第6章基于无线通信的测控技术

sDSB (t) m(t) cosct
频率表达式
SDSB
()

[M
(

c
)
2
M
(
c
)]
如果输入的基带信号没有直流分量，输出信号就是无载波 分量的双边带调制信号，或称为双边带抑制载波（Double Sideband-Suppressed Carrier，DSB—SC）调制信号
6.2.1 幅值调制
计要求的频率上，克服了元器件的限制。
6.2 模拟信号的调制
调制器的模型
调制器
m(t)
s(t)
c(t)
其中 m(t)为调制信号或基带信号，c(t)为载波， s(t) 为已调波信号。
6.2 模拟信号的调制
调制方式分类 1.按调制信号的不同：
模拟调制和数字调制。为连续变化的模拟量时为模拟调 制；为离散的数字量时为数字调制
t


m( ) t
cos
2c
d


(3)
1
2
cos
c
t

1


m( ) t
sin
2c
d

6.2.1 幅值调制
1
式（3）中，


m( ) t
d
m(t) 1
2.按载波的不同：
连续载波调制和脉冲载波调制。连续正弦波时为连续载 波调制；为离散脉冲时为脉冲载波调制
6.2 模拟信号的调制
3.按调制信号改变载波参数的不同 ① 幅度调制：改变的振幅参数，如普通调幅AM、单边带调
幅SSB、脉冲振幅调制PAM、振幅键控ASK等
② 频率调制：即改变的频率参数，如调频FM、脉冲频率调
h(t) s(t)
频率变换器
6.2.1 幅值调制
幅度调制（Amplitude Modulation）按已调波信号频谱结 构的不同，可分为：
1. 普通调幅AM 2. 抑制载波的双边带调制DSB（Double
Sideband） 3. 抑制载波的单边带调制SSB（Single Sideband）
6.2.1 幅值调制
制PFM、移频键控FSK等
③ 相位调制：即改变的相位参数，如调相PM、脉冲相位调
制PPM、移相键控PSK等
6.2 模拟信号的调制
调制中广泛用到的运算是模拟乘法运算。它可以看作一 种频率的搬移，其电路也称为频率变换器或变频器 （Frequency Converter，FC）。
乘法器 m(t)
cosct
6.1 无线通信技术基本原理
终端
终端
集线器
终端
终端
星型网络
当有多个用户同时使用时， 或者当两个用户相距遥远， 彼此不能直接通信时，就 需要其他形式的网络
蜂窝电话和个人通信系统 （Personal Communication System，PCS）都有精心 布置的中继站网络
6.2 模拟信号的调制
调制——对一个适宜在信道传播的射频载波，用所要
第6章 基于无线通信的测控技术
主要内容 无线通信技术基本原理 模拟信号的调制 数字信号的调制 信号的解调 无线电波的发射与接收 无线通信系统 典型应用
1
6.1 无线通信技术基本原理
信号源
基带
发射器 （调制）
调制信号 信道
接收器 基带 （解调）
（无线电、铜线或光纤）
目标信号
发送的信号按一定规律去控制载波的某个参数，从而 把要发送的信号寄托在所选定的参数上，然后发送已 调制载波，达到传送消息的目的。
6.2 模拟信号的调制
调制的作用
1. 已调波具有频率高、相对带宽窄和各路信号不重叠的特 点，易于电磁波发射及多路频分复用，减少噪声和干扰 的影响。
2. 在接收端易于分离和恢复信号。 3. 利用调制可以把信号变换到易于满足现有器件对信号设
DBS信号的波形及频谱
m(t)
0
t
sDSB (t)
0
t
c m
M ()
m 0
m
SDSB ( )
0 c m c m

c m
双边带调制抑制了载波，提高了调制效率，但已调信号的 带宽仍与调幅信号一样，是基带信号带宽的两倍。
6.2.1 幅值调制
3. 单边带调制
只产生一个边带的调制方式称为单边带（Single Sideband，SSB）调制。SSB可以在DSB基础上利用 边带滤波器实现，利用低通滤波器（LPF）可取用下 边带（SSB-LSB），利用高通滤波器（HPF）可取用 上边带（SSB-USB）
[m(t)cosct]
c
Sa(ct)

m(t) cos ct

sin(ct) t
(2)
将式（2）写成数学卷积表达式，并根据三角函数关系
sSSB (t)

m(
)
cos
c
[
sin c (t
(t
)
)
]d

1 2
sin ct
1

m( ) d 1
6.1 无线通信技术基本原理
终 端
基带
发射器 （调 （解调）
信道
半双工通信系统
发射器 （调制）
基带
终 端
半双工通信:民用波段（CB）无线电台进行交谈即 是半双工通信的例子。半双工系统使用同一信通进 行双向通信，节省了带宽。不过，它牺牲了全双工 通信所体现出的一些自然性。
6.2.1 幅值调制
理想低通滤波器传递函数
HSSB ()
1 | | c 0 | | c
下边带信号频谱是该LPF传递函数与DSB频谱的乘积
SSSB
()

1 [M 2
(

c
)

M
(
c
)]HSSB
()
(1)
6.2.1 幅值调制
对式（1）进行傅立叶反变换
sSSB (t)
1.AM调幅
f (t) A0 m(t), c(t) cos(c 0 )
时域表达式为
sAM (t) c(t) f (t) [A0 m(t)]cos(ct 0 )
A0c(t )
A0 c(t )
sAM (t)

m(t )
AM调制系统框图
6.2.1 幅值调制
2.双边带调制
单工通信系统的原理
单工通信系统: 通信只有一个方向，及从发射器到接收器， 广播系统即属于此例
6.1 无线通信技术基本原理
终 端
基带
发射器 （调制）
调制信号
接收器 （解调）
两个信道 （或两个信号在一个信道上复用）
接收器 （解调）
调制信号
全双工通信系统
发射器 （调制）
基带
终 端
全双工通信:普通的电话即是全双工通信的例子。这 个系统的构成需要两个发射器、两个接收器以及通常 情况下的两个信道