无线通信系统 发射器的作用是：
将源数据转换为适合传输的形式； 以不超过必要功率的方式传输信号（因为高功率可能是危险的，会对其他信号造成更多干扰，并消耗更多电力）； 适合所选通道和所需数据速率（适当的信号频率以满足范围、数据速率、无线传播特性等）。
发射器架构 发射器通常具有四个功能：
源处理（为可靠交付、压缩等准备数据）； 调制（操控信号以传递数据）； 放大（将信号放大到适当的强度）； 通道接口（这意味着将信号插入通道，例如用于无线传输的天线）。
无线通信系统 发射器 接收者的角色是：
尽可能简单实现； 将接收到的信号从通道转换回原始数据（最小化任何噪声或损坏的影响）； 尽量减少对接收信号的失真或噪声 适合所选通道和所需数据速率（适当的信号频率以满足范围、数据速率、无线传播特性等）。
接收器架构 接收器通常有五个功能：
通道接口（例如用于无线传输的天线）； 过滤（这是为了去除尽可能多的与我们感兴趣的频率带无关的噪声）； 放大（这总是有帮助的 - 尽快做到这一点尤其重要）； 解调（尽可能高效地逆转调制过程）； 数据处理。
调制 调制是根据调制信号的瞬时值改变载波信号参数的过程。
调制因多种原因而重要：
为了克服设备限制（调制用于将信号放置在设备限制最小或最容易满足的频谱部分）； 用于频率分配（将频段分配给每个无线电应用）； 辐射的易用性（天线的大小取决于波长）。
我们将专注于幅度调制（AM）和频率调制（FM）通信方案。这些方案多年来得到了改进，但大多数方案可以追溯到这两种方法。
调幅 (AM) 调制信号 正弦信号可以以不同方式调制：
A
sin
(
2
π
f
t
+
ϕ
)
A
sin
(
2
π
f
t
+
ϕ
)
A sin(2pi ft+phi) A \sin (2 \pi f t+\phi) 我们可以改变幅度，增加和减少它，以使其表示一些数据。这被称为幅度调制。 调幅 在幅度调制中，我们根据输入信号修改缩放因子的幅度，几乎总是与输入信号成比例。
如果
s
(
t
)
s
(
t
)
s(t) \mathrm{s}(\mathrm{t})
y
(
t
)
=
[
1
+
k
a
s
(
t
)
]
[
A
sin
(
2
π
f
c
t
+
ϕ
)
]
y
(
t
)
=
1
+
k
a
s
(
t
)
A
sin
2
π
f
c
t
+
ϕ
y(t)=[1+k_(a)s(t)][A sin(2pif_(c)t+phi)] y(t)=\left[1+k_{a} s(t)\right]\left[A \sin \left(2 \pi f_{c} t+\phi\right)\right] 这只是一个正弦波，我们通常假设
A
=
1
A
=
1
A=1 A=1 我们说
k
a
k
a
k_(a) k_{\mathrm{a}}
f
c
f
c
f_(c) f_{c} 记住：载波只是一个简单的上下正弦信号。 调幅 使其工作的条件：
载波频率必须远高于信号的最高频率成分。（最高频率 -> 它潜在变化的速度） 幅度灵敏度
(
k
a
)
k
a
(k_(a)) \left(k_{a}\right)
[
1
+
k
a
s
(
t
)
]
≥
0
∀
t
1
+
k
a
s
(
t
)
≥
0
∀
t
quad[1+k_(a)s(t)] >= 0quad AA t \quad\left[1+k_{a} s(t)\right] \geq 0 \quad \forall t 我们调制信号的峰值变化与载波幅度的比率称为百分比调制：
|
max
(
k
a
s
(
t
)
)
|
1
max
k
a
s
(
t
)
1
(|max(k_(a)s(t))|)/(1) \frac{\left|\max \left(k_{a} s(t)\right)\right|}{1} 调幅 当正确完成时，与信号
s
(
t
)
s
(
t
)
s(t) s(t) 当调制时，信号包含在幅度变化的方式中，我们称之为曲线的“包络”（对称上下）。
这种幅度调制形式称为传统 AM，或简称 AM。 AM - 带宽要求 想象一下，我们有一个信号
s
(
t
)
s
(
t
)
s(t) s(t)
f
s
f
s
f_(s) f_{s} 假设
A
=
1
,
k
a
=
1
,
ϕ
=
0
A
=
1
,
k
a
=
1
,
ϕ
=
0
A=1,k_(a)=1,phi=0 A=1, k_{\mathrm{a}}=1, \phi=0
y
(
t
)
=
[
1
+
sin
(
2
π
f
S
t
)
]
[
sin
(
2
π
f
C
t
)
]
y
(
t
)
=
1
+
sin
2
π
f
S
t
sin
2
π
f
C
t
y(t)=[1+sin(2pif_(S)t)][sin(2pif_(C)t)] y(t)=\left[1+\sin \left(2 \pi f_{S} t\right)\right]\left[\sin \left(2 \pi f_{C} t\right)\right] 乘以后变为
y
(
t
)
=
sin
(
2
π
f
C
t
)
+
[
sin
(
2
π
f
C
t
)
sin
(
2
π
f
S
t
)
]
=
sin
(
2
π
f
C
t
⏟
t
)
+
1
2
[
cos
(
2
π
f
C
−
f
S
⏟
)
t
)
−
cos
(
2
π
(
f
C
+
f
S
⏟
)
t
)
]
has frequency components at:
f
C
f
C
−
f
S
f
C
+
f
S
y
(
t
)
=
sin
2
π
f
C
t
+
sin
2
π
f
C
t
sin
2
π
f
S
t
=
sin
(
2
π
f
C
t
⏟
t
)
+
1
2
[
cos
(
2
π
f
C
−
f
S
⏟
)
t
)
−
cos
(
2
π
(
f
C
+
f
S
⏟
)
t
)
]
has frequency components at:
f
C
f
C
−
f
S
f
C
+
f
S
{:{:[{:[y(t)=sin(2pif_(C)t)+[sin(2pif_(C)t)sin(2pif_(S)t)]],[=sin(2pi ubrace(f_(C)tubrace) t)+(1)/(2)[cos(2pi ubrace(f_(C)-f_(S)ubrace))t)-cos(2pi(ubrace(f_(C)+f_(S)ubrace))t)]]:}],[" has frequency components at: "f_(C)quadf_(C)-f_(S)quadf_(C)+f_(S)]:}:} \begin{aligned}
& \begin{aligned}
\begin{aligned}
y(t) & =\sin \left(2 \pi f_{C} t\right)+\left[\sin \left(2 \pi f_{C} t\right) \sin \left(2 \pi f_{S} t\right)\right] \\
& =\sin (2 \pi \underbrace{f_{C} t} t)+\frac{1}{2}[\cos (2 \pi \underbrace{f_{C}-f_{S}}) t)-\cos (2 \pi(\underbrace{f_{C}+f_{S}}) t)]
\end{aligned} \\
\text { has frequency components at: } f_{\mathrm{C}} \quad \mathrm{f}_{\mathrm{C}}-\mathrm{f}_{\mathrm{S}} \quad \mathrm{f}_{\mathrm{C}}+\mathrm{f}_{\mathrm{S}}
\end{aligned}
\end{aligned} 1. AM 信号表示：
一个信号
s
(
t
)
s
(
t
)
s(t) s(t)
f
s
f
s
f_(s) f_{s}
f
c
f
c
f_(c) f_{c} 一般的 AM 方程表示为：
y
(
t
)
=
[
1
+
k
a
⋅
s
(
t
)
]
⋅
sin
(
2
π
f
c
t
)
y
(
t
)
=
1
+
k
a
⋅
s
(
t
)
⋅
sin
2
π
f
c
t
y(t)=[1+k_(a)*s(t)]*sin(2pif_(c)t) y(t)=\left[1+k_{a} \cdot s(t)\right] \cdot \sin \left(2 \pi f_{c} t\right) 哪里：
A
=
1
A
=
1
A=1 A=1
k
a
=
1
k
a
=
1
k_(a)=1 k_{a}=1
ϕ
=
0
ϕ
=
0
phi=0 \phi=0
f
c
f
c
f_(c) f_{c}
f
s
f
s
f_(s) f_{s}
将这些值代入，方程简化为：
y
(
t
)
=
[
1
+
sin
(
2
π
f
s
t
)
]
⋅
sin
(
2
π
f
c
t
)
y
(
t
)
=
1
+
sin
2
π
f
s
t
⋅
sin
2
π
f
c
t
y(t)=[1+sin(2pif_(s)t)]*sin(2pif_(c)t) y(t)=\left[1+\sin \left(2 \pi f_{s} t\right)\right] \cdot \sin \left(2 \pi f_{c} t\right) 2. 扩展方程：
y
(
t
)
=
sin
(
2
π
f
c
t
)
+
[
sin
(
2
π
f
s
t
)
⋅
sin
(
2
π
f
c
t
)
]
y
(
t
)
=
sin
2
π
f
c
t
+
sin
2
π
f
s
t
⋅
sin
2
π
f
c
t
y(t)=sin(2pif_(c)t)+[sin(2pif_(s)t)*sin(2pif_(c)t)] y(t)=\sin \left(2 \pi f_{c} t\right)+\left[\sin \left(2 \pi f_{s} t\right) \cdot \sin \left(2 \pi f_{c} t\right)\right]
sin
(
A
)
sin
(
B
)
=
1
2
[
cos
(
A
−
B
)
−
cos
(
A
+
B
)
]
sin
(
A
)
sin
(
B
)
=
1
2
[
cos
(
A
−
B
)
−
cos
(
A
+
B
)
]
sin(A)sin(B)=(1)/(2)[cos(A-B)-cos(A+B)] \sin (A) \sin (B)=\frac{1}{2}[\cos (A-B)-\cos (A+B)] 术语
sin
(
2
π
f
s
t
)
⋅
sin
(
2
π
f
c
t
)
sin
2
π
f
s
t
⋅
sin
2
π
f
c
t
sin(2pif_(s)t)*sin(2pif_(c)t) \sin \left(2 \pi f_{s} t\right) \cdot \sin \left(2 \pi f_{c} t\right)
1
2
[
cos
(
2
π
(
f
c
−
f
s
)
t
)
−
cos
(
2
π
(
f
c
+
f
s
)
t
)
]
1
2
cos
2
π
f
c
−
f
s
t
−
cos
2
π
f
c
+
f
s
t
(1)/(2)[cos(2pi(f_(c)-f_(s))t)-cos(2pi(f_(c)+f_(s))t)] \frac{1}{2}\left[\cos \left(2 \pi\left(f_{c}-f_{s}\right) t\right)-\cos \left(2 \pi\left(f_{c}+f_{s}\right) t\right)\right] 将其代入，我们得到：
y
(
t
)
=
sin
(
2
π
f
c
t
)
+
1
2
cos
(
2
π
(
f
c
−
f
s
)
t
)
−
1
2
cos
(
2
π
(
f
c
+
f
s
)
t
)
y
(
t
)
=
sin
2
π
f
c
t
+
1
2
cos
2
π
f
c
−
f
s
t
−
1
2
cos
2
π
f
c
+
f
s
t
y(t)=sin(2pif_(c)t)+(1)/(2)cos(2pi(f_(c)-f_(s))t)-(1)/(2)cos(2pi(f_(c)+f_(s))t) y(t)=\sin \left(2 \pi f_{c} t\right)+\frac{1}{2} \cos \left(2 \pi\left(f_{c}-f_{s}\right) t\right)-\frac{1}{2} \cos \left(2 \pi\left(f_{c}+f_{s}\right) t\right)
频率成分：结果方程有三个不同的频率成分：
f
c
f
c
f_(c) f_{c}
f
c
−
f
s
f
c
−
f
s
f_(c)-f_(s) f_{c}-f_{s}
f
c
+
f
s
f
c
+
f
s
f_(c)+f_(s) f_{c}+f_{s}
这些是什么意思？
载波频率
(
f
c
)
f
c
(f_(c)) \left(f_{c}\right) 用于信号的“载波”的原始未调制正弦波。 不包含来自调制信号的信息。 下边带
(
f
c
−
f
s
)
f
c
−
f
s
(f_(c)-f_(s)) \left(f_{c}-f_{s}\right) 表示调制过程引起的“负”频率偏移。 包含来自原始信号
s
(
t
)
s
(
t
)
s(t) s(t) 上边带
(
f
c
+
f
s
)
f
c
+
f
s
(f_(c)+f_(s)) \left(f_{c}+f_{s}\right) 表示调制过程引起的“正”频移。 还包含来自
s
(
t
)
s
(
t
)
s(t) s(t)
AM 带宽： 带宽
=
(
f
c
+
f
s
)
−
(
f
c
−
f
s
)
=
2
f
s
=
f
c
+
f
s
−
f
c
−
f
s
=
2
f
s
=(f_(c)+f_(s))-(f_(c)-f_(s))=2f_(s) =\left(f_{c}+f_{s}\right)-\left(f_{c}-f_{s}\right)=2 f_{s}
这意味着 AM 信号的带宽是调制信号中最高频率的两倍
(
2
f
s
)
2
f
s
(2f_(s)) \left(2 f_{s}\right)
AM - 带宽要求 为了忠实地传输信号
f
5
f
5
f_(5) f_{5}
2
f
s
2
f
s
2f_(s) \mathbf{2} f_{s} AM - 带宽要求 传统调幅（AM）也被称为双边带调幅（DSB-AM）。
发射功率 传输信号是（假设正常假设）
y
(
t
)
=
[
1
+
k
a
sin
(
2
π
f
S
t
)
[
[
A
sin
(
2
π
f
C
t
)
]
y
(
t
)
=
1
+
k
a
sin
2
π
f
S
t
[
[
A
sin
2
π
f
C
t
y(t)=[1+k_(a)sin(2pif_(S)t)([[)A sin(2pif_(C)t)] y(t)=\left[1+k_{a} \sin \left(2 \pi f_{S} t\right) \llbracket A \sin \left(2 \pi f_{C} t\right)\right] 传输的信号可以分解为其频率成分，并计算功率（如果你愿意，可以尝试积分©）
y
(
t
)
=
A
sin
(
2
π
f
C
t
)
+
1
2
A
k
a
[
cos
(
2
π
(
f
C
−
f
S
)
t
)
−
cos
(
2
π
(
f
C
+
f
S
)
t
)
]
P
(
Y
)
=
1
2
A
2
+
1
2
(
1
2
A
k
a
)
2
[
1
+
1
]
=
1
2
A
2
+
(
1
2
A
k
a
)
2
P
(
Y
)
=
P
(
f
C
)
+
P
(
signal
)
Note: If
A
=
1
,
k
a
=
1
,
then
only
1
/
3
of the power is
used for the signal.
y
(
t
)
=
A
sin
2
π
f
C
t
+
1
2
A
k
a
cos
2
π
f
C
−
f
S
t
−
cos
2
π
f
C
+
f
S
t
P
(
Y
)
=
1
2
A
2
+
1
2
1
2
A
k
a
2
[
1
+
1
]
=
1
2
A
2
+
1
2
A
k
a
2
P
(
Y
)
=
P
f
C
+
P
(
signal
)
Note: If
A
=
1
,
k
a
=
1
,
then
only
1
/
3
of the power is
used for the signal.
{:[y(t)=A sin(2pif_(C)t)+(1)/(2)Ak_(a)[cos(2pi(f_(C)-f_(S))t)-cos(2pi(f_(C)+f_(S))t)]],[P(Y)=(1)/(2)A^(2)+(1)/(2)((1)/(2)Ak_(a))^(2)[1+1]],[=(1)/(2)A^(2)+((1)/(2)Ak_(a))^(2)],[P(Y)=P(f_(C))+P(" signal ")]:}{:[" Note: If "A=1","k_(a)=1","" then "],[" only "1//3" of the power is "],[" used for the signal. "]:} \begin{aligned}
y(t)=A \sin \left(2 \pi f_{C} t\right) & +\frac{1}{2} A k_{a}\left[\cos \left(2 \pi\left(f_{C}-f_{S}\right) t\right)-\cos \left(2 \pi\left(f_{C}+f_{S}\right) t\right)\right] \\
P(Y) & =\frac{1}{2} A^{2}+\frac{1}{2}\left(\frac{1}{2} A k_{a}\right)^{2}[1+1] \\
& =\frac{1}{2} A^{2}+\left(\frac{1}{2} A k_{a}\right)^{2} \\
P(Y) & =P\left(f_{C}\right)+P(\text { signal })
\end{aligned} \begin{aligned}
& \text { Note: If } A=1, k_{a}=1, \text { then } \\
& \text { only } 1 / 3 \text { of the power is } \\
& \text { used for the signal. }
\end{aligned} 传输的信号包含信号的功率和载波的功率。但载波不包含任何信息，因此它只是一个负担。
AM 过程 *记住：载波只是一个简单的正弦信号 
