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第一講緒論第二講信息論基礎(chǔ)和信號(hào)分析第三講模擬調(diào)制技術(shù)第四講信源編碼技術(shù)第五講數(shù)字基帶傳輸?shù)诹v數(shù)字調(diào)制技術(shù)第七講差錯(cuò)控制編碼目錄12/15/2022數(shù)字通信原理第一講緒論目錄12/12/2022數(shù)字通信原理1第三講模擬調(diào)制技術(shù)3.1模擬調(diào)制概述3.2模擬線性調(diào)制3.3抗噪聲性能分析12/15/2022數(shù)字通信原理第三講模擬調(diào)制技術(shù)3.1模擬調(diào)制概述12/12/2023.1模擬調(diào)制概述一、基本概念1、基帶信號(hào)
頻譜特征是從0或接近0的頻率到某一截止頻率fm的信號(hào),又稱(chēng)低通型信號(hào)。如語(yǔ)音信號(hào)等。2、調(diào)制把信號(hào)頻譜搬移到較高頻率范圍以適應(yīng)信道頻率傳輸特性的過(guò)程。3、頻帶信號(hào)調(diào)制之后的信號(hào),基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制后產(chǎn)生的信號(hào)。4、載波作為基準(zhǔn)信號(hào)的正弦信號(hào)或脈沖串或數(shù)字信號(hào)。12/15/2022數(shù)字通信原理3.1模擬調(diào)制概述一、基本概念12/12/2022數(shù)字通信35、載波調(diào)制
按基帶信號(hào)的變化規(guī)律改變載波某些參數(shù)的過(guò)程。6、模擬調(diào)制又稱(chēng)連續(xù)調(diào)制,調(diào)制信號(hào)的取值是連續(xù)的。7、數(shù)字調(diào)制調(diào)制信號(hào)的取值是離散的,如PCM脈沖編碼調(diào)制。8、線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜是調(diào)制信號(hào)的水平搬移及線性變換。9、非線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜將產(chǎn)生頻譜的非線性變換,會(huì)有新的頻率分量產(chǎn)生。12/15/2022數(shù)字通信原理5、載波調(diào)制12/12/2022數(shù)字通信原理4二、模擬調(diào)制的目的1、信道傳輸頻率特征的需要。2、實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。3、改善系統(tǒng)的抗噪聲性能,或通過(guò)調(diào)制來(lái)提高系統(tǒng)頻帶利用率。采用不同的調(diào)制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能將產(chǎn)生很大的影響。12/15/2022數(shù)字通信原理二、模擬調(diào)制的目的12/12/2022數(shù)字通信原理5三、調(diào)制分類(lèi)調(diào)制技術(shù)模擬調(diào)制(連續(xù)調(diào)制)數(shù)字調(diào)制線性調(diào)制(幅度調(diào)制)非線性調(diào)制(角度調(diào)制)DSB:抑止載波雙邊帶調(diào)幅AM:常規(guī)雙邊帶調(diào)幅SSB:?jiǎn)芜厧д{(diào)制VSB:殘留邊帶調(diào)制FM:頻率調(diào)制PM:相位調(diào)制PCM:脈沖編碼調(diào)制數(shù)字載波調(diào)制(鍵控系統(tǒng))2ASK、2PSK等多進(jìn)制鍵控系統(tǒng)改進(jìn)型數(shù)字調(diào)制12/15/2022數(shù)字通信原理三、調(diào)制分類(lèi)模擬調(diào)制數(shù)字調(diào)制線性調(diào)制非線性調(diào)制DSB:抑止載63.2模擬線性調(diào)制一、AM(振幅調(diào)制)
又稱(chēng)為常規(guī)調(diào)幅。和DSB/SC一起為幅度調(diào)制中最基本的調(diào)制技術(shù)。
兩者的區(qū)別是AM中的調(diào)制信號(hào)必須包含一定的直流分量。1、調(diào)制原理
設(shè)AM的基帶信號(hào):12/15/2022數(shù)字通信原理3.2模擬線性調(diào)制一、AM(振幅調(diào)制)12/12/20227設(shè)載波信號(hào)為:則當(dāng)基帶信號(hào)通過(guò)調(diào)制后,得到AM信號(hào)為:頻域表示:12/15/2022數(shù)字通信原理設(shè)載波信號(hào)為:12/12/2022數(shù)字通信原理812/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理9212/15/2022數(shù)字通信原理212/12/2022數(shù)字通信原理10由圖可知:若基帶信號(hào)S(t)的帶寬為Bb=fm,則在處有離散分量,為載波信號(hào)分量,它占用一定發(fā)送信號(hào)功率,但不攜帶調(diào)制信號(hào)的信息。f(t)的最大幅度應(yīng)小于或等于載波振幅的一半,調(diào)幅度為調(diào)制深淺程度指標(biāo),考慮受限條件,當(dāng)時(shí),若采用包絡(luò)檢波法,會(huì)造成解調(diào)后信號(hào)失真。12/15/2022數(shù)字通信原理由圖可知:12/12/2022數(shù)字通信原理112、解調(diào)方法
分為非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)和相干解調(diào)(同步檢波法)。(1)包絡(luò)檢波法
特點(diǎn):解調(diào)電路簡(jiǎn)單應(yīng)用:無(wú)線電短波廣播BPFLEDLPFBPF:帶通濾波器,在保證信號(hào)能順利通過(guò)的前提下,最大限度限制噪聲的進(jìn)入。LPF:低通濾波器,濾除檢波后信號(hào)中的高頻成分;LED:半波或全波整流器;12/15/2022數(shù)字通信原理2、解調(diào)方法分為非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)和相干解調(diào)(1212/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理13
缺點(diǎn):準(zhǔn)確性不太理想,信號(hào)影響較大;在相同誤碼率情況下,信噪比較相干解調(diào)要高1dB;抗噪聲性能稍差于相干解調(diào);
12/15/2022數(shù)字通信原理缺點(diǎn):12/12/2022數(shù)字通信原理14(2)同步檢波法
要求:需提供與已調(diào)信號(hào)中載波分量同頻同相的本地載波信號(hào),即需載波同步技術(shù);12/15/2022數(shù)字通信原理(2)同步檢波法要求:需提供與已調(diào)信號(hào)中載波分15數(shù)學(xué)分析:
則:通過(guò)LPF(低通濾波),將高頻成分濾去:Kc:LPF的電壓傳輸參數(shù)。則可得到無(wú)失真信號(hào)。12/15/2022數(shù)字通信原理數(shù)學(xué)分析:則:通過(guò)LPF(低通濾波),將高頻成16
缺點(diǎn):實(shí)現(xiàn)困難;技術(shù)要求高,設(shè)備復(fù)雜;
12/15/2022數(shù)字通信原理缺點(diǎn):12/12/2022數(shù)字通信原理17二、DSB(雙邊帶調(diào)制)
又稱(chēng)為抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB/SC。該調(diào)制信號(hào)中不含直流分量,即頻譜中無(wú)離散譜。1、調(diào)制原理
DSB調(diào)制信號(hào)(時(shí)域表示)為:頻域表示為:12/15/2022數(shù)字通信原理二、DSB(雙邊帶調(diào)制)又稱(chēng)為抑制載波雙邊帶調(diào)制D1812/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理192、特點(diǎn)線性搬移;帶寬:一般采用相干解調(diào)法。
12/15/2022數(shù)字通信原理2、特點(diǎn)12/12/2022數(shù)字通信原理20三、SSB(單邊帶調(diào)制)
是在雙邊帶基礎(chǔ)上,把其中|w|>wc(上邊帶USB)或|w|<wc(下邊帶LSB)的部分進(jìn)行調(diào)制。1、調(diào)制原理(以下邊帶為例)頻域表示為:12/15/2022數(shù)字通信原理三、SSB(單邊帶調(diào)制)是在雙邊帶基礎(chǔ)上,把其中|21時(shí)域表示為:其中,其中,希爾波特變換:12/15/2022數(shù)字通信原理時(shí)域表示為:其中,其中,希爾波特變換:12/12/2022數(shù)222、特點(diǎn)帶寬只需DSB和AM帶寬的一半(BSSB=Bb),提高了頻帶利用率;SSB信號(hào)的調(diào)制過(guò)程有一定的技術(shù)難度;在模擬多路通信系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛;只能采用相關(guān)解調(diào)法;實(shí)現(xiàn)上有一定的難度;當(dāng)采用濾波法時(shí),需要制作銳截止特性的濾波器;3、形成過(guò)程12/15/2022數(shù)字通信原理2、特點(diǎn)12/12/2022數(shù)字通信原理2312/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理2412/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理2512/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理264、調(diào)制與解調(diào)調(diào)制方法有濾波法、相移法和混合法。解調(diào)方法為相干解調(diào)法。12/15/2022數(shù)字通信原理4、調(diào)制與解調(diào)12/12/2022數(shù)字通信原理2712/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理2812/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理29四、VSB(殘留邊帶調(diào)制)
介于雙邊帶調(diào)制和單邊帶調(diào)制之間的一種方式。可采用濾波法和相移法產(chǎn)生殘留邊帶信號(hào);1、特點(diǎn)對(duì)濾波的要求不是很高;廣泛應(yīng)用于圖像信號(hào)的傳播,如PAL制電視系統(tǒng);BSSB<BVSB<BDSB;12/15/2022數(shù)字通信原理四、VSB(殘留邊帶調(diào)制)介于雙邊帶調(diào)制和單邊帶3012/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理313.3抗噪聲性能分析一、模擬調(diào)制系統(tǒng)接收框圖考察解調(diào)系統(tǒng)的制度增益:12/15/2022數(shù)字通信原理3.3抗噪聲性能分析一、模擬調(diào)制系統(tǒng)接收框圖考察解調(diào)系統(tǒng)的32二、雙邊帶調(diào)制DSB采用相干解調(diào):
經(jīng)過(guò)相干解調(diào)器后:12/15/2022數(shù)字通信原理二、雙邊帶調(diào)制DSB采用相干解調(diào):12/12/2022數(shù)字通33經(jīng)過(guò)濾波器后:所以:12/15/2022數(shù)字通信原理經(jīng)過(guò)濾波器后:所以:12/12/2022數(shù)字通信原理34同理:(最大的制度增益,臨界狀態(tài))(通式)12/15/2022數(shù)字通信原理同理:(最大的制度增益,臨界狀態(tài))(通式)12/12/20235三、各種模擬調(diào)制技術(shù)性能比較P74-75:公式4-75、……4-78圖4-30表4-112/15/2022數(shù)字通信原理三、各種模擬調(diào)制技術(shù)性能比較P74-75:12/12/20236第一講緒論第二講信息論基礎(chǔ)和信號(hào)分析第三講模擬調(diào)制技術(shù)第四講信源編碼技術(shù)第五講數(shù)字基帶傳輸?shù)诹v數(shù)字調(diào)制技術(shù)第七講差錯(cuò)控制編碼目錄12/15/2022數(shù)字通信原理第一講緒論目錄12/12/2022數(shù)字通信原理37第三講模擬調(diào)制技術(shù)3.1模擬調(diào)制概述3.2模擬線性調(diào)制3.3抗噪聲性能分析12/15/2022數(shù)字通信原理第三講模擬調(diào)制技術(shù)3.1模擬調(diào)制概述12/12/20383.1模擬調(diào)制概述一、基本概念1、基帶信號(hào)
頻譜特征是從0或接近0的頻率到某一截止頻率fm的信號(hào),又稱(chēng)低通型信號(hào)。如語(yǔ)音信號(hào)等。2、調(diào)制把信號(hào)頻譜搬移到較高頻率范圍以適應(yīng)信道頻率傳輸特性的過(guò)程。3、頻帶信號(hào)調(diào)制之后的信號(hào),基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制后產(chǎn)生的信號(hào)。4、載波作為基準(zhǔn)信號(hào)的正弦信號(hào)或脈沖串或數(shù)字信號(hào)。12/15/2022數(shù)字通信原理3.1模擬調(diào)制概述一、基本概念12/12/2022數(shù)字通信395、載波調(diào)制
按基帶信號(hào)的變化規(guī)律改變載波某些參數(shù)的過(guò)程。6、模擬調(diào)制又稱(chēng)連續(xù)調(diào)制,調(diào)制信號(hào)的取值是連續(xù)的。7、數(shù)字調(diào)制調(diào)制信號(hào)的取值是離散的,如PCM脈沖編碼調(diào)制。8、線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜是調(diào)制信號(hào)的水平搬移及線性變換。9、非線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜將產(chǎn)生頻譜的非線性變換,會(huì)有新的頻率分量產(chǎn)生。12/15/2022數(shù)字通信原理5、載波調(diào)制12/12/2022數(shù)字通信原理40二、模擬調(diào)制的目的1、信道傳輸頻率特征的需要。2、實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。3、改善系統(tǒng)的抗噪聲性能,或通過(guò)調(diào)制來(lái)提高系統(tǒng)頻帶利用率。采用不同的調(diào)制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能將產(chǎn)生很大的影響。12/15/2022數(shù)字通信原理二、模擬調(diào)制的目的12/12/2022數(shù)字通信原理41三、調(diào)制分類(lèi)調(diào)制技術(shù)模擬調(diào)制(連續(xù)調(diào)制)數(shù)字調(diào)制線性調(diào)制(幅度調(diào)制)非線性調(diào)制(角度調(diào)制)DSB:抑止載波雙邊帶調(diào)幅AM:常規(guī)雙邊帶調(diào)幅SSB:?jiǎn)芜厧д{(diào)制VSB:殘留邊帶調(diào)制FM:頻率調(diào)制PM:相位調(diào)制PCM:脈沖編碼調(diào)制數(shù)字載波調(diào)制(鍵控系統(tǒng))2ASK、2PSK等多進(jìn)制鍵控系統(tǒng)改進(jìn)型數(shù)字調(diào)制12/15/2022數(shù)字通信原理三、調(diào)制分類(lèi)模擬調(diào)制數(shù)字調(diào)制線性調(diào)制非線性調(diào)制DSB:抑止載423.2模擬線性調(diào)制一、AM(振幅調(diào)制)
又稱(chēng)為常規(guī)調(diào)幅。和DSB/SC一起為幅度調(diào)制中最基本的調(diào)制技術(shù)。
兩者的區(qū)別是AM中的調(diào)制信號(hào)必須包含一定的直流分量。1、調(diào)制原理
設(shè)AM的基帶信號(hào):12/15/2022數(shù)字通信原理3.2模擬線性調(diào)制一、AM(振幅調(diào)制)12/12/202243設(shè)載波信號(hào)為:則當(dāng)基帶信號(hào)通過(guò)調(diào)制后,得到AM信號(hào)為:頻域表示:12/15/2022數(shù)字通信原理設(shè)載波信號(hào)為:12/12/2022數(shù)字通信原理4412/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理45212/15/2022數(shù)字通信原理212/12/2022數(shù)字通信原理46由圖可知:若基帶信號(hào)S(t)的帶寬為Bb=fm,則在處有離散分量,為載波信號(hào)分量,它占用一定發(fā)送信號(hào)功率,但不攜帶調(diào)制信號(hào)的信息。f(t)的最大幅度應(yīng)小于或等于載波振幅的一半,調(diào)幅度為調(diào)制深淺程度指標(biāo),考慮受限條件,當(dāng)時(shí),若采用包絡(luò)檢波法,會(huì)造成解調(diào)后信號(hào)失真。12/15/2022數(shù)字通信原理由圖可知:12/12/2022數(shù)字通信原理472、解調(diào)方法
分為非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)和相干解調(diào)(同步檢波法)。(1)包絡(luò)檢波法
特點(diǎn):解調(diào)電路簡(jiǎn)單應(yīng)用:無(wú)線電短波廣播BPFLEDLPFBPF:帶通濾波器,在保證信號(hào)能順利通過(guò)的前提下,最大限度限制噪聲的進(jìn)入。LPF:低通濾波器,濾除檢波后信號(hào)中的高頻成分;LED:半波或全波整流器;12/15/2022數(shù)字通信原理2、解調(diào)方法分為非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)和相干解調(diào)(4812/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理49
缺點(diǎn):準(zhǔn)確性不太理想,信號(hào)影響較大;在相同誤碼率情況下,信噪比較相干解調(diào)要高1dB;抗噪聲性能稍差于相干解調(diào);
12/15/2022數(shù)字通信原理缺點(diǎn):12/12/2022數(shù)字通信原理50(2)同步檢波法
要求:需提供與已調(diào)信號(hào)中載波分量同頻同相的本地載波信號(hào),即需載波同步技術(shù);12/15/2022數(shù)字通信原理(2)同步檢波法要求:需提供與已調(diào)信號(hào)中載波分51數(shù)學(xué)分析:
則:通過(guò)LPF(低通濾波),將高頻成分濾去:Kc:LPF的電壓傳輸參數(shù)。則可得到無(wú)失真信號(hào)。12/15/2022數(shù)字通信原理數(shù)學(xué)分析:則:通過(guò)LPF(低通濾波),將高頻成52
缺點(diǎn):實(shí)現(xiàn)困難;技術(shù)要求高,設(shè)備復(fù)雜;
12/15/2022數(shù)字通信原理缺點(diǎn):12/12/2022數(shù)字通信原理53二、DSB(雙邊帶調(diào)制)
又稱(chēng)為抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB/SC。該調(diào)制信號(hào)中不含直流分量,即頻譜中無(wú)離散譜。1、調(diào)制原理
DSB調(diào)制信號(hào)(時(shí)域表示)為:頻域表示為:12/15/2022數(shù)字通信原理二、DSB(雙邊帶調(diào)制)又稱(chēng)為抑制載波雙邊帶調(diào)制D5412/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理552、特點(diǎn)線性搬移;帶寬:一般采用相干解調(diào)法。
12/15/2022數(shù)字通信原理2、特點(diǎn)12/12/2022數(shù)字通信原理56三、SSB(單邊帶調(diào)制)
是在雙邊帶基礎(chǔ)上,把其中|w|>wc(上邊帶USB)或|w|<wc(下邊帶LSB)的部分進(jìn)行調(diào)制。1、調(diào)制原理(以下邊帶為例)頻域表示為:12/15/2022數(shù)字通信原理三、SSB(單邊帶調(diào)制)是在雙邊帶基礎(chǔ)上,把其中|57時(shí)域表示為:其中,其中,希爾波特變換:12/15/2022數(shù)字通信原理時(shí)域表示為:其中,其中,希爾波特變換:12/12/2022數(shù)582、特點(diǎn)帶寬只需DSB和AM帶寬的一半(BSSB=Bb),提高了頻帶利用率;SSB信號(hào)的調(diào)制過(guò)程有一定的技術(shù)難度;在模擬多路通信系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛;只能采用相關(guān)解調(diào)法;實(shí)現(xiàn)上有一定的難度;當(dāng)采用濾波法時(shí),需要制作銳截止特性的濾波器;3、形成過(guò)程12/15/2022數(shù)字通信原理2、特點(diǎn)12/12/2022數(shù)字通信原理5912/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理6012/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理6112/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理624、調(diào)制與解調(diào)
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