王兴亮数字通信原理
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数字通信 王兴亮 第4章 修订
第 4 章 模拟信号的数字传输
(a)
Xδ (ω)
0 Xδ (ω )
ω
(b)
f s＝ 2 f x
0 Xδ (ω )
ω
(c) f s＞ 2 f x
0 Xδ (ω )
ω
(d)
图 4-4 Xδ(ω)频谱
f s＜ 2 f x
0
ω
第 4 章 模拟信号的数字传输 3. 实际抽样 (1) 自然抽样。 自然抽样信号xs(t)是x(t)和抽样脉冲序列s(t)的乘积：
2
(dB)
（4-17）
第 4 章 模拟信号的数字传输 当Am=V时，得到正弦测试信号量化信噪比为
Sq Nq
6 k 1 . 7 ( dB ) max
（4-18）
由式(4-17)、(4-18)可知，每增加一位编码，量化信噪比就提 高6dB。
第 4 章 模拟信号的数字传输 例 4-2 实际语音信号的概率密度函数可用拉普拉斯分布来 表示，即
1Δ
xq
－ 3 Δ － 2 Δ －Δ
2Δ 3Δ
x
－ Δ
2 3 － Δ 2 5
－ Δ－
5 2
3 Δ－ Δ 2 2
Δ －Δ － 2Δ － 3Δ
2
3 5 Δ Δ 2 2
x
－ Δ
2
(b)
图 4-12 两种常用的均匀量化特性( c )
第 4 章 模拟信号的数字传输 (3) 量化信噪比。量化信噪比是衡量量化性能好坏的指标， 其中式(4-14)给出量化噪声功率，按照上面给出的条件，可得
就得到由8段直线组成的折线。由于y轴是均匀分为8段的，每
段长度为1/8，而x轴是不均匀分成8段的，每段长度不同，因
王兴亮数字通信原理
第 2 章模拟信号的调制与解调
单边带信号的带宽 BSSB=fm
单边带信号的解调和双边带一样，不能采用简单的包络 检波，因为它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍 然需要采用相干解调。
第 2 章模拟信号的调制与解调
2.1.4 残留边带调幅(VSB)
当调制信号x(t)的频谱具有丰富的低频分量时，如电视和 电报信号，已调信号频谱中的上、下边带就很难分离，这时用 单边带就不能很好地解决问题。那么，残留边带就是解决这种 问题一个折衷的办法。
图2-13中，sc(t)为已调信号，n(t)为信道叠加的高斯白噪声，经 过带通滤波器后到达解调器输入端的有用信号为si(t)，噪声为 ni(t)，解调器输出的有用信号为so(t)，噪声为no(t)。
若白噪声的双边功率谱密度为n0/2, 带通滤波器是高度为1、 带宽为B的理想矩形函数，则解调器的输入噪声功率为
（4） 要使已调波不失真，必须在时域和频域满足以下条 件：在时域范围内， 对于所有t，必须
| x(t) |max A0
（2 - 3）
已调波的包络和x(t)的形状完全相同，用包络检波的方法很容易恢复出原
始的调制信号。 否则将会出现过调幅现象而产生包络失真。
在频域范围内， 载波频率应远大于x(t)的最高频谱分量，即
sAM
()
A0[
(
c
)
(
c
)]
1 2
[
X
(
c
)
X
(
c
)]
第 2 章模拟信号的调制与解调
图2 - 2 AM (a) 调制信号； (b) 叠加直流的调制信号； (c) 载波信号； (d) 已调波信号
第 2 章模拟信号的调制与解调
基于Simulink的数字通信系统仿真采用2FSK调制技术
目录1.通信原理 (1)2.二进制移频键控(2FSK)原理 (2)3.2FSK的调制与解调仿真 (6)总结 (11)参考文献 (11)1、通信原理通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。
通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。
当今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有储存、处理、采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。
通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和，包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ，它的一般模型如图1-1所示。
→→→→信息源发送设备信道接收设备受信者↑噪声源图1-1通信系统一般模型通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。
数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统，其模型如图1-2所示，→→→→→→→→信数信信数信信源道字受道源字信息编编调 解译译信源码码调码码者制道器器器器器器 ↑噪声源图1-2 数字通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递消息的通信系统，其模型如图1-3所示。
→→→→信息源调制器信道解调器受信者↑噪声源图1-3 模拟通信系统模型数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。
因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求。
近二十年来，数字通信发展十分迅速，在整个通信领域中所占比重日益增长，在大多数通信系统中已代替模拟通信，成为当代通信系统的主流。
在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。
然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。
必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。
图 1-4数字调制系统的基本结构数字调制与模拟调制原理是相同的，一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制。
精品文档-数字通信原理与技术(第三版)(王兴亮)-第1章
目前广泛应用的是第二代移动通信系统,采用窄带时分多 址(TDMA)和窄带码分多址(CDMA)数字接入技术,已形成的国家 和地区标准有欧洲的GSM系统、美国的IS－95系统、日本的 PDC系统。我国主要采用欧洲的GSM系统。
第1章 绪 论
第二代移动通信系统实现了区域内制式的统一,覆盖了大 中小城市,为人们的信息交流提供了极大的便利。随着移动通 信终端的普及,移动用户数量成倍地增长,第二代移动通信系统 的缺陷也逐渐显现出来,如全球漫游问题、系统容量问题、频 谱资源问题、支持宽带业务问题等。为此,从20世纪90年代中 期开始,各国和世界组织又开展了对第三代移动通信系统的研 究,它包括地面系统和卫星系统,移动终端既可以连接到地面的 网络,也可以连接到卫星的网络。第三代移动通信系统工作在 2000MHz频段,国际电信联盟正式将其命名为IMT－2000。IMT－ 2000的目标和要求是:统一频段,统一标准,达到全球无缝隙覆 盖,提供多媒体业务,传输速率最高应达到2Mb／s,其中,车载为 144kb／s、步行为384kb／s、室内为2Mb／s,频谱利用率高,服 务质量高,保密性能好;易于向第二代系统过渡和演进;终端价 格低。目前,第三代移动通信系统有多个标准, TD－SCDMA标准就是其中之一。这充分体现了我国在移动通信 领域的研究已达到国际领先水平。
第1章 绪 论
2.按信道中所传信号的不同分 信道是传输信号的通路。通常信道中传送的信号可分为数
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、相位，脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值，且直接与消 息相对应的，称为模拟信号。模拟信号有时也称连续信号，这 个连续是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个 值)，而不一定在时间上也连续，例如第3章介绍的各种脉冲调 制，经过调制后已调信号脉冲的某一参量是可以连续变化的， 但在时间上是不连续的。这里指的某一参量是指我们关心的并 作为研究对象的那一参量，绝不是指时间参量。当然，对于参 量连续变化、时间上也连续变化的信号，毫无疑问也是模拟信 号，如强弱连续变化的语言信号，亮度连续变化的电视图像信 号等都是模拟信号。
第1章 绪 论
第二代移动通信系统实现了区域内制式的统一,覆盖了大 中小城市,为人们的信息交流提供了极大的便利。随着移动通 信终端的普及,移动用户数量成倍地增长,第二代移动通信系统 的缺陷也逐渐显现出来,如全球漫游问题、系统容量问题、频 谱资源问题、支持宽带业务问题等。为此,从20世纪90年代中 期开始,各国和世界组织又开展了对第三代移动通信系统的研 究,它包括地面系统和卫星系统,移动终端既可以连接到地面的 网络,也可以连接到卫星的网络。第三代移动通信系统工作在 2000MHz频段,国际电信联盟正式将其命名为IMT－2000。IMT－ 2000的目标和要求是:统一频段,统一标准,达到全球无缝隙覆 盖,提供多媒体业务,传输速率最高应达到2Mb／s,其中,车载为 144kb／s、步行为384kb／s、室内为2Mb／s,频谱利用率高,服 务质量高,保密性能好;易于向第二代系统过渡和演进;终端价 格低。目前,第三代移动通信系统有多个标准, TD－SCDMA标准就是其中之一。这充分体现了我国在移动通信 领域的研究已达到国际领先水平。
第1章 绪 论
2.按信道中所传信号的不同分 信道是传输信号的通路。通常信道中传送的信号可分为数
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、相位，脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值，且直接与消 息相对应的，称为模拟信号。模拟信号有时也称连续信号，这 个连续是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个 值)，而不一定在时间上也连续，例如第3章介绍的各种脉冲调 制，经过调制后已调信号脉冲的某一参量是可以连续变化的， 但在时间上是不连续的。这里指的某一参量是指我们关心的并 作为研究对象的那一参量，绝不是指时间参量。当然，对于参 量连续变化、时间上也连续变化的信号，毫无疑问也是模拟信 号，如强弱连续变化的语言信号，亮度连续变化的电视图像信 号等都是模拟信号。
通信系统原理教程(第二版)(王兴亮)第1-3章章 (2)
相关函数描述了两个函数在时间间隔τ的两点上取值的相关性， 它与卷积过程有一定的相似性。相关函数的积分运算与卷积运算的 主要区别如下：
(1) 卷积运算是无序的，即x1(t)*x2(t)= x2(t)* x1(t) ； 而 相关函数的积分运算是有序的，即R12(τ)≠R21(τ)。
(2) 对于同一个时间位移值，相关函数的积分运算与卷积运算 中位移函数的移动方向是相反的。
设xT(t)为x(t)在一个周期内的截断信号，
x(t)
xT (t)
0
T 2t T 2
其他
(2-15)
第2章 信号、信道及噪声
那么
XT () F[xT (t)]
xT
(t
)e
jt
dt
从而推出
X
()
2π T
XT
()
n
(
n0 )
0 XT (n0 ) ( n0 ) n
比较式(2-14)与式(2-16)可得
Vn
1 T
X T (n0 )
（2-16） （2-17）
第2章 信号、信道及噪声 2.1.4 信号的能量谱密度和功率谱密度
1. 能量信号的能量谱密度函数(帕塞瓦尔定理) 能量信号x(t)是指在时域内有始有终， 能量有限的非周期 信号。 对能量信号x(t)，可用其频谱密度函数X(ω)及信号的能量 谱密度函数G(ω)来描述。 设能量信号x(t)频谱密度函数为X(ω)， 信号的能量为
1. 互相关函数
设x1(t)和x2(t)为两个周期功率信号， 则它们之间的互相 关程度用互相关函数R12(τ)表示，且被定义为
R12
(
)def
1 T0
T0
2 T0
x1(t)x2 (t
(1) 卷积运算是无序的，即x1(t)*x2(t)= x2(t)* x1(t) ； 而 相关函数的积分运算是有序的，即R12(τ)≠R21(τ)。
(2) 对于同一个时间位移值，相关函数的积分运算与卷积运算 中位移函数的移动方向是相反的。
设xT(t)为x(t)在一个周期内的截断信号，
x(t)
xT (t)
0
T 2t T 2
其他
(2-15)
第2章 信号、信道及噪声
那么
XT () F[xT (t)]
xT
(t
)e
jt
dt
从而推出
X
()
2π T
XT
()
n
(
n0 )
0 XT (n0 ) ( n0 ) n
比较式(2-14)与式(2-16)可得
Vn
1 T
X T (n0 )
（2-16） （2-17）
第2章 信号、信道及噪声 2.1.4 信号的能量谱密度和功率谱密度
1. 能量信号的能量谱密度函数(帕塞瓦尔定理) 能量信号x(t)是指在时域内有始有终， 能量有限的非周期 信号。 对能量信号x(t)，可用其频谱密度函数X(ω)及信号的能量 谱密度函数G(ω)来描述。 设能量信号x(t)频谱密度函数为X(ω)， 信号的能量为
1. 互相关函数
设x1(t)和x2(t)为两个周期功率信号， 则它们之间的互相 关程度用互相关函数R12(τ)表示，且被定义为
R12
(
)def
1 T0
T0
2 T0
x1(t)x2 (t
(完整版)王兴亮数字通信原理
打电话，它是利用电话(系统)来传递消息；两个人之间的 对话，亦是利用声音来传递消息，不过只是通信距离非常短而 已。
第1章 绪 论
通信从本质上讲就是实现信息传递功能的一门科学技 术，它要将大量有用的信息无失真、高效率地进行传输， 同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当 今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有存储、处理、 采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要 组成部分。
第1章 绪 论
凡信号的某一参量可以取无限多个 数值，且直接与消息相对应的，称 2.按信道为中模所拟传信信号号。的模不拟同信分号有时也称连 信道是传续输信信号号的通路。
模拟通信：信道中传送的信号为模拟信号； 数字通信：信道中传送的信号为数字信号。
凡信号的某一参量只能取有限个 数值，并且常常不直接与消息相 对应的，称为数字信号。数字信
我国自20世纪70年代起，开始将卫星通信用于国际通 信，从1985年起开始发展国内卫星通信。至今，我国已发 射5颗同步通信卫星，。
第1章 绪 论
卫星通信中目前大量使用的是模拟调制及频分多路和频 分多址技术。如同其他通信方式一样，其发展方向也是数字 调制、时分多路和时分多址。
第1章 绪 论
5. 移动通信 移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段， 它是随着汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同 步发展起来的。近年来，在微电子技术和计算机技术的推 动下，移动通信从过去简单的无线对讲或广播方式发展成 为一个把有线、无线融为一体，固定、移动相互连通的全 球范围的通信系统。 目前广泛应用的是第二代移动通信系统，采用窄带时 分多址(TDMA)和窄带码分多址(CDMA)数字接入技术，已 形成的国家和地区标准有欧洲的GSM系统、美国的IS－95 系统、日本的PDC系统。我国主要采用欧洲的GSM系统。
第1章 绪 论
通信从本质上讲就是实现信息传递功能的一门科学技 术，它要将大量有用的信息无失真、高效率地进行传输， 同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当 今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有存储、处理、 采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要 组成部分。
第1章 绪 论
凡信号的某一参量可以取无限多个 数值，且直接与消息相对应的，称 2.按信道为中模所拟传信信号号。的模不拟同信分号有时也称连 信道是传续输信信号号的通路。
模拟通信：信道中传送的信号为模拟信号； 数字通信：信道中传送的信号为数字信号。
凡信号的某一参量只能取有限个 数值，并且常常不直接与消息相 对应的，称为数字信号。数字信
我国自20世纪70年代起，开始将卫星通信用于国际通 信，从1985年起开始发展国内卫星通信。至今，我国已发 射5颗同步通信卫星，。
第1章 绪 论
卫星通信中目前大量使用的是模拟调制及频分多路和频 分多址技术。如同其他通信方式一样，其发展方向也是数字 调制、时分多路和时分多址。
第1章 绪 论
5. 移动通信 移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段， 它是随着汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同 步发展起来的。近年来，在微电子技术和计算机技术的推 动下，移动通信从过去简单的无线对讲或广播方式发展成 为一个把有线、无线融为一体，固定、移动相互连通的全 球范围的通信系统。 目前广泛应用的是第二代移动通信系统，采用窄带时 分多址(TDMA)和窄带码分多址(CDMA)数字接入技术，已 形成的国家和地区标准有欧洲的GSM系统、美国的IS－95 系统、日本的PDC系统。我国主要采用欧洲的GSM系统。
汉明码的性能分析
课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信0906班指导教师：尹勇工作单位：信息工程学院题目:汉明码的性能分析初始条件：MATLAB软件，电脑，通信原理知识要求完成的主要任务:输入信号：速率为100Bd的矩形信号信道：AWGN要求：画出编码器输入、输出信号，信道的输出信号，译码器的输出信号的波形、频谱以及误码率与译码器输入信噪比的关系曲线参考书目:徐明远主编《MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用》王兴亮主编《数字通信原理与技术》孙屹吴磊主编《Simulink通信仿真开发手册》葛哲学主编《精通MATLAB》樊昌信曹丽娜主编《通信原理》时间安排：第1周，安排任务（鉴主15楼实验室）第1-17周，仿真设计（鉴主13楼计算机实验室）第18周，完成（答辩，提交报告，演示）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (3)Abstract (4)1.引言 (5)2.设计原理 (6)2.1汉明码编码原理 (6)2.2汉明码纠错原理 (8)2.3程序函数及命令介绍 (9)3．仿真与程序 (11)3.1仿真 (11)3.1.1 SIMULINK仿真 (11)3.1.2 模块属性设置 (12)3.1.3 M文件程序 (14)3.1.4仿真结果 (15)3.1.5调试 (20)3.1.6结果分析 (20)3.2程序 (20)3.2.1程序 (20)3.2.2调试结果 (21)3.2.3结果分析 (22)4.总结 (23)参考文献 (24)摘要随着信息时代和数字世界的到来，通信原理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。
在通信原理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是汉明码。
汉明码是一种能够自动检测并纠正一位错码的线性纠错码，即SEC码，用于信道编码与译码中，提高通信系统抗干扰的能力。
MATLAB是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。
它是美国的MathWorks公司推出的一套用于科学计算和图形处理可视化、高性能语言与软件环境。
基于SIM908的车辆实时定位系统的设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ军事电子
责任编辑：王莹
其中假设Ne为当前码元中错误比 特的个数，
(2)如步骤1的算法，分别计算 Nc-1其余码元中的Ne。
(3)计算
(4)比特同步窗左移或右移1比 特，按照步骤1-3的方法计算Nsum2，并 比较Nsum和Nsum2。
当Nsum2>Nsum时，向相反方向移 动，并循环1-3的步骤；
当Nsum2<Nsum时，继续原移动方 向，并循环1-3的步骤。
电源主芯片。电源电路如图2所示。 1.3 GSM/GPS模块、单片机模块设计
在以往较多的定位系统中，GSM 模块、GPS模块是分开的，本设计采 用SIM908二合一模块，旨在提高系统 的可靠性，降低设计的复杂性，并尽 量缩小PCB尺寸。SIM908是一款80引 脚、SMT封装的三频段GSM/GPRS模 块，几乎可满足所有对产品尺寸有要 求的工业应用。
取信号截取长度80，即截取80个 采样点进行短时傅立叶变换，为了提 高频率分辨率，设计采用256点FFT， 除80个采样点外，其余点补0，则计算
，
取Nc=5，即使用5个码元长度作 为作为比特同步窗，即50个比特作为 比特同步和码元判决窗。软件解调流 程图见图2。
4 结论 本设计采用基于短时快速傅
立叶变换的软件解调算法，对传统 NAVTEX接收机的硬件解调电路进行 了改进，解决了传统解调所固有的随 环境变化而灵敏度下降的缺点，现改 进后的NAVTEX接收机已进入批量生 产阶段，工作效果达到预期效果。
设计了SIM908上电启动电路， 可不通过单片机程序自动稳定可靠上 电。通过上电观察三个指示灯的情况 判断SIM908模块是否正常工作，正常 情况下电源指示灯亮，状态灯和模块 正常启动指示灯点亮，网络指示灯闪 烁3-5秒。通过单片机与GSM的串口 通信测试检测SIM908的AT指令是否 工作正常，输入AT 回车，返回OK 表 示GSM/GPSR 与单片机正常连接。 1.4 其它功能电路设计
责任编辑：王莹
其中假设Ne为当前码元中错误比 特的个数，
(2)如步骤1的算法，分别计算 Nc-1其余码元中的Ne。
(3)计算
(4)比特同步窗左移或右移1比 特，按照步骤1-3的方法计算Nsum2，并 比较Nsum和Nsum2。
当Nsum2>Nsum时，向相反方向移 动，并循环1-3的步骤；
当Nsum2<Nsum时，继续原移动方 向，并循环1-3的步骤。
电源主芯片。电源电路如图2所示。 1.3 GSM/GPS模块、单片机模块设计
在以往较多的定位系统中，GSM 模块、GPS模块是分开的，本设计采 用SIM908二合一模块，旨在提高系统 的可靠性，降低设计的复杂性，并尽 量缩小PCB尺寸。SIM908是一款80引 脚、SMT封装的三频段GSM/GPRS模 块，几乎可满足所有对产品尺寸有要 求的工业应用。
取信号截取长度80，即截取80个 采样点进行短时傅立叶变换，为了提 高频率分辨率，设计采用256点FFT， 除80个采样点外，其余点补0，则计算
，
取Nc=5，即使用5个码元长度作 为作为比特同步窗，即50个比特作为 比特同步和码元判决窗。软件解调流 程图见图2。
4 结论 本设计采用基于短时快速傅
立叶变换的软件解调算法，对传统 NAVTEX接收机的硬件解调电路进行 了改进，解决了传统解调所固有的随 环境变化而灵敏度下降的缺点，现改 进后的NAVTEX接收机已进入批量生 产阶段，工作效果达到预期效果。
设计了SIM908上电启动电路， 可不通过单片机程序自动稳定可靠上 电。通过上电观察三个指示灯的情况 判断SIM908模块是否正常工作，正常 情况下电源指示灯亮，状态灯和模块 正常启动指示灯点亮，网络指示灯闪 烁3-5秒。通过单片机与GSM的串口 通信测试检测SIM908的AT指令是否 工作正常，输入AT 回车，返回OK 表 示GSM/GPSR 与单片机正常连接。 1.4 其它功能电路设计
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“满调制”ma=1 时， 调制效率达到最大值, ηAM=1/3。
第 2 章模拟信号的调制与解调
2.1.2 抑制载波双边带调幅(DSB-SC)
将直流分量A０取掉，得到抑制载波的双边带信号，简称 双边带信号(DSB)。
DSB信号的时域表示为
sDSB (t) x(t) cosct
(2- 8)
当调制信号x(t)为确知信号时，DSB信号的频谱
fc fm
（2- 4）
若不满足此条件， 则会出现频谱交叠， 此时的包络形状一定会产生失真。
第 2 章模拟信号的调制与解调
调幅度ma
ma
[ A(t)]max [ A(t)]max
[ A(t)]min [ A(t)]min
(2-5)
一般情况，ma小于1, 只有A(t)为负值时，出现过调幅现象，ma才大于1。
第 2 章模拟信号的调制与解调
第 2 章 模拟信号的调制与解调
2.1 模拟信号的线性调制 2.2 模拟信号的非线性调制 2.3 模拟调制方式的性能比较
第 2 章模拟信号的调制与解调
目的 使基带信号经过调制后可以在有线信道上同时传输多路 基带信号，同时也适合于在无线信道中实现频带信号的 传输。
调制 在发射端把基带信号频谱搬移到给定信道带宽内的过程。 解调 在接收端把已搬移到给定信道内频谱还原为基带信号频谱
PAM
A02 2
x2 (t) 2
Pc
Ps
式中，Pc=A20/2为载波功率，Ps x2 (t) / 2 为边带功率。
AM信号的平均功率是由载波功率和边带功率组成的，而只 有边带功率才与调制信号有关。 载波功率在AM信号中占有大 部分能量，即使在满调制(ma=1)条件下，两个边带上的有用信 号仍然只占很小能量。因此，从功率上讲，AM信号功率利用率 比较低。
平均功率PAM sAM(t)的均方值。
PAM sA2M (t) A0 x(t) 2 cos2 ct
A02 cos2 ct x2 (t) cos2 ct 2 A0 x(t) cos2 ct
第 2 章模拟信号的调制与解调
当调制信号无直流分量时，x(t)=0，且当x(t)是与载波无关的较 为缓慢变化的信号时， 有
第 2 章模拟信号的调制与解调
图2 - 4 产生SSB （a） 边带滤波特性； (b) 频谱特性
第 2 章模拟信号的调制与解调 2. 移相法产生单边带信号
任一调制基带信号，可用n个余弦信号之和来表示， 即
经双边带调制
n
x(t) xi cosit i 1
n
sDSB (t) x(t) cosct xi cosit cosct i 1
的过程。 调制解调系统 包含调制和解调的系统。Leabharlann 第 2 章模拟信号的调制与解调
2.1 模拟信号的线性调制
线性调制：频谱之间呈线性搬移关系的调制方式。 2.1.1 常规双边带调制（AM）
常规双边带调制就是标准幅度调制，它用调制信号去控制 高频载波的振幅，使已调波的振幅按照调制信号的振幅规律线 性变化。
（2）AM波的幅度谱|X(ω)|是对称的。 在正频率区域， 高于ωc的频谱叫上边带（USB），低于ωc的频谱叫下边带
（LSB）；又由于幅度谱对原点是偶对称的，所以在负频率区
域，上边带应落在低于- ωc的频谱部分，下边带应落在高于ωc的频谱部分。
第 2 章模拟信号的调制与解调
（3）AM波占用的带宽BAM（Hz）应是基带消息信号带 宽fm（fm=ωm/2π）的两倍，即BAM=2fm。
AM调制器模型如图所示。
第 2 章模拟信号的调制与解调
假设调制信号为x(t)，滤波器H(ω)=１，是全通网络，载波 信号为c(t)=cosωct, 调制信号x(t)叠加直流A0后与载波相乘，经过 滤波器后就得到标准调幅（AM）信号。
AM信号的时域和频域表示式分别为
sAM (t) [ A0 x(t)]cosct A(t) cosct A0 cosct x(t) cosct
第 2 章模拟信号的调制与解调
调制效率 定义为边带功率与总平均功率之比， 即
AM
Ps Pc Ps
x2 (t) A02 x2 (t)
对于调制信号为单频余弦信号的情况
x(t)=Amcos(ωmt+θm)，x2(t) =A2m/2,
AM
x2 (t) A02 x2 (t)
Am2 2A02 Am2
(2 - 7)
（4） 要使已调波不失真，必须在时域和频域满足以下条 件：在时域范围内， 对于所有t，必须
| x(t) |max A0
（2 - 3）
已调波的包络和x(t)的形状完全相同，用包络检波的方法很容易恢复出原
始的调制信号。 否则将会出现过调幅现象而产生包络失真。
在频域范围内， 载波频率应远大于x(t)的最高频谱分量，即
(2 -10)
这就使得调制效率达到100％，即ηDSB=1。
带宽BDSB=2fm
第 2 章模拟信号的调制与解调 2.1.3 单边带调幅(SSB)
1. 滤波法产生单边带信号 所谓滤波法，就是在双边带调制后接上一个边带滤波器， 保留所需要的边带，滤除不需要的边带。
边带滤波器可用高通滤波器产生USB边带信号，也可用低通滤波器产生 LSB信号。
sDSB ()
X ( c )
2
X ( c )
2
(2-9)
第 2 章模拟信号的调制与解调
图2 - 3 DSB (a) 调制信号； (b) 载波信号； (c) 已调波信号
第 2 章模拟信号的调制与解调
由于DSB频谱中没有载波分量，Pc=0。因此，信号的全部
功率都包含在边带上，
PDSB
PS
x2 (t) 2
如果通过上边带滤波器HUSB(ω), 则得到USB信号
sUSB (t)
n i 1
1 2
xi
cos(i
c )t
1 2
x(t)
cos ct
1 2
xˆ(t) sin
sAM
()
A0[
(
c
)
(
c
)]
1 2
[
X
(
c
)
X
(
c
)]
第 2 章模拟信号的调制与解调
图2 - 2 AM (a) 调制信号； (b) 叠加直流的调制信号； (c) 载波信号； (d) 已调波信号
第 2 章模拟信号的调制与解调
由图2-2可以看出：
（1） 调幅过程使原始频谱X(ω)搬移了±ωc，且频谱中包 含载频分量πA0［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］和边带分量（1/2） ［X(ω+ωc)+ X(ω－ωc)］两部分。