信号与线性系统 管致中 第8章 通信系统

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1、第8章通信系统CommunicationSystems本章主要内容作为傅立叶分析在工程实际中的应用，本章将讨论通信系统中的某些基本技术及其分析方法。1.正弦幅度调制——DSB调制与AM调制。2.同步解调与包络解调；频分复用（FDM）。3.单边带（SSB）幅度调制。4.脉冲串载波调制与时分复用（TDM）。5.脉冲幅度调制(PAM)与脉冲编码调制(PCM)。6.离散时间正弦幅度调制。8.0引言(Introduction)一般的通信系统总是由以下环节组成:在通信系统中调制与解调是一种基本的技术。调制是

2、指用一个信号去控制另一个信号的某一个参量的过程。被控制的信号称为载波(CarrierWave)。变换器发送系统信道接收系统变换器消息信号信号消息调制解调在通信系统中广泛采用调制技术是因为:1.任何信道都有它自己的传输特性;2.信道的带宽往往比一路信号的带宽要大得多;3.若信号以电磁波形式发送到信道，当发射天线的尺寸大约为信号波长的1/10或更大一些时，天线的辐射效率最高。控制信号称为调制信号(ModulationSignal)，也称为基带信号。通常采用的调制方式:一.正弦载波的情况:根据被控制的

3、参量分为:AM------AmplitudeModulationFM------FrequencyModulationPM------PhaseModulation角度调制在正弦幅度调制中，又有带载波和抑制载波的:AM/wc----AM/withcarrierAM/sc-----AM/suppressedcarrier在抑制载波的正弦幅度调制中有双边带、单边带、残留边带：DSB------Doubleside-band双边带SSB------Singleside-band单边带VSB------

4、Vestigialside-band残留边带对正弦载波的情况，若调制信号是脉冲信号，则称为：ASK------幅度键控(AmplitudeShiftKeying)FSK------频率键控(FrequencyShiftKeying)PSK------相位键控(PhaseShiftKeying)二.脉冲载波的情况:根据被控制的参量可分为:脉冲幅度调制、脉冲宽度调制、脉冲周期（位置）调制。PAM------PulseAmplitudeModulationPWM-----PulseWidthModul

5、ationPPM------PulsePeriodic(Position)Modulation当调制信号是脉冲编码信号时，称为脉冲编码调制或PCM调制。PCM------PulseCodeModulation8.1正弦幅度调制(DSB)其中为调制信号(基带信号)，为载波，为已调信号。幅度调制的数学模型是乘法器。当时称为正弦幅度调制。若暂时不考虑载波的相位，即已调信号的频谱为：由于此时载波的频谱为：上边带下边带表明:对基带信号进行正弦幅度调制，就等于在频域将基带信号的频谱搬移到载频的位置。为此，应

6、满足：1.必须带限于。2.为了在接收端能从恢复成,要求在频谱搬移的过程中不能发生频谱重叠。8.2正弦AM的解调将再次与同频载波相乘，有:一.同步解调:(Synchronousdemodulation)DemodulationforSinusoidalAM显然，只要滤掉第二项即可实现对的恢复。技术关键：所用理想低通滤波器的截止频率要满足:解调端所用的载波必须与调制时的载波完全同频。此时，可采用如下系统实现解调：载波相位的影响:假定调制时的载波解调时的载波,则是一个常数。此时，可以通过前面讨论的解调

7、系统实现解调。当不随时间变化，而且时,可见，必须要求调制和解调时所使用的载波不仅要严格同频，而且要相位同步(以保证相位差与时间无关)。因此这种解调方法称为同步解调(SynchronousDemodulation)。当时，由于不能实现解调。技术实现的关键:采用频率合成技术以保证频率准确度和频率稳定度，采用锁相技术以保证相位同步。说明:由于在已调信号的频谱中同时保留了基带信号的上、下两个边带，故称其为双边带(DSB)调制。这种调制方式只适合于点对点的通信。二.非同步解调(包络解调)：(Envelop

8、eDemodulation)要想从已调信号的包络解调出原基带信号，必须要求已调信号的包络完全保留基带信号的形状，即要求调制信号始终非负。为此，要在DSB调制方案中加入足够大的载波分量。当时,即可保证已调信号的包络将会保留的形状。此时只需通过简单的包络检波器即可实现从已调信号中解调出。这种调制方式被称为标准的AM调制。包络解调付出的代价是发送功率的浪费。因为加入的载波并不携带任何有用信息，这部分功率的发射对有用信息的传输是无益的。如果，定义为调制指数，显然。特例当调制信号是单音正弦时，在的情况下，