单边带调制

调制方式
连续调制
	调幅	调频	调角	其他
模拟	AM(SSB|DSB)	FM	PM	SM
数字	ASK(OOK|QAM)	FSK(MSK|GFSK)	PSK(CPM)
脉冲调制
模拟	PAM · PDM · PPM
数字	PCM · PWM
扩频
CSS · DSSS · THSS · FHSS
参见：调制

单边带调制，是一种可以更加有效的利用电能和带宽的调幅技术。单边带调制与残留边带调制（VSB）有密切的关系。

调幅技术输出的调制信号带宽为源信号的两倍。单边带调制技术可以避免带宽翻倍，同时避免将能量浪费在载波上，不过因为设备变得复杂，成本也会增加。

单边带调制的专利由John Renshaw Carson于1915年12月1日在美国获得。专利号1,449,382的题目是《产生高频信号的方法和意义》（"Method and Means for Signaling with High Frequency Waves"）。

单边带调制一般使用在长途电话线路上，是FDM（分频多工）技术的一部分。FDM首先在20世纪30年代被电话公司使用，这一技术使得多路语音信号可以通过一条物理电路进行传输。单边带调制技术通过将信道分为4000Hz的等份，每一份传输频宽为300–3,400Hz的语音信号。

业余无线电爱好者在二战之后开始试验单边带调制。从那时起，它就成为了事实上的长距离语音无线电通讯的标准。

信号产生方法

带通滤波

普通调幅信号频谱图。

一个调幅信号，由载波信号和两个频移后的调制信号构成。两个频移后的调制信号分别在载波信号的两侧，其中频率较低的那个信号是频率反转后的信号。俗称为边带。

一种生成单边带调制信号的方法是将其中一个边带通过滤波去除，只留下上边带或者下边带。而且载波一般也需要经过衰减或者完全滤除（抑制）。这通常称为抑制单边带载波。假如原调制信号的两个边带是对称的，那么经过这一变换后，并不会造成任何的信息遗失。因为最终的射频放大器只发射一个边带，这样有效输出功率就会比普通的调幅方式大。单边带调制虽然具有使用带宽小、节省能量的优点，但是它无法被普通的调幅检波器解调。

哈特利调制

另外一种产生单边带调制信号的方法为哈特利调制。这种调制方法是根据R. V. L. Hartley命名的。该调制方法使用了相移方法来抑制不需要的边带。具体方法是，先将原始信号相移90°、载波信号也相移90°，再将原信号与原载波信号调制，相移后的信号与相移后的载波信号调制，这样就生成了两个调制后的信号。这两个调制后的信号通过加减，就可以获得边带信号。这种调制方法的一个好处就是，它可以允许解析单边带信号的表达式。这样有利于更好的理解单边带信号的同步检测效果。

将信号相移90°无法依靠简单的延迟信号得到。在模拟电路中，通常使用相移网络来实现。在真空管收音机流行的年代，这种方法非常流行，但后来因为成本的问题，使用的越来越少了。不过，现在这种调制方法在业余无线电和数字信号处理器领域很流行。利用希尔伯特变换，可以在数字电路中以低成本实现这种调制方法。

韦瓦调制

File:韦瓦调制.PNG

韦瓦调制流程图

另一种实现方法是韦瓦调制，该方法仅使用低通滤波和正交混合就可以实现，是数字化的理想方法。

韦瓦调制的过程是，首先信号经过正交调制，然后再经过低通滤波，再经过正交调制。之后取和，则获得上边带信号，取差，则获得下边带信号。

数学表达

设$s(t)$为基带波形信号，它的傅里叶变换为$S(f)$，且是在$f=0$处希尔伯特对称的。这是因为$s(t)$是实际值。

对$s(t)$在频率$F_c$处进行双边带调制，将把对称轴移动到$f=\pm F_c$处，每个轴两侧的信号都被称为边带信号。

设$\widehat s(t)$为$s(t)$的希尔伯特变换后的信号

则

$s_a(t) = s(t)+j\cdot \widehat s(t)$

残留边带（VSB）

残留边带调制(VSB)是介于单边带调制与双边带调制之间的一种调制方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的问题，又解决了单边带滤波器不易实现的难题。 在残留边带调制中，除了传送一个边带外，还保留了另外一个边带的一部分。对于具有低频及直流分量的调制信号，用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带无限陡的理想滤波器，在残留边带调制中已不再需要，这就避免了实现上的困难。

 残留边带滤波器，其特性应按残留边带调制的要求来进行设计。为了保证相干解调时无失真地得到调制信号，残留边带滤波器的传输函数 必须满足：

它的几何含义是，残留边带滤波器的传输函数 在载频 附近必须具有互补对称性，它可以看作是对截止频率为 的理想滤波器的进行“平滑”的结果，习惯上，称这种“平滑”为“滚降”。显然，由于“滚降”，滤波器截止频率特性的“陡度”变缓，实现难度降低，但滤波器的带宽变宽。 残留边带信号显然也不能简单地采用包络检波，而必须采用图3-16所示的相干解调。 由于VSB基本性能接近SSB，而VSB调制中的边带滤波器比SSB中的边带滤波器容易实现，所以VSB调制在广播电视、通信等系统中得到广泛应用。