單邊帶調(diào)制實(shí)現(xiàn)方法[文獻(xiàn)綜述]

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述</p><p><b>　　電子信息工程</b></p><p><b>　　單邊帶調(diào)制實(shí)現(xiàn)方法</b></p><p>　　摘要：介紹單邊帶調(diào)制的兩種方法及它們的基本原理。單邊帶（BBS）信號的3種產(chǎn)生方法，即濾波法、移相法和維弗法。重點(diǎn)對濾波法和移相法產(chǎn)生SSB信號的

2、方法作了詳細(xì)的介紹并做了對比。最后對單邊帶調(diào)制的技術(shù)發(fā)展走勢進(jìn)行了展望。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 濾波法 移相法 維弗法 </p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，對與單邊帶的調(diào)制應(yīng)用越來越來廣泛。在通信中，提高信道利用率和節(jié)省發(fā)射功率越發(fā)重要。在通信中，提高信道利用率和節(jié)省發(fā)射功

3、率是十分重要的，與普通調(diào)幅波和雙邊帶調(diào)制相比，單邊帶調(diào)制的頻譜寬度減小一半，使有效性得到提高；不發(fā)送載頻，且只發(fā)送一個(gè)邊帶，節(jié)省了發(fā)送功率，因而在通信中得到廣泛的應(yīng)用[1-2]。</p><p>　　現(xiàn)代社會離不開通信，并且對通信的需求量越來越大，對通信質(zhì)量要求也越來越高。研究如何在保證通信質(zhì)量的前提下開辟新的信道，擴(kuò)大通信容量，提高信道利用率是所有通信工作者共同努力的方向，也是當(dāng)前非常迫切需要解決的問題。單邊帶

4、通信是解決提高信道利用率的有效途徑之一，尤其是在無線通信系統(tǒng)中，它的效益比較明顯。單邊帶技術(shù)的突出有點(diǎn)是信號傳輸帶寬，因而節(jié)約使用帶寬；同時(shí)它還能節(jié)省信號功率和提高抗干擾性能。在無線通信業(yè)務(wù)日益增多，信道十分擁擠的情況下，單邊帶通信具有占用頻帶窄，發(fā)射功率小等突出優(yōu)點(diǎn)，必然引起人們的格外重視[3-4]。</p><p>　　二、單邊帶調(diào)制的原理</p><p>　　單邊帶信號的定義：雙邊帶

5、調(diào)制信號包含有兩個(gè)邊帶，即上、下邊帶。由于這兩個(gè)邊帶包含的信息相同，因而，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，傳輸一個(gè)邊帶就夠了。所謂單邊帶調(diào)制，就是只產(chǎn)生一個(gè)邊帶的調(diào)制方式。</p><p>　　下邊帶SSB信號的表示式：</p><p><b>　　（1）</b></p><p>　　上邊帶SSB信號的表示式：</p><p>

6、<b>　　（2）</b></p><p>　　式中，（t）是m（t）的希爾伯特變換。</p><p>　　單邊帶信號的產(chǎn)生，通常采用濾波法和相移法兩種。</p><p>　　三、濾波法實(shí)現(xiàn)單邊帶信號的調(diào)制</p><p>　　所謂濾波法，是對雙邊帶信號利用濾波器濾出單邊帶信號。因一般的m（t）具有豐富的低頻成分，要求濾

7、波器的截止特性極為陡峭才行。在實(shí)際中，往往采用多次頻移及多次濾濾的辦法來實(shí)現(xiàn)，如圖1所示[1]。圖中，，而且濾波器I一般工作在較低頻率上，這樣做便于設(shè)計(jì)一個(gè)較為滿意的單邊帶濾波器。倘若m（t）不包含顯著的低頻成分，則這種濾波法是行之有效的，如果是數(shù)字信號，則它的低頻成分極為豐富[5-6]。</p><p>　　圖1濾波法產(chǎn)生SSB信號</p><p>　　對于采用濾波法實(shí)現(xiàn)單邊帶信號來說，

8、這種產(chǎn)生SSB的方法的特點(diǎn)是：首先對載波進(jìn)行調(diào)制，而后濾掉不需要的邊帶和載波。這種方法通常被認(rèn)為是低效率的，因?yàn)樗鼘⒋蠹s2/3的功率消耗于濾波器[7-9]。</p><p>　　四、相移法實(shí)現(xiàn)單邊帶信號的調(diào)制</p><p>　　所謂移相法，是模仿式（1）運(yùn)算關(guān)系的一種實(shí)現(xiàn)方法。這種方法的原理框圖如圖2所示。</p><p>　　圖2移相法產(chǎn)生BBS信號</p

9、><p>　　圖中希爾伯特變換（t）用-π/2移相網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。該電路不需要濾波器來抑制載波和邊帶頻率，因?yàn)檎{(diào)制過程已包含了頻率甄別功能。舉例來說，如果載波信號為而調(diào)制信號為（不考慮信號幅度）。調(diào)制過程（混頻）實(shí)際就是將載波和調(diào)制相乘[6]。</p><p>　　文獻(xiàn)【1】以MAX2452芯片和RC移相網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了一種單邊帶調(diào)制的電路。其移相網(wǎng)絡(luò)利用6個(gè)電容和6個(gè)電阻組成π型RC 低頻移相器，其相

10、移大小約為- π/2 。該網(wǎng)絡(luò)利用5% 精度的元件可獲得300Hz 至3500Hz 的響應(yīng)相位誤差1°，增益誤差0.2dB。MAX2452芯片完成信號的乘加，從而得到單邊帶信號。該電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，信噪比較高。</p><p>　　文獻(xiàn)【4】分析了常規(guī)的單邊帶調(diào)制/解調(diào)方法的弱點(diǎn)之后，提出了一套基于復(fù)信號濾波和數(shù)字信號內(nèi)插/抽取原理的單邊帶調(diào)制/解調(diào)新方法。該方法不僅有助于減少單邊帶調(diào)制/解調(diào)過程

11、中的信號失真，而且便于采用數(shù)字信號處理方法實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　文獻(xiàn)【5】則提出了一種經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)方案,該方案使用正交調(diào)制器AD8346 和具有正交載波輸出功能的DDS芯片AD9854. 該方案所產(chǎn)生的抑制載波單邊帶信號的本振及無用邊帶能以大于36dB的數(shù)量衰減,無用邊帶信號的36dB 濾除,將大大降低輸出端濾波器的復(fù)雜程度. 使一個(gè)原來無法實(shí)現(xiàn)的濾波器設(shè)計(jì)成為可能.</p><p>

12、　　五、維弗法實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制</p><p>　　維弗法產(chǎn)生單邊帶信號的原理框圖如圖3 所示，該電路由四個(gè)乘法器、兩個(gè)90°的載波移相電路、兩個(gè)要求不高的低通濾波器以及加、減法器組成。由圖3 可知維弗法中只需要將載波信號移相，而不必將調(diào)制信號移相- π/2。</p><p>　　圖3 單邊帶調(diào)制信號維弗法形成框圖</p><p>　　單邊帶信號調(diào)制維弗法

13、形成的一個(gè)特點(diǎn)就是對濾波器的邊沿陡峭度要求不高，從而使得單邊帶的產(chǎn)生變得簡單。因此采用最簡單的無源低通濾波器[6]。</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　單邊帶調(diào)制已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，我通過多方面地搜索資料，對SSB的調(diào)制原理進(jìn)行深入理解分析。利用hilert變換法實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制的程序設(shè)計(jì)過程中，得到了一種插值—濾波法的單邊帶調(diào)制方法，這

14、種方法更符合DSP程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并且得到的信號理論上沒有失真。移相法產(chǎn)生SSB的方法特點(diǎn)：對載波進(jìn)行調(diào)制，而后濾掉不需要的邊帶和載波。與普通調(diào)幅波和雙邊帶調(diào)制相比，單邊帶調(diào)制的頻譜寬度減少一半，使有效性得到提高，不發(fā)送載頻，且只發(fā)送一個(gè)邊帶，節(jié)省了發(fā)送功率，因此在通信中得到廣泛的應(yīng)用[14]。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，通信業(yè)務(wù)迅速增長，頻道擁擠的矛盾日益突出，而單邊帶通信可以緩解其矛盾。現(xiàn)在數(shù)字技術(shù)發(fā)展越來越快，電子產(chǎn)品已經(jīng)開始向一體化發(fā)展

15、，越來越多的集于一體實(shí)現(xiàn)，也越來越方便，還有很多新的技術(shù)等著我們進(jìn)一步去開發(fā)[10-13]。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 徐濟(jì)仁 陳家松 徐屹 李宏兵.移相法用于SSB 信號的調(diào)制. 合肥電子工程學(xué)院,2001,183：24-25.</p><p>　　[2]基斯.哈特利，托德.桑德勒.國防經(jīng)濟(jì)學(xué)手

16、冊[M].北京：經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，2001，12.</p><p>　　[3]李景強(qiáng)，李雙田，李昌立.用DSP實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制解調(diào)的幾種算法及性能比較[J].1999，15（增刊）：646-649.</p><p>　　[4]張敬利,丁國棟,易克初. 基于DSP 的信號單邊帶調(diào)制的實(shí)現(xiàn)[J].通信技術(shù),2003,(3) :30 - 31.</p><p>　　[5] 劉

17、克剛, 陳健翔, 茹國寶.正交DDS信號單邊帶上變頻調(diào)制[J] 武漢大學(xué)學(xué)報(bào),2001,(47):126-128</p><p>　　[6]莊錫榮，謝慧波.基于維弗法對單邊帶信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)[J].武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，9，20（9）：29-31.</p><p>　　[7]沙古友.中外集成傳感器實(shí)用手冊[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2005,6.</p><p

18、>　　[8]Doug Smith Samples and Suff: A DSP Tuavial(Part1)：Forum for Communications Expsvimaenters[M]. New york:Prentice Hall Inc,1998,7.</p><p>　　[9]周智敏.現(xiàn)代航天測控原理[M].北京：國防科技大學(xué)出版社，1998,7.</p><p>

19、　　[10]威廉斯.電子濾波器設(shè)計(jì)手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，1986,9.</p><p>　　[11]張賢達(dá)，保錚. 通信信號處理[M].北京：國防工業(yè)出版社，2000,8.</p><p>　　[12]Rhe,RandallW.oscillaior Designand Compter Simulaiion, Second Edition.Ailanta: Noble Publi

20、shing,1995,12:89-92</p><p>　　[13]HANXiaoyin.,CAIjiarjim.A New type of Pratical Shoyrtwave Frequency Synthesizer[J].Application of Electronic Tehnique,1999,29(5):47-49.</p><p>　　[14]TANG Wei,LIU