《通信原理》课程教学资源（讲义）通信原理重点串联（共十章）

二、双边带调幅(DSB)：DoubleSideBandAM方式效率太低,原因在于直流成分A引起的载波成分在调制信号中所占比例太高。1、调制方法：不加直流电压，直接调制。m(t)SDsB(t)乘法器载波发生器cos(wct+ Φ)2、调制信号表达与波形SDsB(t)=m(t)cos (wet +j);X3、DSB调制信号的频谱和带宽：M(w)Vwe除了没有冲击谱线之外，与AM完全相同。双边带调制信号带宽仍然B-2fm4、解调方法：现在采用另一种解调方法...-相于解调。*思考：现在能不能仍采用包络检波法解调？（1）提取同步信息，在接收端产生本地载波，要求与发端同频同相：c(t)= cos (wet+i);（2）用本地载波乘以接收的调制波：Sa(t)=SDsB(t)·c(t)=m(t)[cos (wet+j)P=m(t)[1+cos2(wet+ j )]/2;（3）低通滤波，除去cos2(Wet）的高频项。得到：解调输出信号So(t)=m(t)/2;与此相对应,原先的包络检波则被称为非相干解调。相干解调的原理框图m(t)/2SDsB(t)乘法器低通滤波本地载波O步cos(wt+Φ)

二、双边带调幅(DSB)：Double Side Band AM 方式效率太低,原因在于直流成分 A 引起的载波成分在调制信号中所占 比例太高。 1、调制方法：不加直流电压，直接调制。 m(t) SDSB(t) 2、调制信号表达与波形： SDSB(t)=m(t)cos (wct + j ); 3、DSB 调制信号的频谱和带宽: M(w) -ωC ωC 除了没有冲击谱线之外，与 AM 完全相同。 双边带调制信号带宽仍然 B=2fm 4、解调方法： 现在采用另一种解调方法-相干解调。 *思考：现在能不能仍采用包络检波法解调？ （1）提取同步信息，在接收端产生本地载波，要求与发端同频同相： c`(t)= cos (wc t+ j ); （2）用本地载波乘以接收的调制波： Sd(t)=SDSB(t)·c`(t)=m(t)[cos (wct+ j )]2=m(t)[1+cos2(wct+ j )]/2; （3）低通滤波，除去 cos2(wct）的高频项。得到： 解调输出信号 So(t)=m(t)/2; 与此相对应,原先的包络检波则被称为非相干解调. 相干解调的原理框图 SDSB(t) m(t)/2 乘法器 载波发生器 cos(ωct+φ) 乘法器 本地载波 cos (ωt+φ) 同 步 低通滤波

相干解调的波形图如下图。其中，最左边为输入的双边带调制信号，中上和右上为相干解调的波形图；中下和右下为包络检波的波形图。m(t)cos? w tm(t)m(t)cos wt如果用包络检波，则5、相干解调的频域解释：从频域看，调制时乘以余弦就是频谱搬移土のc解调时再乘以余弦，频谱有被搬回来了。基带信号谱MCGDSB调制信号谱+SDSB()M-wcwcQ乘以本地载波后WS-20c20c通过低通滤波后三、单边带调幅(SSB)：SingleSideBand双边带与AM调制相比,带宽相同,效率大大提高了。实际上带宽也是大有潜力可利用的。因为上、下边带是对称的，只传输一边就够了。00SssB(0)=SpsB(0).H,(0), H,(o)=10loko010k0S$s(0)=Spss(0)-H(0); Hc(0)=10201、单边带信号的产生和频域表示：在DSB调制的基础上，用理想低通滤波器截取下边带：或用理想高通滤波器截取上边带；

相干解调的波形图如下图。其中，最左边为输入的双边带调制信号，中上 和右上为相干解调的波形图；中下和右下为包络检波的波形图。 5、相干解调的频域解释： 从频域看，调制时乘以余弦就是频谱搬移±c 解调时再乘以余弦，频谱有被搬回来了。 三、单边带调幅(SSB)：Single Side Band 双边带与 AM 调制相比,带宽相同,效率大大提高了。实际上带宽也是大有潜 力可利用的。因为上、下边带是对称的，只传输一边就够了。 1、单边带信号的产生和频域表示：在 DSB 调制的基础上，用理想低通滤波器截 取下边带；或用理想高通滤波器截取上边带； 如果用包络检波， 则 会引起严重失真。 m(t)cosωt m(t)cos2ωt m(t) 基带信号谱 M(ω) DSB 调制信号谱 SDSB (ω) -ωC 0 ωC 乘以本地载波后 -2ωC 2ωC 通过低通滤波后      =  =      =  = c c SSB DSB G G c c SSB DSB L L S S H H S S H H                 1 | | 0 | | ( ) ( ) ( ); ( ) 0 | | 1 | | ( ) ( ) ( ); ( ) 上 下

滤波法生成单边带信号的示意图：[SDSB()AFVAHL()tSLSB()HU()SUSB()-wCoC若基带信号最高频率0m=2元fm，则单边带信号带宽为：B=fm。2、单边带信号的时域表达Sts(t)- SLs(0)=SpsB(0).G2a,(0)SDs(O)=[M(0+0)-M(0-0)G2 (0)= ↓[Sgn(0 + 0.)- Sgn(0 -0.)]sgn(@+0.)sgn(@-0.)000oc0以下边带为例：Ss(0)=[M(0+0.)+ M(0-0.)].,[sg(0+0.)-sg(α-0.)]-[M(0-0.)sgn(0+0)-M(@+0.)sgn(0-0.)][M(0+0.)sgn(0+0.)-M(0-0.)sgn(0-0.)][M(@-0.)+M(0+0.)][M(0+0.)sgn(0+0.)-M(0-0.)sgn(α-0.)

滤波法生成单边带信号的示意图： 若基带信号最高频率 m=2fm，则单边带信号带宽为：B=fm。 2、单边带信号的时域表达 以下边带为例：            ( )sgn( ) ( )sgn( ) 4 1 ( ) ( ) 4 1 ( )sgn( ) ( )sgn( ) 4 1 ( )sgn( ) ( )sgn( ) 4 1 sgn( ) sgn( ) 2 1 ( ) ( ) 2 1 ( ) c c c c c c c c c c c c c c LSB c c c c M M M M M M M M S M M                                      + + + − − − = − + + + + + − − − = − + − + − = + + − • + − − SDSB(ω) 上 下 下 上 HL(ω) SLSB(ω) HU(ω) SUSB(ω) -ωC ωC ( ) ( ) ( ) ( ) SLSB t  SLSB  = SDSB  G2 c  [ ( ) ( )] 2 1 ( ) SDSB  = M  +c − M  −c [ ( ) ( )] 2 1 ( ) G2 c  = Sgn  +c − Sgn  −c −c 0  sgn( )  +c 0 c  sgn( )  −c

2Sgn(t) 一由公式：jo2 2元 Sgn(-0)=-2n Sgn(0)利用对称性：jt1α-jSgn(o)元tm()=m(1)* |定义希尔伯特变换：元10>0- jM(o)m(t) - M(0) [-jSgn(0)] =作傅立叶变换：LjM(o)0<0表明希尔伯特变换的结果是将信号频谱正负两半分别相移90。于是：1-[m(t)ejod - m(t)e-jo]m(t)sinot:2jm(t)e*j@2 --jM(0f0.)Sgn(0f0.)m(t)sin 0,1 ≤_[M(α +0.)Sgn(0+0.)-M(α-0.)Sgn(α-0.)1[M(@+0)+M(0-0))而m(t)cosot-241所以，Sisp(t) =m(t)cosot+m(0)sin 0 t221Suse(@)=同理m(t)sinotm(t)coso.t22以单音信号为例：m(t)= Am cosomt;[cos(0 +0m)+cos(0.-0m)]Spse(t)= Am cos Omt cos O,t = 24n cos(0 +0.) =MSuDB(t)=m[coso.tcosot-sino.sino.22An cos(0 -0.m)t=Am[coso.tcoso.t+sino.sin oml]SLDB(t)=22可见，相当于m()= A. sin omt

由公式： 利用对称性： 定义希尔伯特变换： 作傅立叶变换： 表明希尔伯特变换的结果是将信号频谱正负两半分别相移90。 于是： 而 所以， 同理 以单音信号为例： 可见，相当于 j Sgn t 2 ( )  2 ( ) 2 ( ) 2  Sgn   Sgn  jt  − = − ( ) 1   jSgn t  − t m t m t  1 ˆ( ) = ( )*     −    − = ( ) 0 ( ) 0 ˆ( ) ( ) [ ( )]       jM jM m t M jSgn [ ( ) ( ) ( ) ( )] 2 1 ˆ( )sin ˆ( ) ( ) ( ) [ ˆ( ) ˆ( ) ] 2 1 ˆ( )sin c c c c c c c j t j t j t c m t t M Sgn M Sgn m t e j M Sgn m t e m t e j m t t c c c                   + + − − −  − = −  −   [ ( ) ( )] 4 1 ( ) cos 2 1 c M c M c m t  t   + +  − S t m t t m t t LSB c c ( )sin 2 1 ( ) cos 2 1 ( )  = + S (t) m t t m t t USB c c ( )sin 2 1 ( ) cos 2 1  = − [cos cos sin sin ] 2 cos( ) 2 ( ) [cos cos sin sin ] 2 cos( ) 2 ( ) [cos( ) cos( ) ] 2 ( ) cos cos ( ) cos ; t t t A t A S t t t t A t A S t t t A S t A t t m t A t m c c m m c m m LDB m c c m m c m m UDB c m c m m DSB m m c m m                    = − = + = + = − = = + + − = m t A t m  m ˆ( ) = sin

-([8(0+0 )+(0-0))*元[8(0+0)+8(0-0))coso.tcosot17[8(0+0+0m)+8(0+0-0m)+8(0-0+0.)+(0-0.-0.)(元[8(0+0)-8(0-0)*元[8(0+0)-8(0-0))sinotsinot2元-[6(0+0,+0m)-8(0+0 -0m)-8(0-0 +0m)+8(0-0.-0m)上两项相加、减，便得分别到下、上边带调制信号：3、单边带信号的解调：仍采用相干解调的方式：Sa(t)=SssB(t)cosot==m(t)cos*o,t±=m(t)sino.tcosot[m(t)(1+cos20 ,t)±m(t)sin 20,t]滤除2W的高频成分后，得到输出信号So()=m(t/4单边带信号的相干解调乘法低通滤波同步本地载波cos (wt+Φ)原理框图

上两项相加、减，便得分别到下、上边带调制信号： 3、单边带信号的解调：仍采用相干解调的方式： 滤除 2ωc 的高频成分后，得到输出信号 So(t)=m(t)/4 单边带信号的相干解调 原理框图 乘 法 器 本地载波 cos (ωt+φ) 低通滤波 [ ( ) ( ) ( ) ( )] 2 { [ ( ) ( )]* [ ( ) ( )]} 2 1 cos cos c m c m c m c m m c m m c c t t                                   = + + + + − + − + + − −  + + − + + − [ ( ) ( ) ( ) ( )] 2 { [ ( ) ( )]* [ ( ) ( )]} 2 1 sin sin c m c m c m c m m c m m c c t t j j                                   = − + + − + − − − + + − −  + − − + − − [ ( )(1 cos 2 ) ˆ( )sin 2 ] 4 1 ˆ( )sin cos 2 1 ( ) cos 2 1 ( ) ( ) cos 2 m t t m t t S t S t t m t t m t t t c c d SSB c c c c       = +  = = 