Материал: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Сети и системы передачи информации». Гончаров И.В
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»
Кафедра систем информационной безопасности
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по дисциплине «Сети и системы передачи информации» для студентов специальностей
090301 «Компьютерная безопасность»
090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» 090303 «Информационная безопасность автоматизированных систем»
очной формы обучения
Воронеж 2014
Составитель канд. техн. наук И. В. Гончаров
УДК 004.056.5
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Сети и системы передачи информации» для студентов специальностей 090301 «Компьютерная безопасность», 090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем», 090303 «Информационная безопасность автоматизированных систем» очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. И. В. Гончаров. Воронеж, 2014. 38 с.
Методические указания посвящены исследованию и пониманию наиболее современных способов передачи (кодирования и модуляции) и приема (декодирования и демодуляции) информации, вопросов организации и функционирования систем электросвязи.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2013 и содержатся в файле Гончаров_ЛР_СИСПИ.pdf.
Табл. 3. Ил. 13. Библиогр.: 6 назв.
Рецензент д-р техн. наук, проф. А.Г. Остапенко
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А.Г. Остапенко
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
© ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014
Лабораторная работа №1 Амплитудная модуляция
Ключевые слова: модулированный сигнал, амплитудная модуляция, временная диаграмма, амплитудный спектр, форма сигнала, спектр частот, спектр функции, ряд Фурье, квадратично интегрируемая функция, число степеней свободы сигнала.
Цель: используя программное обеспечение Matlab рассчитать параметры сигнала модулированного по амплитуде.
Задачи:
освоить основы и принципы построения амплитудно модулированных сигналов;
научиться строить временные диаграммы и амплитудные спектры модулированных сигналов;
освоить основные характеристики и методы расчета характеристик амплитудно модулированных сигналов.
Теоретические сведения
Вработе исследуется принцип модуляции. Модуляция
—процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания по закону информационного низкочастотного сообщения (сигнала). В результате спектр управляющего сигнала переносится в область высоких частот, где передача электромагнитных сигналов посредством излучения более эффективна. Передаваемая информация заложена в управляющем сигнале. Роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим (рис. 1). В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров
несущего колебания изменяется, различают виды модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.). Модуляция дискретным сигналом называется цифровой модуляцией или манипуляцией [1].
Амплитудная модуляция (АМ) — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда. Выделяют амплитудную модуляцию с одной боковой полосой (однополосную модуляцию) и квадратурную амплитудную модуляцию.
Рис. 1. Модулирование сигнала
Во всех методах модуляции несущей служат синусоидальные колебания угловой частоты н, которые выражаются в виде:
= sin ( + ),
2
где An - амплитуда, а ωnt + θn - мгновенная фаза (отметим, что ωnt , так же как и θn, измеряется в градусах или радианах). Фазовый сдвиг θn введен для придания уравнению большей общности. Аналогично модулирующий сигнал может быть представлен как:
= ( + );
для АM, ЧМ и ФМ или в виде импульса в случае импульсной модуляции. Выражение 
может быть использовано для обозначения скорее полосы частот, чем единичной частоты[3].
Амплитудная модуляция (AM) (рис. 2) может быть определена как изменение амплитуды несущей пропорционально амплитуде модулирующего сигнала. Для модулирующего сигнала большой амплитуды соответствующая амплитуда модулируемой несущей должна быть большой и для малых значений . Эта схема модуляции может быть осуществлена умножением двух сигналов: енем. Как будет видно из дальнейшего, это является особым случаем более общего метода модуляции. Для упрощения последующих математических преобразований видоизменим уравнения записанные выше, опустив произвольные фазы и :
|
= cos ( |
) |
( |
= /2) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
( |
|
) |
( |
= /2) |
|
|
|
|
|
|
|
Произведением этих двух выражений является:
= cos( ) ( )
3