第四章模拟通信系统
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此调幅信号的数学表达式为
s(t)=m(t)*c(t)=m(t)Accos(ωct+φc)
第四章模拟通信系统
9
4.2.1 双边带抑止载波调幅
基带调制信号
m(t )
sm (t) A m (t)c o s c t 0
h (t )
s(t)A cosct0
SmfA 2[M (ffc)M (ffc)]
在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化 幅度调制信号
第四章模拟通信系统
7
4.2 幅度调制
定义：正弦载波的幅度是随模拟基带信号m（t） 的变化规律成正比地变化。
分类： 双边带抑制载波调幅（DSB-SC） 具有离散大载波的双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB-SC） 残留边带调幅（VSB）
第四章模拟通信系统
8
4.2.1 双边带抑制载波调幅
产生：利用均值为零的模拟基带信号m（t）与 正弦载波c（t）直接相乘得到
DSB-SC AM信号的平均功率则是两者的乘积
第四章模拟通信系统
17
第四章模拟通信系统
18
m(t)及DSB-SC AM的功率谱密度图
PM( f ) 1
PS上( f )
-F0
0
F0
m(t)的功率谱
PS( f )
A
2 C
4
f
-fc-F0 -fc
0
fc fc+F0 f
上边带的功率谱
PS下( f )
-fc-F0 -fc -fc+F0 0 -fc+F0 fc fc+F0 f
频谱搬移是线性的 在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构 在频域内的简单搬移
线性调制
第四章模拟通信系统
10
调幅信号的相位翻转
当m(t)过横轴零点时将使已调信号发生 相位翻转
sm (t) A m (t)c o s c t 0
基带信号m(t)
DSB-SC AM信号波形
第四章模拟通信系统
11
确定信号的频谱特性
E[S(tA )c]E[M(t2)f]ctcos
其自相关函数
R s(t,t) A c 2R M ()[2 cfco c s2 ofc (s 2 t)] 2
第四章模拟通信系统
15
随机调制信号
从上式中可以看出 Rs (t,t ) 是以t为自变量的中
期性自相关函数,其周期 T p 1 2 fc
通过采用不同的调制方式兼顾通信的有效性和可靠性。
第四章模拟通信系统
5Hale Waihona Puke Baidu
正弦型载波调制的作用
原始信号
调制器
调制：发送端把基带信号频谱 搬移到给定信道通带内的过程
原始信号
解调器
解调：在接收端把已搬到给定信道 通带内的频谱还原为基带信号的过程
第四章模拟通信系统
6
本章的内容
本章着重讨论幅度调制及角度调制信号 的表示式，频谱分析，解调原理及其在 信道加性白高斯噪声干扰下的解调性能； 多路信号的频分复用；简述超外差接受 的工作原理介绍通信系统中接受机的噪 声系数及等效噪声温度两个重要参数。
r(t)co 2 fC ts ) ( A C m (t)co 2fC ts( C )co 2fC ts( C )
频率调制（FM） 相位调制（PM）
第四章模拟通信系统
4
正弦型载波调制的作用
频谱搬移：在通信系统中将基带信号的低通频谱搬移 到载波频率上，使得所发送的频带信号的频谱匹配与 频带信道的带通特。
复用：通过调制技术还可以在一个信道内同时传送多 个信源的消息。由于携带每个消息的已调信号带宽比 频带的信道的总带宽窄得多，通过调制技术将个消息 的频谱搬移到互不重叠的频带上，可以在一个信道内 同时传送多路信号，简称为复用。
第四章 模拟通信系统
模拟调制技术
第四章模拟通信系统
1
4.1 引言
模拟信号定义: 在时间上和幅度上是连续的. 通常,模拟信号是随机过程M(t)的一个样本
m(t) 基带信号:f=0(直流)附近的低通型信号
第四章模拟通信系统
2
4.1 引言
若要在频带信道中传输信号，则要 将信号变换到信道对应的频带。
fc-W fc+W
-w 0 w
注意！ 经调制后信道带宽变为2W
第四章模拟通信系统
13
几点说明
|f|>fc的频率分量为上边带，|f|<fc为下边带 上下边带均对应M(f)的所有频率分量，说明上
下边带携带了相同的消息。称此调幅信号为双 边带调幅信号 该调幅信号的一个重要特征是不包含离散的直 流载频分量，这是由于模拟基带信号的频谱成 分中不含离散的直流分量。
-fc -fc+F0 0 -fc+F0 fc
DSB-SC AM的功率谱
下边带的功率谱
第四章模拟通信系统
f
19
DSB-SC AM信号的相干解调
这里假设加性噪声为零则接受信号r(t)与s(t)相同即:
r ( t) s ( t) A C m ( t) c2 o fC t sC ) (
要进行解调首先应当从接受信号中恢复出载波信号,然后将载波与r(t)相乘, 在经过带宽为W的理想低通滤波器即可恢复出m(t).其数学描述如下:
第四章模拟通信系统
14
随机调制信号
模拟调制信号m(t)是随机过程M(t)的样本函数，调幅信 号s(t)是随机过程S(t)的样本函数，它们在时间域以自相 关函数，在频率域以功率谱密度来描述
设M(t)是均值为零，自相关函数为RM(t)的广义平稳随机 过程,则DSB-SC AM信号s(t)的均值也为零，即：
设调制信号m(t)的傅式频谱为M(f),载波信号c(t) 的频谱为C(f),则
S(f)M(f)*C(f)M(f)*A[c(ffc)(ffc)]
2 A[cM(ffc)M(ffc)]
2
第四章模拟通信系统
12
确定信号的频谱特性
|M(f) |
-fc
0
fc
|S(f)|
|C(f)|
-fc-W -fc+W 0
一种方法是：通过正弦型载波调制 降低通型的模拟基带信号变换为频 带信号，其频带中心频率在fc附近。 （ fc 》W）
载波信号
c(t)=AcCos(2πfct+ Φc)
第四章模拟通信系统
3
调制的种类
按照m（t）的变换规律去控制载波的幅 度或是载波的频率或相位，分别称为
幅度调制（AM） 角度调制
因此S(t)是一个循环平稳过程,它的平均自相关函数
Rs(
)
1 TP
TP / 2 TP / 2
Rs
(t,
t
)dt
Ac2 RM ( ) cos 2 fc
2
第四章模拟通信系统
16
随机调制信号
DSB-SC AM 信号的平均功率是 R s ( 0 ) ,即
Rs (0)
AC2 2
RM (0)
式中Ac2/2是载波分量的平均功率,RM(0)是模拟基带信号 的平均功率
s(t)=m(t)*c(t)=m(t)Accos(ωct+φc)
第四章模拟通信系统
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4.2.1 双边带抑止载波调幅
基带调制信号
m(t )
sm (t) A m (t)c o s c t 0
h (t )
s(t)A cosct0
SmfA 2[M (ffc)M (ffc)]
在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化 幅度调制信号
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4.2 幅度调制
定义：正弦载波的幅度是随模拟基带信号m（t） 的变化规律成正比地变化。
分类： 双边带抑制载波调幅（DSB-SC） 具有离散大载波的双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB-SC） 残留边带调幅（VSB）
第四章模拟通信系统
8
4.2.1 双边带抑制载波调幅
产生：利用均值为零的模拟基带信号m（t）与 正弦载波c（t）直接相乘得到
DSB-SC AM信号的平均功率则是两者的乘积
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m(t)及DSB-SC AM的功率谱密度图
PM( f ) 1
PS上( f )
-F0
0
F0
m(t)的功率谱
PS( f )
A
2 C
4
f
-fc-F0 -fc
0
fc fc+F0 f
上边带的功率谱
PS下( f )
-fc-F0 -fc -fc+F0 0 -fc+F0 fc fc+F0 f
频谱搬移是线性的 在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构 在频域内的简单搬移
线性调制
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10
调幅信号的相位翻转
当m(t)过横轴零点时将使已调信号发生 相位翻转
sm (t) A m (t)c o s c t 0
基带信号m(t)
DSB-SC AM信号波形
第四章模拟通信系统
11
确定信号的频谱特性
E[S(tA )c]E[M(t2)f]ctcos
其自相关函数
R s(t,t) A c 2R M ()[2 cfco c s2 ofc (s 2 t)] 2
第四章模拟通信系统
15
随机调制信号
从上式中可以看出 Rs (t,t ) 是以t为自变量的中
期性自相关函数,其周期 T p 1 2 fc
通过采用不同的调制方式兼顾通信的有效性和可靠性。
第四章模拟通信系统
5Hale Waihona Puke Baidu
正弦型载波调制的作用
原始信号
调制器
调制：发送端把基带信号频谱 搬移到给定信道通带内的过程
原始信号
解调器
解调：在接收端把已搬到给定信道 通带内的频谱还原为基带信号的过程
第四章模拟通信系统
6
本章的内容
本章着重讨论幅度调制及角度调制信号 的表示式，频谱分析，解调原理及其在 信道加性白高斯噪声干扰下的解调性能； 多路信号的频分复用；简述超外差接受 的工作原理介绍通信系统中接受机的噪 声系数及等效噪声温度两个重要参数。
r(t)co 2 fC ts ) ( A C m (t)co 2fC ts( C )co 2fC ts( C )
频率调制（FM） 相位调制（PM）
第四章模拟通信系统
4
正弦型载波调制的作用
频谱搬移：在通信系统中将基带信号的低通频谱搬移 到载波频率上，使得所发送的频带信号的频谱匹配与 频带信道的带通特。
复用：通过调制技术还可以在一个信道内同时传送多 个信源的消息。由于携带每个消息的已调信号带宽比 频带的信道的总带宽窄得多，通过调制技术将个消息 的频谱搬移到互不重叠的频带上，可以在一个信道内 同时传送多路信号，简称为复用。
第四章 模拟通信系统
模拟调制技术
第四章模拟通信系统
1
4.1 引言
模拟信号定义: 在时间上和幅度上是连续的. 通常,模拟信号是随机过程M(t)的一个样本
m(t) 基带信号:f=0(直流)附近的低通型信号
第四章模拟通信系统
2
4.1 引言
若要在频带信道中传输信号，则要 将信号变换到信道对应的频带。
fc-W fc+W
-w 0 w
注意！ 经调制后信道带宽变为2W
第四章模拟通信系统
13
几点说明
|f|>fc的频率分量为上边带，|f|<fc为下边带 上下边带均对应M(f)的所有频率分量，说明上
下边带携带了相同的消息。称此调幅信号为双 边带调幅信号 该调幅信号的一个重要特征是不包含离散的直 流载频分量，这是由于模拟基带信号的频谱成 分中不含离散的直流分量。
-fc -fc+F0 0 -fc+F0 fc
DSB-SC AM的功率谱
下边带的功率谱
第四章模拟通信系统
f
19
DSB-SC AM信号的相干解调
这里假设加性噪声为零则接受信号r(t)与s(t)相同即:
r ( t) s ( t) A C m ( t) c2 o fC t sC ) (
要进行解调首先应当从接受信号中恢复出载波信号,然后将载波与r(t)相乘, 在经过带宽为W的理想低通滤波器即可恢复出m(t).其数学描述如下:
第四章模拟通信系统
14
随机调制信号
模拟调制信号m(t)是随机过程M(t)的样本函数，调幅信 号s(t)是随机过程S(t)的样本函数，它们在时间域以自相 关函数，在频率域以功率谱密度来描述
设M(t)是均值为零，自相关函数为RM(t)的广义平稳随机 过程,则DSB-SC AM信号s(t)的均值也为零，即：
设调制信号m(t)的傅式频谱为M(f),载波信号c(t) 的频谱为C(f),则
S(f)M(f)*C(f)M(f)*A[c(ffc)(ffc)]
2 A[cM(ffc)M(ffc)]
2
第四章模拟通信系统
12
确定信号的频谱特性
|M(f) |
-fc
0
fc
|S(f)|
|C(f)|
-fc-W -fc+W 0
一种方法是：通过正弦型载波调制 降低通型的模拟基带信号变换为频 带信号，其频带中心频率在fc附近。 （ fc 》W）
载波信号
c(t)=AcCos(2πfct+ Φc)
第四章模拟通信系统
3
调制的种类
按照m（t）的变换规律去控制载波的幅 度或是载波的频率或相位，分别称为
幅度调制（AM） 角度调制
因此S(t)是一个循环平稳过程,它的平均自相关函数
Rs(
)
1 TP
TP / 2 TP / 2
Rs
(t,
t
)dt
Ac2 RM ( ) cos 2 fc
2
第四章模拟通信系统
16
随机调制信号
DSB-SC AM 信号的平均功率是 R s ( 0 ) ,即
Rs (0)
AC2 2
RM (0)
式中Ac2/2是载波分量的平均功率,RM(0)是模拟基带信号 的平均功率