GMDSS设备(第二章)分析.ppt

§2．1 单边带通信的机理 随着无线电通信的飞速发展，无线电波的某些波段出现了拥挤，特别是在短波、超短波更是如此，造成了电台间的互相干扰，严重地影响了通信质量。 另外，为提高接收机的信噪比，就必须减弱噪声干扰，减少不必要的辐射波。 解决问题的方法之一是压缩信号所占的频带宽度。 我们先讨论调幅制。 基本原理：调幅制是将携带信息的语音、图像或数字等信号(称为调制信号)调制到某高频信号(称为载波)上，使高频信号的振幅按上述信号的变化规律而变化，形成已调波，然后发射出去。 假设载波信号为： 式中： 分别为载波信号的振幅、角频率和初相角。 一、分析单音频调幅： 若调制信号是单音频信号： 式中： 分别为调制信号的振幅、角频率和初相角。 则相应的调幅信号是: 为简化之见，令 于是： 将上式展开得： 式中：m是调幅系数，为防止过调制，要求m≤1。 单音频调幅的波形与频谱图，如下图所示。 从以上分析，我们可以看出： (1)调幅信号的包络 完全反映了调制信号的变化规律。 (2)调幅波包络内的高频振荡相位连续，其高频频率为载波频率。 (3)单音频调制的调幅信号由载频 、上边频 、下边频 三个频率分量组成。被传递的信息，即调制信号的振幅、频率和相位包含在上、下边频中。 (4)上、下边频对称地分布在载频的两侧，振幅不超过载波振幅的一半。调幅波频带宽度B=2FΩ。 实际的调制信号是多音频的信号，可视为许多单音频信号叠加后的信号。 可以用以下式子表示： 式中： 分别为调制信号第n个频率分量的振幅、角频率和初相位。 将该信号对载波进行调幅，即使该式子与前面的载波信号表达式相乘，可得调幅信号表达式： 式中： ，为第n个频率分量的调幅系数。 从上式可看出，复杂信号调制的调幅波，包含一个载频分量和无数对上下边频分量。这些边频分量组成了两个边带，对称地排列在载频的两旁，分别叫上边带和下边带。复杂信号调制的调幅波波形与频谱图，如下图所示。 从对实际信号分析可进一步看出： (1)载频 与所要传递的信息 无关，即载波不传递任何信息，所传递的信息只包含在边带中，且上下边带含有同样的信息。 (2)调幅波包络与调制信号的波形完全一致，填充角频率为载波角频率。 (3)调幅波占有带宽为调制信号中的最高频率的两倍。设调制信号最高频率为Fmax，则调幅波占有带宽为B=2Fmax。 把信息调制在一个边带上进行通信的方式叫单边带通信，这种调制方式称为单边带调制，用SSB(Single Side Band)表示。 很显然，单边带通信与调幅通信相比，由于少发射了一个边带，则每个信道的频带宽度压缩了一半，也就是在规定的波段内可以容纳更多的电台。 一、单音频调制的单边带波 单音频调制的单边带波： 如图2—3所示，它是一个角频率为 、振幅为1/2mVc的等幅波，它和调制信号的振幅及频率相关联，可以用来传递信息。 二、双音频调制的单边带波 等幅双音信号由两个幅度相等、频率相差几百赫兹的正弦(或余弦)信号所组成，其表达式为： 式中： 。 从图中可看出，等幅双音信号的包络为，峰值为 ，是每一单音幅度的2倍；填充角频率 为 ，它在包络过0的A点，相位突 变180°，即若在A点之前信号从正降到0，则A点以后信号又从0变正而不是变负。 用等幅双音信号对载波调幅，可得调幅波： 从上式中取出一个边带(如上边带)，可得等幅双音调制的单边带信号： 三、复杂音频调制的单边带波 从复杂音频调制的调幅波表达式(2—3)中，取出一个边带(如上边带)，可得 复杂音频调制的单边带信号波形和频谱 由此得到一个重要结论： 从频谱观点看，单边带调制实质上是一个频率线性搬移过程。当调制信号