3.3 数字通信系统的应用实例举例说明数字通信系统在实际应用中的应用强调数字通信系统在不同行业中的广泛应用第四章：无线通信系统4.1 无线通信系统的原理解释无线通信系统的基本原理强调无线传输技术和频率分配在无线通信系统中的作用4.2 无线通信系统的优点和缺点介绍无线通信系统的优点和缺点强调无线通信系统在现代社会中的便利性和局限性4.3 无线通信系统的应用实例举例说明无线通信系统在实际应用中的应用强调无线通信系统在不同行业中的广泛应用第五章：通信系统的性能评估5.1 通信系统的性能评估方法介绍常用的通信系统性能评估方法强调性能指标在评估通信系统性能中的重要性5.2 误码率的计算和降低解释误码率的计算方法介绍降低误码率的技术和策略5.3 信号失真度的分析和补偿分析信号失真度的原因和影响介绍信号失真度的补偿技术和方法第六章：信号传输技术6.1 信号传输的基本概念介绍信号传输的定义和目的强调信号传输在通信系统中的重要性6.2 同轴电缆传输信号解释同轴电缆的结构和传输原理介绍同轴电缆在不同通信系统中的应用6.3 光纤传输信号解释光纤的结构和传输原理强调光纤通信系统的优点和应用领域第七章：调制与解调技术7.1 调制的基本概念解释调制的定义和目的强调调制在通信系统中的重要性7.2 模拟调制技术介绍调幅、调频和调相的原理和应用强调不同调制技术的优缺点和适用场景7.3 数字调制技术介绍振幅调制、频率调制和相位调制的原理和应用强调数字调制在现代通信系统中的重要性第八章：编码与解码技术8.1 编码的基本概念解释编码的定义和目的强调编码在通信系统中的重要性8.2 模拟编码技术介绍模拟编码的原理和应用强调不同编码技术的优缺点和适用场景8.3 数字编码技术介绍数字编码的原理和应用强调数字编码在现代通信系统中的重要性第九章：信号接收与处理技术9.1 信号接收的基本概念解释信号接收的定义和目的强调信号接收在通信系统中的重要性9.2 模拟信号接收技术介绍模拟信号接收的原理和应用强调不同接收技术的优缺点和适用场景9.3 数字信号接收技术介绍数字信号接收的原理和应用强调数字信号接收在现代通信系统中的重要性第十章：通信系统的安全与隐私10.1 通信系统安全的基本概念解释通信系统安全的重要性强调保护通信系统免受攻击的必要性10.2 加密技术在通信系统中的应用介绍加密技术的原理和应用强调加密技术在保护通信系统安全中的重要性10.3 隐私保护在通信系统中的重要性解释隐私保护的概念强调隐私保护在通信系统中的重要性第十一章：多路复用与解复用技术11.1 多路复用的基本概念解释多路复用的定义和目的强调多路复用在提高通信系统效率中的重要性11.2 模拟多路复用技术介绍频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM）的原理和应用强调不同多路复用技术的优缺点和适用场景11.3 数字多路复用技术介绍数字时分多路复用（TDMA）、数字频率分配（DAMA）和码分多址（CDMA）的原理和应用强调数字多路复用在现代通信系统中的重要性第十二章：信号处理技术在通信系统中的应用12.1 信号处理的基本概念解释信号处理的目的和重要性强调信号处理技术在通信系统中的应用12.2 滤波器在通信系统中的应用介绍滤波器的作用和类型强调不同滤波器在通信系统中的重要性12.3 信号处理技术在无线通信系统中的应用介绍信号处理技术在无线通信系统中的应用实例强调信号处理技术在提高通信系统性能中的重要性第十三章：现代通信技术的发展趋势13.1 5G通信技术介绍5G通信技术的基本概念和特点强调5G通信技术在推动通信技术发展中的重要性13.2 物联网（IoT）技术解释物联网的概念和应用领域强调物联网技术在通信系统中的应用和前景13.3 边缘计算在通信系统中的应用解释边缘计算的概念和作用强调边缘计算在提高通信系统性能中的重要性第十四章：通信系统的实际应用案例分析14.1 移动通信系统案例分析分析移动通信系统的实际应用案例强调移动通信系统在现代社会中的重要作用14.2 互联网接入技术案例分析分析互联网接入技术的实际应用案例强调互联网接入技术在提供高速互联网服务中的重要性14.3 卫星通信系统案例分析分析卫星通信系统的实际应用案例强调卫星通信系统在不同行业和场景中的重要性第十五章：通信系统的未来发展方向15.1 量子通信技术介绍量子通信的基本概念和特点强调量子通信在提供绝对安全通信中的重要性15.2 集成光学通信技术解释集成光学通信的概念和优势强调集成光学通信在提高通信系统性能中的重要性15.3 通信系统智能化发展介绍通信系统智能化的发展趋势强调智能化技术在提高通信系统效率和可靠性中的重要性重点和难点解析本文教案涵盖了通信原理和相关技术的各个方面，包括通信系统概述、模拟和数字通信系统、无线通信系统、信号传输和接收技术、多路复用与解复用技术、编码与解码技术、通信系统的安全与隐私、信号处理技术在通信系统中的应用、现代通信技术的发展趋势、通信系统的实际应用案例分析以及通信系统的未来发展方向。
通信原理第六版课后思考题答案
通信原理第六版课后思考题答案第一章绪论1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点：数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
1-5按调制方式，通信系统分类？根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。
1-6按传输信号的特征，通信系统如何分类？按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。
1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？频分复用，时分复用，码分复用。
1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方分为并行传输和串行传输。
并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。
串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一第1/10页个码元接一个码元地在信道上传输，其优点是成本低，缺点是传输速度慢，需要外加措施解决收发双方码组或字符同步，常用于远距离传输。
模拟通信系统课程设计
模拟通信系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握模拟通信系统的基本概念、原理及组成；2. 学习并了解模拟信号调制与解调的方法及其特点；3. 掌握幅度调制、频率调制和相位调制的数学表达及其应用；4. 了解模拟通信系统的性能指标及其影响。
技能目标：1. 能够分析并构建简单的模拟通信系统；2. 能够运用所学知识解决模拟通信中遇到的实际问题；3. 能够利用模拟调制技术对信号进行处理，提高通信质量；4. 能够通过实验和仿真验证模拟通信系统的性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生关注通信技术发展，提高对通信工程学科的兴趣；2. 增强学生团队协作能力，培养良好的沟通与表达能力；3. 培养学生严谨的科学态度，树立正确的价值观；4. 激发学生的创新意识，提高实践操作能力。
课程性质：本课程为高中年级信息技术课程，旨在帮助学生掌握模拟通信系统的基本知识，提高实际操作能力。
学生特点：高中年级学生具备一定的数学基础和物理知识，对通信技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生实际情况，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重培养学生的动手能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习奠定基础。
二、教学内容1. 模拟通信系统基本概念：通信系统的定义、分类及模拟通信系统的特点；教材章节：第一章第一节。
2. 模拟信号及其特性：模拟信号的数学表达、波形特性及其频率成分；教材章节：第一章第二节。
3. 调制与解调技术：幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）的原理及其应用；教材章节：第二章。
4. 模拟通信系统的性能分析：噪声、失真及其对通信质量的影响；教材章节：第三章。
5. 模拟通信系统实例：分析实际应用中的模拟通信系统，如无线电广播、电视等；教材章节：第四章。
6. 实践与实验：模拟信号调制与解调实验，利用软件进行通信系统仿真；教材章节：第五章。
教学内容安排与进度：第一周：模拟通信系统基本概念、模拟信号及其特性；第二周：调制与解调技术；第三周：模拟通信系统的性能分析；第四周：模拟通信系统实例及实践与实验。
通信原理复习资料和练习题(完整版)
通信原理复习题 第一章 绪论 重要概念：1、通信的目的：就是传递消息。
2、通信的定义：利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。
3、通信系统模型：信源：原始信号的来源，其作用是将消息转换成相应的电信号。
发送设备：对原始电信号（基带信号）进行各种处理和变换，使它变成适合于信道中传输的形式。
信道：是指传输信号的物理媒质。
接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号。
信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。
4、模拟信号：信号参量的取值是连续的或无穷多个值，且直接与消息相对应的信号，例如语音信号。
数字信号：信号参量只能取有限个值，并常常不直接与消息向对应的信号。
它们都有可能是连续信号或离散信号。
5、通信系统的分类按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 6、通信方式：按传输方向：单工、半双工和全双工通信 按码元排列方式：并行传输和串行传输 7、信息与消息：消息：通信系统中传送的对象。
信息：消息中包含的抽象的、本质的内容。
消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。
8、信息量计算公式：)(log )(1log x p x p I a a-==平均信息量（信息熵）的计算公式：典型例题：例：设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均住处量H=___________。
通信系统的评价：有效性和可靠性。
模拟系统的评价：有效带宽和信噪比；数字系统的评价：传输速率（传信率、传码率）和频带利用率。
)(2log 2log }{)(1111b p p I p I E x H mi p i mi p i mi i i i i∑∑∑===-====例：某数据通信系统调制速率为1200 Bd ，采用8电平传输，假设100秒误了1个比特，①求误码率。
通信原理练习题
通信原理练习题第一章绪论一、填空题1. 根据信道中所传输信号特征的不同，通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。
2. 模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。
3. 通信系统模型中有两个变换，它们分别是非电量与电量之间的变换和基带信号与频带信号之间的变换。
4. 在等概条件下，八元离散信源能达到最大熵是3bit/符号，若该信源每秒钟发送2000个符号，则该系统的信息速率为6k bit/s。
5. 一个M进制基带信号，码元周期为T S秒，则传码率为1/T S波特，若码元等概出现，一个码元所含信息量为log2M (bit)。
6. 模拟通信系统的有效性用传输带宽衡量，可靠性用信噪比衡量。
7. 数字通信系统的有效性用传输速率衡量，可靠性用差错率衡量。
8.码元速率R B定义是每秒传送码元的数目，单位Baud。
信息速率定义是每秒钟传送的信息量，单位bit/s。
二、简答题1.简述模拟通信系统的组成并说明每模块的作用。
模拟通信系统有模拟信源、调制器、信道、解调器和受信者组成。
信源是发出信息的源，将消息变换为电信号；调制器进行频谱搬移，将来自信源的基带信号变成适合在信道传输的已调信号的设备；信道是信号传输的通道；解调器是将已调信号还原为基带信号，与调制相反过程的设备；受信者是通信的终端，将信号变换为消息。
2.简述通信系统的组成及作用。
信源、发送设备、信道、接收设备和信宿。
信源的作用是将各种可能的消息转换成原始的电信号；发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号；信道是传输信号的物理媒质,或传输的通道；接收设备：完成发送设备的反变换，即从带有干扰的信号中正确恢复出原始电信号来；信宿是传输信息的归宿点，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。
三、画图1、画出模拟通信系统的一般模型。
2、画出通信系统的简化模型。
四、计算题1. 现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms 。
《信号与系统》第五章讲稿
第五章傅里叶变换应用于通信系统——滤波、调制与解调5.1 系统的频域分析一．系统响应的付氏变换解法利用卷积定理，可以分析信号在系统中的传输。
设输入信号为e(t),系统的冲激响应为h(t)，则系统的零状态响应为：r(t) = e(t) * h(t)令e(t) ⇔ E(ω)h(t)⇔ H(ω)由时域卷积定理得r(t)的付氏变换为：R(ω) = H(ω)⋅E(ω)1.系统函数在频域分析中，将激励用其频谱函数表示，系统用频率特性表示，则系统的输出信号频谱函数就是激励的频谱与系统频率特性的乘积。
系统的功能相当于一个频谱变换器。
H(ω)一般是ω的复函数，可以表示为：2. 系统函数的求法：a) h(t) ⇔ H(ω)b) 从微分方程求得对上式取付氏变换：c) 从电路模型直接写出H(ω)：A ： R i R (t)-u R (t)B ：C i C (t)+u C (t)C ： L i L (t)+ -u L (t)例5-1：如图5-1，求h(t)R+2(t)-图5-1解：将上图转换成付氏变换形式：(ω)例5-2：求阶跃信号作用于图5-2所示RC网络的零状态响应u R( t )--图5-2 RC网络从以上两个例子可以看出，利用傅里叶变换形式的系统函数H(jω)从频谱改变的观点解释了激励与响应波形的差异，物理概念比较清楚，但求解过程不如拉普拉斯变换方法简便。
引出H(jω)的重要意义在于研究信号传输的基本特性、建立滤波器的基本概念并理解频响特性的物理意义以下两节研究这方面的问题。
这些理论内容在信号传输和滤波器设计等实际问题中具有十分重要的指导意义。
3．传输函数H(jω)可实现的条件（1）在时域中必须满足当t < 0时，h( t ) = 0，即系统必须是因果系统。
（2）在频域中，其必要条件是∣ H(jω)∣≠ 0，即必须满足佩利—维纳准则：见书P2805.2 信号的无失真传输系统对于信号的作用是多种多样的，如放大、滤波、时延、移相等。
《模拟通信系统简介》课件
数字通信系统具有抗干扰能力强、信息压缩和处理能力高等优点。
3 数字通信系统的应用
数字通信系统广泛应用于互联网、移动通信等领域。
总结
1 模拟通信系统和数字通信系统的对比 2 模拟通信系统未来的发展趋势
模拟通信系统通过连续信号传输信息，而数 字通信系统通过离散信号传输信息。
随着科技的发展，数字通信系统将逐渐取代 模拟通信系统。
2 FM调制
3 PM调制
FM调制是一种以频率变化 来表示音频信号的调制技 术。
PM调制是一种以相位变化 来表示音频信号的调制技 术。
通信系统参数分析
1 带宽
带宽是通信系统能传输的频率范围，影响信息传ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ速率。
2 信噪比
信噪比是信号与噪声的比值，影响通信系统的信号质量。
3 可靠性
可靠性是衡量通信系统的稳定性和抗干扰能力。
模拟通信系统的应用
1 广播电视
模拟通信系统在广播电视 领域发挥着重要作用，实 现信息传递和节目播出。
2 无线电
模拟通信系统广泛应用于 无线电通信，如对讲机、 无线电广播等。
3 电话通信
模拟通信系统是传统电话 通信的基础，实现语音的 传输和交流。
现代数字通信系统简介
1 数字通信系统的基本原理
数字通信系统将信息转换为离散的数字信号进行传输和处理。
模拟通信系统的组成
模拟信号的产生
模拟信号是连续变化的信号，可由传感器等设 备产生。
调制后的信号的传输
调制后的信号通过传输介质传递到接收端。
模拟信号的调制
调制是将模拟信号转换为适合传输的信号。
模拟信号的解调
解调是将传输的信号恢复为原始模拟信号。
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fm
fm
f
Pm 2
②已调信号 sDSB t m t cos ct ，带宽 2 f m ，平均功率 Ps
S DSB f
fc
fc
f
③信道噪声是双边带功率谱密度为 n0 2 的高斯白噪声。
n0 2
Pn f
f
④带通滤波器的作用是为了滤出已调信号，同时抑制带外噪声， 所以其中心频率为 f c ，带宽 BBPF 2 f m 。
制增益 GAM
2 3
包 m t mo t So s AM t Si BPF ⑥ no t N o 络 ① ② ③ ④ ⑤ Ni 检 A cos 2 f c t n t 波 法 信 ①～⑤与相干解调完全相同。 号 ★大信噪比时，即满足 [ A m(t )] nc (t ) 2 ns2 (t ) ，包络检 流 波器输入信号是 s AM t A m t cos ct ，包络检波的包络检波 程 器的输出信号为 A m t nc t 。滤除直流分量后，输出有用信 号即恢复的调制信号为 mo t m t ， 其平均功率为 So 2 Ps Pm ， 输出噪声为 nc t ，其平均功率 N o N i 。输出信噪比和调制增益 与相干解调相同。 ★小信噪比时，即满足 [ A m(t ) nc (t ) 2 ns2 (t ) ，检波器输 有用信号被搅乱为噪声，没有单独的信号项。这时，★输出信噪 比不是按比例随着输入信噪比的下降，而是发生了急剧恶化，称 之为门限效应。是由包络检波器的非线性解调作用引起的。但相 干解调法不存在门限效应，这是由于经过相干解调器，有用信号 和噪声可以单独处理。 ★规律：基带信号或调制信号乘以幅度为 1 的高频载波，带宽加 倍，功率减半；双边带信号经过相干解调器，平均功率减半；窄 带高斯噪声通过相干解调器平均功率减为四分之一；包络检波器 输出有用信号平均功率是输入边带信号功率的 2 倍，输出噪声功 率等于输入噪声功率。 特 功率利用率低，即调制效率低，小于 1，有效性差，包络检波法 点 不需要相干载波，电路简单，且解调器输出有用信号是相干解调 器的 2 倍，★在调幅广播中得以广泛应用。 2．DSB-SC 系统 DSB-SC 系统的调制解调原理及抗噪声性能如表 5-32 所示。 表 5-3 DSB-SC 系统的调制解调原理及抗噪声性能
n0 2
fc
Pn f
fc
f
表 达 式 为 ni t nc t cos ct ns t sin ct ， 平 均 功 率 为
Ni n0 2 BBPF n0 BBPF 2n0 f m 2
解调器输入信噪比
Si Ps N i n0 BBPF
2
通信原理辅导咨询报名电话杨老师：13002940484 QQ：824369197 AM 系统的调制解调原理及抗噪声性能如表 5-2 所示。 表 5-2 AM 系统的调制解调原理及抗噪声性能 条 m t max ， 或调幅指数 m t 0 A m t 1 max AM 件 A 系 统 框 图
5
通信原理辅导咨询报名电话杨老师：13002940484 QQ：824369197 ⑦★通信的目的是为了恢复发送的消息， 故低通滤波器的作用是 要恢复调制信号 m t ，因此，只需要恢复调制信号的频谱即可， 故其带宽等于调制信号带宽 f m ，其传输函数为
H LPF f
fm
fm
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条 m t 0 件 系 m t sDSB t 统 框 图 cos 2 f ct n t
Si
Ni
cos 2 f ct
mo t So no t N o
信 ①调制信号 m t ，带宽 f ，平均功率 P m 2 t m m 号 流 Mf 程
⑤解调器输入已调信号和本地载波相乘后，其频谱为
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2 f c
表达式为
1 1 m t cos 2 ct m t m t cos 2ct 2 2
2 fc
f
解调器输入窄带高斯噪声和本地载波相乘后，其功率谱为
Ni n0 2 BBPF n0 BBPF 2n0 f m 2
解调器输入信噪比
Si Pc Ps N i n0 BBPF
⑥解调器输入已调信号和本地载波相乘后，把已调信号的频谱从 原点搬移到 f c 处，其频谱为
2 f c
表达式为
2 fc
f
1 1 1 1 2 A m t cos t A m t A m t cos 2ct c 2 2 2 2
fc
A2 Pm Pc Ps 。 2 2
f
★信道中的高斯白噪声通过带通滤波器后，变成中心频率为 f c ，
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通信原理辅导咨询报名电话杨老师：13002940484 QQ：824369197 带宽为 2 f m 的窄带高斯噪声。其功率谱为
n0 2
Pn f
fc
fc
f
表 达 式 为 ni t nc t cos ct ns t sin ct ， 平 均 功 率 为
A f
fm
fm
f
③已调信号 s AM t A m t cos ct ，带宽 2 f m ，频谱结构有 3 部分构成：载频，上边带和下边带，上下边带统称边带。平均功 率 PAM
A2 Pm Pc Ps ，其中 Pc 是载频功率， Ps 是边带功率。 2 2
h t
sm (t )
sm (t ) [m(t )cos ct ]* h(t )
适当选择 h t ，便可得到各种幅度调制信号，例如，当 H 1 ，即为全通网络时，可以得到 AM 和 DSB 信号。 ②移相法
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第五章
一、调制的定义、目的和分类
模拟通信系统
调制的定义、目的如表 5-1 所示。 表 5-1 调制的定义、目的 名称 调制 定义 ★用 调制信号去控制 载波参数 ，把信号转 换成适合在信道中传 输的形式的过程。 ★目的
线性 调制 模拟 信号 线性 调制 模型
2 f c
表达式为
nc t cos ct ns t sin ct cos ct 1 1 1 nc t nc t cos 2ct ns t sin 2ct 2 2 2
n0 2
Pn f
f
⑤★带通滤波器的作用是为了滤出已调信号 ，同时抑制带外噪 声，所以其位置和已调信号的频谱位置一样，中心频率为 f c ，带 宽 BBPF 2 f m 。
1
H BPF f
fc
fc
f
因此，已调信号完整通过带通滤波器。其频谱为
fc
带宽 2 f m ，平均功率 Si PAM
H I
m t H Q
sI t
cos ct
/ 2
sQ t
sm t
sm (t ) sI (t )cos ct sQ (t ) s in ct
sI (t ) hI (t ) m(t ) ； sQ (t ) hQ (t ) m(t ) hI (t ) h(t )cos ct ； hQ (t ) h(t )sin ct
★讨论 ： hI (t ) h(t )cos ct 的频谱是将 h t 的频谱搬移到 f c 后叠加的结果，所以，如果 h t 是全通网络的话， hI t 也是 全通网络；当 h t 是单边带滤波器时， hI t 在 m(t ) 频谱范围 之内为一常数；当 h t 是残留边带带滤波器时， hI t 的频谱 为 H f f c H f f c 常数， f f H （ f H 为调制信号最 高频率） ，所以，无论是什么幅度调制信号，sI (t ) hI (t ) m(t ) 就 是 m (t ) ， 无 非 是 幅 度 可 能 发 生 变 化 ， 可 以 表 示 为
m t s AM t
Si Ni
n t
mo t So no t N o
A
cos 2 f c t
cos 2 f c t
信 ①调制信号 m t ，带宽 f ，平均功率 P m 2 t m m 号 Mf 流 程
fm
fm
f
② A m t ，带宽 f m ，平均功率 Pm PA m 2 t A2
S AM f
fc
3
fc
f
通信原理辅导咨询报名电话杨老师：13002940484 QQ：824369197 ★以下分析的前提是：信道是传输函数为 1 的理想信道，即已调 信号通过信道后平均功率不变，带通滤波器和低通滤波器均为传 输函数为 1 的理想滤波器，所以，信道输出的信号经过带通滤波 器后功率不变，信道加性高斯白噪声通过带通滤波器后功率谱密 度变不变，本地载波的幅度为 1。若不为 1，为 k ，则功率或功率 谱密度变化 k 2 倍即可。 ④信道噪声是双边带功率谱密度为 n0 2 的高斯白噪声。
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H BPF f
fc
fc