[工学]通信原理5.ppt

山东大学 曹叶文 第三章 模拟信号的发送与接收 3.1 调制简介 3.2 振幅调制(AM) 引 言 大量的信源都是模拟信源。语音、图像和影像都是模拟信源的例子。尽管总的趋势是模拟信号向着数字传送发展，但是至今为止仍然存在着大量的模拟信号传输，尤其是在音频和视频广播中。 本章将研究通过载波调制的模拟信号传输，而噪声情况下这些系统的性能分析将在第5章讨论。 3.1 调 制 调 制 1、 概念 正弦载波信号表示为： 给定一个消息信号 ，它一般是低频信号： 3.1 调制简介 调制的结果： 时域：载波 的幅度、频率或相位将是消息信号 的函数。 频域：将消息信号 由低通 信号（低频）变换成带通 信号（高频）。实际上在中心频率 附近。 3.1 调制简介 2、 为什么要调制？ ⅰ) 匹配信道 低通信号(低频) 带通信号(高频)(如无线，有 线，带限等) ⅱ) 信道共享 通过频分复用，可以在同一信道同时传送多个消息 源的信号。 ⅲ) 提高系统抗躁性能 通过扩展发送信号带宽（为代价）来增加抗噪声性能。如FM、CDMA系统。 3.1 调制简介 3 模拟调制的分类 AM：载波振幅调制 FM：载波频率调制 PM：载波相位调制 3.2 振幅调制(AM) 振幅调制(AM) 定义：载波的幅度随基带信号的变化而变化。 种类：4种 DSB-SC AM AM SSB VSB 3.2 振幅调制(AM) 3.2 振幅调制(AM) B. 波形 3.2 振幅调制(AM) C. 频谱和带宽 通过对(A)式两边取FT，有 3.2 振幅调制(AM) D. 功率和功率谱 3.2 振幅调制(AM) 3.2 振幅调制(AM) 然而， 时 3.2 振幅调制(AM) 因此： 3.2 振幅调制(AM) 例 5.1设消息信号m(t)是正弦形式 求：DSB-SC AM调制信号, 信号谱，功率谱和功率。 解： ⅰ) DSB-SC信号为 3.2 振幅调制(AM) 3.2 振幅调制(AM) 3.2 振幅调制(AM) ⅱ) 消息信号是 ，可求得其时间平均自相关函数 3.2 振幅调制(AM) 我们得到： 3.2 振幅调制(AM) E. 相干或同步解调 (coherent or synchronized demodulation) 在没有噪声且信道理想的假设条件下，接收信号等于已调信号，即： (忽略传输时延) E.1 相干解调需要一个本地正弦信号，如图5.5所示 3.2 振幅调制(AM) 3.2 振幅调制(AM) 可见：LPF的输出是发送的消息信号m(t) 乘一个因子 。该因子取决于接收信号中的相位与本地生成的正弦波相位之差。 ⅰ) 本地载波就是相干载波 ⅱ) 有用信号的幅度将减小一个乘积因子 ，特别是 ，则有用信号完全消失。 问题 3.2 振幅调制(AM) E.2 相干载波的产生 在接收端， 有两种产生相干载波的方法。 A) 使用导频单音 发送端 插入载波，叫导频单音 接收端 提取载波(通过窄带滤波器) B) 通过信号变换(第5章的锁相环(PLL)实现) 3.2 振幅调制(AM) 2、 常规振幅调制 AM （Conventional AM） A) 发送信号 包含一个很大的载波成分 =很大的载波成分+DSB-SC AM信号 B) 典型波形 3.2 振幅调制(AM) 调制指数 利用调制指数，AM已调信号可表达为 3.2 振幅调制(AM) C) 频谱和带宽 3.2 振幅调制(AM) 3.2 振幅调制(AM) 则有： 功率的第一个部分是由于载波的存在，而且该分量不包含任何信息。第二个部分是承载信息的分量。注意到第二个分量通常远小于第一个分量 ，且对于具有大动态范围的信号， 。 3.2 振幅调制(AM) E) 解调 E.1 相干解调 3.2 振幅调制(AM) E.2 包络检测(ED) 3.2 振幅调制(AM) 通过LPF滤波和隔DC，可得 同步下，即有