通信原理4-调制解调原理课件.ppt

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1、4.1 4.1 概概 述述信信信信源源源源输输输输出出出出的的的的消消消消息息息息信信信信号号号号一一一一般般般般具具具具有有有有从从从从零零零零频频频频开开开开始始始始的的的的较较较较宽宽宽宽频频频频谱谱谱谱，而而而而且且且且在在在在频频频频谱谱谱谱的的的的低低低低端端端端分分分分布布布布较较较较大大大大能能能能量量量量，所以称为基带信号，不宜直接在信道中传输。所以称为基带信号，不宜直接在信道中传输。所以称为基带信号，不宜直接在信道中传输。所以称为基带信号，不宜直接在信道中传输。为为为为便便便便于于于于传传传传输输输输、提提提提高高高高抗抗抗抗干干干干扰扰扰扰能能能能力力力力和和和和有有有有

2、效效效效利利利利用用用用带带带带宽宽宽宽，通通通通常常常常需需需需要要要要通通通通过过过过调调调调制制制制将将将将信信信信号号号号的的的的频频频频谱谱谱谱搬搬搬搬移移移移到到到到适适适适合信道和噪声特性的频率范围内进行传输。合信道和噪声特性的频率范围内进行传输。合信道和噪声特性的频率范围内进行传输。合信道和噪声特性的频率范围内进行传输。在在在在通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的接接接接收收收收端端端端对对对对已已已已调调调调信信信信号号号号进进进进行行行行解解解解调调调调，恢复出原来的消息。恢复出原来的消息。恢复出原来的消息。恢复出原来的消息。4 调制解调原理调制解调原理2009 Cop

3、yright 2009 Copyright 1（1 1 1 1）调制的定义）调制的定义）调制的定义）调制的定义?调调调调制制制制：就就就就是是是是用用用用待待待待传传传传送送送送信信信信号号号号去去去去控控控控制制制制某某某某个个个个高高高高频频频频信信信信号号号号的的的的幅幅幅幅度度度度、相相相相位位位位、频频频频率率率率等等等等参参参参量量量量变变变变化化化化的的的的过过过过程程程程，即即即即用用用用一个信号去装载一个信号去装载一个信号去装载一个信号去装载(携带携带携带携带/运输运输运输运输)另一信号。另一信号。另一信号。另一信号。在在在在频频频频域域域域上上上上，调调调调制制制制完完完完

4、成成成成的的的的则则则则主主主主要要要要是是是是频频频频谱谱谱谱/功功功功率率率率谱谱谱谱的的的的搬搬搬搬移移移移，即即即即通通通通过过过过调调调调制制制制将将将将基基基基带带带带信信信信号号号号的的的的频频频频谱谱谱谱/功功功功率率率率谱谱谱谱搬搬搬搬移移移移到以载波频率为中心的频段。到以载波频率为中心的频段。到以载波频率为中心的频段。到以载波频率为中心的频段。这这这这里里里里：控控控控制制制制信信信信号号号号称称称称为为为为调调调调制制制制信信信信号号号号，被被被被控控控控制制制制信信信信号号号号称为载波称为载波称为载波称为载波。如，如，如，如，单一频率正弦波或周期脉冲波等。单一频率正弦波

5、或周期脉冲波等。单一频率正弦波或周期脉冲波等。单一频率正弦波或周期脉冲波等。2.调制的必要性/目的2009 Copyright 2009 Copyright 2（2 2 2 2）调制的必要性）调制的必要性）调制的必要性）调制的必要性/目的目的目的目的?A.A.便于发送便于发送便于发送便于发送对对对对无无无无线线线线传传传传输输输输信信信信号号号号而而而而言言言言，信信信信号号号号需需需需要要要要通通通通过过过过发发发发射射射射天天天天线线线线发发发发送送送送出出出出去去去去。根根根根据据据据天天天天线线线线理理理理论论论论，发发发发射射射射天天天天线线线线的的的的尺尺尺尺度度度度与与与与信信信

6、信号号号号的的的的波波波波长长长长满满满满足足足足一一一一定定定定的的的的关关关关系系系系式式式式时时时时，信信信信号号号号才才才才能得到有效的发射。即能得到有效的发射。即能得到有效的发射。即能得到有效的发射。即 如：如：如：如：B.提高信道的利用率2009 Copyright 2009 Copyright 3B.B.提高信道的利用率提高信道的利用率提高信道的利用率提高信道的利用率以以以以无无无无线线线线电电电电广广广广播播播播的的的的中中中中波波波波波波波波段段段段为为为为例例例例：可可可可用用用用波波波波段段段段范范范范围围围围为为为为 530KHz1600KHz530KHz1600KHz

7、，而而而而语语语语音音音音信信信信号号号号的的的的频频频频率率率率范范范范围围围围为为为为300300 3400Hz3400Hz，经经经经调调调调制制制制后后后后每每每每一一一一个广播电台频道的带宽为个广播电台频道的带宽为个广播电台频道的带宽为个广播电台频道的带宽为9K9K。530KHz530KHz1600KHz1600KHz300 9000300 9000这一中波波段中就均匀分布着多个电台这一中波波段中就均匀分布着多个电台!上述即为频分复用，它是通过采用不同载波频率的调上述即为频分复用，它是通过采用不同载波频率的调上述即为频分复用，它是通过采用不同载波频率的调上述即为频分复用，它是通过采用不

8、同载波频率的调制完成的。制完成的。制完成的。制完成的。只传输一路信号。只传输一路信号。只传输一路信号。只传输一路信号。浪费！浪费！浪费！浪费！3.调制的分类 2009 Copyright 2009 Copyright 4（3 3）调制的分类）调制的分类 调制原理 调制方式调制方式调制方式调制方式用途举例用途举例用途举例用途举例正弦正弦正弦正弦波调波调波调波调制制制制模拟调模拟调模拟调模拟调制制制制常规双边带调幅常规双边带调幅常规双边带调幅常规双边带调幅AMAM广播广播广播广播单边带调制单边带调制单边带调制单边带调制SSBSSB载波通信、短波无线电话通信载波通信、短波无线电话通信载波通信、短波无

9、线电话通信载波通信、短波无线电话通信双边带调制双边带调制双边带调制双边带调制DSBDSB立体声广播立体声广播立体声广播立体声广播残留边带调制残留边带调制残留边带调制残留边带调制VSBVSB电视广播、传真电视广播、传真电视广播、传真电视广播、传真频率调制频率调制频率调制频率调制FMFM微波中继、卫星通信、广播微波中继、卫星通信、广播微波中继、卫星通信、广播微波中继、卫星通信、广播相位调制相位调制相位调制相位调制PMPM中间调制方式中间调制方式中间调制方式中间调制方式数字调数字调数字调数字调制制制制振幅键控振幅键控振幅键控振幅键控ASKASK数据传输数据传输数据传输数据传输频移键控频移键控频移键控

10、频移键控FSKFSK数据传输数据传输数据传输数据传输相移键控相移键控相移键控相移键控PSKPSK、DPSKDPSK数据传输数据传输数据传输数据传输其他高效调制其他高效调制其他高效调制其他高效调制QAMQAM、MSKMSK等等等等数字微波、空间通信数字微波、空间通信数字微波、空间通信数字微波、空间通信脉冲脉冲脉冲脉冲调制调制调制调制脉冲模脉冲模脉冲模脉冲模拟调制拟调制拟调制拟调制脉幅调制脉幅调制脉幅调制脉幅调制PAMPAM中间调制方式、遥测中间调制方式、遥测中间调制方式、遥测中间调制方式、遥测脉宽调制脉宽调制脉宽调制脉宽调制PDMPDM中间调制方式中间调制方式中间调制方式中间调制方式脉位调制脉位

11、调制脉位调制脉位调制PPMPPM遥测、光纤传输遥测、光纤传输遥测、光纤传输遥测、光纤传输脉冲数脉冲数脉冲数脉冲数字调制字调制字调制字调制脉码调制脉码调制脉码调制脉码调制PCMPCM市话中继线、卫星、空间通信市话中继线、卫星、空间通信市话中继线、卫星、空间通信市话中继线、卫星、空间通信增量调制增量调制增量调制增量调制DMDM军用、民用数字电话军用、民用数字电话军用、民用数字电话军用、民用数字电话差分脉码调制差分脉码调制差分脉码调制差分脉码调制DPCMDPCM电视电话、图像编码电视电话、图像编码电视电话、图像编码电视电话、图像编码ADPCMADPCM等其他方式等其他方式等其他方式等其他方式中继数字

12、电话中继数字电话中继数字电话中继数字电话2009 Copyright 2009 Copyright 5（4 4）调制的基本原理）调制的基本原理 幅度调制 一一一一个个个个正正正正弦弦弦弦波波波波信信信信号号号号，通通通通常常常常有有有有三三三三个个个个参参参参数数数数确确确确定定定定：即即即即幅度、频率和相位，因此可将载波表示为幅度、频率和相位，因此可将载波表示为幅度、频率和相位，因此可将载波表示为幅度、频率和相位，因此可将载波表示为 载波的幅度载波的幅度载波的幅度载波的幅度 载波的频率载波的频率载波的频率载波的频率 载波的相位载波的相位载波的相位载波的相位 连连连连续续续续波波波波调调调调制

13、制制制的的的的过过过过程程程程就就就就是是是是用用用用基基基基带带带带信信信信号号号号m(tm(t)去去去去改改改改变变变变载载载载波波波波c(tc(t)的的的的瞬瞬瞬瞬时时时时幅幅幅幅度度度度、频频频频率率率率或或或或相相相相位位位位。相相相相应应应应的的的的已已已已调信号可表示为调信号可表示为调信号可表示为调信号可表示为已调波的瞬时幅度已调波的瞬时幅度已调波的瞬时幅度已调波的瞬时幅度已调波的瞬时相位已调波的瞬时相位已调波的瞬时相位已调波的瞬时相位 ），并且有并且有并且有并且有为基带信号最高频率。为基带信号最高频率。为基带信号最高频率。为基带信号最高频率。2009 Copyright 200

14、9 Copyright 6如如如如果果果果为为为为(t)(t)常常常常数数数数，A(tA(t)随随随随m(tm(t)成成成成比比比比例例例例变变变变化化化化，则则则则称为称为称为称为幅度调制幅度调制幅度调制幅度调制。根根根根据据据据基基基基带带带带信信信信号号号号不不不不同同同同分分分分为为为为模模模模拟拟拟拟幅幅幅幅度度度度调调调调制制制制和和和和数数数数字字字字幅度调制（振幅键控幅度调制（振幅键控幅度调制（振幅键控幅度调制（振幅键控ASKASK），如图），如图），如图），如图4-14-1所示。所示。所示。所示。t tt tt tt tt t1 10 01 11 10 0t t模拟调制模拟调

15、制模拟调制模拟调制数字调制数字调制数字调制数字调制相位调制 2009 Copyright 2009 Copyright 7如如如如果果果果已已已已调调调调信信信信号号号号的的的的瞬瞬瞬瞬时时时时相相相相位位位位偏偏偏偏移移移移随随随随基基基基带带带带信信信信号号号号比比比比例变化时，我们称之为例变化时，我们称之为例变化时，我们称之为例变化时，我们称之为相位调制相位调制相位调制相位调制。即。即。即。即分分分分为为为为模模模模拟拟拟拟相相相相位位位位调调调调制制制制PMPM和和和和数数数数字字字字相相相相位位位位调调调调制制制制（相相相相移键控移键控移键控移键控PSKPSK、DPSKDPSK），如

16、图），如图），如图），如图4-24-2所示。所示。所示。所示。(a)PM(a)PM1 11 10 00 01 10 00 0数字数字数字数字信号信号信号信号2PSK2PSK(b)2PSK(b)2PSKt tt t频率调制 2009 Copyright 2009 Copyright 8已已已已调调调调信信信信号号号号的的的的瞬瞬瞬瞬时时时时频频频频率率率率偏偏偏偏移移移移随随随随基基基基带带带带信信信信号号号号比比比比例例例例变变变变化化化化时时时时，我们称之为我们称之为我们称之为我们称之为频率调制频率调制频率调制频率调制。即。即。即。即 根根根根据据据据基基基基带带带带信信信信号号号号m(tm

17、(t)不不不不同同同同分分分分为为为为模模模模拟拟拟拟相相相相位位位位调调调调制制制制FMFM和和和和数数数数字字字字频频频频率调制（频移键控率调制（频移键控率调制（频移键控率调制（频移键控FSKFSK），如图所示。），如图所示。），如图所示。），如图所示。(a)FM(a)FM(b)2FSK(b)2FSKt tt t1 11 10 00 01 1数字数字数字数字信号信号信号信号t t2FSK2FSK幅度调制 2009 Copyright 2009 Copyright 9根据的根据的根据的根据的调制定义调制定义调制定义调制定义：用用用用待待待待传传传传送送送送信信信信号号号号去去去去控控控控制制

18、制制某某某某个个个个高高高高频频频频信信信信号号号号的的的的幅幅幅幅度、相位、频率等参量变化度、相位、频率等参量变化度、相位、频率等参量变化度、相位、频率等参量变化的过程。的过程。的过程。的过程。幅幅度度调调制制就就是是指指用用待待传传送送信信号号去去控控制载波信号的制载波信号的幅度幅度变化的过程。变化的过程。即即已已调调波波的的幅幅度度（包包络络）与与调调制制信信号成例变化。号成例变化。4.2 幅度调制幅度调制 数学表达式2009 Copyright 2009 Copyright 10一般模型一般模型h(t)m(t)cosctSM(t)数学表达式数学表达式频域表达式2009 Copyrigh

19、t 2009 Copyright 11一般模型一般模型h(t)m(t)cosctSm(t)频域表达式频域表达式数学表达式数学表达式4.1.1 DSB 当调制信号为确知信号时当调制信号为确知信号时当调制信号为确知信号时当调制信号为确知信号时2009 Copyright 2009 Copyright 124.1.1 模模 拟拟 双双 边边 带带 调调 制制（DSB）DSB信号的波形和频谱h(t)m(t)cosctSm(t)如如如如果果果果输输输输入入入入的的的的基基基基带带带带信信信信号号号号是是是是不不不不含含含含直直直直流流流流分分分分量量量量的的的的模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号，且且且且

20、是是是是h(th(t)理理理理想想想想带带带带通通通通滤滤滤滤波波波波器器器器，则则则则得得得得到到到到的的的的输输输输出出出出已已已已调调调调信信信信号号号号便便便便是是是是无无无无载载载载波波波波分分分分量量量量的的的的双双双双边边边边带带带带调调调调制制制制信信信信号号号号（或或或或称称称称为为为为双双双双边边边边带带带带抑抑抑抑制制制制载载载载波波波波调调调调制制制制信号），简称为信号），简称为信号），简称为信号），简称为DSBDSB信号（或信号（或信号（或信号（或DSB-SCDSB-SC信号）。信号）。信号）。信号）。2009 Copyright 2009 Copyright 13其

21、波形和频谱如图其波形和频谱如图其波形和频谱如图其波形和频谱如图4-54-5所示。所示。所示。所示。DSBDSB信号的波形信号的波形信号的波形信号的波形 DSBDSB信号的频谱信号的频谱信号的频谱信号的频谱 上边带上边带上边带上边带下边带下边带下边带下边带频谱特点及带宽2009 Copyright 2009 Copyright 14可可可可以以以以看看看看出出出出，经经经经DSBDSB调调调调制制制制后后后后，基基基基带带带带信信信信号号号号的的的的频频频频谱谱谱谱M(M()被被被被搬搬搬搬移移移移到到到到载载载载频频频频 c c的的的的两两两两侧侧侧侧，形形形形成成成成两两两两个个个个关关关关

22、于于于于 c c对对对对称的分量，称之为上边带信号和下边带信号。称的分量，称之为上边带信号和下边带信号。称的分量，称之为上边带信号和下边带信号。称的分量，称之为上边带信号和下边带信号。已调信号的带宽变为基带信号带宽的已调信号的带宽变为基带信号带宽的已调信号的带宽变为基带信号带宽的已调信号的带宽变为基带信号带宽的2 2倍倍倍倍 。DSB DSB的解调的解调从已调信号中恢复出基带信号。从已调信号中恢复出基带信号。从已调信号中恢复出基带信号。从已调信号中恢复出基带信号。可从两方面入手：可从两方面入手：可从两方面入手：可从两方面入手：一是从时域出发，找到一种变换恢复一是从时域出发，找到一种变换恢复一是

23、从时域出发，找到一种变换恢复一是从时域出发，找到一种变换恢复m(tm(t)；二是从频域出发，恢复出独立二是从频域出发，恢复出独立二是从频域出发，恢复出独立二是从频域出发，恢复出独立M(M()。解调2009 Copyright 2009 Copyright 15对对对对DSBDSB，要要要要从从从从M(M(-c c)和和和和M(M(+c c)中中中中恢恢恢恢复复复复M(M()，实实实实际也是要对已调信号进行频谱搬移，搬移一个际也是要对已调信号进行频谱搬移，搬移一个际也是要对已调信号进行频谱搬移，搬移一个际也是要对已调信号进行频谱搬移，搬移一个 c c 。参参参参考考考考调调调调制制制制原原原原理

24、理理理，调调调调制制制制时时时时是是是是通通通通过过过过乘乘乘乘以以以以一一一一个个个个载载载载波波波波实实实实现现现现的的的的频频频频谱谱谱谱搬搬搬搬移移移移，解解解解调调调调时时时时同同同同样样样样可可可可以以以以乘乘乘乘以以以以一一一一个个个个载载载载波波波波使使使使其其其其频频频频谱谱谱谱搬搬搬搬移移移移回基带信号频谱的位置。回基带信号频谱的位置。回基带信号频谱的位置。回基带信号频谱的位置。频谱变换2009 Copyright 2009 Copyright 16其频谱结构如图其频谱结构如图其频谱结构如图其频谱结构如图只只只只需需需需一一一一个个个个截截截截止止止止频频频频率率率率为为为

25、为 mm的的的的LPFLPF即即即即可可可可恢恢恢恢复复复复出出出出M(M()，得得得得到到到到基带信号基带信号基带信号基带信号m(tm(t)，完成解调功能。解调器模型如图，完成解调功能。解调器模型如图，完成解调功能。解调器模型如图，完成解调功能。解调器模型如图4-74-7。LPFBPF时域解调2009 Copyright 2009 Copyright 17从时域上分析，解调器的解调变换过程为从时域上分析，解调器的解调变换过程为从时域上分析，解调器的解调变换过程为从时域上分析，解调器的解调变换过程为 LPFBPF经过低通滤波器后输出经过低通滤波器后输出经过低通滤波器后输出经过低通滤波器后输出

26、相干解调概念2009 Copyright 2009 Copyright 18通通通通常常常常将将将将这这这这种种种种在在在在接接接接收收收收端端端端通通通通过过过过接接接接收收收收信信信信号号号号与与与与本本本本地地地地恢恢恢恢复复复复出出出出的的的的载载载载波波波波相相相相乘乘乘乘来来来来进进进进行行行行解解解解调调调调的的的的方方方方法法法法称为称为称为称为相干解调相干解调相干解调相干解调或或或或同步解调同步解调同步解调同步解调。这这这这种种种种解解解解调调调调方方方方法法法法，由由由由于于于于抗抗抗抗噪噪噪噪声声声声性性性性能能能能好好好好而而而而被被被被广广广广泛泛泛泛采采采采用用用用

27、，但但但但是是是是其其其其不不不不足足足足是是是是需需需需要要要要在在在在接接接接收收收收端端端端恢复本地载波，设备较复杂。恢复本地载波，设备较复杂。恢复本地载波，设备较复杂。恢复本地载波，设备较复杂。LPFBPFAM2009 Copyright 2009 Copyright 19为为为为降降降降低低低低解解解解调调调调器器器器复复复复杂杂杂杂性性性性，简简简简化化化化接接接接收收收收，在在在在模模模模拟拟拟拟幅幅幅幅度度度度调调调调制制制制中中中中经经经经常常常常采采采采用用用用一一一一种种种种带带带带有有有有载载载载波波波波分分分分量量量量的的的的双边带调制，即常规双边带幅度调制（双边带调

28、制，即常规双边带幅度调制（双边带调制，即常规双边带幅度调制（双边带调制，即常规双边带幅度调制（AMAM）。）。）。）。其其其其实实实实现现现现方方方方法法法法为为为为在在在在基基基基带带带带信信信信号号号号中中中中加加加加入入入入大大大大于于于于基基基基带带带带信信信信号号号号最最最最大大大大幅幅幅幅值值值值的的的的直直直直流流流流分分分分量量量量mm0 0，然然然然后后后后再再再再进进进进行行行行调制。调制。调制。调制。4.1.2 常规调幅常规调幅（AM）m(t)m(t)coscos c ct tS SAMAM(t)(t)mm0 0mm(t)(t)数学分析2009 Copyright 200

29、9 Copyright 20n n时域表示时域表示时域表示时域表示 n n频域表达式为频域表达式为频域表达式为频域表达式为波形图m(t)cos ctSAM(t)m0m(t)比比比比较较较较AMAM信信信信号号号号和和和和DSBDSB信信信信号号号号，AMAM信信信信号号号号在在在在时时时时域域域域上上上上只只只只是是是是多多多多了了了了一一一一个个个个载载载载波波波波项项项项，在在在在频频频频域域域域上上上上则则则则表表表表现现现现为为为为在在在在载频出多了单位冲击。载频出多了单位冲击。载频出多了单位冲击。载频出多了单位冲击。2009 Copyright 2009 Copyright 21AM

30、AM信号的波形和频谱信号的波形和频谱信号的波形和频谱信号的波形和频谱解调可可可可以以以以看看看看到到到到，AMAM信信信信号号号号的的的的包包包包络络络络完完完完全全全全与与与与调调调调制制制制信信信信号号号号成正比，因此常采用简单的包络检波法解调。成正比，因此常采用简单的包络检波法解调。成正比，因此常采用简单的包络检波法解调。成正比，因此常采用简单的包络检波法解调。2009 Copyright 2009 Copyright 22检检检检波波波波器器器器由由由由二二二二极极极极管管管管、电电电电阻阻阻阻和和和和电电电电容容容容滤滤滤滤波波波波器器器器组组组组成成成成。检检检检波波波波后后后后的

31、的的的信信信信号号号号经经经经过过过过低低低低通通通通滤滤滤滤波波波波器器器器，滤滤滤滤除除除除直直直直流流流流和和和和其其其其他他他他高频分量，最终得到调制信号高频分量，最终得到调制信号高频分量，最终得到调制信号高频分量，最终得到调制信号m(tm(t)。理想情况下的解调输出为理想情况下的解调输出为理想情况下的解调输出为理想情况下的解调输出为 单边带调制2009 Copyright 2009 Copyright 23DSBDSB信信信信号号号号包包包包含含含含有有有有信信信信息息息息完完完完全全全全相相相相同同同同的的的的上上上上、下下下下两两两两个个个个边边边边带带带带，从从从从信信信信息息

32、息息传传传传输输输输的的的的角角角角度度度度来来来来考考考考虑虑虑虑，只只只只传传传传输输输输一一一一个个个个边边边边带带带带就够了。就够了。就够了。就够了。只只只只传传传传输输输输一一一一个个个个边边边边带带带带的的的的通通通通信信信信方方方方式式式式称称称称为为为为单单单单边边边边带带带带通通通通信信信信。单边带信号的产生方法有单边带信号的产生方法有单边带信号的产生方法有单边带信号的产生方法有滤波法滤波法滤波法滤波法和和和和相移法相移法相移法相移法。4.1.3 4.1.3 单边带单边带(SSB)(SSB)幅度调制幅度调制 滤波特性滤滤滤滤波波波波法法法法产产产产生生生生SSBSSB信信信信

33、号号号号就就就就是是是是让让让让DSBDSB信信信信号号号号通通通通过过过过一一一一个个个个边边边边带带带带滤滤滤滤波波波波器器器器，保保保保留留留留所所所所需需需需要要要要的的的的一一一一个个个个边边边边带带带带，滤滤滤滤除除除除不要的边带。不要的边带。不要的边带。不要的边带。2009 Copyright 2009 Copyright 24形成形成形成形成SSBSSB信号的滤波特性信号的滤波特性信号的滤波特性信号的滤波特性hSSB(t)m(t)cosctSSSB(t)单边带滤波器2009 Copyright 2009 Copyright 25单单单单边边边边带带带带滤滤滤滤波波波波器器器器从

34、从从从理理理理论论论论上上上上来来来来说说说说就就就就是是是是一一一一个个个个理理理理想想想想的的的的低低低低通通通通或或或或高高高高通通通通滤滤滤滤波波波波器器器器，上上上上边边边边带带带带滤滤滤滤波波波波器器器器和和和和下下下下边带滤波器的传递函数分别为边带滤波器的传递函数分别为边带滤波器的传递函数分别为边带滤波器的传递函数分别为 单边带带宽及表示2009 Copyright 2009 Copyright 26-w w w wc c0 02 21 1w w w wc cw w w wSSB频谱频谱结论2009 Copyright 2009 Copyright 27 综综综综上上上上所所所所

35、述述述述：SSBSSB调调调调制制制制方方方方式式式式在在在在传传传传输输输输信信信信号号号号时时时时，不不不不但但但但可可可可节节节节省省省省载载载载波波波波发发发发射射射射功功功功率率率率，而而而而且且且且它它它它所所所所占占占占用用用用的的的的频频频频带带带带宽宽宽宽度度度度为为为为B BSSBSSB=mm，只只只只有有有有AMAM、DSBDSB的的的的一一一一半半半半，因因因因此此此此，它它它它目目目目前前前前已已已已成成成成为为为为短短短短波波波波通通通通信信信信中中中中的的的的一一一一种种种种重重重重要要要要调调调调制制制制方式。方式。方式。方式。SSBSSB信信信信号号号号的的的

36、的解解解解调调调调和和和和DSBDSB一一一一样样样样不不不不能能能能采采采采用用用用简简简简单单单单的的的的包包包包络络络络检检检检波波波波，因因因因为为为为SSBSSB信信信信号号号号也也也也是是是是抑抑抑抑制制制制载载载载波波波波的的的的已已已已调调调调信信信信号号号号，它它它它的的的的包包包包络络络络不不不不能能能能直直直直接接接接反反反反映映映映调调调调制制制制信信信信号号号号的的的的变变变变化化化化，所以仍需采用相干解调。所以仍需采用相干解调。所以仍需采用相干解调。所以仍需采用相干解调。但是，但是，但是，但是，SSBSSB实现困难。实现困难。实现困难。实现困难。VSB2009 Co

37、pyright 2009 Copyright 28对对对对具具具具有有有有直直直直流流流流或或或或极极极极低低低低频频频频率率率率分分分分量量量量的的的的调调调调制制制制信信信信号号号号，实实实实际际际际上上上上无无无无法法法法实实实实现现现现单单单单边边边边带带带带调调调调制制制制。双双双双边边边边带带带带调调调调制制制制容容容容易易易易实现，但传输带宽是单边带信号的两倍。实现，但传输带宽是单边带信号的两倍。实现，但传输带宽是单边带信号的两倍。实现，但传输带宽是单边带信号的两倍。在在在在单单单单边边边边带带带带调调调调制制制制和和和和双双双双边边边边带带带带调调调调制制制制之之之之间间间间有

38、有有有一一一一种种种种折折折折衷衷衷衷的的的的调调调调制制制制方方方方法法法法，称称称称为为为为残残残残留留留留边边边边带带带带调调调调制制制制VSBVSB。残残残残留留留留边边边边带带带带除除除除了了了了保保保保留留留留一一一一个个个个边边边边带带带带的的的的绝绝绝绝大大大大部部部部分分分分以以以以外外外外还还还还保保保保留留留留另另另另一一一一个个个个边边边边带带带带的的的的一一一一小小小小部部部部分分分分，介介介介于于于于单单单单边边边边带带带带信信信信号号号号和和和和双双双双边边边边带带带带信信信信号号号号的的的的带带带带宽宽宽宽之之之之间间间间。其其其其调调调调制制制制原原原原理理理

39、理及及及及模模模模型型型型和和和和SSBSSB基本一样。基本一样。基本一样。基本一样。几种调制的频谱比较2009 Copyright 2009 Copyright 29DSBDSB、SSBSSB和和和和VSBVSB信号的频谱信号的频谱信号的频谱信号的频谱2ASK2009 Copyright 2009 Copyright 304.2.2 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）基基基基带带带带信信信信号号号号为为为为二二二二进进进进制制制制数数数数字字字字信信信信号号号号的的的的幅幅幅幅度度度度调调调调制制制制，称称称称为为为为二二二二进制数字幅度调制或二进制数字振幅键控（进制数字幅度

40、调制或二进制数字振幅键控（进制数字幅度调制或二进制数字振幅键控（进制数字幅度调制或二进制数字振幅键控（2ASK2ASK）。）。）。）。2ASK2ASK有有有有两两两两种种种种实实实实现现现现方方方方式式式式，一一一一是是是是采采采采用用用用模模模模拟拟拟拟方方方方式式式式，如如如如图图图图4-134-13（a a）。当当当当数数数数字字字字信信信信号号号号分分分分别别别别用用用用0 0和和和和1 1表表表表示示示示时时时时，其其其其波波波波形形形形变变变变化如图化如图化如图化如图4-134-13（b b）。）。）。）。表示(a)a)2009 Copyright 2009 Copyright 3

41、1由由由由图图图图可可可可见见见见，已已已已调调调调信信信信号号号号只只只只需需需需要要要要两两两两种种种种幅幅幅幅度度度度值值值值状状状状态态态态：当当当当基基基基带带带带信信信信号号号号为为为为1 1时时时时输输输输出出出出一一一一个个个个码码码码元元元元持持持持续续续续时时时时间间间间的的的的载载载载波波波波，当基带信号为当基带信号为当基带信号为当基带信号为0 0时没有输出（零电平）。时没有输出（零电平）。时没有输出（零电平）。时没有输出（零电平）。因因因因此此此此，可可可可以以以以得得得得到到到到二二二二进进进进制制制制数数数数字字字字幅幅幅幅度度度度调调调调制制制制的的的的第第第第二

42、二二二种调制方法，通断键控调制法，如图种调制方法，通断键控调制法，如图种调制方法，通断键控调制法，如图种调制方法，通断键控调制法，如图4-134-13（c c）。）。）。）。时域表示1 0 0 11 0 0 1载波载波载波载波(C)C)2009 Copyright 2009 Copyright 32由由由由二二二二进进进进制制制制数数数数字字字字幅幅幅幅度度度度调调调调制制制制过过过过程程程程，可可可可以以以以知知知知道道道道2ASK2ASK的时域表达式和的时域表达式和的时域表达式和的时域表达式和DSBDSB完全一样为完全一样为完全一样为完全一样为 是表示二进制数字信息是表示二进制数字信息是表

43、示二进制数字信息是表示二进制数字信息的，脉宽为的，脉宽为的，脉宽为的，脉宽为 的矩形脉冲，的矩形脉冲，的矩形脉冲，的矩形脉冲，解调2009 Copyright 2009 Copyright 332ASK2ASK的解调原理的解调原理的解调原理的解调原理 有有有有两两两两种种种种基基基基本本本本解解解解调调调调方方方方法法法法：非非非非相相相相干干干干解解解解调调调调(包包包包络络络络检检检检测测测测)和和和和相相相相干解调干解调干解调干解调:整流器整流器整流器整流器判决判决判决判决LPFLPFBPFBPF定时脉冲定时脉冲定时脉冲定时脉冲(a)a)非相干解调非相干解调非相干解调非相干解调2 2 2

44、 2ASKASKASKASK系统原理系统原理系统原理系统原理相干解调相干解调整流输出整流输出整流输出整流输出10011101001110发送数据发送数据发送数据发送数据2 2ASKASK10011101001110判决输出判决输出判决输出判决输出低通输出低通输出低通输出低通输出2009 Copyright 2009 Copyright 342ASK2ASK2ASK2ASK系统的原理系统的原理系统的原理系统的原理判决判决判决判决LPFLPFBPFBPF定时脉冲定时脉冲定时脉冲定时脉冲(b)b)相干解调相干解调相干解调相干解调相乘输出相乘输出相乘输出相乘输出10011101001110发送数据发送

45、数据发送数据发送数据2 2ASKASK10011101001110判决输出判决输出判决输出判决输出低通输出低通输出低通输出低通输出载波载波载波载波功率谱功率谱2009 Copyright 2009 Copyright 352ASK2ASK信信信信号号号号的的的的功功功功率率率率谱谱谱谱是是是是基基基基带带带带信信信信号号号号功功功功率率率率谱谱谱谱的的的的线线线线性性性性搬搬搬搬移，频谱宽度是二进制基带信号频谱移，频谱宽度是二进制基带信号频谱移，频谱宽度是二进制基带信号频谱移，频谱宽度是二进制基带信号频谱 的的的的2 2倍。倍。倍。倍。所以，所以，所以，所以，2 2ASKASK信号功率谱密度为

46、信号功率谱密度为信号功率谱密度为信号功率谱密度为 根据数字基带信号功率谱的分析可知，当根据数字基带信号功率谱的分析可知，当根据数字基带信号功率谱的分析可知，当根据数字基带信号功率谱的分析可知，当g(t)g(t)为单极性矩形脉冲，且为单极性矩形脉冲，且为单极性矩形脉冲，且为单极性矩形脉冲，且 功率谱特性功率谱特性2 2 2 2ASKASKASKASK系统原理系统原理系统原理系统原理2009 Copyright 2009 Copyright 362 2ASK ASK 信号频谱信号频谱2 2 2 2ASKASKASKASK系统原理系统原理系统原理系统原理带宽带宽2009 Copyright 2009

47、 Copyright 372 2 2 2ASKASKASKASK系统原理系统原理系统原理系统原理2 2ASK ASK 信号频谱信号频谱信号频谱信号频谱B2ASK在在在在功功功功率率率率谱谱谱谱密密密密度度度度的的的的第第第第一一一一过过过过零零零零点点点点之之之之间间间间集集集集中中中中了了了了信信信信号号号号的的的的主主主主要要要要功功功功率率率率，因因因因此此此此常常常常取取取取第第第第一一一一对对对对过过过过零零零零点点点点的的的的带带带带宽宽宽宽作作作作为为为为传输带宽。传输带宽。传输带宽。传输带宽。2ASK2ASK信号的带宽是码元速率的信号的带宽是码元速率的信号的带宽是码元速率的信号

48、的带宽是码元速率的2 2倍。倍。倍。倍。谱零点带宽谱零点带宽 2FSK2FSK2009 Copyright 2009 Copyright 384.3 频率与相位调制频率与相位调制 根据的调制定义：根据的调制定义：根据的调制定义：根据的调制定义：用用用用待待待待传传传传送送送送信信信信号号号号去去去去控控控控制制制制某某某某高高高高频频频频信信信信号号号号的的的的幅度、相位、频率等参量变化的过程。幅度、相位、频率等参量变化的过程。幅度、相位、频率等参量变化的过程。幅度、相位、频率等参量变化的过程。角角度度调调制制就就就就是是是是指指指指用用用用待待待待传传传传送送送送信信信信号号号号去去去去控控

49、控控制制制制载载载载波波波波信信信信号号号号的的的的瞬瞬瞬瞬时时时时角角角角度度度度（相相相相位位位位或或或或频频频频率率率率）偏偏偏偏移移移移随随随随基带信号幅度比例变化的过程。基带信号幅度比例变化的过程。基带信号幅度比例变化的过程。基带信号幅度比例变化的过程。因因因因为为为为频频频频率率率率或或或或相相相相位位位位的的的的变变变变化化化化都都都都可可可可以以以以看看看看成成成成是是是是载载载载波波波波角角角角度度度度的的的的变变变变化化化化，故故故故调调调调频频频频和和和和调调调调相相相相又又又又统统统统称称称称为为为为角角角角度度度度调制。调制。调制。调制。数学表达式2009 Copyr

50、ight 2009 Copyright 39角调制原理角调制原理瞬时相位瞬时相位瞬时相位瞬时相位偏移偏移偏移偏移瞬时频瞬时频瞬时频瞬时频率偏移率偏移率偏移率偏移参数2009 Copyright 2009 Copyright 40为为为为调调调调频频频频灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度，即即即即单单单单位位位位调调调调制制制制信信信信号号号号幅度变化引起的调频信号的频率偏移量。幅度变化引起的调频信号的频率偏移量。幅度变化引起的调频信号的频率偏移量。幅度变化引起的调频信号的频率偏移量。为为为为调调调调相相相相灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度，即即即即单单单单位位位位调调调调制制制制信信信信号号号号幅度变化引起的调