現(xiàn)代通信課件

1、現(xiàn)現(xiàn) 代代 通通 信信 Modern Communication 授課教師：夏文龍 Tel： E-mail： 課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容 第第1章章 現(xiàn)代通信概論現(xiàn)代通信概論 第第3章章 數(shù)字通信數(shù)字通信 第第4章章 移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng) 第第5章章 無線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng) 第第6章章 通信新技術(shù)和發(fā)展趨勢通信新技術(shù)和發(fā)展趨勢 第第2章章 模擬通信模擬通信 (Chapter 2 Analog Communication Systems) 2021-8-133 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 本章內(nèi)容本章內(nèi)容 講述模擬通信的原理，包括：講述模擬通信的原理，包括： 模擬通信的概念與模擬通信系統(tǒng)的模型

2、模擬通信的概念與模擬通信系統(tǒng)的模型 模擬信號的傳輸方式模擬信號的傳輸方式 載波通信的一般原理載波通信的一般原理 幅度調(diào)制和角調(diào)制幅度調(diào)制和角調(diào)制 超外差接收機(jī)超外差接收機(jī) 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 2021-8-134 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.1 模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng) （Analog Communication Systems） 2021-8-135 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.1.1 模擬通信的概念和系統(tǒng)模型模擬通信的概念和系統(tǒng)模型 收信機(jī)收信機(jī) 電電/非電非電 變換變換 解調(diào)解調(diào) 器器 發(fā)信機(jī)發(fā)信機(jī) 調(diào)制調(diào)制 器器 非電非電/電電 變換變換 信息源信息源 (發(fā)信者發(fā)信者) 信道

3、信道 信宿信宿 (收信者收信者) 噪聲源噪聲源 （1）模擬通信的概念：）模擬通信的概念： 將基帶模擬信號直接送往信道傳輸或經(jīng)載將基帶模擬信號直接送往信道傳輸或經(jīng)載 波調(diào)制之后再送往信道傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。波調(diào)制之后再送往信道傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?（2）模擬通信系統(tǒng)的模型：）模擬通信系統(tǒng)的模型： 2021-8-136 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 模擬信號的傳輸方式有三種：模擬信號的傳輸方式有三種： 模擬信號的基帶傳輸；模擬信號的基帶傳輸； 模擬信號的調(diào)制傳輸；模擬信號的調(diào)制傳輸； 模擬信號的數(shù)字化傳輸。模擬信號的數(shù)字化傳輸。 2.1.2 模擬信號的傳輸方式模擬信號的傳輸方式 2021-8-137 現(xiàn)代通信

4、課件現(xiàn)代通信課件 （1） 什么叫模擬信號的基帶傳輸？什么叫模擬信號的基帶傳輸？ 所謂模擬信號的基帶傳輸，指發(fā)信機(jī)將所謂模擬信號的基帶傳輸，指發(fā)信機(jī)將 模擬信源的消息經(jīng)過非電電變換之后的模擬模擬信源的消息經(jīng)過非電電變換之后的模擬 基帶電信號直接送往有線信道傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。基帶電信號直接送往有線信道傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?它所需的收、發(fā)信終端設(shè)備相對來說很簡單，它所需的收、發(fā)信終端設(shè)備相對來說很簡單， 發(fā)信機(jī)主要完成非電電變換，收信機(jī)主要完發(fā)信機(jī)主要完成非電電變換，收信機(jī)主要完 成電非電變換。當(dāng)今最普及的市內(nèi)有線電話成電非電變換。當(dāng)今最普及的市內(nèi)有線電話 就是最典型的模擬信號基帶傳輸方式。就是最典型的模

5、擬信號基帶傳輸方式。 2.1.2.1 模擬信號的基帶傳輸模擬信號的基帶傳輸 （Baseband Transmission） 2021-8-138 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （2）模擬電話通信網(wǎng)： 本地交換機(jī)本地交換機(jī) 本地交換機(jī)本地交換機(jī) 本地交換機(jī)本地交換機(jī) 本地本地 交換機(jī)交換機(jī) 本地本地 交換機(jī)交換機(jī) 本地交換機(jī)本地交換機(jī) 本本 地地 交交 換換 機(jī)機(jī) . . 長途長途 交換機(jī)交換機(jī) 市話匯接市話匯接 交換機(jī)交換機(jī) 市話匯接市話匯接 交換機(jī)交換機(jī) 市話匯接市話匯接 交換機(jī)交換機(jī) 2021-8-139 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 模擬電話通信原理：模擬電話通信原理： 基本原理：（發(fā)）聲基本原

6、理：（發(fā)）聲-電變換，在信道傳電變換，在信道傳 輸電信號，交換，（收）電輸電信號，交換，（收）電-聲變換聲變換 電話通信網(wǎng)。電話通信網(wǎng)。 電話機(jī)由手持機(jī)和座機(jī)組成。電話機(jī)由手持機(jī)和座機(jī)組成。 手持機(jī)由拾音器和揚(yáng)聲器組成。手持機(jī)由拾音器和揚(yáng)聲器組成。 座機(jī)包括二座機(jī)包括二/四線變換電路，撥號電路和四線變換電路，撥號電路和 鍵盤，音頻濾波和放大電路。鍵盤，音頻濾波和放大電路。 2021-8-1310 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 撥號方式撥號方式1脈沖撥號：脈沖撥號： 脈沖（脈沖（Pulse）撥號）撥號：用電脈沖的個數(shù)代表：用電脈沖的個數(shù)代表 09十個阿拉伯?dāng)?shù)字。十個阿拉伯?dāng)?shù)字。 1 2 3 0 20

7、21-8-1311 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 撥號方式撥號方式2雙音頻撥號：雙音頻撥號： 雙音頻（雙音頻（DoubleTone）撥號）撥號： 以以8選選2的的 方式從方式從8個單音頻中分別選擇兩個不同的單音個單音頻中分別選擇兩個不同的單音 頻代表頻代表09十個阿拉伯?dāng)?shù)字。十個阿拉伯?dāng)?shù)字。 高頻群高頻群 低頻群低頻群 1209133614771633 2A B C D 5 8 1 0 3 6 9 # 4 7 * 697 770 852 941 P/T開關(guān)。開關(guān)。 2021-8-1312 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.1.2.2 模擬信號的載波傳輸模擬信號的載波傳輸 （Modulation Tra

8、nsmission） 進(jìn)行調(diào)制的目的：進(jìn)行調(diào)制的目的： 調(diào)制是有效輻射電磁波的唯一手段；調(diào)制是有效輻射電磁波的唯一手段； 無相互干擾地同時傳送多路信號的手段之一無相互干擾地同時傳送多路信號的手段之一 就是利用調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的頻分多路復(fù)用；就是利用調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的頻分多路復(fù)用； 選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制形式可以抑制不希望的信號選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制形式可以抑制不希望的信號 的影響，改善通信系統(tǒng)的性能。的影響，改善通信系統(tǒng)的性能。 收信機(jī)收信機(jī) 電電/非電非電 變換變換 解調(diào)解調(diào) 器器 發(fā)信機(jī)發(fā)信機(jī) 調(diào)制調(diào)制 器器 非電非電/電電 變換變換 信息源信息源 (發(fā)信者發(fā)信者) 信道信道 信宿信宿 (收信者收信者) 噪聲源噪

9、聲源 2021-8-1313 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.1.2.3 模擬信號的數(shù)字化傳輸模擬信號的數(shù)字化傳輸 （Digitalization Transmission） 信源編碼信源編碼(A/D變換變換) 模擬信號模擬信號 m(t) 預(yù)預(yù) 濾濾 波波 抽抽 樣樣 量量 化化 編編 碼碼 重建重建 模擬信號模擬信號 數(shù)字?jǐn)?shù)字 傳輸傳輸 系統(tǒng)系統(tǒng) 譯碼譯碼 低通低通 濾波濾波 2021-8-1314 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.2 載波通信的一般原理載波通信的一般原理 2021-8-1315 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 已調(diào)信號：已調(diào)信號： ) cos(2 0c tfA正弦載波：正弦載波： 調(diào)

10、制信號：調(diào)制信號：)(tm ) )( cos )(=)( c 三三角角表表示示式式（tmttmAts ttmtmAttmtmA cc sin )( sin )( cos )( cos )(= ) sin )( cos )(=正正交交表表示示式式（ttstts ccQI 幅度幅度頻率頻率初相位初相位 2021-8-1316 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 )(tmA 振幅調(diào)制分量：振幅調(diào)制分量： )(tm 相位調(diào)制分量：相位調(diào)制分量： 調(diào)制分量：調(diào)制分量： 同相調(diào)制分量：同相調(diào)制分量： )( cos )()( tmtmAtsI 正交調(diào)制分量：正交調(diào)制分量： )( sin )()( tmtmAtsQ )

11、 )( cos )(=)( c 三三角角表表示示式式（tmttmAts ) sin )( cos )(=正正交交表表示示式式（ttstts ccQI 2021-8-1317 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.2.1 幅度調(diào)制幅度調(diào)制-角調(diào)制（角調(diào)制（AM-AM） 由已調(diào)信號的三角表示式：由已調(diào)信號的三角表示式： )(cos )(=)( tmttmAts c 基帶信號處理基帶信號處理 m(t) Am(t) m(t) 角調(diào)制角調(diào)制 t c cos 基帶電路基帶電路射頻電路射頻電路 )(costmt c )(cos )(=)( tmttmAts c 可以得到用幅度調(diào)制可以得到用幅度調(diào)制角調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一

12、般角調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一般 調(diào)制器。調(diào)制器。 2021-8-1318 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 當(dāng)當(dāng)m(t)等于一個常數(shù)，等于一個常數(shù)，Am(t)隨隨m(t)變化，變化， 則為幅度調(diào)制；則為幅度調(diào)制； 當(dāng)當(dāng)Am(t)等于一個常數(shù)，而等于一個常數(shù)，而m(t) 隨隨m(t)變變 化，則為角調(diào)制；化，則為角調(diào)制； 當(dāng)當(dāng)Am(t)和和m(t) 都隨都隨m(t)變化，則為幅度變化，則為幅度 和相位聯(lián)合調(diào)制。和相位聯(lián)合調(diào)制。 基帶信號處理基帶信號處理 m(t) Am(t) m(t) 角調(diào)制角調(diào)制 t c cos 基帶電路基帶電路射頻電路射頻電路 )(costmt c )(cos )(=)( tmttmAts

13、c 2021-8-1319 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 AM-AM 解調(diào)器： )(cos )(=)( tmttmAts c 包絡(luò)檢測器包絡(luò)檢測器 放大限幅器放大限幅器鑒相器鑒相器 Am(t) m(t) )(ts 由已調(diào)信號的三角表示式可以得到幅度調(diào)由已調(diào)信號的三角表示式可以得到幅度調(diào) 制制角調(diào)制的一般解調(diào)器模型。角調(diào)制的一般解調(diào)器模型。 2021-8-1320 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.2.2 正交調(diào)制器正交調(diào)制器 由已調(diào)信號的正交表示式可以得到正交調(diào)由已調(diào)信號的正交表示式可以得到正交調(diào) 制器的一般模型。制器的一般模型。 sin )(cos )(=)(ttsttsts ccQI 基帶信號處理

14、基帶信號處理 m(t) -/ 2 t c cos 基帶電路基帶電路射頻電路射頻電路 )(ts I )(tsQ )(ts 2021-8-1321 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 正交相干解調(diào)器：正交相干解調(diào)器： 由已調(diào)信號的正交表示式可以得到正交相由已調(diào)信號的正交表示式可以得到正交相 干解調(diào)器的一般模型。干解調(diào)器的一般模型。 sin )(cos )(=)(ttsttsts ccQI -/ 2 t c cos )(tsI )(tsQ LPF LPF )(ts 2021-8-1322 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 模擬通信中的調(diào)制類型模擬通信中的調(diào)制類型： 連續(xù)波模擬調(diào)制連續(xù)波模擬調(diào)制 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 角調(diào)

15、制角調(diào)制 AM DSB SSB VSB FM PM 2021-8-1323 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.3 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 (Amplitude Modulation) 2021-8-1324 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 幅度調(diào)制是正弦型載波的幅度隨調(diào)制信號幅度調(diào)制是正弦型載波的幅度隨調(diào)制信號 線性變化的過程，幅度已調(diào)信號的頻譜為調(diào)制線性變化的過程，幅度已調(diào)信號的頻譜為調(diào)制 信號的頻譜的平移及線性變換，一般又稱為信號的頻譜的平移及線性變換，一般又稱為線線 性調(diào)制性調(diào)制。 AM DSB SSB VSB 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 ttmAts cc cos )(=)( AM ttmts c cos )(

16、=)( DSB ttmttmts cc sin )( cos )(=)( SSB ttmttmts cc sin )(Q cos )(=)( VSB 幅度調(diào)制有標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制有標(biāo)準(zhǔn)AM、DSB、SSB和和VSB 四種形式。四種形式。 2021-8-1325 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 ttmAts cc cos )(=)( AM )()( 2 1 )()(= cos )( cos =)( AM ccccc ccc MMA ttmtAS F F F （1）AM標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號的時域和頻域表示式：標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號的時域和頻域表示式： 2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM） 2021-8-1326 現(xiàn)代通信課件

17、現(xiàn)代通信課件 ttmAts cc cos )(=)( AM （ 2）AM標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號的波形和頻譜示意圖：標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號的波形和頻譜示意圖： m(t)的帶寬為的帶寬為fMAM信號的頻譜寬度信號的頻譜寬度 為為m(t)帶寬帶寬fM的二倍的二倍 M fB 2= AM 2021-8-1327 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （3）AM信號的產(chǎn)生與解調(diào)方法: ttmAts cc cos )(=)( AM t c cos )(tm)( AM ts Ac AM信號的產(chǎn)生方法。信號的產(chǎn)生方法。 2021-8-1328 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 ttmAts ccAM cos )(=)( 包絡(luò)檢測器（envelope

18、detector）: RC D 充電充電 放電放電 2021-8-1329 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （4）上邊帶和下邊帶）上邊帶和下邊帶 已調(diào)信號頻譜中正頻率高于已調(diào)信號頻譜中正頻率高于 + c 和負(fù)頻率低于和負(fù)頻率低于 c 的頻譜合稱為的頻譜合稱為上邊帶上邊帶（USB），正頻率低于），正頻率低于 + c 和負(fù)頻率高于和負(fù)頻率高于 c的頻譜合稱為的頻譜合稱為下邊帶下邊帶（LSB）。）。 上、下邊帶都包含了調(diào)制信號的全部信息。上、下邊帶都包含了調(diào)制信號的全部信息。 2021-8-1330 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 mc c ccccc cc PP tmA ttmAttmtA ttmAtsP =

19、 )( 2 1 2 1 = cos )( 2cos )(cos = cos )(=)(= 22 22222 222 AMAM 功率：功率： )( )( 22 2 tmA tm PP P P P c mc mm AM AM 調(diào)制效率：調(diào)制效率： （5）AM信號的功率及調(diào)制效率信號的功率及調(diào)制效率 2021-8-1331 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 AM調(diào)制的優(yōu)缺點(diǎn)：調(diào)制的優(yōu)缺點(diǎn)： Advantage： 調(diào)制解調(diào)方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)，適合于廣調(diào)制解調(diào)方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)，適合于廣 播式大眾通信。播式大眾通信。 Disadvantage： 功率利用率低；功率利用率低； 帶寬利用率低。帶寬利用率低。 202

20、1-8-1332 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.3.2 抑制載波雙邊帶調(diào)幅（抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB） (Double-sideband suppressed carrier AM) 如果抑制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅如果抑制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM信號中載波分量的信號中載波分量的 傳送，既不影響信息的傳輸，而且還會提高功傳送，既不影響信息的傳輸，而且還會提高功 率利用率，這種調(diào)制方式就是雙邊帶抑制載波率利用率，這種調(diào)制方式就是雙邊帶抑制載波 調(diào)幅，簡稱調(diào)幅，簡稱雙邊帶調(diào)幅雙邊帶調(diào)幅，記作，記作DSB。 2021-8-1333 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （1）DSB信號的時域和頻域表示式： ttmts c cos )(=

21、)( DSB )()( 2 1 =)( DSBcc MMS ttmAts cc cos )(=)( AM )()( 2 1 )()(=)( AMccccc MMAS 2021-8-1334 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （2）DSB信號的波形和頻譜示意圖：信號的波形和頻譜示意圖： DSB信號的包絡(luò)信號的包絡(luò) 與與 |m(t)|成比例變化，成比例變化， 其波形在其波形在 m(t) 改變改變 符號時恰好載波也符號時恰好載波也 改變符號，出現(xiàn)反改變符號，出現(xiàn)反 相點(diǎn)。相點(diǎn)。 2021-8-1335 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 DSB信號的頻譜中不信號的頻譜中不 包含載頻分量，與調(diào)制信包含載頻分量，與調(diào)制信

22、 號的頻譜呈線性對應(yīng)關(guān)系，號的頻譜呈線性對應(yīng)關(guān)系， 相當(dāng)于將基帶信號頻譜搬相當(dāng)于將基帶信號頻譜搬 移到載頻處重現(xiàn)，只是幅移到載頻處重現(xiàn)，只是幅 度減半。因此，度減半。因此，DSB信號信號 的帶寬為：的帶寬為： 調(diào)制效率為：調(diào)制效率為： M fB 2= DSB 1 DSB 2021-8-1336 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （3）DSB信號的產(chǎn)生與解調(diào)：信號的產(chǎn)生與解調(diào)： ttmts cDSB cos )(=)( ttmtmttmtts cccDSB 2 cos )( 2 1 )( 2 1 cos )(= cos)( 2 t c cos )(tm)( DSB ts t c cos 低通濾波器低通濾

23、波器)( 2 1 tm 2021-8-1337 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 相干解調(diào)器相干解調(diào)器 t c cos 低通濾波器低通濾波器 相干解調(diào)器由相干解調(diào)器由乘法器乘法器和和低通濾波器低通濾波器組成。組成。 相干解調(diào)要求接收端提供一個與發(fā)送端載相干解調(diào)要求接收端提供一個與發(fā)送端載 波信號完全同頻同相的相干載波（或稱為同步波信號完全同頻同相的相干載波（或稱為同步 載波）。載波）。 2021-8-1338 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 AM DSB SSB VSB 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 ttmAts cc cos )(=)( AM ttmts c cos )(=)( DSB ttmttmts cc sin

24、 )( cos )(=)( SSB ttmttmts cc sin )(Q cos )(=)( VSB 幅度調(diào)制有標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制有標(biāo)準(zhǔn)AM、DSB、SSB和和VSB 四種形式。四種形式。 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 2021-8-1339 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.3.3 單邊帶調(diào)幅（單邊帶調(diào)幅（SSB）(Single sideband AM) （1）單邊帶）單邊帶 調(diào)幅的概念：調(diào)幅的概念： 只傳送雙邊帶信只傳送雙邊帶信 號中其中一個邊號中其中一個邊 帶的調(diào)制方式，帶的調(diào)制方式， 稱為稱為單邊帶調(diào)幅單邊帶調(diào)幅 （SSB）。SSB 分為分為上邊帶調(diào)制上邊帶調(diào)制 （USB）和）和下邊下邊 帶調(diào)制帶調(diào)制（L

25、SB）。）。 2021-8-1340 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （ 2）單邊帶調(diào)幅信號的時域和頻域表示式：）單邊帶調(diào)幅信號的時域和頻域表示式： ttmttm tmtmts cc t c sin )( cos )(= e )( j)(Re=)( j SSB )()( )( )(=)( USBcccc UMUMS )( )( )()(=)( LSBcccc UMUMS 2021-8-1341 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （3）單邊帶調(diào)幅信號的產(chǎn)生方法： 濾波法是指用邊帶濾波器從雙邊帶信號中濾波法是指用邊帶濾波器從雙邊帶信號中 濾出單邊帶信號。濾出單邊帶信號。 t c cos )(tm邊帶濾波器邊帶濾

26、波器)( SSB ts 濾波法產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號（濾波法產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號（Filter method）：）： 2021-8-1342 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 理想濾波特性不可能實(shí)現(xiàn)，實(shí)際電路中的理想濾波特性不可能實(shí)現(xiàn)，實(shí)際電路中的 邊帶濾波器從它的通帶到阻帶總有一個過渡帶，邊帶濾波器從它的通帶到阻帶總有一個過渡帶， 因此，濾波法只適用于沒有或很少低頻分量的因此，濾波法只適用于沒有或很少低頻分量的 調(diào)制信號。調(diào)制信號。 2021-8-1343 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 依據(jù)單邊帶信號的時域表示式，可以得到依據(jù)單邊帶信號的時域表示式，可以得到 產(chǎn)生單邊帶信號的相移法。產(chǎn)生單邊帶信號的相移法。

27、Phase-shift method： ttmttms cc sin )( cos )(= USB -/ 2 t c cos )(tm )( t m )( SSB ts -/ 2 2021-8-1344 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （4）單邊帶信號的解調(diào)：）單邊帶信號的解調(diào)： ttmttmtm tttmttmtts cc cccc 2 sin )( 2 1 2 cos )( 2 1 )( 2 1 = cos sin )( cos )( cos)( SSB t c cos )( SSB ts低通濾波器低通濾波器 )( 2 1 tm 單邊帶信號的解調(diào)要用相干解調(diào)法。單邊帶信號的解調(diào)要用相干解調(diào)法。

28、2021-8-1345 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 AM DSB SSB VSB 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 ttmAts cc cos )(=)( AM ttmts c cos )(=)( DSB ttmttmts cc sin )( cos )(=)( SSB ttmttmts cc sin )(Q cos )(=)( VSB 幅度調(diào)制有標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制有標(biāo)準(zhǔn)AM、DSB、SSB和和VSB 四種形式。四種形式。 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 2021-8-1346 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.3.4 殘留邊帶調(diào)幅（殘留邊帶調(diào)幅（VSB） （Vestigil-sideband AM） 2021-8-1347 現(xiàn)代通信

29、課件現(xiàn)代通信課件 （1）殘留邊帶調(diào)幅（）殘留邊帶調(diào)幅（VSB）的概念：）的概念： 如果既不是同時傳輸兩個邊帶，也不是如果既不是同時傳輸兩個邊帶，也不是 只傳送一個邊帶，而是以傳輸一個邊帶的大部只傳送一個邊帶，而是以傳輸一個邊帶的大部 分為主，同時傳輸另一個邊帶靠近載頻附件的分為主，同時傳輸另一個邊帶靠近載頻附件的 一小部分殘余為輔，這種調(diào)制方式稱為殘留邊一小部分殘余為輔，這種調(diào)制方式稱為殘留邊 帶調(diào)幅，記作帶調(diào)幅，記作VSB。 2021-8-1348 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （2）殘留邊帶調(diào)幅信號的產(chǎn)生方法）殘留邊帶調(diào)幅信號的產(chǎn)生方法: Filter method。 t c cos 殘留邊帶

30、濾波器殘留邊帶濾波器 HVSB() m(t)sVSB(t) 2021-8-1349 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 各種調(diào)制方式的應(yīng)用各種調(diào)制方式的應(yīng)用 調(diào)制方式調(diào)制方式用途舉例用途舉例 連連 續(xù)續(xù) 波波 模模 擬擬 調(diào)調(diào) 制制 線性調(diào)制線性調(diào)制 (幅度調(diào)制幅度調(diào)制) 標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制AM 廣播廣播 單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制SSB 載波通信、短波無線電載波通信、短波無線電 話通信話通信 雙邊帶調(diào)制雙邊帶調(diào)制DSB立體聲廣播立體聲廣播 殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制VSB 電視廣播、傳真電視廣播、傳真 非線性調(diào)制非線性調(diào)制 （角調(diào)制）（角調(diào)制） 頻率調(diào)制頻率調(diào)制FM 微波中繼、衛(wèi)星通信、微波中繼、衛(wèi)星通

31、信、 廣播廣播 相位調(diào)制相位調(diào)制PM中間調(diào)制方式中間調(diào)制方式 2021-8-1350 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 幅度調(diào)制小結(jié)：幅度調(diào)制小結(jié)： 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 AM DSB SSB VSB 要求掌握：要求掌握： 如何用載波的幅度傳輸信息信號；如何用載波的幅度傳輸信息信號； AM 和和DSB的表達(dá)式和特點(diǎn)；的表達(dá)式和特點(diǎn)； 實(shí)際應(yīng)用情況。實(shí)際應(yīng)用情況。 2021-8-1351 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.4 角調(diào)制（角調(diào)制（Angle Modulation） 2021-8-1352 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 在連續(xù)波調(diào)制中，若已調(diào)波的幅度保持在連續(xù)波調(diào)制中，若已調(diào)波的幅度保持 不變，相角按調(diào)制

32、信號的某種規(guī)律變化，稱為不變，相角按調(diào)制信號的某種規(guī)律變化，稱為 角調(diào)制。角調(diào)制。 角調(diào)制信號可一般地表示為：角調(diào)制信號可一般地表示為： 角調(diào)制的概念：角調(diào)制的概念： )(cos )(tmtAts c c ) )( cos )(=)( c 三三角角表表示示式式（tmttmAts 2021-8-1353 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 與角調(diào)制有關(guān)的術(shù)語：與角調(diào)制有關(guān)的術(shù)語： )(cos )(tmtAts c c 瞬時相位偏移：瞬時相位偏移：)( tm 瞬時（角）頻率偏移：瞬時（角）頻率偏移： t tm t d d )( d =)( d )(=)( - t d tm 瞬時（角）頻率：瞬時（角）頻率：)

33、()(tt dc 瞬時相位或總相位：瞬時相位或總相位： d )(d )()(=)( - - c t dc t ttmtt t t t t t d c d )( d d )(d =)( 2021-8-1354 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.4.1 調(diào)頻和調(diào)相調(diào)頻和調(diào)相（Frequency Modulation and Phase Modulation） （1）定義：）定義： 2021-8-1355 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 d )( =)( - mkt t dFM 瞬時相位偏移：瞬時相位偏移： )( =)( FM tmkt d 瞬時（角）頻率偏移：瞬時（角）頻率偏移： d)( cos =)( -

34、 mktAts t c cFM FM 波形表示式：波形表示式： FM： 2021-8-1356 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 PM： 瞬時相位偏移：瞬時相位偏移： )(=)(tmkt dPM 瞬時（角）頻率偏移：瞬時（角）頻率偏移： t tm kt dPM d )(d =)( 波形表示式：波形表示式：)( cos=)( c PM t mktAts PMc 2021-8-1357 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （2）調(diào)頻和調(diào)相的關(guān)系：）調(diào)頻和調(diào)相的關(guān)系： d)( cos =)( - FMFM mktAts t c c )( cos=)( PMPM c t mktAts c 對調(diào)頻和調(diào)相信號進(jìn)行比較可以看

35、出，對調(diào)頻和調(diào)相信號進(jìn)行比較可以看出， 除了調(diào)頻信號的瞬時頻率偏移正比于調(diào)制信號，除了調(diào)頻信號的瞬時頻率偏移正比于調(diào)制信號， 而瞬時相位偏移正比于調(diào)制信號的積分，調(diào)相而瞬時相位偏移正比于調(diào)制信號的積分，調(diào)相 信號的瞬時頻率偏移正比于調(diào)制信號的微分而信號的瞬時頻率偏移正比于調(diào)制信號的微分而 瞬時相位偏移正比于調(diào)制信號外，頻率調(diào)制和瞬時相位偏移正比于調(diào)制信號外，頻率調(diào)制和 相位調(diào)制在本質(zhì)上沒有多大的區(qū)別。相位調(diào)制在本質(zhì)上沒有多大的區(qū)別。 2021-8-1358 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 增加調(diào)制信號的幅度，將增加頻偏或增加調(diào)制信號的幅度，將增加頻偏或 相位偏移，從而增加相位偏移，從而增加FM或或P

36、M信號的帶寬，信號的帶寬， 但不影響但不影響FM或或PM信號的平均功率，它始終信號的平均功率，它始終 是一個常數(shù)。是一個常數(shù)。 相位的變化會引起頻率的變化，頻率相位的變化會引起頻率的變化，頻率 的變化也會引起相位的變化，兩者的變化均的變化也會引起相位的變化，兩者的變化均 引起正弦信號的總相位的變化。引起正弦信號的總相位的變化。 （3）調(diào)角信號的一些特性：）調(diào)角信號的一些特性： 2021-8-1359 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 如果預(yù)先不知道調(diào)制信號的形式時，如果預(yù)先不知道調(diào)制信號的形式時， 很難區(qū)分已調(diào)信號是調(diào)頻信號還是調(diào)相信號，很難區(qū)分已調(diào)信號是調(diào)頻信號還是調(diào)相信號， 所以一般將它們統(tǒng)稱為角

37、調(diào)制信號。所以一般將它們統(tǒng)稱為角調(diào)制信號。 角調(diào)制信號是非線性調(diào)制，很難寫出角調(diào)制信號是非線性調(diào)制，很難寫出 角調(diào)制信號的頻譜表示式。根據(jù)最大相位偏角調(diào)制信號的頻譜表示式。根據(jù)最大相位偏 移的大小，角調(diào)制分為窄帶角調(diào)制和寬帶角移的大小，角調(diào)制分為窄帶角調(diào)制和寬帶角 調(diào)制。調(diào)制。 2021-8-1360 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.4.2 調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào)調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào)： 調(diào)頻信號的產(chǎn)生：調(diào)頻信號的產(chǎn)生： 產(chǎn)生調(diào)頻信號通常有兩種方法，一種是直產(chǎn)生調(diào)頻信號通常有兩種方法，一種是直 接調(diào)頻法，另一種是間接調(diào)頻法。接調(diào)頻法，另一種是間接調(diào)頻法。 直接調(diào)頻法：直接調(diào)頻法： 可控電抗元件可控電

38、抗元件 載波振蕩器載波振蕩器 m(t)sFM(t) 2021-8-1361 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 間接調(diào)頻法：間接調(diào)頻法： 間接調(diào)頻法是利用產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號比間接調(diào)頻法是利用產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號比 較容易的特點(diǎn)，先用調(diào)制信號產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信較容易的特點(diǎn)，先用調(diào)制信號產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信 號，再用倍頻器將其變換為寬帶調(diào)頻信號。號，再用倍頻器將其變換為寬帶調(diào)頻信號。 2021-8-1362 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 )( )( 11222112 cccccc NNNN 或或 121cFM NN 121 NN FM 2021-8-1363 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 調(diào)頻信號的解調(diào)：調(diào)頻信號的解調(diào)： 鑒頻器：

39、鑒頻器： d)( cos=)( - FMFM mktAts t cc )d( sin )( += d )( d - FMFM FM mkttmkA t ts t ccc BPF sFM(t) 放大放大 限幅器限幅器 微分器微分器 包絡(luò)包絡(luò) 檢測器檢測器 LPF 鑒頻器鑒頻器 2021-8-1364 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 連續(xù)波模擬調(diào)制小結(jié)：連續(xù)波模擬調(diào)制小結(jié)： 連續(xù)波模擬調(diào)制連續(xù)波模擬調(diào)制 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 角調(diào)制角調(diào)制 AM DSB SSB VSB FM PM 2021-8-1365 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 接收機(jī)分類：接收機(jī)分類： 零中頻接收機(jī)；零中頻接收機(jī)； 超外差接收機(jī)。超外差接

40、收機(jī)。 2.5 超外差接收機(jī)超外差接收機(jī) Superheterodyne Receiver 2021-8-1366 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （1）超外差接收機(jī)的一般模型： 超外差接收技術(shù)是美國電氣工程師超外差接收技術(shù)是美國電氣工程師Edward H. Armstrong在在1918年提出并完善的。年提出并完善的。 射頻濾射頻濾 波放大波放大 器器 混頻器混頻器 中頻濾中頻濾 波放大波放大 器器 檢測器檢測器 低頻低頻 功放功放 揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器 或或 監(jiān)視器監(jiān)視器 本機(jī)本機(jī) 振蕩器振蕩器 2021-8-1367 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （2）混頻（變頻）一般原理：）混頻（變頻）一般原理： )c

41、os()cos()(A=)()( IF tttmtsts ccCoi n L )cos()2cos( 2 1 )(A= IFIFC tttm c )cos()(A 2 1 =)( IFCout ttmts )( Lo ts 中頻濾波器中頻濾波器 )( in ts)( out ts 2021-8-1368 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （3）中頻濾波放大器）中頻濾波放大器 功能功能：選頻放大。：選頻放大。 典型中頻頻率典型中頻頻率： AM接收機(jī)：接收機(jī)： 465kHz; FM接收機(jī)：接收機(jī)： 10.7MHz、465kHz; 2021-8-1369 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （4）檢測器（）檢測器（D

42、etector）：）： 包絡(luò)檢測器；包絡(luò)檢測器； 相干檢測器；相干檢測器； 正交相干檢測器；正交相干檢測器； 鑒頻器鑒頻器 ； 鑒相器鑒相器 2021-8-1370 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （5）超外差接收機(jī)的典型例子：）超外差接收機(jī)的典型例子： AM超外差接收機(jī)。超外差接收機(jī)。 射頻濾射頻濾 波放大波放大 器器 fc 混頻器混頻器 中頻濾中頻濾 波放大波放大 器器 fIF=465 kHz 包絡(luò)包絡(luò) 檢測器檢測器 音頻音頻 功放功放 揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器 本機(jī)振蕩器本機(jī)振蕩器 fLo=fc+465kHz 2021-8-1371 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 FM 超超 外外 差差 接接 收收 機(jī)機(jī) 20

43、21-8-1372 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.6 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 （Frequency-division Multiplexing） 2021-8-1373 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 2.6.1 多路復(fù)用的理論與技術(shù)多路復(fù)用的理論與技術(shù) ： 在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，經(jīng)常需要在兩地在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，經(jīng)常需要在兩地 之間同時傳送多路信號。之間同時傳送多路信號。 空分多路復(fù)用：空分多路復(fù)用： 利用多條低速物理線路，比如電纜的許多利用多條低速物理線路，比如電纜的許多 線對，每條線對傳遞一路信號，以空間上的分線對，每條線對傳遞一路信號，以空間上的分 割實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用，一般稱為空分多路復(fù)用。割實(shí)

44、現(xiàn)多路復(fù)用，一般稱為空分多路復(fù)用。 2021-8-1374 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 寬帶多路復(fù)用：寬帶多路復(fù)用： 現(xiàn)代通信中的多路復(fù)用，主要指用同一寬現(xiàn)代通信中的多路復(fù)用，主要指用同一寬 帶信道或高速信道同時傳送多路基帶信息信號帶信道或高速信道同時傳送多路基帶信息信號 或低速信號的技術(shù)?；虻退傩盘柕募夹g(shù)。 頻分多路復(fù)用（頻分多路復(fù)用（FDM）；）； 時分多路復(fù)用（時分多路復(fù)用（TDM）；）； 碼分多路復(fù)用（碼分多路復(fù)用（CDM）。）。 2021-8-1375 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 （2）多路復(fù)用的理論基礎(chǔ)）多路復(fù)用的理論基礎(chǔ) 信號正交分割原理。信號正交分割原理。 如果信號集：如果信號集： Nktxk , 2, 1,= ),( 中的信號滿足條件：中的信號滿足條件： kj k j ttxtx b a jk 0 = 1 d )( )( 則該信號集稱為正交信號集。則該信號集稱為正交信號集。 2021-8-1376 現(xiàn)代通信課件現(xiàn)代通信課件 在信道中傳輸多路復(fù)合信號：在信道中傳輸多路復(fù)合信號： N k k txts 1= )( )( 在接收端與各路信號分別相乘并進(jìn)行積分運(yùn)算，在接收端與各路信號分別相乘并進(jìn)行積分