通信原理 模拟线性调制系统分析
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第二章：模拟调制系统(线性调制)
cos 0 t O t － c O M( )
c
m(t) O t － H O
H
S D SB( )
sD SB(t) O 载波反相点 t － c O
2 H
c
DSB信号的波形和频谱
DSB信号的频谱有如下特点：
1、上、下边带均包含调制信号的全部信息； 2、幅度减半，带宽加倍； 3、线性调制。
2.2 双边带调制(DSB)
x(t)
×
h(t)
sDSB (t)
coswc t
由于AM信号在传输信息的同时，也同时传递载波，致使传 输效率太低，造成功率浪费。既然AM系统的载波并不携带 信息，不发送载波仍能传输信号，此时调制信号无需直流 分量,这种调制称做双边带调制 SDSB(t) =x(t) coswct SDSB(w)=(1/2)[X(w+wc)+X(w-wc)]
通常假设调制信号没有直流分量，即
m(t ) 0,
又知
cos c t 0 , cos 2 c t
1 2
pAM
2 A0 m2 (t ) = + = pc + ps 2 2
载波功率
边带功率
AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部
分。 只有边带功率才与调制信号有关。 载波分量不携带信息。 即使在“满调幅”（|m(t)|max= A0 时，也称 100％调制）条件下，载波分量仍占据大部分 功率，而含有用信息的两个边带占有的功率较 小。 因此，从功率上讲，AM信号的功率利用率比较 低。
AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于SAM(t)的
均方值。当m(t)为确知信号时，SAM(t)的均方 值即为其平方的时间平均，
通信原理课件第3章模拟调制系统
1. DSB的时域、频域及功率 令直流信号的Ucm=0 ，得到DSB调制信号的时域和频域描 述
DSB的全部功率包含在边带上，即 DSB的调制效率 DSB 1
第3章 模拟调制系统
PDSB
1 2 Pf f (t ) 2
16
3.1
线性系统的调制与解调
3.1.4 双边带调制（DSB）
第3章 模拟调制系统 19
3.1
线性系统的调制与解调
3.1.5 单边带调制（SSB）
基本思想：只传送两个USB或两个LSB，节省一半带 宽，从而提高了信道利用率。同时也更节省了功率。 1. SSB的频谱 2. 单边带信号的产生 滤波法产生单边带信号 ： 产生SSB信号最直观的方法是让 双边带信号通过一个边带滤波器，保留所需要的一个边带， 滤除不要的边带。
当满足条件|f(t)|max≤Ucm 时，AM信号的包络与 调制信号成正比，所以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。这时不能用包络检 波器进行解调，因基带信号被噪声扰乱这种现 象叫“门限效应”；为保证无失真解调，可以 采用同步检波器。AM信号是带有载波的双边 带信号，它的带宽是基带信号带宽fH的两倍， 即BAM=2fH。
掌握非线性调制的原理;了解非线性调制系统抗噪声
性能及预加重与去加重技术。
第3章 模拟调制系统 2
3.1
线性系统的调制与解调
3.1.1 调制的概念 调制是通信原理中一个十分重要的概 念，是一种信号处理技术。无论在模拟 通信、数字通信还是数据通信中都扮演 着重要角色。 那么为什么要对信号进行调制处理？ 什么是调制呢？我们先看看下面的例子。
2. VSB信号的产生 残留边带信号必须使用相干解调。
通信原理--模拟调制系统 ppt课件
模拟调制
– 线性调制：AM、DSB、SSB、VSB – 非线性调制：PM、FM调制
数字调制：ASK、FSK、PSK
第二章 模拟线性调制
调制的作用
– 信号与信道匹配 – 频分多路复用 – 电波辐射 – 频率分配 – 可减小干扰
第二章 模拟线性调制
模拟调制
以模拟信号为调制信号，对连续的正 （余）弦波进行调制。
下边带
上边带
调幅信号的平均功率为：
PAMsA 2M(t)
功
A0 f(t)2cos2ct
率 特
A02cos2ctf 2(t)cos2ct2A0f(t)cos2ct
性 分
因为 f (t ) 0
c os2ct
11
2
c
os2ct
析
cos2ct 0
PAM A 20 2 f22(t)PcPf
•常规调幅信号的功率由载波功率Pc和边带功率Pf组成； •边带功率与调制信号有关，是有用功率：
若 AM1 ，调制效率最大值为1/3。
常规调幅调制效率低，载波分量不携带信息 却占用大部分功率！
改进方案----抑制载波双边带调制
例题与习题
例2-1：已知一个AM广播电台输出功率是50kW，采用单频余弦信 号进行调制，调幅指数为0.707。
（1）试计算调制效率和载波功率；
（2）如果天线用50Ω的电阻负载表示，求载波信号的峰值幅度。
弦波，也可以是非正弦波。 – 已调信号 ：载波受调制后称为已调信号。 – 解调（检波） ：调制的逆过程，其作用是将已调
信号中的调制信号恢复出来。
信号、传输方式、调制方式的分类
电信号
– 基带信号 （携带有用信息的信号，未调制） – 频带信号 （基带信号经过某种调制）
– 线性调制：AM、DSB、SSB、VSB – 非线性调制：PM、FM调制
数字调制：ASK、FSK、PSK
第二章 模拟线性调制
调制的作用
– 信号与信道匹配 – 频分多路复用 – 电波辐射 – 频率分配 – 可减小干扰
第二章 模拟线性调制
模拟调制
以模拟信号为调制信号，对连续的正 （余）弦波进行调制。
下边带
上边带
调幅信号的平均功率为：
PAMsA 2M(t)
功
A0 f(t)2cos2ct
率 特
A02cos2ctf 2(t)cos2ct2A0f(t)cos2ct
性 分
因为 f (t ) 0
c os2ct
11
2
c
os2ct
析
cos2ct 0
PAM A 20 2 f22(t)PcPf
•常规调幅信号的功率由载波功率Pc和边带功率Pf组成； •边带功率与调制信号有关，是有用功率：
若 AM1 ，调制效率最大值为1/3。
常规调幅调制效率低，载波分量不携带信息 却占用大部分功率！
改进方案----抑制载波双边带调制
例题与习题
例2-1：已知一个AM广播电台输出功率是50kW，采用单频余弦信 号进行调制，调幅指数为0.707。
（1）试计算调制效率和载波功率；
（2）如果天线用50Ω的电阻负载表示，求载波信号的峰值幅度。
弦波，也可以是非正弦波。 – 已调信号 ：载波受调制后称为已调信号。 – 解调（检波） ：调制的逆过程，其作用是将已调
信号中的调制信号恢复出来。
信号、传输方式、调制方式的分类
电信号
– 基带信号 （携带有用信息的信号，未调制） – 频带信号 （基带信号经过某种调制）
通信原理模拟调制系统
通信原理模拟调制系统一、模拟调制系统的基本原理模拟调制系统的基本原理是将数字信号通过调制技术转换为模拟信号，然后通过信道传输，并在接收端使用解调技术将模拟信号还原为数字信号。
模拟调制系统由三个基本组成部分组成，分别是源编码器、调制器和信道。
源编码器将输入的数字信号进行编码处理，调制器将编码后的数字信号转换为模拟信号，并通过信道传输，接收端的解调器将模拟信号还原为数字信号。
二、常用的调制技术1.幅度调制（AM）幅度调制是一种常用的调制技术，通过改变载波信号的幅度来传输数字信号。
具体实现时，将载波信号与数据信号相乘，得到一个幅度变化的信号，然后通过信道传输。
发射端的解调器使用包络检测器将幅度调制信号解调为原始数据。
2.频率调制（FM）频率调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
频率调制有两种常用的方式，即调频调制（FM）和相位调制（PM）。
在调频调制中，数字信号的变化会导致载波信号频率的变化，而振幅保持不变。
接收端的解调器使用频率解调器将模拟信号还原为数字信号。
3.相位调制（PM）相位调制也是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在相位调制中，数字信号的变化会导致载波信号相位的变化，而频率和振幅保持不变。
接收端的解调器使用相位解调器将模拟信号还原为数字信号。
三、调制解调器调制解调器是模拟调制系统中的关键设备，用于实现数字信号与模拟信号的相互转换。
调制解调器在发射端将数字信号转换为模拟信号，并通过信道传输。
在接收端，调制解调器将模拟信号还原为数字信号，以便进行解码和处理。
四、模拟调制系统的应用模拟调制系统广泛应用于音频和视频信号的传输。
在电视广播中，模拟调制系统被用于将图像和声音信号转化为模拟信号，然后通过无线或有线信道传输。
在手机通信中，模拟调制系统被用于将语音信号转化为模拟信号，然后通过无线信道传输。
总结：模拟调制系统是一种将数字信号转换为模拟信号的技术，常用于音频和视频信号的传输。
它包括源编码器、调制器和信道等组成部分，并通过调制解调器实现数字信号与模拟信号的相互转换。
通信原理第4章模拟调制系统——线形调制PPT课件
c(t)
0
t
(a) 载 波
A ＋ f (t)
A
0 t
(b ) 调 制 信 号
s A M (t)＝ (A ＋ f (t))c(t)
0 t
C ( )
－c
0
c
(d ) 载 波 频 谱
F( )
－H 0 H
(e) 调 制 信 号 频 谱
S
AM
( ) 2H
－c
0
c
(c) 已 调 信 号
(f) 已 调 信 号 频 谱
第3章 模拟调制系统 ——幅度调制（线性调制）
1
目标要求
一、 基本要求
1.掌握模拟调制、载波、调制信号、已调信号、 调制器的定义；
2.掌握调制的目的及模拟调制的分类； 3.掌握线性调制器的原理模型，会分析AM、 DSB、SSB、VSB调制与解调特性； 4.掌握非线性调制器的原理，及非线性已调信号 的频谱和带宽特性。
×
h(t)
sm(t)
cosct
幅度调制器的一般模型
➢ 调制信号m(t)－自信源来的基带信号 ➢ 已调信号sm(t)－调制后的载波称为已调信号 ➢ 调制器－进行调制的部件
9
在该模型中，适当选择滤波器的特性H(ω)，便 可以得到各种幅度调制信号。
例如，调幅、双边带、单边带及残留边带信号 等。
10
4.1.1 幅度调制
调幅信号的平均功率由信号的均方值求出。
P AM sA 2 M (t)[A 0f(t)2 ]co 2 sct A 0 2co 2sctf2(t)co 2sct2A 0f(t)co 2sct
通常假设调制信号没有直流分量，即 f (t) 0
co 2cs t1 2(1 co 2 c s t)； co 2 c s t0
通信原理第5章 模拟调制系统
c (t) m (t)co (t)s t ((t))
幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带 角度调制：频率调制、相位调制
.
3
第5章 模拟调制系统
5.1幅度调制（线性调制）的原理
一般原理
表示式： c(t)Acosct0
设：正弦型载波为
式中，A — 载波幅度；
c — 载波角频率； 0 — 载波初始相位（以后假定0 ＝ 0）。
通信原理
.
1
通信原理
第5章 模拟调制系统
.
2
第5章 模拟调制系统
调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率。 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实 现信道的多路复用，提高信道利用率。 (调频)扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落 能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
常见的模拟调制
t
时，其包络与调制信号波形相同， A0 mt
因此用包络检波法很容易恢复出原
始调制信号。
t 载波
否则，出现“过调幅”现象。这时用 t
包络检波将发生失真。但是，可以
采用其他的解调方法，如同步检波。sAM t
t
.
7
第5章 模拟调制系统
频谱图 由频谱m 可t 以看出，AM信号的频谱由
载频分量
t
上 下边 边A0 带 带mt
sm t
s p t LPF sd t
c t cosct
.
14
第5章 模拟调制系统
相干解调器性能分析
已调信号的一般表达式为
s m (t) s I(t)c o sc t s Q (t)sinc t
与同频同相的相干载波c(t)相乘后，得
sptsm(t)cosct
幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带 角度调制：频率调制、相位调制
.
3
第5章 模拟调制系统
5.1幅度调制（线性调制）的原理
一般原理
表示式： c(t)Acosct0
设：正弦型载波为
式中，A — 载波幅度；
c — 载波角频率； 0 — 载波初始相位（以后假定0 ＝ 0）。
通信原理
.
1
通信原理
第5章 模拟调制系统
.
2
第5章 模拟调制系统
调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率。 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实 现信道的多路复用，提高信道利用率。 (调频)扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落 能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
常见的模拟调制
t
时，其包络与调制信号波形相同， A0 mt
因此用包络检波法很容易恢复出原
始调制信号。
t 载波
否则，出现“过调幅”现象。这时用 t
包络检波将发生失真。但是，可以
采用其他的解调方法，如同步检波。sAM t
t
.
7
第5章 模拟调制系统
频谱图 由频谱m 可t 以看出，AM信号的频谱由
载频分量
t
上 下边 边A0 带 带mt
sm t
s p t LPF sd t
c t cosct
.
14
第5章 模拟调制系统
相干解调器性能分析
已调信号的一般表达式为
s m (t) s I(t)c o sc t s Q (t)sinc t
与同频同相的相干载波c(t)相乘后，得
sptsm(t)cosct
通信原理教程模拟调制系统课件
调频（FM）的实现方法
01
02
03
调相信号的数学表达式
调相信号的数学表达式为$s(t) = Acos(2pi ft + varphi(t))$，其中$varphi(t)$为调相信号，与调制信号成正比。
调相信号的产生
调相信号的产生可以通过线性调制器实现，将调制信号输入到线性调制器的输入信号中，通过改变调制信号的幅度或相位来改变载波的相位。
通信原理教程模拟调制系统课件
目录
模拟调制系统概述 模拟调制系统的基本原理 模拟调制系统的实现方法 模拟调制系统的性能分析 模拟调制系统的应用实例
01
CHAPTER
模拟调制系统概述
模拟调制系统的定义与特点
定义
模拟调制系统是指利用连续变化的信号（如音频、视频信号）调制载波信号，实现信号传输的通信系统。
调频信号的产生
调频信号的产生可以通过线性调制器实现，将调制信号输入到线性调制器的输入信号中，通过改变调制信号的幅度或相位来改变载波的频率。
调频信号的解调
调频信号的解调可以采用相干解调或非相干解调方法。相干解调需要使用本地载波信号与接收信号进行相乘运算，再通过低通滤波器取出解调信号；非相干解调可以使用限幅器和低通滤波器实现。
特点
模拟调制系统具有信号传输实时性好、抗干扰能力较强、传输距离较远等优点，但易受到信号失真、噪声干扰和信道容量限制等问题的影响。
利用调频（FM）或调相（PM）方式传输音频信号，实现广播节目的传输与接收。
广播通信
电视通信
无线电通信
利用调频或调相方式传输视频信号，实现电视节目的传输与接收。
利用调频或调相方式传输语音、数据等信息，实现无线电通信。
调相调频通信系统的应用实例
通信原理课件第三章 模拟线性调制
f (t)
SDSB (t)
边带 滤波器
cos (c t )
HUSB () H LSB ()
SSSB (t)
wujing
第三章模拟线性调制
43
单边带信号滤波法形成的频谱变换
F ()
上边 带
wujing
c c
0
c
SDSB ()
0
c
H ()
c
0
c
SSSB ()
c
0
c
下边
下边
带
带
第三章模拟线性调制
2. c 上边带（USB）; c 下边带（LSB）;
3.
BAM
1
2
(C m ) (C m )
2 fm 2B
4. 两个冲激
wujing
第三章模拟线性调制
18
wujing
第三章模拟线性调制
19
wujing
第三章模拟线性调制
20
wujing
第三章模拟线性调制
21
频域卷积分析: 由付氏变换理论可知，时域相乘对应于频域卷积。
wujing
第三章模拟线性调制
6
❖ 单边带调制（SSB）中只传输双边带调幅
信号中的一个边带，因而频道利用率提高一 倍。必须采用相干解调才能恢复信号。
❖ 残留边带调制（VSB）从频域上来看是介
于DSB-SC与SSB之间的一种调制方式，它 保留了一个边带和另一边带的一部分。
wujing
第三章模拟线性调制
第三章 模拟线性调制
单元学习提纲
1. 调制的定义、目的意义 2. 模拟调制的基本模型 3. AM、DSB、SSB、VSB调制原理 4. 上述各种调制的时域和频域表达，时域波形和频谱 结构 5. 上述各种调制和解调方法； 6. 包络检波和相干解调原理； 7. 单边带信号的滤波法、相移法产生； 8. 线性调制的调制和解调的一般模型； 9. 加性白色高斯噪声（AWGN）信道中，线性调制系统采用相干
通信原理第5章模拟调制系统
A02 cos2 ct x2 (t) cos2 ct 2A0x(t) cos2 ct
10
第五章 模拟调制系统
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
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。 由上式可知，AM信号的平均功率是由载波功率和
的 互 补 对 称 性 就 意 味 着 将 HVSB(ω) 分 别 移 动 － ωc 和 ωc就可以到如图9 (c)所示的HVSB(ω+ωc)和HVSB(ω －ωc)，将两者叠加，即
HVSB ( c ) HVSB ( c ) 常数
式中，ωm是调制信号的最高频率。
|ω|≤ωm
30
第五章 模拟调制系统
经双边带调制
i 1
n
sDSB (t) x(t) cosct xi cosit cosct
i 1
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)
cosct
1 2
xˆ(t)
sin
ct
21
第五章 模拟调制系统
如果通过下边带滤波器HLSB(ω), 则得到LSB信号
第五章 模拟调制系统
第五章 模拟调制系统
5.1 模拟信号的线性调制 5.2 模拟信号的非线性调制 5.3 模拟调制方式的性能比较
1
第五章 模拟调制系统
5.1 模拟信号的线性调制
5.1.1 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
10
第五章 模拟调制系统
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
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。 由上式可知，AM信号的平均功率是由载波功率和
的 互 补 对 称 性 就 意 味 着 将 HVSB(ω) 分 别 移 动 － ωc 和 ωc就可以到如图9 (c)所示的HVSB(ω+ωc)和HVSB(ω －ωc)，将两者叠加，即
HVSB ( c ) HVSB ( c ) 常数
式中，ωm是调制信号的最高频率。
|ω|≤ωm
30
第五章 模拟调制系统
经双边带调制
i 1
n
sDSB (t) x(t) cosct xi cosit cosct
i 1
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)
cosct
1 2
xˆ(t)
sin
ct
21
第五章 模拟调制系统
如果通过下边带滤波器HLSB(ω), 则得到LSB信号
第五章 模拟调制系统
第五章 模拟调制系统
5.1 模拟信号的线性调制 5.2 模拟信号的非线性调制 5.3 模拟调制方式的性能比较
1
第五章 模拟调制系统
5.1 模拟信号的线性调制
5.1.1 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
通信原理-CH2-模拟线性调制
f
因此，GSM手机的工作频段规定在 900—1800MHz
5
B. 提高信道的利用率
以无线电广播的中波波段为例：可用波 段范围为530KHz~1600KHz，而语音信号的 频率范围为300～3400Hz，经调制后每一个 300 广播电台频道的带宽为9KHz 只传输一路信号。 浪费！！ 530KHz
9000
f -fc 0 fc-fH fc fc+fH
f -fc 0 fc-fH fc fc+fH
26
2.2 调制/解调系统原理—SSB
SSB信号的时域表达式（续） 1 1 S LSB ( ) M ( c ) M ( c ) sgn( c ) sgn( c )
0
f
0 f
2fc
f
-fH
0
fH
16
2.2 调制/解调系统原理—AM
波形特点：已调波包络完全反映调制信号变化规律
频谱特点： AM信号的频谱SAM(ω)由载频分量和上、下 两个边带组成 上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构
相同，下边带是上边带的镜像
带宽：AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽是 基带信号带宽Bb的两倍，即 BAM=2Bb
cos c t
H(f) h(t)
Sm(t)
m(t)=0 fL— fH
线性调制的一般模型
调制方法：滤波法
不同的H(f) DSB、SSB、VSB、AM
频谱分析
m( t ) M(f )
F
A m(t ) F 2A ( f ) M ( f )
11
2.2 调制/解调系统原理—一般调制方法
2
通信原理(第五章)模拟调制系统
n i =1
mi cos wit
有 m ˆ (t ) = å
n i =1
mi sin wit
二、幅度调制的原理（6）(VSB）
残留边带(VSB) ：信号带宽B介于单边带(SSB)信号和双边带 (DSB)信号之间。 如何确定残留边带滤波器的特性H(ω )？ 先考虑如何解调，即如何从接收信号中来恢复原基带信号？ 设采用同步解调法进行解调，其组成方框图如图5-8 输入信号为 Sm(w) = 1 [ M (w - wc) + M (w +wc)] H (w)
2 (5.1 - 24)
载波为：
s(t ) = cos wct ? S (w) p [d (w +wc) +d (w - wc)]
1 1 [ Sm(w) * S (w)] = [ M (w + 2wc) + M (w)] H (w + wc) 2p 4 1 + [ M (w) + M (w - 2wc )] H (w - wc ) (5.1 - 26) 4
max max
- [ m(t )] min +[ m(t )] min
二、幅度调制的原理（5）(SSB）
SSB信号：
在DSB调制信号的基础上，仅保留一个边带。 将图5-4中的带通滤波器设计成如图5-5b所示的传输特 性。将产生上边带信号，相应的频谱如图5-5c所示。 信号带宽B=fx，其中fx是信号的最高频率)。 如何描述？产生下边带SSB信号的理想低通滤波器可表 示为： ì 1 t >0 ï 1
sm(t ) = A0 cos wct + m(t )cos wct
Sm(w) = p A0[d (w - wc) +d (w +wc)] +
第三章 模拟调制系统(通信原理)
20
例题
21
单边带调幅—SSB
DSB信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了， 但频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，同AM信号 DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都 携带了调制信号的全部信息 仅传输双边带信号中一个边带。 节省发送功率，节省一半传输频带。 产生SSB信号的方法：
c
下边带（LSB）调制
23
SSB—滤波法
SSB信号的频谱
SSSB ( ) S DSB ( ) H
SDSB
上边带频谱图:
c
0
c
H USB
c
0
S USB
c
c
0
c
24
SSB—滤波法（技术难点）
用滤波法形成SSB信号的技术难点是：
滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
26
SSB—相移法
1 H ( ) sgn( c ) sgn( c ) 2
S SSB ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) M ( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4
滤波法 相移法
22
SSB—滤波法
m t
sDSB t
H
sSSB t
载波 c t
例题
21
单边带调幅—SSB
DSB信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了， 但频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，同AM信号 DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都 携带了调制信号的全部信息 仅传输双边带信号中一个边带。 节省发送功率，节省一半传输频带。 产生SSB信号的方法：
c
下边带（LSB）调制
23
SSB—滤波法
SSB信号的频谱
SSSB ( ) S DSB ( ) H
SDSB
上边带频谱图:
c
0
c
H USB
c
0
S USB
c
c
0
c
24
SSB—滤波法（技术难点）
用滤波法形成SSB信号的技术难点是：
滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
26
SSB—相移法
1 H ( ) sgn( c ) sgn( c ) 2
S SSB ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) M ( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4
滤波法 相移法
22
SSB—滤波法
m t
sDSB t
H
sSSB t
载波 c t
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有效的利用频带。
2018年11月2日
3
调制的概念
调制：就是将基带信号进行各种变换后再传输 的过程。其中包括调制映射，傅立叶变换 (OFDM)，频率搬移等等。
S y
wc
w
w
数学分析： S y ( w) S x ( w) δ ( w wc )
y (t ) x(t ) [coswct j sin wct ] y (t ) x(t ) cos wct
S DSB ( t )
解调---相干解调
S DSB ( t )
LPF 载波恢复
2018年11月2日
kf (t )
15
cos( wc t )
DSB的频域分析
频域分析
1 1 F ( w wc ) F ( w wc )] 2 2 随机信号： DSB ( w) 1 [ f ( w wc ) f ( w wc )] 4
确知信号： S DSB ( w)
频谱：
功率效率：
2018年11月2日
η DSB 1
16
调制效率：100％ 优点：节省了载波功率 缺点：不能用包络检波，需用相干检波， 较复杂。
2018年11月2日
17
5.3 改进二：单边带调幅
原理： f (t )
S DSB (t )
H SSB ( w)
S SSB (t )
5.1 常规调幅 (AM)
AM调制 时域表达式
直流 调制信号
确知 零均值 随机
S AM (t ) [ A0 f (t )] cos(wct θc )
调制
f (t )
S AM ( t )
A0
cos( wc t )
2018年11月2日
7
常规调幅解调
解调---包络检波
S AM (t )
第5章
模拟线性调制系统
调制的研究对象
信源 信源编码 信道编码 调制 发射 传输媒质 信宿 信源解码 信道译码 解调 接收
问题：
为什么要对信号进行调制？ 什么是调制？
2018年11月2日 2
调制的目的
将消息变换为便于传输的形式。也就是
说，变换为某种形式使信道容量达到最
大，而且传输更可靠和有效。
提高性能，特别是提高抗干扰性。
2018年11月2日 5
内容
模拟线性调制
1. 常规调幅 (AM) 2. 抑制载波双边带调幅 (DSB-SC) 3. 单边带调制(SSB) 4. 残留边带调制(VSB)
线性调制和解调的一般模型
线性调制系统的抗噪声性能 （＃）
1. 通信系统抗噪声性能的分析模型
2. 线性调制相干解调的抗噪声性能
2018年11月2日 6
LPF
f (t ) A
无失真恢复条件
A0 f (t ) 0
wc wf
过调幅
| f (t ) |max A0
2018年11月2日 8
调幅指数
调制信号
f (t ) Am cos(mt θm )
调幅信号
Am S AM (t ) A0 [1 cos(mt θm )] cos( wct θc ) A0
18
2018年11月2日
滤波法的技术难点
滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性。当载 频较高时，采用一级调制直接滤波的方法已不 可能实现单边带调制。 可以采用多级（一般采用两级）DSB调制及边 带滤波的方法，即先在较低的载频上进行DSB 调制，目的是增大过渡带的归一化值，以利于 滤波器的制作。再在要求的载频上进行第二次 调制。 当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就 不适用了。
2018年11月2日
11
常规调幅信号的功率分配
功率组成
PAM
2 A0 f 2 (t ) Pc Pf 2 2
调制效率：有用功率（用于传输有用信 息的边带功率）占信号总功率的比例称 为调制效率： Pf Pf f 2 t ηAM 2 PAM Pc Pf A0 f 2 t
2018年11月2日 4
调制分类
模拟信号 模拟调制 调制信号： f (t ) 数字信号 数字调制
载波信号： c(t ) Acos(wct θ c )
幅度调制 频率调制
线性调制 非线性调制
相位调制
调幅： c(t ) f (t ) cos(wct θ c ) 主要内容：原理，频域分析和性能分析
cos( wc t )
频域表示
表示式： 滤波器：
-wc
SDSB (w) w wc
SSSB ( w) SDSB ( w) H SSB ( w)
1 上边带 HUSB ( w) 0 H SSB ( w) 下边带 H ( w) 0 LSB 1 | w | wc | w | wc | w | wc | w | wc
直流分量
2018年11月2日
π A0 δ ( w wc )
信号分量
10
随机信号调幅的频域分析
分析方法：
自相关 随机信号f (t ) f (t )的自相关函数傅立叶变换 功率谱
功率谱密度函数
2 A0 1 AM ( w) [πδ ( w wc ) πδ ( w wc )] [ f ( w wc ) f ( w wc )] 2 4
2018年11月2日 12
2 当f(t) = Am cos mt 时， f 2 (t ) Am /2
代入上式，得到
AM
2 Am 2 2 2 2 2 A A A0 f t 0 m
f 2 t
当|f(t)|max = A0时（100％调制），调制效率
最高，这时
max ＝ 1/3
2018年11月2日 13
常规调幅小结
优点：结构简单，实现容易，适用于广 播通信。
缺点：
功率效率非常低，最大为1/3 频谱效率也不高，为信号最高频率的2倍。
2018年11月2日
14
5.2 改进一：抑制载波的双边带调幅
信号表达式 调制：
f (t )
cos( wc t )
SDSB (t ) f (t ) cos( wct θ c )
调幅指数
β AM Am A0 无失真包络检波条件： β AM 1
2018年11月2日
9
确知信号调幅的频域分析
傅立叶变换
f (t )
Fourier F ( w) Fourier cos wct π[δ ( w wc ) δ ( w wc )]
频域表达式
S AM ( w) 1 [ F ( w) * C ( w)] 2 1 F ( w wc ) 2 1 π A0 δ ( w wc ) F ( w wc ) 2
2018年11月2日
3
调制的概念
调制：就是将基带信号进行各种变换后再传输 的过程。其中包括调制映射，傅立叶变换 (OFDM)，频率搬移等等。
S y
wc
w
w
数学分析： S y ( w) S x ( w) δ ( w wc )
y (t ) x(t ) [coswct j sin wct ] y (t ) x(t ) cos wct
S DSB ( t )
解调---相干解调
S DSB ( t )
LPF 载波恢复
2018年11月2日
kf (t )
15
cos( wc t )
DSB的频域分析
频域分析
1 1 F ( w wc ) F ( w wc )] 2 2 随机信号： DSB ( w) 1 [ f ( w wc ) f ( w wc )] 4
确知信号： S DSB ( w)
频谱：
功率效率：
2018年11月2日
η DSB 1
16
调制效率：100％ 优点：节省了载波功率 缺点：不能用包络检波，需用相干检波， 较复杂。
2018年11月2日
17
5.3 改进二：单边带调幅
原理： f (t )
S DSB (t )
H SSB ( w)
S SSB (t )
5.1 常规调幅 (AM)
AM调制 时域表达式
直流 调制信号
确知 零均值 随机
S AM (t ) [ A0 f (t )] cos(wct θc )
调制
f (t )
S AM ( t )
A0
cos( wc t )
2018年11月2日
7
常规调幅解调
解调---包络检波
S AM (t )
第5章
模拟线性调制系统
调制的研究对象
信源 信源编码 信道编码 调制 发射 传输媒质 信宿 信源解码 信道译码 解调 接收
问题：
为什么要对信号进行调制？ 什么是调制？
2018年11月2日 2
调制的目的
将消息变换为便于传输的形式。也就是
说，变换为某种形式使信道容量达到最
大，而且传输更可靠和有效。
提高性能，特别是提高抗干扰性。
2018年11月2日 5
内容
模拟线性调制
1. 常规调幅 (AM) 2. 抑制载波双边带调幅 (DSB-SC) 3. 单边带调制(SSB) 4. 残留边带调制(VSB)
线性调制和解调的一般模型
线性调制系统的抗噪声性能 （＃）
1. 通信系统抗噪声性能的分析模型
2. 线性调制相干解调的抗噪声性能
2018年11月2日 6
LPF
f (t ) A
无失真恢复条件
A0 f (t ) 0
wc wf
过调幅
| f (t ) |max A0
2018年11月2日 8
调幅指数
调制信号
f (t ) Am cos(mt θm )
调幅信号
Am S AM (t ) A0 [1 cos(mt θm )] cos( wct θc ) A0
18
2018年11月2日
滤波法的技术难点
滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性。当载 频较高时，采用一级调制直接滤波的方法已不 可能实现单边带调制。 可以采用多级（一般采用两级）DSB调制及边 带滤波的方法，即先在较低的载频上进行DSB 调制，目的是增大过渡带的归一化值，以利于 滤波器的制作。再在要求的载频上进行第二次 调制。 当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就 不适用了。
2018年11月2日
11
常规调幅信号的功率分配
功率组成
PAM
2 A0 f 2 (t ) Pc Pf 2 2
调制效率：有用功率（用于传输有用信 息的边带功率）占信号总功率的比例称 为调制效率： Pf Pf f 2 t ηAM 2 PAM Pc Pf A0 f 2 t
2018年11月2日 4
调制分类
模拟信号 模拟调制 调制信号： f (t ) 数字信号 数字调制
载波信号： c(t ) Acos(wct θ c )
幅度调制 频率调制
线性调制 非线性调制
相位调制
调幅： c(t ) f (t ) cos(wct θ c ) 主要内容：原理，频域分析和性能分析
cos( wc t )
频域表示
表示式： 滤波器：
-wc
SDSB (w) w wc
SSSB ( w) SDSB ( w) H SSB ( w)
1 上边带 HUSB ( w) 0 H SSB ( w) 下边带 H ( w) 0 LSB 1 | w | wc | w | wc | w | wc | w | wc
直流分量
2018年11月2日
π A0 δ ( w wc )
信号分量
10
随机信号调幅的频域分析
分析方法：
自相关 随机信号f (t ) f (t )的自相关函数傅立叶变换 功率谱
功率谱密度函数
2 A0 1 AM ( w) [πδ ( w wc ) πδ ( w wc )] [ f ( w wc ) f ( w wc )] 2 4
2018年11月2日 12
2 当f(t) = Am cos mt 时， f 2 (t ) Am /2
代入上式，得到
AM
2 Am 2 2 2 2 2 A A A0 f t 0 m
f 2 t
当|f(t)|max = A0时（100％调制），调制效率
最高，这时
max ＝ 1/3
2018年11月2日 13
常规调幅小结
优点：结构简单，实现容易，适用于广 播通信。
缺点：
功率效率非常低，最大为1/3 频谱效率也不高，为信号最高频率的2倍。
2018年11月2日
14
5.2 改进一：抑制载波的双边带调幅
信号表达式 调制：
f (t )
cos( wc t )
SDSB (t ) f (t ) cos( wct θ c )
调幅指数
β AM Am A0 无失真包络检波条件： β AM 1
2018年11月2日
9
确知信号调幅的频域分析
傅立叶变换
f (t )
Fourier F ( w) Fourier cos wct π[δ ( w wc ) δ ( w wc )]
频域表达式
S AM ( w) 1 [ F ( w) * C ( w)] 2 1 F ( w wc ) 2 1 π A0 δ ( w wc ) F ( w wc ) 2