SSB调制解调过程及系统调制增益

通信原理讨论课报告

题目：分析SSB 调制解调过程及系统调制增益

姓名：郭耀华 学号：120104030030 班级：通信工程一班 简述：

单边带调制（英文是Single-sideband modulation ，缩写为SSB ），是一种可以更加有效的利用电能和带宽的调幅技术。单边带调制与残留边带调制（VSB ）有密切的关系。 调幅技术输出的调制信号带宽为源信号的两倍。单边带调制技术可以避免带宽翻倍，同时避免将能量浪费在载波上，不过因为设备变得复杂，成本也会增加。

一．单边带调制-种类

按信号频谱形式：

①原型单边带 ②独立边带 ③残留单边带

按载频发送电平大小：

①载频全抑制制 ②导频制 ③兼容单边带制

二．SSB 信号的产生

产生SSB 信号的方法很多，其中最基本的方法有滤波法和相移法。

用滤波法实现单边带调制的原理图如图10-3-1所示，图中的为单边

带滤波器。产生SSB 信号最直观方法的是，将

设计成具有理想高通特性

或理想低通特性

的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，

而滤除另一个边带。产生上边带信号时

即为

，产生下边带信号时

即为

。

图10-3-1 SSB信号的滤波法产生

显然，SSB信号的频谱可表示为

（式10-3-1）用滤波法形成SSB信号，原理框图简洁、直观，但存在的一个重要问题是单边带滤波器不易制作。这是因为，理想特性的滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。滤波器的实现难度与过渡带相对于载频的归一化值有关，过渡带的归一化值愈小，分割上、下边带就愈难实现。而一般调制信号都具有丰富的低频成分，经过调制后得到的DSB信号的上、下边带之间的间隔很窄，要想通过一个边带而滤除另一个，要求单边带滤波器在附近具有陡峭的截止特性――即很小的过渡带，这就使得滤波器的设计与制作很困难，有时甚至难以实现。为此，实际中往往采用多级调制的办法，目的在于降低每一级的过渡带归一化值，减小实现难度。

三．SSB信号的带宽、功率和调制效率

从SSB信号调制原理图中可以清楚地看出，SSB信号的频谱是DSB信号频谱的一个边带，其带宽为DSB信号的一半，与基带信号带宽相同，即

（式10-3-2）式中，为调制信号带宽，为调制信号的最高频率。

由于仅包含一个边带，因此SSB信号的功率为DSB信号的一半，即

（式10-3-3）显然，因SSB信号不含有载波成分，单边带幅度调制的效率也为100%。

四．SSB信号的解调

从SSB信号调制原理图中不难看出，SSB信号的包络不再与调制信号成正比，因此SSB信号的解调也不能采用简单的包络检波，需采用相干解调，如图10-3-2所示

图10-3-2 SSB信号的相干解调

此时，乘法器输出

经低通滤波后的解调输出为

（式10-3-4）因而可恢复调制信号。

综上所述，单边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；频带宽度只有双边带的一半，频带利用率提高一倍。缺点是单边带滤波器实现难度大。

五．SSB调制系统的性能

（1）求――输入信号的解调

对于SSB系统，解调器输入信号

与相干载波相乘，并经低通滤波器滤除高频成分后，得解调器输出信号为

（式10-5-5）因此，解调器输出信号功率为

（式10-5-6）（2）求――输入噪声的解调

由于SSB信号的解调器与DSB信号的相同，故计算SSB信号输入及输出信噪比的方法也相同。

（式10-5-7）

只是这里，为SSB信号带宽。

（3）求

解调器输入信号平均功率为

因为与的所有频率分量仅相位不同，而幅度相同，所以两者具有相同的平均功率。由此，上式变成

（式10-5-8）解调器的输入信噪比为

（式10-5-9）解调器的输出信噪比为

（式10-5-10）因而调制制度增益为

（式10-5-11）由此可见，SSB调制系统的制度增益为1。这说明，SSB信号的解调器对信噪比没有改善。这是因为在SSB系统中，信号和噪声具有相同的表示形式，所以相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制掉，故信噪比不会得到改善。

DSB解调器的调制制度增益是SSB的二倍。但不能因此就说，双边带系统的抗噪性能优于单边带系统。因为DSB信号所需带宽为SSB的二倍，因而在输入噪声功率谱密度相同的情况下，DSB解调器的输入噪声功率将是SSB的二倍。不难看出，如果解调器的输入噪声功率谱密度相同，输入信号的功率也相等，有

即，在相同的噪声背景和相同的输入信号功率条件下，DSB和SSB在解调器输出端的信噪比是相等的。这就是说，从抗噪声的观点，SSB制式和DSB制式是相同的。但SSB制式所占有的频带仅为DSB的一半。

六．各种模拟调制方式总结

调制

方式

信号带宽制度增益设备复杂度主要应用

DSB 2 2 中等：要求相干解

调，常与DSB信号一

起传输一个小导频

点对点的专用通

信，低带宽信号多

路复用系统

SSB 1 较大：要求相干解

调，调制器也较复杂

短波无线电广播，

话音频分多路通

信

VSB 略大于近似SSB 近似SSB 较大：要求相干解

调，调制器需要对称

滤波

数据传输；商用电

视广播

AM 2

较小：调制与解调

（包络检波）简单中短波无线电广播

FM 23中等：调制器有点复

杂，解调器较简单

微波中继、超短波

小功率电台（窄

带）；卫星通信、

调频立体声广播

（宽带）