通信入门系列——双边带信号、单边带信号、Hilbert变换

2024-02-26 02:12

本文主要是介绍通信入门系列——双边带信号、单边带信号、Hilbert变换,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

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本节目录

一、双边带信号
二、单边带信号
三、Hilbert变换
四、单边带信号的发送和接收

本节内容
一、双边带信号
基带信号s(t)是实数,由傅里叶变换的对称性,其频谱的幅度是偶函数,相位是基函数。频谱是关于零点对称的,也就是存在数学意义上的负频率,但实际中并不占用带宽,信号经过调制后,形成关于ωc的对称频谱,原来的负频率变成了实际中的频率。这种信号称为双边带信号(double side band),其中ωc左边的称为下边带(lower side band),ωc右边的称为上边带(Upper side band)。
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二、单边带信号
单边带信号就是将基带信号的频谱砍掉一半,通过两倍的阶跃函数与基带信号的频谱相乘,得到基带的单边带信号(single side band)的频谱。阶跃函数为分段函数,当x<0时,u(x)=0;当x=0时,u(x)=1/2;当u(x)>0时,u(x)=1,具体图形如下所示:
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三、Hilbert变换
Hilbert变换,也就是希尔伯特变换,系统的冲激响应为h(t)=1/(πt),其冲激响应曲线:
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对应的频域特性为分段函数,当ω<0时,H(ω)=j;当ω+0时,H(ω)=0;当ω>0时,H(ω)=-j。希尔伯特变换的幅值恒定为1,对正频率移相-π/2,对负频率移相π/2。
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四、单边带信号的发送和接收
单边带信号的获取可以采用希尔伯特变换,将一个双边带信号s(t),通过希尔伯特变换就可以得到单边带信号s+(t)。
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信号的实部频谱和虚部频谱都是单边带的,因此只要发射虚部或者实部就可以满足设计需求,产生单边带信号。通常采用发射实部。接收机接收到信号后,乘以cos(ωct)进行解调,经过低通滤波器滤掉倍频成分后,获得基带信号s(t)。
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