通信原理-第5章

wc
Gni ( w)
无噪声时信号恢复方法：
A sin[wct k f m(t )dt ] [wc k f m(t )]
0
t
0
Gns ( w)
wc
w
经低通滤波后：
wc k f m(t )
大信噪比（有噪声时）信号恢复方法：
A cos[wct (t )] a1 cos 1
通 信 原 理
第五章
模 拟 调 制 系 统
幅度调制和角度调制
通信原理课件 孙 怡
大连理工大学 信息与通信工程学院
一、双边带调制-（抑制载波双边带调制）DSB
n(t )
m(t )
H (w)
+
带通 滤波器
b
c
低通 滤波器
d
m(t )
cos wc t 双边带调制波形
cos wc t
波形恢复过程(在不考虑信道衰减时， 带通滤波器之后各部分输出):
DSB
残留边带调制波形
M


SSB

VSB
fc
0
H
1
fc

要求在 w c 处，边缘具有互补对称特性。
美国 HDTV 传输系统中采用MQAM 和 VSB 方案. 欧洲分为地面数字电视 DVB-T、卫星数字电视DVB-S、有线数字电视DVB-C三类。COFDM为欧 洲地面HDTV传输系统采用。

f c1
BPF + 信 道 BPF
解调器
LPF
调制器
LPF
CH 2

fc 2
LPF
调制器
fc 2
BPF BPF
解调器
CH n
LPF
CH n
f cn
频分复用示意图
f cn

60 64 防护带 68 108
f (kHz)
频谱图
例题见书上
通信原理课件 孙 怡 大连理工大学 信息与通信工程学院
模拟调制系统的综合分析题
A mt 0
S AM ( w) Ao [ ( w wc ) ( w - wc )]
M
H
t
H

t
载波
1 载波 [ M ( w wc ) M ( w - wc )] t H H 2 相干解调： sAM t S AM (t ) cos wct SAM m(t )]cos 2 wct [ Ao
ni (t ) nc (t ) cos wct ns (t )sin wct V (t ) cos[ wct (t )] a2 cos 2 2n kf 2 2 2 N 0 0 f m3 S0 m (t ) m (t ) 3 A2 4 2
2 2 2 S0 3 A k f m (t ) N0 8 2 n0 f m 3
c
0
c

H LSB
c
0
SUSB
c

扩展到一般基带信号 m(t)：
c
0
c
0
c
1 1 m(t)coswct m(t)sinwct 2 2 1 解调时：SSSB (t ) cos wc t 低通滤波 m(t ) 4 应用：载波通信，专用电台 SSSB (t)=
m(t )
H (w)
+
带通 滤波器
低通 滤波器
m(t )
cos wc t cos wc t 1 SVSB S DSB (w) H (w) [M (w wc ) M (w wc )]H (w) 2 cos wct [ ( w wc ) ( w wc )]
H ( w)
m(t )
b: m(t)coswc t
c: m(t)cos2 wc t = 1 m(t)+ 1 cos2wct 2 2 受噪声 d : 1 m(t ) m(t ) m(t ) 影响 2
应用：立体声广播
cos wct
wc
0
wc
B
w
S DSB (t )
通信原理课件 孙 怡
通信原理课件 孙 怡
大连理工大学 信息与通信工程学院
七、各种模拟调制方式的对比
性能 调制方式 AM DSB SSB VSB FM
传输带宽
解调方式
相干、非相干 相干 相干 相干 非相干
抗噪性能
设备 复杂度 简单
Байду номын сангаас
应用
广播 立体声 载波通信 广播电视 调频广播
2 Bb 2 Bb
Bb Bb B 2Bb


L
将导频取为19kHz而不是38kHz的原因是： 19kHz的导频更容易从接收端的频分复用 信号中分离出来。普通调频广播中，只 发送0 ~ 15kHz的( L R)信号(用特殊的扬 声器可以将信息频率分开)。
来自鉴频器
BPF 23kHz ~ 53kHz
LPF 0 ~ 15kHz

1 ( L R) 2
解调器输入信号：S DSB (t ) m(t ) cos wct
2 相干载波相乘后：m(t ) cos wct
低通后：
mo (t )
ni 2 (t ) nc 2 (t ) ns 2 (t ) N i 1 2 解调器输出信号功率： So mo 2 (t ) m (t ) 设白噪声的单边功率为 no 4 So m 2 (t ) 解调器输入噪声功率： Ni n0 B 解调器输出信噪比： No no B 1 1 1 输出噪声功率为：N0 n0 2 (t ) nc 2 (t ) Ni n0 B 4 4 4
1、当信道噪声干扰相同（功率谱密度相同），接收机输入信号功率相同
时，分析SSB 和DSB解调性能的差异。
2、请查阅大连立体声调频广播电台的工作频段、发射功率、覆盖范围、 信号接收的最低信噪比。 3、假设一个实验环境，有多种电台可能工作，请思考区别各种电 台的 方法。
（AM、FM、SSB、DSB）
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2(1 m f ) Bb
FM DSB ( SSB, VSB) AM
中等 较大 较大 中等
Bb：基带信号m(t )的带宽
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八、频分复用FDM
频分复用FDM原理示意图
消息 信号
CH1
LPF
调制器
BPF
BPF
解调器
LPF
CH1
f c1
CH 2
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二、单边带调制 SSB
n(t )
m(t )
H (w)
+
带通 滤波器
低通 滤波器
m(t )
cos wc t
单边带调制波形 上边带频谱 SDSB
c
cos wc t
对于单频信号的双边带调制有：
S DSB (t ) cos wmt cos wct 1 1 cos( wc wm )t cos( wc - wm )t 2 2
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1 m(t ) 2
六、调频系统 FM
n(t )
S FM (t )
+
带通限幅 滤波器 鉴频器 低通 滤波器
C
m(t )
a2
2
1
a

a1
D
B
经带通限幅后的信号为：
A cos[wct k f m(t )dt ]
0
t
B 2(f f m )
SLSB
c

c
0
c

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三、调幅 AM
n(t )
m(t )
H (w)
+
带通 滤波器
低通 滤波器
m(t )
cos wc t
调幅波形
m t
t
m t
cos wc t
t
调制方法：
M
S AM (t ) [ Ao m(tA0 mt wct )]cos


R
导频滤波 19kHz 通信原理课件 孙 怡
2
立体声指示
立体声广播信号的解调
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六、调频系统 FM
调频系统特点：
• 频带宽、抗噪能力比幅度调制系统好，输出信噪比是输入信噪比的几 十倍，而DSB为2倍；
• 门限效应：小信噪比时，无法提取信号m(t), 性能甚至不如幅度调制 系统； • 预加重、去加重； • 应用：汽车轮胎压力检测、调频广播；
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通信原理课件 孙 怡
c
c
1

0

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五、幅度调制系统性能（信噪比计算）sm t
以DSB为例

n t
带通 滤波器
sm t
ni t
解调器
mo t
no t
ni (t )与相干载波相乘后：
(nc (t ) cos wct ns (t ) sin wct ) cos wct 1 1 1 nc (t ) nc (t ) cos 2wct ns (t )sin 2wct 2 2 2 1 低通滤波后： 0 (t ) nc (t ) n 2 进入接收机的平稳窄带高斯噪声为：
SAM
c
0
c

t
sAM t
t