单边带通信原理
单边带通信原理是一种用于传输信息信号的通信技术。它的设计目标是在一定频带范围内传输信号，同时将其他频带的信号滤除。这种技术在通信系统、无线电和信号处理领域中得到了广泛的应用。
在单边带通信中，首先通过调制技术将输入信号调制到较高的频率范围内。然后，使用带通滤波器滤除不需要的频带部分，只保留需要的频率范围。解调接收端将滤波后的信号解调为原始信号。
单边带通信的工作原理可以通过以下步骤概括：
1. 输入信号调制：使用调制器将输入信号调制到高频范围。调制技术可以是调幅、调频或者其他调制方式。
2. 带通滤波：通过带通滤波器滤除不需要的频带部分。带通滤波器根据需求的频率范围设置上限和下限，从而只允许通过指定的频率范围内的信号。
3. 解调接收：在接收端，解调器将滤波后的信号解调为原始信号。解调技术根据调制方式选择相应的解调算法。
单边带通信具有以下优点：
1. 高效利用频谱资源：通过带通滤波器滤除不需要的频带，单边带通信可以更加有效地利用频谱资源。这可以增加通信系统的容量和可靠性。
2. 抗干扰能力强：通过滤除不需要的频带，单边带通信可以减少干扰信号的影响，提高抗干扰能力。这对于无线通信和电信号处理非常重要。
3. 节省能量和提高传输距离：由于只传输需要的频率范围内的信号，单边带通信可以节省能量并提高传输距离。这对于电池供电设备和远距离通信非常有利。
单边带通信通过调制和滤波技术实现了信息信号的传输，并具有高效利用频谱资源、抗干扰能力强以及节省能量和提高传输距离等优点。这种通信技术的应用广泛，对于现代通信系统的设计和实现具有重要的意义。
通信原理软件实验报告 学院：信息与通信工程学院班级：
一、通信原理Matlab仿真实验 实验八 一、实验内容 假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。 二、实验原理 1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM 该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为： 应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制： AM信号的频谱特性如下图所示： 由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。
2、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生 双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波c(t)相乘得到，如图所示： m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示： 若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处，若模拟基带信号带宽为W，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。 3、单边带条幅SSB信号 双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。从信息论关点开看，此双边带是有剩余度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接收机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。 单边带条幅SSB AM信号的其表达式： 或 其频谱图为：
第一章 知识点： 1.什么是信息、消息、通信？ 信息是指消息中所包含的对受信者有意义的内容（或有效内容）。 消息是指信源所产生的信息的物理表现。 通信是指一地向另一地进行消息的有效传递 2.通信系统一般模型具有哪些模块，模拟通信系统、数字通信系统 有哪些模块，各模块具有什么功能。（重点） 通信系统一般由信息源、发送设备、信道、噪声源、接受设备、信宿组成。 数字通信系统有信源、信源编码、信道编码、调制、信道、同步。 模拟通信系统有：信源、调制、信道、解调、信宿 信源：将消息转换为电信号的设备。 信源编码：降低数字信号的冗余，提高数字信号的有效性。 信道编码：增加冗余字符，纠错编码，提高传输的可靠性。 调制：使编码信号特性与信道特性相适应，以通过信道传输。 信道：基带信道－－可传输很低的频率分量。 频带信道－－不能传输很低的频率分量。 同步：数字通信系统中不可缺少的组成部分。发端、收端间需共同的时间标准使收端准确知道每个符号的起止时刻，实现同步接收 3.什么是基带信号、什么是频带信号？ 基带信号：由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。因而称为数字基带信号。 频带信号：将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号) 4.数字通信系统具有哪些特点？ (1)由于数字信号的可能取值数目有限，所以在失真没有超过给定值的条件下，不影响接受的正确判决。 (2)可采用纠错编码等差错控制技术，从而提高系统的抗干扰性。 (3)可采用数字加密技术，从而提高系统的保密度。 (4)可以综合传输各种模拟和数字输入消息，并且便于存储和处理。 (5)和模拟通信设备相比，设计和制造更容易、体积更小、重量更轻。 (6)可以通过信源编码进行压缩，以减小多余度，提高信道利用率。
单边带的解调原理 单边带调频（Single Sideband Modulation，简称SSB）是一种广泛应用于通信领域的调制技术。它在调制信号频谱中，只保留了一边带，减少了信号传输所需的频带宽度，提高了信号传输效率。而单边带的解调则是将接收到的单边带信号转换回原始信号的过程。本文将详细介绍单边带的解调原理。 单边带的解调过程主要包括三个步骤：频率转换、上变频和低通滤波。下面将逐一介绍这三个步骤的基本原理。 首先是频率转换。在单边带的解调中，需要将接收到的单边带信号转换到基带频率进行处理。这一步骤通常采用载波相干解调的方式实现。具体来说，解调器中首先通过本地振荡器生成一个与接收信号频率相同的本地振荡信号。然后，将本地振荡信号和接收到的单边带信号进行乘法运算。这样可以将接收信号的频谱向下移动到基带频率附近。在乘法运算之后，需要将信号通过带通滤波器滤除其他频率分量，只保留转换到基带频率的分量。这样就完成了频率转换的过程。 接下来是上变频。上变频的目的是为了将基带信号的频谱向上移动到可处理的中频范围。在单边带解调中，上变频是通过将转换到基带频率的信号与中频振荡器输出的信号相乘实现的。在这一步骤中，需要将中频振荡器的频率和相位与本地振荡器同步，以保证乘法运算的正确性。乘法运算之后，通过带通滤波器滤除其他频率分量，只保留转换到中频的分量。上变频之后，可以将信号送往后续的处理模块进行进一步的信号处理。
最后是低通滤波。由于解调过程中引入了一些高频分量，所以需要进行低通滤波。低通滤波的目的是去除高频分量，只保留原始信号的基带分量。一般来说，选择一个适当的滤波器，将高频分量滤除即可。滤波后的信号即为原始信号，完成了单边带的解调过程。 单边带的解调原理是将接收到的单边带信号转换回原始信号的过程，需要进行频率转换、上变频和低通滤波三个过程。通过频率转换，将接收信号转换到基带频率进行处理；通过上变频，将基带信号的频谱向上移动到可处理的中频范围；通过低通滤波，去除高频分量，只保留原始信号的基带分量。 单边带的解调技术在通信领域有着广泛的应用。由于只传输一个边带，减少了频带的使用，提高了频谱的利用效率。同时，解调过程对抗噪声的能力较强，可以提高信号传输的可靠性。因此，单边带的解调技术在无线通信、广播和电视等领域得到了广泛的应用。
一、是非题 1、在单边带信号中插入强载波，可用包络检波法解调出基带信号。（对） 2、对于调频信号，也可以用其上边带或下边带传输信息。（错） 3、不管m(t)是什么信号，在m(t)cosωct的频谱中都没有离散谱fc.（错） 4、在数字通信中，若无码间串扰，则误码率为0。（错） 5、若宽带调频信号的基带信号最高频率增大一倍，则调频信号带宽也增大一倍。（错） 6、单极性数字信号的连0码时间越长，要求位同步器的同步保持时间也越长。（对） 7、只要无误码，则PCM接收机输出模拟信号中就无噪声（错）‘ 8、数字基带系统的频带利用率不可能大于2bit/(s.Hz)(错) 9、在频带利用率方面QPSK通信系统优于2PSK通信系统（对） 二、填空题 1、模拟通信系统中，可靠性最好的是（FM），有效性最好的是（SSB）。 2、在FM通信系统中，采用预加重和去加重技术的目的是（提高解调器输出信噪比）。 3、时分复用的话路数越多，信息速率（越大）。 4、在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是（2PSK），有效性最好的是（2ASK、2PSK） 5、均匀量化器的量化信噪比与编码位数的关系是（编码位数增加1位，量化信噪比增大6dB），非均匀量化器可以提高（小）信号的量化信噪比。 (式9.4.10) 信号量噪比：（S/N）dB=20lg M=20lg2N (N为编码位数) 编码位数增加一位，（S/N）dB=20lg M=20lg2（N+1）-20lg2N=20lg2=6dB 6、改善FM系统抗噪声性能的有效措施是（采用预加重技术和去加重技术） 7、若信息速率为Wbit/s,则2PSK、4PSK信号的谱零点带宽分别为（）和（）Hz PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M 对调制信号：带宽为B调=2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W 8、设基带系统使用了五抽头的预置式自动均衡器，则此系统冲激响应的抽样值等于0的个数最少为（4），不等于0的个数最少为（1） 8、通过眼图，可以观察到（码间串扰）和（噪声）的大小 9、调频信号20cos(2*108π+8cos400πt)的最大频偏为（1600）Hz，带宽为（3600）Hz P1 05：m f为最大相位偏移，由调频信号可知其最大相位偏移为8，m f=8, 调制信号的频率：f m=400π/2π=200 所以最在频偏Δf=m f×f m=8200=1600. B=2（m f+1）f m=3600Hz 10、当无信号时，加性噪声是否存在？（存在），乘性噪声是否还存在？（不存在） 11、设基带信号的最高频率为3.4kHz的语音信号，则AM信号带宽为（6.8kHz），SSB信号带宽为（3.4kHz），DSB信号带宽为（6.8kHz）。 12、设信息速率为1.2kbit/s，则2ASK信号和4DPSK信号的频谱过零点带宽分别为（）和（）。 PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M 对调制信号：带宽为B调=2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W
单边带调制的原理 单边带调制（Single Sideband Modulation，SSB）是一种调制方式，通过只传输调制信号谐波的一半，可以有效地利用频谱资源。单边带调制的原理主要涉及信号的频域分析、滤波和混频等技术。以下将详细介绍单边带调制的原理。 单边带调制的原理可以分为两个主要步骤：解调和调制。 首先，先来了解解调的过程。解调是将原始信息信号从调制信号中还原出来的过程。在单边带调制中，解调主要包括两个步骤：混频和滤波。 混频是指将调制信号与一个本地振荡器的正弦波相乘，以实现频带的平移。这个本地振荡器的频率需要与调制信号的中心频率相同，但相位差为180度。通过混频，原来调制信号的频谱被平移到基带频率附近，便于后续的解调处理。 然后，通过滤波将频谱平移到原始信息信号所在的频率范围。滤波器的作用是去除混频后得到的信号中不需要的频率部分，只保留原始信息信号的频谱。通常使用低通滤波器来实现，去掉高频部分。 接下来，让我们来介绍调制的过程。调制是指将原始的信息信号转换为能够传输的调制信号的过程。在单边带调制中，调制主要包括频带转换以及调制波形的生成两个步骤。
频带转换是通过一个带通滤波器实现的，将原始信息信号的频谱转换到一个较高的频率范围，以提供给后续的调制过程。这个频带转换的频率范围要与解调过程中的本地振荡器频率相匹配。 调制波形的生成是指将频带转换后的信号与一个载波进行调制。在单边带调制中，通常使用幅度调制（AM）或者相干调制（AM）来生成调制波形。幅度调制通过改变载波的振幅来实现信号的调制，而相干调制通过改变载波的相位来实现信号的调制。在生成调制波形时，通过抑制调制波形的一边的频谱，从而实现单边带调制的效果。 总结一下，单边带调制的原理主要包括频谱分析、滤波和混频、调制波形的生成等步骤。通过这些步骤，我们可以将原始信息信号转换为单边带调制信号，从而实现频谱资源的有效利用。单边带调制应用广泛，例如在无线通信、广播和电视传输中都得到了广泛的应用。
通信原理课程设计 设 计 报 告 课题名称 专业班级： 姓名： 学号： 起止时间： 2014.06.16-2014.06.29 重庆交通大学 信息科学与工程学院
目录 一、课题内容 二、设计目的 三、设计要求 四、实验条件 五、系统设计 1、通信系统的原理 2. 所设计子系统的原理 六、详细设计与编码 1. 设计方案 2. 编程工具的选择 3. 编码与测试 4. 运行结果及分析 七、设计心得 八、参考文献 (20)
一、课题内容 本课题是基于MATLAB的通信系统仿真－模拟调制系统仿真 二、设计目的 1、培养学生系统设计与系统开发的思想； 2、培养学生利用软件进行通信仿真的能力； 三、设计要求 1、对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图； 2、提出仿真方案； 3、完成仿真软件的编制； 4、仿真软件的演示； 5、提交详细的设计报告。 四、实验条件 计算机、Matlab软件 五、系统设计 1、通信系统的原理（阐述整个通信系统原理，最后之处 你主要负责哪一部分） 通信的目的是传输信息。通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。对于电通信来说，首先要把消息转变成电信号，然后经过发送设备，将信号送入信道，在接收端利用接收设备对接受信号作相应的处理后，送给新宿再转换为原来的消息。 通信的一般模型如下：
通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统： 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统： 信源编码与译码目的：完成模/数转换、数据压缩（提高信息传输的有效性）。 加密与解密目的：保证所传信息的安全。 信道编码与译码目的：增强抗干扰能力。 数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通（调制）信号 。 我做的是模拟通信系统仿真，就模拟系统典型调制方式 AM 、 SSB 、 FM 进行仿真。本次设计对AM 调制方式进行了仿真，并对大信噪比、小信噪比条件下对信号进行包络解调。对SSB 调制采用相移法进行调制，并采用相关解调的方式进行解调。对FM 调制方式也进行了仿真，并采用非相关解调方式进行解调仿真。 2. 所设计子系统的原理 AM 调制 调制信号 m (t ) 叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带（AM ）调幅。AM 调制器模型如下： 当满足条件：|m(t)| <=A0时，其包络与调制信号波形相同，可用包络检波法（非相干解调）很容易恢复出原始调制信号。 模拟通信系统模型 数字通信系统模型 c t
1.1 通信的目的是传递消息中所包含的信息,包括传输和交换.一般通信系统模型如下: 按媒质的不同，通信方式可分为两大类：有线通信和无线通信。 1.2按照信号参量的取值方式不同可分为两类：模拟信号和数字信号。模拟信号的某个参量与消息相对应而连续取值，数字信号的参量是离散取值的。根据通信系统所传输的是模拟信号还是数字信号，可以相应地把通信系统分成模拟通信系统与数字通信系统。在短距离的有线传输场合也可使用基带传输的方式。综上通信系统可分为模拟基带传输系统，模拟调制传输系统，数字基带传输系统，数字调制传输系统。数字通信的主要优点：(1)抗干扰能力强；(2)便于加密，有利于实现保密通信；(3)易于实现集成化，使通信设备的体积小、功耗低；(4)数字信号便于处理、存储、交换，便于和计算机联接，也便于用计算机进行管理。 1.4通信系统传输的具体对象是消息，其最终的目的在于通过消息的传送使收信者获知信息。这里的信息指的是收信者在收到消息之前对消息的不确定性。信息与消息的关系：消息是具体的，而信息是抽象的。信息量：衡量信息多少的物理量为信息量。 ①.信息量的大小与消息所描述事件的出现概率有关。信息量应该是消息出现概率的单调递减函数。②.如果收到的不是一个消息，而是若干个互相独立的消息，则总的信息量应该是每个消息的信息量之和。③对于由有限个符号组成的离散信源来说，随着消息长度的增加，其可能出现的消息数目却是按指数增加的。平均信息量是指每个符号所含信息量的统计平均值。 1.5 通信系统的质量指标有效性—有效传输带宽，频带宽度越窄，则有效性越好；可靠性—接收端最终的输出信噪比，信噪比越大，通信质量越高。数字通信系统的有效性用传输速率和频带利用率来衡量。数字信号由码元组成，定义单位时间传输的码元数为码元速率R s,单位为码元/秒，又称波特；定义单位时间传输的信息量为信息速率R b,单位为比特/秒，又称比特率。一个二进制码元的信息量为1bit,一个M进制码元的信息量为log2M bit, R b=R s log2M(bit/s)两个传输速率相等的系统如果使用的带宽不同则传输效率也不同，所以频带利用率更本质地反映了数字通信系统的有效性。 定义单位频带内的码元传输速率为码元频带利用率，即 定义单位频带内的信息传输速率为信息频带利用率，即 可靠性用差错率来衡量,误比特率(误比特率或误信率) Pb=错误接收比特数/传输总比特数, 误码元率(误符号率或误码率) Ps=错误接收码元数/传输总码元数. 2.1通信系统传输的是和原始消息相对应的电信号，因此通信系统的根本问题是研究信号在系统的传输和变换。信号的分类数字信号与模拟信号周期信号与非周期信号确定信号与随机信号能量信号与功率信号周期信号是功率信号，非周期信号可以是功率信号，也可以是能量信号。系统的分类线性系统和非线性系统如果叠加原理适用于一个系统，那么该系统就是线性系统，否则便是非线性系统。时不变和时变系统当系统内的参数不随时间变化，该系统称为时不变系统。只要系统内的一个参数随时间变化，就称此系统为时变系统。 2.7信道被定义为发送设备和接收设备之间用以传输信号的传输媒质。按传输媒质是否是实线分为有线信道和无线信道两大类。仅涉及传输媒质的信道称为狭义信道，除了传输媒质还包括有关部件和电路的信道为广义信道。常用的广义信道是调制信道和编码信道。调制信道的范围是从调制器的输出端至解调器的输入端，编码信道是指编码器输出端到解码器输入端的部分。调制信道模型有以下共性：①有一对（或多对）输入端和一对（或多对）输出端；②绝大多数的信道都是线性的，即满足叠加原理；③信号通过信道具有一定的迟延时间，而且它还会受到（固定的或时变的）损耗；④即使没有信号输入，在信道的输出端仍有一定的功率输出（噪声）。调制信道对信号的影响是使已调制信号发生模拟性的变化；而编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换，即把一种数字序列变成另一种数字序列。由于编码信道包含调制信道，故
第五章5-1 已知线性调制信号表示式如下： （1）t t c ω cos cosΩ，（2）t c 5.0 1(+。 式中，Ω =6 c ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 5-2 根据图P5-1所示的调制信号波形，试画出DSB及AM信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。 解： 5-3已知调制信号m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt)，载波为cos104πt，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表示式，并画出频谱图。 5-4 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此滤波器的传输函数H(ω)如图P5-2所示（斜线段为直线）。当调制信号为 f/kHz) 解：设调幅波 [()]cos AM c s m m t t ω =+，其中 () m m t，且() AM DSB s Sω ?，根据残留边带滤波 器在 c ω处的互补对称性，从() Hω的图中得知载频 c f为10kHz，由此得到载波cos20000tπ。因此 设残留边带信号为() VSB s t，且()() VSB VSB s t Sω ?，则()()() VSB DSB s t S H ωω ?。由图5-3可得 10.05 f kHz =±时，()10.059.50.55 Hω=-=； 10 f kHz =±时，()0.5 Hω=； 9.95 f kHz =±时，()9.959.50.45 Hω=-=； 7 f kHz =±时，()0 Hω=。 故 5-5 某调制方框图如图P5-3（b）所示。已知() m t的频谱如图P5-3（a）所示，载频 12 ωω， 1H ωω >， 且理想低通滤波器的截止频率为 1 ω，试求输出信号() s t，并说明() s t为何种已调信号。
一、数字通信系统模型 2 数字通信系统的特点（与模拟通信相比） 优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；数字业务，容易实现多网合一 （包括与计算机相连）；易于实现集成化，（数字设备可靠性高、数字硬件实现灵活）；易于加密处理，且保密性好 缺点： 需要更宽的传输带宽 （如一路模拟话音为4KHz, 数字话路为64kHz 带宽）数字通信的优点以带宽为代价；需要复杂的同步系统 3 通信系统主要性能指标 通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：在给定带宽条件下，能够传输更多的消息。 指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 模拟通信系统： 有效性：有效传输带宽（与调制方式有关） （一路话音信号：SSB:4kHz; DSB:8KHz; FM:>8kHz ）。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。 数字通信系统 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 码元传输速率RB ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ），简记为B 。 式中T － 码元的持续时间（秒） 信息传输速率Rb ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒，简记为 b/s ，或bps 码元速率和信息速率的关系 或 频带利用率：定义为单位带宽（1赫兹）内的传输速率，即 或 可靠性：常用误码率和误信率表示。 信息源 信源编码 信道译码 信道编码信 道数字调制 加密 数字解调解密 信源译码 受信者 噪声源 图1-5 数字通信系统模型 ) B (1T R B =) b/s (log 2 M R R B b =)B (log 2M R R b B =) B aud/H z (B R B = ηH z)b/(s ?=B R b b η
第一章 1、模拟信号与数字信号的区别：取值个数是否连续变化。 2、信息源 →发送设备→信 道→接收设备→受信者 （发送端） ↑ （接收端） 噪声源 图1-1 通信系统一般模型 3、模拟信息源→调制器→信 道→解调器→受信者 ↑ 噪声源 图1-4 模拟通信系统模型 4、信息源→信源编码→加密→信道编码→数字解调→信道→数字解调→信道译码→解密→信源译码→受信者 ↑ 噪声源 图1-5 数字通信系统模型 ①单工、半双工、全双工通信（点对点之间的通信，按消息传递方向与时间关系来分） 单工：广播、遥测、遥控、无线寻呼。 5、通信方式 半双工：同一载频的普通对讲机(BB 机)，问询和检索。 （P 8-9） 全双工：电话，计算机之间的高速数据通信。 ②并行传输和串行传输（在数据通信中，按数据代码排列方式不同来分） 6、信息量和平均信息量的公式（P10-11）（例题参见习题1-1和1-2） 信息量：①一般式 I=Log a ) (1 x P = - Log a P(x) ②常用式 I=Log 2 ) (1 x P = - Log 2 P(x) 传送等概率的二进制波形之一的信息量为1b ，传送等概率的四进制波形之一的信息量2b ，此时，一个四进制波形需要用两个二进制脉冲表示，同理，传送等概率的八进制波形之一的信息量3b ，这时至少需要三个二进制脉冲。 综上，传送M 进制波形之一的信息量为：I=Log 2 P 1= Log 2M /11=Log 2M 若M 是2的整幂次，比如M=2k （k=1，2，3222） 则： I= - Log 22k =k 也就是说，传送每一个M （2 k M ）进制波形的信息量就等于用二进制脉冲表示该波 形所需的脉冲数目k.
通信复习资料： 一、填空 1. 通信的目的：传递消息中所包含的信息。 2. 信息与消息的区别：消息是信息的物理表现形式，信息是其内涵，信息是指消息中所包 含的有效内容，或者说是受信者预先不知而待知的内容。 3. 在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的。 4. 模拟通信系统与数字通信系统的区别：模拟通信系统携带信息的参量状态是连续的，数 字系统是离散的。 5. 各种消息可以分为两大类分别是：连续消息和离散消息，其区别是携带信息的参量不同。 6. 基带信号：指信号的频谱从零频附近开始，即未经调制信号。 7. 带通信号：经过调制的信号称为已调信号，已调信号也成带通信号。 8. 数字信号的特点：优点 （1）抗干扰能力强，且噪声不积累；（2）传输差错可控；（3） 便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；（4）易于集成，使通信设备微型化，重量轻；（5）易于加密处理，且保密性好。缺点：需要较大的传输带宽。 9. 按信号复用方式分为：频分复用，时分复用，码分复用。 10. 通信方式是指：通信双方之间的工作方式或信号传输方式。 11. 按信息传递方向与时间关系，通信方式分为：单工，半双工，全双工。 12. 信息量： ) (1 log )(1log x p x p I a a -== 13. 在工程应用中，习惯把一个二进制码元称作1b 。一个四进制波形需要用两个二进制脉冲 表示。 14. 平均信息量：每个符号所含信息量的统计平均值。 ∑=- =M i i i b x P x P x H 1 2 )/)((log )()(符号 H 为信息源的熵，单位为b/符号，当 M x P i /1)(=（每个符号等概率独立出现）时，此时信源的熵有最大值。 15. 通信系统最主要的指标：有效性，可靠性。 16. 随机过程的数字特征：期望（均值），方差，相关函数。 17. 信道容量：指信道能够传输的最大平均信息速率。 18. 离散信道容量两个不同的度量单位：（1）用每个符号能够传输的平均信息量最大表示信 道容量C ；（2）用单位时间（秒）内能够传输的平均信息量最大值表示信道容量C+ 19. 调制：就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。 20. 幅度调制：由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。 调幅：t t m A t S c AM ωcos )]([)(0+=。 21. 在线性调制中常用到相干解调，相干解调的关键是解调时所加载的相干载波需要严格的 和信号载波同频同相。 22. 白噪声在同一时刻上随机变量之间不相关。 23. 与幅度调制相比，角度调制最突出的优势是具有较高的抗噪声性能。 24. 三种基本的数字调制方式幅度键控，频移键控，相移键控。 25. 带通传输：基带信号对载波进行调制的传输
单边带通信原理(一) 单边带通信原理解析 什么是单边带通信？ •单边带通信（Single Sideband, SSB）是一种调制技术，用于在无线电通信中传输语音或数据。 •它通过去除载波信号中的一个侧带，从而提高信号传输效率。 传统AM调制技术存在的问题 •传统的调频调制（Amplitude Modulation, AM）使用载波信号进行调制，产生两个对称的侧带。这意味着占用了更多的频带。•AM信号的传输效率低，不适用于频谱资源有限的无线电通信环境。单边带通信的原理 •单边带调制（Single Sideband Modulation, SSB）是通过去除一个侧带，从而减小信号的带宽，提高效率。 •单边带调制将信号分成上下两个部分，其中一个部分是原信号的镜像，并进行抑制。 •部分切除的侧带能够通过解调器进行恢复，从而还原原始信号。
单边带通信的优势 •单边带通信在保持较高信噪比的同时，减小了信号带宽，提高了频谱利用率。 •由于信号带宽减小，相应的传输功率也减小，从而节省了能源消耗。 •单边带通信能够适应复杂的无线电传输环境，如长距离传输和多径传播等。 单边带通信的应用领域 •单边带通信广泛应用于语音和数据传输，特别适用于短波广播和无线电电视等领域。 •在军事通信中，单边带通信被用于保密通信，减小了信号的拦截和干扰。 •在无线电天文学中，单边带通信用于接收和分析远距离星系的微弱信号。 总结 •单边带通信是一种通过去除一个侧带来减小信号带宽，提高信号传输效率的调制技术。 •它具有节省频谱资源、提高能源利用率、适应复杂环境等优势。•单边带通信广泛应用于语音和数据传输的各个领域。
本科生课程设计论文题目：SSB模拟调制通信系统 课程设计任务书
目录
一、技术参数及步骤 (4) 二、设计理论分析方式 (6) 一、滤波法 (6) 二、相移法 (7) 三、设计结论及结果分析 (8) 四、参考文献 (8) 五、设计答辩书 (9) SSB模拟调制通信系统 一、技术参数及步骤
1、signal generator 模块，设置Wave form为Sawtooth,参数Amplitude为，参数 Frequency为1000。 2、Zero-Order Hold 模块，设置Sample time 为。 3、SSB AM Modulator Passband 模块，设置Carrier frequency为1000，Initial phase(rad)为0。 4、Analog Filter Design模块，设置Design method(设计方式)为Butterworth(巴特 沃斯)，Filter type(滤波器类型)为Bandpass,(带通)，Filter order (滤波器阶数)为9，Lower Passband edge frequency 为990*2*pi ,Upper Passband edge frequency为1110*2*pi。 5、Spectrum Scope模块,选中Buffer input，设置Buffer size为512，Buffer overlap 为256，Window type 为Hann,Window sampling为Periodic，选中Specify FFT length，设置FFT length 为512，Number of spectral averager为4。 6、Scope模块，双击它，点右键选择Axes properties设置Y-min为-2，Y-max 为2,Time range为。 7、把各模块连接起来如图。 图 八、在Simulation菜单当选择Start，SSB信号的时域图和频域图别离如图和图。
通信原理知识点 1.1 通信的概念什么是通信？答：通信就是由一地向另一地传递消息。 1.2 通信系统的构成 答：通信系统由信源、发送设备、信道、接收设备与收信者构成。 数字通信的要紧特点 抗干扰能力强； 差错可控； 易于与各类数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网； 易于集成化，从而使通信设备微型化； 易于加密处理，且保密强度高； 可使用再生中继，实现高质量的远距离通信。 1.2 信源编码与信道编码的概念与区别 答：概念：信源编码：用适当的方法降低数字信号的码元速率以压缩频带。 信道编码：在信息码组中按一定的规则附加一些码，以使接收端根据相应的 规则进行检错与纠错。 区别：信源编码是用来提高数字信号传输的有效性。 信道编码是用来提高数字信号传输的可靠性。 1.3 什么是信息？信息与消息的区别是什么？信息量的计算（看课件内容） 答：消息是指通信系统的传输对象，它是事物状态描述的一种具体形式。 信息是指消息中包含的有意义的内容。 设消息所代表的事件出现的概率为P ( x )，则所含有的信息量 设有消息x发生的概率为P（x），则所带来的信息量为： 连续消息的信息量可用概率密度来描述。可证明，连续消息的平均信息量(相对熵)为 式中，—连续消息出现的概率密度。 x d x f x f x H x x ' ' ' - =⎰+-)( log ) ( ) ( 2
若a = 2，则信息量的单位为比特(bit ），它代表出现概率为1/2的消息所含有的信息量。当两 个消息等概率时，任一消息所含有的信息量为1比特。一位二进制数称之1比特，而不管这 两个符号是否相等概率。 1.4 衡量通信系统的性能指标 有效性、可靠性、安全性、保密性。 1.4 什么是传码率、误码率与传信率？ 答：码元传输速率是传码率；在传输中出现错误码元的概率叫误码率；信息传输速率叫传信 率。 1.5 通信方式 单工通信，是指消息只能在一个方向传输的工作方式。如广播、电视、遥控等。 所谓半双工通信，是指信号能够在两个方向上传输，但不能同时传输，务必是交替进行，一 个时间只能同意向一个方向传送。如使用同一载频工作的无线电对讲机。 所谓全双工通信，是指通信双向可同时进行收发消息的工作方式，信号能够同时在两个方向 上传输。这种方案使用的信道也是一种双向信道。如普通电话。 7、具有6.5MHz 带宽的某高斯信道，若信道中信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz ， 试求其信道容量。 题意分析：此题务必弄清晰信号功率与噪声功率谱密度之比的含义。之后带入香农公式求得 信道容量。 第二章 2.2 信道模型的式子（2.2－1 2.2－2 2.2－3） 2.3 恒参信道的特性：幅度、相位 答：恒参信道的特性与时间无关，是一个非时变线性网络。 2.4 恒参信道与变参信道的区分 答：恒参信道的参数不随时间变化，变参信道的参数随时间变化。 什么是选择性衰落？ 答：在多径传播时，由于各条路径的等效网络传播函数不一致，因此各网络对不一致频率的 信号衰减也就不一致，这就使接收点合成信号的频谱中某些分量衰减特别严重，这 种 现象称之频率选择性衰落。 分集方式： 1，空间分集 2，频率分集 3，角度分集 4，极化分集 合并方式： 最佳选择式 等增益相加式 最大比值相加式 220627log (1/) log (1/)45.5 6.510log 1 6.5 1.9510(/) C B S N B S n B b s =+=+⎛⎫=⨯⨯+ ⎪⎝ ⎭=⨯
单边带电台通信的特点和优点 一、节约频带。信道容量可增加一倍，从而部分的解决了短波通信中电台拥挤的问题。 二、节约功率。与调幅制相比，在一定条件下，要达到相同的通信效果，单边带通讯用到的 发射功率仅是调幅通讯用到的发射机功率的1/16. 三、没有门槛效应。即使是在微弱的信号下，仍可勉强维持通信。 四、各信道间相互干扰小。保密性也稍好。 五、网络通信的可能性。不会象调幅制那样出现啸叫声。 其缺点则主要是技术难度大。对频率稳定度、滤波器的选择性和放大器的线性要求较高。 各种调制式都有它的特点和适用范围，单边带通信和双边带通信相比较也有它突出的特点。 下面我们从调制信号占据的带宽，发射机功率的有效利用程度和抵抗传输失真等主要方面， 来分析单边带制的特点。 （一）、节约频带 由于单边带通信只是利用调幅信号中的一个边带进行通信，由此能节省频带。设被传偷的声频信号的最高频率分量为Fmax并用Bam Bssb、Bfm分别表示调幅、单边带和调频时信号 的带宽，则它们分别等于： Bam=2Fmax Bssb~=Fmax
Bfm~=2(1+mf)Fmax Bfm式中的mf是调频指数，mf=A®/ Q等于最大频移与最高音频角频率之比，其值一般取 1.6-5视不同用途而异，以Fmax=3KHz为例，可得： Bam=6KHz Bssb=3KHz Bfm=18KHz(取mf=2) 从比较看出，单边带信号频谱占用的频带宽度最小，因而对高频频谱利用得最经济，在同样的有限高频频段内，就可以使无线电波道容量比用调幅制时增加一倍，从而部分地解决了短 波波段空中频谱拥挤的问题。 (二)、功率节约 在双边带通信中，由于调幅波是由三个分量合成的，因此调幅波的功率就分配在载频和两个 边带上。载波成分电流振幅最大，而边频成份电流振幅最小，因此，一个幅调波的总功率 的大部分就消耗在不代表信号意义的载频上，而真正含有信号意义的每个边频的功率则是很 少的。 设载波功率Po=1/2l2cR，式中R为负载，每一边带功率：PQ =1/2(Mlc/2)2R=1/8M2l2cR , 调幅波的总功率：P=Po+2Q =1⑵ 2cR+2(1/8M2I2cR) =1⑵ 2cR(1+M2/2) -Po(1+M2/2). 当M=1时，调幅波的总功率是载波功率的150%其中载波功率占全部功率的2/3 ,二个边惜共占全部功率的1/3，每个边带只占全部功率的1/6，也就是说，在调幅波中，不代表信号
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第四章 模拟调制系统 已知调制信号 m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt)，载波为cos104πt ，进行单边 带调制，试确定该单边带信号的表达试，并画出频谱图。 解：方法一：若要确定单边带信号，须先求得m(t)的希尔伯特变换 m ’（t ）=cos （2000πt-π/2）+cos （4000πt-π/2） =sin （2000πt ）+sin （4000πt ） 故上边带信号为 S USB (t)=1/2m(t) cos w c t -1/2m ’(t)sin w c t =1/2cos(12000πt )+1/2cos(14000πt ) 下边带信号为 S LSB (t)=1/2m(t) cos w c t +1/2m ’(t) sin w c t =1/2cos(8000πt )+1/2cos(6000πt ) 其频谱如图所示。 方法二：先产生DSB 信号：s m (t)=m(t)cos w c t =···，然后经过边带滤波器，产生SSB 信号。 1. 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若次信号的传输函数H(w )如图所示。当调制信号为m(t)=A[sin100πt +sin6000πt ]时，试确定所得残留边带信号的表达式。 解：设调幅波sm(t)=[m 0+m(t)]coswct ，m0≥|m(t)|max ，且s m (t)<=>S m (w)
根据残留边带滤波器在f c处具有互补对称特性，从H(w)图上可知载频 f c=10kHz，因此得载波cos20000πt。故有 sm(t)=[m0+m(t)]cos20000πt =m0cos20000πt+A[sin100πt+sin6000πt]cos20000πt =m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt) +sin(26000πt)-sin(14000πt) Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)-σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π) -σ(w+14000π)+σ(w-14000π) 残留边带信号为F(t)，且f(t)<=>F(w)，则F(w)=Sm(w)H(w) 故有： F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π) σ(w-20100π)σ(w+19900π)+ σ(w-19900π)+σ(w+26000π) -σ(w-26000π) f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[ππt+sin26000πt] 2.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=*10-3W/Hz，在该信道中传 输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，已调信号的功率为10kW.若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问： 1.）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w) 2.）解调器输入端的信噪功率比为多少 3.）解调器输出端的信噪功率比为多少 4.）求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图型表示出来。 解： 1.）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号带宽，即B=2fm=2*5=10kHz，其中中心频率为100kHz。所以 H(w)=K ，95kHz≤∣f∣≤105kHz 0，其他 2.）Si=10kW Ni=2B* Pn(f)=2*10*103**10-3=10W
第一章绪论 1、通信的目的:传递消息中所包含的信息。 2、信息：是消息中包含的有效内容 3、模拟信号信号的参量取值是连续(不可数、无穷多)的（抽样信号未量化仍为模拟信号） 数字信号信号的参量取值是可数的有限的 4、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数 字通信系统；按照传输媒介、通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统 5、模拟消息⇔原始电信号（基带信号）；基带信号⇔已调制信号（带通信号) 6、数字通信系统模型 信源编码与译码目的：①提高信息传输的有效性②完成模/数转换 信道编码与译码目的：增强抗干扰能力，提高可靠性 基本的数字调控方式有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK)、相对（差分）相移键控(DPSK） 按同步的公用不同，分为载波同步、位同步、群（帧）同步、网同步 7、数字通信的特点 优点 ①抗干扰能力强，且噪声不积累 ②传输差错可控 ③便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。（便于将来自不同 信源的信号综合到一起传输） ④易于集成，使通信设备微型化，重量轻 ⑤易于加密处理，且保密性好 缺点： ①需要较大的传输带宽 ②对同步要求高 8、按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类:有线通信系统和无线通信系统 频分复用是用频谱搬移的方法是不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同的信号。 9、单工、半双工和全双工通信 单工通信：消息只能单方向传输的工作方式 半双工通信：通信双方都能收发消息,但不能同时收发的工作方式 全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方 10、信息及其度量 P（x）表示信息发生的概率，I表信息中所含的信息量 上式中对数的底： 若a = 2，信息量的单位称为比特（bit) ，可简记为b 若a = e，信息量的单位称为奈特（nat）， 若a = 10，信息量的单位称为哈特莱(Hartley) 。 通常广泛使用的单位为比特，这时有 【例1】设一个二进制离散信源,以相等的概率发送数字“0"或“1”,则信源每个输出的信息