싱글 사이드 밴드 변조

AM 및 SSB 신호의 스펙트럼 그림.Lower Side Band(LSB; 하부 사이드 밴드) 스펙트럼은 베이스 밴드에 비해 반전됩니다.예를 들어 5MHz 캐리어에서 변조된2kHz 오디오베이스밴드 신호는 Upper Side Band(USB; 어퍼사이드밴드)를 사용하는 경우 5.002MHz, LSB를 사용하는 경우 4.998MHz의 주파수를 생성합니다.

무선 통신에서 싱글 사이드 밴드 변조(SSB) 또는 싱글 사이드 밴드 억제 반송파 변조(SSB-SC)는 오디오 신호 등의 정보를 전파로 전송하기 위해 사용되는 변조 유형입니다.진폭 변조를 개선하여 송신기 전력과 대역폭을 보다 효율적으로 사용합니다.진폭 변조는 대역폭이 원래 베이스밴드 신호의 최대 주파수의 2배인 출력 신호를 생성합니다.싱글 사이드 밴드 변조를 사용하면, 디바이스의 복잡성이 증가해, 수신기의 튜닝이 어려워져, 이러한 대역폭의 증가와 캐리어에서의 전력 낭비를 피할 수 있습니다.

기본 개념

무선 송신기는 특정 주파수인 반송파의 무선 주파수(RF) 신호와 방송되는 오디오 신호를 혼합하여 작동합니다.AM 송신기에서 이 혼합은 보통 최종 RF 앰프에서 발생합니다(고레벨 변조).낮은 전력으로 혼합한 후 선형 증폭기로 증폭하는 것은 덜 일반적이고 훨씬 덜 효율적입니다.두 방법 모두 반송파 주파수에서 강한 신호를 사용하고 입력 신호의 최대 주파수만큼 반송파 주파수 위와 아래로 확장되는 주파수에서 약한 신호를 갖는 주파수 집합을 생성합니다.따라서 결과 신호에는 대역폭이 원래 입력 오디오 신호의 최대 주파수의 2배가 되는 스펙트럼이 있습니다.

SSB는, 원래의 신호 전체가 이러한 「사이드 밴드」로 부호화되어 있는 것을 이용합니다.적절한 수신기가 상부 또는 하부 사이드 밴드로부터 원래의 신호 전체를 추출할 수 있기 때문에 양쪽 사이드 밴드와 반송파를 모두 송신할 필요는 없습니다.송신 신호로부터 캐리어와 한쪽 사이드 밴드를 삭제하는 방법은 몇 가지가 있습니다.이 단일 사이드밴드 신호는 AM과^[2] 마찬가지로 최종 앰프 단계에서 높은 레벨에서 생성될 수 있지만 일반적으로 낮은 전력 레벨에서 생성되며 선형 증폭됩니다.선형 증폭의 낮은 효율은 반송파와 한쪽 사이드 밴드를 제거함으로써 얻을 수 있는 전력의 이점을 부분적으로 상쇄합니다.그럼에도 불구하고 SSB 전송은 사용 가능한 앰프 에너지를 상당히 효율적으로 사용하여 동일한 출력에 대해 더 긴 범위의 전송을 제공합니다.또 점유된 스펙트럼은 풀캐리어 AM 신호의 절반 미만이다.

SSB 수신에는 저렴한 AM 수신기를 훨씬 능가하는 주파수 안정성과 선택성이 요구되며, 이것이 방송사들이 SSB 수신을 거의 사용하지 않는 이유입니다.고가의 수신기가 이미 널리 사용되고 있는 포인트 투 포인트 통신에서는, 송신되는 사이드 밴드를 수신하도록, 수신기를 정상적으로 조정할 수 있습니다.

역사

SSB 변조에 대한 최초의 미국 특허 출원은 1915년 12월 1일 존 렌쇼 ^[3]카슨에 의해 이루어졌다.미 해군은 제1차 ^[4]^[5]세계 대전 전 SSB를 뉴욕과 런던 사이의 대서양 횡단 공중 무선 전화 회선을 통해 SSB가 처음으로 상용 서비스에 들어가기 전인 1927년 1월 7일 SSB가 처음으로 상용 서비스를 시작했다.고출력 SSB 송신기는 뉴욕의 록키 포인트와 영국의 럭비에 위치해 있었다.수신자들은 메인 홀튼과 큐퍼 스코틀랜드에 ^[6]있는 매우 조용한 장소에 있었다.

SSB는 FDM(Frequency-Division Multiplexing)으로 알려진 기술의 일부로 장거리 전화 회선을 통해서도 사용되었습니다. FDM은 1930년대에 전화 회사에 의해 개척되었습니다.이 기술을 사용하면, 예를 들어 L-carrier에서와 같이, 많은 동시 음성 채널을 단일 물리 회선으로 전송할 수 있습니다.SSB를 사용하면 채널 간격은 (통상) 4,000Hz에 불과하지만, 명목상으로는 300Hz ~ 3,400Hz의 음성 대역폭을 제공할 수 있습니다.

아마추어 무선 사업자들은 제2차 세계대전 이후 SSB와 함께 심각한 실험을 시작했다.전략공군사령부는 1957년 ^[7]SSB를 자사 항공기의 무선 표준으로 제정했다.그것은 그 이후로 장거리 음성 라디오 전송의 사실상의 표준이 되었다.

수학 공식화

베이스밴드 함수를 싱글사이드밴드 무선 신호로 변환하는 수학적 스텝의 주파수 영역 그림.

단일 사이드밴드는 하나의 베이스밴드 파형이 독립 메시지가 아닌 다른 베이스밴드 파형에서 파생되는 특수한 경우 QAM(직교 진폭 변조)의 수학적 형식을 가집니다.

\displaystyle s_{\text{ssb}}(t)=s(t)\cdot \cos \left(2\pi f_{0}t\right)-{\wide hat {s}}(t)\cdot \sin \left(2\pi f_{0}t\right)\right,}

(제1호)

$s(t)\,$ 서 s $s(t)\,$ ( $s(t)\,$ ) { $displaystyle$ s ( $t$ )는 $s(t)\,$ 메시지( $),$ s ${\widehat {s}}(t)\,$ ( t ){ $display$ { $widehat {s}}(t)$ 는 ${\widehat {s}}(t)\,$ 힐베르트 변환, $f_{0}\,$ 0 { $displaystyle f_{0}$ 은 $f_{0}\,$ 무선통신사업자 ^[8]주파수입니다.

이 공식을 이해하기 위해 s $s(t)$ ( $)\displaystyle$ s $(t)$ 를 $s(t)$ 복소수 함수의 실제 부분으로 $s(t)$ 하여 정보를 잃지 않도록 할 수식은 다음과 같습니다.

s(t)=\operatorname {Re} \left\{s_{\mathrm {a}(t)\right\}=\operatorname {Re} \left\{s(t)+j\cdot {wide hat {s}(t)\right\}

$j$ 서j {\ $displaystyle$ j $}$ 는 $j$ 가상 단위를 나타냅니다. $s_{\mathrm {a} }(t)$ ( $t ){\mathrm {a}(t)}$ 는 $s_{{\mathrm {a}}}(t)$ $s(t),$ s ( $s(t),$ $),$ {\ $displaystyle$ $s(t),$ s $(t$ 의 $s(t),$ 해석적 표현으로, s $s(t)$ ( $)$ 의 $s(t)$ 주파수 성분만으로 구성됩니다.

{1}{2}}S_{\mathrm {a} }(f)={begin{cases}S(f),&{\text{for}}\f>0,\text{for}\f<0,\end{cases}}

$S_{\mathrm {a} }(f)$ 서 S $S_{\mathrm {a} }(f)$ ( $S_{\mathrm {a} }(f)$ f ){\ $displaystyle S_{\$ mathrm { $a}(f)}$ 및 $S_{\mathrm {a} }(f)$ $S(f)$ ( $S(f)$ ){ $displaystyle$ S $(f)}$ 는 $S(f)$ $s_{\mathrm {a} }(t)$ ( $){\$ $displaystyle$ $s_{\mathrm {a}(t)}$ $s(t).$ s $(t)$ 의 각각의 푸리에 변환입니다.} 따라서 $s(t).$ 주파수 변환 $S_{\mathrm {a} }\left(f-f_{0}\right)$ $S_{\mathrm {a} }\left(f-f_{0}\right)$ ( $f$ - $S_{\mathrm {a} }\left(f-f_{0}\right)$ 0 ){\ $displaystyle S_{\mathrm {a}}\left(f-f_{0}\$ right $S_{\mathrm {a} }\left(f-f_{0}\right)$ )}는 S $(f)$ 의 한쪽 $S(f).$ 만 포함합니다 $.$ } 또한 $S(f).$ 양의 주파수 성분만을 가지므로 역 푸리에 변환은 $s_{\text{ssb}}(t):$ ( $s_{\text{ssb}}(t):$ t $s_{\text{ssb}}(t):$ ) : {\ $displaystyle$ s_ ${\text{ssb}}(t):}$ 의 해석 $s_{\text{ssb}}(t):$ 이다 $.$

s_{\text{ssb}}(t)+j\cdot {widehat {s}_{\text{ssb}}(t)=mathcal {F}^{-1}\{S_{\mathrm {a}}\left(f_{0}\오른쪽)\}=s_{\mathrm {a} }(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t},,

이 표현의 실제 부분은 정보의 손실을 일으키지 않습니다. $e^{j2\pi f_{0}t},\,$ $e^{j2\pi f_{0}t},\,$ 2 $e^{j2\pi f_{0}t},\,$ $e^{j2\pi f_{0}t},\,$ $e^{j2\pi f_{0}t},\,$ t $,$ {\ $displaystyle e^{j2\pi f_{0$ }t $},,}$ 를 $e^{j2\pi f_0 t},\,$ 확장하는 오일러의 공식으로 Eq.1을 구한다.

{\displaystyle{\begin{정렬}s_{\text{ssb}}(t)&,=\operatorname{리}\left\{s_{\mathrm{}}(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}\right\}\\&,=\operatorname{리}\left\{\,\left[s(t=+j\cdot{\widehat{s}}(t)\right]\cdot \left[\cos \left(2\pi f_{0}일 경우 t\right)+j\cdot \sin \left(2\pi f_{0}일 경우 t\right)\right]\,\right\}\\&, =s(t)\cdot \cos \left(2\pi f_{0}일 경우 t\right)-.{\widehat{s}(t)\cdot \sin \left(2\pi f_{0}t\right).\end { aligned}}

$s_{\text{ssb}}(t)$ $s(t)$ $s_{\text{ssb}}(t)$ $)$ 를 $s(t)$ 하기 위한 ssb( t) {\displaystyle $s_$ ${\text{$ $ssb$ $}}(t$ $)}$ 의 $s_\text{ssb}(t)$ $s(t)$ 일관성 있는 복조는 AM과 동일합니다. cos $⁡$ ( $π$ $\cos \left(2\pi f_{0}t\right),$ $\cos \left(2\pi f_{0}t\right),$ t ) $\cos \left(2\pi f_{0}t\right),$ , $\cos \left(2\pi f_{0}t\right),$ \ $displaystyle \ cos$ \ $left$ ( 2 \ pi $f _$ 0 } $t$ \ right $\cos \left(2\pi f_{0}t\right),$ ) 、 frequency $\cos \left(2\pi f_{0}t\right),$ frequency frequency frequency $\cos \left(2\pi f_{0}t\right),$ ), frequency $2f_{0}$ frequency frequency frequency frequency frequency frequency frequency frequency frequency frequency frequency frequency frequency frequencyentsentsentsents entsentsentsentsentsentsentsentsentsents frequency frequency frequency frequencyentsentsentsentsents $e 2f_{0$ 복조 캐리어가 올바른 단계(여기서는 코사인 단계)가 아닌 경우 복조 신호는 s $s(t)$ ( $s(t)$ $)\displaystyle$ s $(t)$ 와 $s(t)$ s ${\widehat {s}}(t)$ ( ${\widehat {s}}(t)$ )\ $displaystyle \widehat {s}}(t$ 의 선형 조합이 됩니다.이는 보통 음성 통신에서 허용됩니다(복조 캐리어의 주파수가 no인 경우).완전히 옳습니다. 위상은 주기적으로 표류합니다.이는 주파수 오류가 충분히 작을 경우 음성 통신에서도 일반적으로 허용되며 아마추어 무선 오퍼레이터는 때때로 부자연스러운 피치 시프트 효과를 일으키는 더 큰 주파수 오류에도 내성이 있습니다.)

하부 사이드 밴드

$s(t)$ $s(t)$ $s(t)$ ) { $displaystyle$ s $(t)}$ 는 $s(t)$ $S(f).$ S (f) . { $displaystyle$ $S$ $(f)}$ 의 음의 주파수 부분을 나타내는 복소공역 $s_{\mathrm {a} }^{*}(t),$ $s_{\mathrm {a} }^{*}(t),$ ( $s_{\mathrm {a} }^{*}(t),$ ), ${\mathrm$ {a $}^*}(t$ 의 실제 부분으로 복구할 수도 있습니다.} $f_{0}\,$ f $S(f).$ 0({ $displaystyle f_{$ 0 $f_{0}\,$ },}이 $)$ $S\left(f-f_{0}\right)$ (f - f $S\left(f-f_{0}\right)$ 0 $S\left(f-f_{0}\right)$ {{0}\right} ${displaystyle$ S\ $left($ f-f_ $S\left(f-f_{0}\right)$ {0}\right})에 음의 주파수가 없을 $S\left(f-f_{0}\right)$ 로 큰 $f_{0}\,$ $,$ $s_{\mathrm {a} }^{*}(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}$ 은 a $s_{\mathrm {a} }^{*}(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}$ ( $s_{\mathrm {a} }^{*}(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}$ t) $s_{\mathrm {a} }^{*}(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}$ $s_{\mathrm {a} }^{*}(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}$ $s_{\mathrm {a} }^{*}(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}$ $f$ 0 { $displaystyle$ s_{\ $mathrm$ {a} {a} } }^ $2 }$ （ $cdiscdisteryle$ {a} {a} } } {{\ $m }$ } } al 로어 사이드 밴드 전송:

{\displaystyle{\begin{정렬}s_{\mathrm{}}^ᆲ(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}&=s_{\text{lsb}}(t)+j\cdot{\widehat{s}}_{\text{lsb}}(t)\\\Rightarrow s_{\text{lsb}}(t)&,=\operatorname{리}\left\{s_{\mathrm{}}^ᆺ(t)\cdot e^{j2\pi f_{0}t}\right\}\\&, =s(t)\cdot \cos \left(2\pi f_{0}일 경우 t\right)+{\widehat{s}}(t)\cdot\sin \left(2\pi f_{0}t\rig.ht cm이다.\end { aligned}}

2개의 사이드밴드 신호의 합계는 다음과 같습니다.

\displaystyle s_{\text{usb}(t)+s_{\text{lsb}(t)=2s(t)\cdot \cos \left(2\pi f_{0}t\right)},}

억제 캐리어 더블 사이드 밴드 AM의 클래식 모델입니다.

실용적인 구현

Collins KWM-1, SSB 음성 기능을 탑재한 초기 아마추어 무선 트랜시버

대역 통과 필터링

SSB 신호를 생성하는 방법 중 하나는 필터링을 통해 사이드밴드 중 하나를 삭제하고 주파수가 높은 사이드밴드(USB) 또는 주파수가 낮은 사이드밴드인 LSB(Lower Side Band) 중 하나만을 남기는 것입니다.대부분의 경우 캐리어는 축소 또는 완전히 제거되며(억제), 완전히 Single Side Band Suppressed Carrier(SSBSC; 싱글사이드 밴드 억제 캐리어)라고 불립니다.양쪽 사이드밴드가 대칭이라고 가정하면(일반 AM 신호의 경우), 이 과정에서 정보는 손실되지 않습니다.최종 RF 증폭은 현재 단일 사이드밴드에 집중되어 있기 때문에 유효 출력은 일반 AM보다 커집니다(캐리어와 용장 사이드밴드는 AM 송신기 출력의 절반을 훨씬 넘습니다).SSB는 대역폭과 전력을 상당히 적게 사용하지만 표준 AM과 같은 단순한 엔벨로프 디텍터로는 복조할 수 없습니다.

하틀리 변조기

R. V. L. Hartley의 이름을 딴 Hartley 변조기로 알려진 대체 생성 방법은 불필요한 사이드밴드를 억제하기 위해 페이징을 사용합니다.이 방법으로 SSB 신호를 생성하기 위해 동작 대역폭 내의 단일 주파수에 대해 서로 90° 어긋난 두 가지 버전의 원래 신호를 생성합니다.그런 다음 각 신호는 서로 90° 위상 어긋난 반송파를 변조합니다.결과 신호를 더하거나 감산함으로써 하부 또는 상부 사이드밴드 신호가 생성됩니다.이 접근방식의 장점은 SSB 신호의 해석식을 사용할 수 있다는 것입니다.SSB는 SSB의 동기 검출 등의 효과를 이해하기 위해 사용할 수 있습니다.

베이스밴드 신호는 주파수 범위가 넓기 때문에 단순히 지연만으로는 위상에서 90° 이동시킬 수 없습니다.아날로그 회로에서는 광대역 90도 위상차 네트워크를^[9] 사용한다.이 방법은 진공관 라디오 시절에는 인기가 있었지만, 상업적으로 잘 조정되지 않아 나중에 나쁜 평판을 얻었다.이 방법을 사용한 변조가 홈브루 및 DSP 필드에서 다시 인기를 끌고 있습니다.이 방법은 힐버트 변환을 사용하여 베이스밴드 오디오를 위상 시프트하는 것으로, 디지털 회로로 저비용으로 실행할 수 있습니다.

직조 변조기

또 다른 변형인 Weaver ^[10]모듈레이터는 로우패스 필터와 직교 믹서만 사용하며 디지털 구현에서 선호되는 방법입니다.

위버 방식에서는 우선 대상 대역이 0으로 중심화되도록 변환됩니다.개념적으로는 음성 대역의 중간 주파수로 $\exp(j\omega t)$ 지수 exp $\exp(j\omega t)$ ( j $\exp(j\omega t)$ t $\exp(j\omega t)$ ) \ $displaystyle \exp$ ( $j$ \ $obega$ t )를 $\exp(j\omega t)$ 변조하지만, 그 주파수(2kHz 등)의 사인 및 코사인 변조기의 직교 쌍에 의해 구현됩니다.그런 다음 이 복잡한 신호 또는 실제 신호의 쌍을 저역 통과로 필터링하여 0의 중심에 있지 않은 불필요한 사이드밴드를 제거합니다.그런 다음 0을 중심으로 한 싱글사이드밴드 복합신호는 다른 직교혼합기에 의해 원하는 중심주파수로 상향변환된다.

풀 캐리어, 저감 캐리어 및 억제 캐리어 SSB

기존의 진폭 변조 신호에는 반송파 신호와 2개의 동일한 사이드 밴드가 포함되어 있기 때문에 전력과 대역폭이 낭비되는 것으로 간주될 수 있습니다.따라서 SSB 송신기는 일반적으로 반송파 신호의 진폭을 최소화하도록 설계되었습니다.송신 신호로부터 반송파가 제거되면, 이것을 억제 반송파 SSB라고 부릅니다.

단, 수신기가 왜곡 없이 송신된 음성을 재생하려면 송신기와 정확히 같은 주파수로 조정해야 합니다.이것은 실제로 달성하기 어렵기 때문에 SSB 전송이 부자연스럽게 들릴 수 있고, 주파수의 오차가 충분히 클 경우, 인지도 저하를 일으킬 수 있습니다.이를 수정하기 위해 소량의 원래 반송파 신호를 전송하여 송신된 반송파와 동기화하기 위해 필요한 회로를 가진 수신기가 오디오를 올바르게 복조할 수 있도록 한다.이 전송 모드를 리덕션 캐리어 싱글 사이드 밴드라고 부릅니다.

다른 경우에는 신호의 대역폭을 줄이면서 단순한 AM 수신기와 어느 정도 호환성을 유지하는 것이 바람직할 수 있습니다.이것은, 통상의 캐리어 또는 약간 축소된 캐리어와 싱글 사이드 밴드를 송신하는 것으로 실현할 수 있습니다.이 모드를 호환(또는 풀 캐리어) SSB 또는 진폭 변조 등가(AME)라고 합니다.일반적인 AME 시스템에서는 고조파 왜곡이 25%에 달할 수 있으며, 상호 변조 왜곡이 통상보다 훨씬 높을 수 있지만, 일반적으로 엔벨로프 디텍터를 사용한 수신기의 왜곡을 최소화하는 것은 이해하기 쉬운 오디오를 생성하는 것보다 덜 중요하다고 간주됩니다.

아마도 더 정확한 두 번째 "호환 가능한 싱글 사이드 밴드"(CSSB) 정의는 반송파가 주로 반송파 용어 위 또는 아래에 있는 일련의 사이드 밴드와 함께 전송되는 진폭 및 위상 변조 형식을 의미합니다.신호의 생성에는 위상변조가 존재하기 때문에 에너지는 반송파 항에서 제거되어 아날로그 주파수 변조와 마찬가지로 사이드밴드 구조로 재배포된다.위상 변조기와 엔벨로프 변조기에 공급되는 신호는 서로 90° 위상 편이됩니다.이를 통해 정보항이 서로 직교형으로 배치됩니다. 전송되는 정보의 힐버트 변환은 한쪽 사이드밴드를 건설적으로 추가하고 반대쪽 프라이머리 사이드밴드를 상쇄하기 위해 사용됩니다.위상변조가 사용되므로 고차항도 생성됩니다.이러한 고차 항들의 영향(진폭)을 줄이기 위해 여러 가지 방법이 사용되었습니다.하나의 시스템에서 위상변조항은 실제로는 반송파 수준의 값에 위상변조 오디오/정보항을 더한 로그입니다.이것에 의해 이상적인 CSSB 신호가 생성됩니다.변조 레벨이 낮을 때는 반송파의 한쪽에서 1차 항만이 우세합니다.변조 레벨이 증가함에 따라 반송파 레벨은 감소하지만 2차 항은 진폭에서 실질적으로 증가한다.100% 엔벨로프 변조 지점에서 반송파 항에서 6dB의 전력이 제거되고 2차 항은 반송파 항과 진폭이 같다.1차 사이드밴드는 이전 비변조 캐리어와 같은 레벨이 될 때까지 레벨이 높아졌습니다.100% 변조의 시점에서 스펙트럼은 일반적인 더블 사이드 밴드 AM 전송과 동일한 것으로 보이며, 중심 항(현재의 프라이머리 오디오 항)은 기준 레벨로 0dB, 프라이머리 사이드 밴드 양쪽 항은 모두 -6dB입니다.차이점은 반송파로 보이는 것이 오디오 주파수 용어에 따라 "사용 중인 사이드 밴드" 쪽으로 이동했다는 것입니다.변조율이 100% 미만인 경우 사이드밴드 구조는 상당히 비대칭적으로 보입니다.이런 유형의 CSSB 소스에 의해 음성이 전송되는 경우 저주파 컴포넌트가 우세하지만 고주파 용어는 3kHz에서 20dB만큼 낮습니다.그 결과 신호가 풀캐리어 DSB 신호의 약 1/2 대역폭을 차지하게 됩니다.캐리어 레벨에 의해 편향된 로그 함수를 기반으로 캐리어 위상변조에 사용되는 오디오 용어를 생성합니다.음의 100% 변조에서는 항이 0으로 구동되고 변조기가 정의되지 않습니다.시스템의 안정성을 유지하고 비산을 방지하려면 엄격한 변조 제어를 사용해야 합니다.이 시스템은 러시아에서 유래한 것으로 1950년대 후반에 기술되었다.그것이 배치되었는지는 불확실하다.

두 번째 시리즈의 접근법은 Leonard R. Kahn에 의해 설계 및 특허 취득되었습니다.다양한 Kahn 시스템은 신호 생성 시 엄격한 로그 함수의 사용에 의해 부과된 하드 한계를 제거했습니다.이전의 칸 시스템은 사전 왜곡 성분의 삽입을 통해 2차 항을 줄이기 위해 다양한 방법을 사용했다.이 방법의 한 예는 칸 독립 사이드 밴드(ISB) AM 스테레오 신호 중 하나를 생성하기 위해서도 사용되었습니다.이는 1977년에 도입된 STR-77 들뜸법이라고 알려져 있다.이후 아크신 발생기 방정식의 분모에 1-0.52E 항을 포함하는 아크신 기반 변조기를 사용하여 시스템이 더욱 개선되었습니다.E는 엔벨로프 항을 나타냅니다.엔벨로프 변조기에 적용되는 변조 항의 약 절반은 아크신 "위상" 변조 경로의 2차 항을 줄이기 위해 사용되므로 바람직하지 않은 사이드 밴드에서의 2차 항을 감소시킵니다.정확한 아크신 신호를 생성하기 위해 멀티 루프 변조기/복조기 피드백 접근법이 사용되었습니다.이 접근방식은 1984년에 도입되어 STR-84 방법으로 알려지게 되었습니다.그것은 칸 연구소에 의해 판매되었다.나중에 뉴욕의 칸 커뮤니케이션 주식회사가 되었다.추가 오디오 처리장치는 변조신호에 선택적으로 프리엠퍼시스를 가함으로써 사이드밴드 구조를 한층 더 개선했다.기술된 모든 신호의 엔벨로프는 변조기에 적용되는 정보의 정확한 복사이므로 단순한 다이오드 등의 엔벨로프 검출기에 의해 왜곡 없이 복조할 수 있다.실용적인 수신기에서는 일반적으로 수신기의 IF 필터의 날카로운 필터링과 비선형 그룹 지연에 의해 낮은 수준(AM 방송에서는 항상 5% 미만)에서 약간의 왜곡이 존재할 수 있습니다.이러한 왜곡은 단순히 신호를 변조하는 엔벨로프 프로세스의 결과가 아닙니다.풀 캐리어 DSB-AM의 경우와 마찬가지로 이러한 호환성 용어의 위상 회전은 캐리어와 함께 1차 SSB 용어로 인해 발생하는 직교 왜곡 용어를 더 이상 취소하지 않도록 합니다.이 효과로 인해 발생하는 소량의 왜곡은 일반적으로 상당히 낮으며 허용할 수 있습니다.

Kahn CSSB 방법은 항공기에서 지상으로 발신할 수 있는 초기 소비자 전화 통화에 사용된 변조 방식으로서 Airphone에서 잠시 사용되기도 했다.이것은 훨씬 더 큰 스펙트럼 효율을 달성하기 위해 디지털 변조 방법으로 빠르게 대체되었다.

오늘날 전 세계 AM/MW 방송 대역에서는 CSSB가 거의 사용되지 않지만, 일부 아마추어 무선 사업자는 여전히 CSSB를 실험하고 있습니다.

복조

SSB 리시버의 프론트 엔드는 AM 또는 FM 리시버의 프론트 엔드와 비슷하며 표준 중간 주파수(IF) 대역 내에서 주파수 시프트 버전의 Radio Frequency(RF; 무선 주파수) 신호를 생성하는 슈퍼헤테로다인 RF 프론트 엔드로 구성됩니다.

IF SSB 신호에서 원래 신호를 회복하려면 비트 주파수 오실레이터(BFO)의 출력과 혼합하는 제품 검출기를 사용하여 단일 사이드밴드를 베이스밴드 주파수의 원래 범위로 주파수 시프트해야 합니다.다른 말로 하자면, 이것은 단지 이종의 또다른 단계일 뿐이다.이것이 기능하려면 , BFO 주파수를 정확하게 조정할 필요가 있습니다.BFO 주파수가 꺼지면 출력 신호가 주파수 시프트(업 또는 다운)되어 음성이 이상하고 "Donald Duck"처럼 들리거나 이해할 수 없게 됩니다.

오디오 통신에서는, BFO 발진기 시프트의 1.7 kHz에 관한 공통의 합의가 있습니다.음성 신호는 약 50Hz의 시프트에 민감하며 최대 100Hz까지 견딜 수 있습니다.일부 수신기는 정확한 IF 주파수에 대해 자동으로 잠그는 캐리어 복구 시스템을 사용합니다.반송파 복구로는 주파수 이동이 해결되지 않습니다.검출기 ^{[citation needed]}출력의 S/N 비율이 향상됩니다.

예를 들어, \ $displaystyle F_{\text{if}},}$ = $F_{\text{if}}\,$ 45000Hz일 $F_{\text{if}}\,$ 경우 $F_{\text{if}}\,$ $F_{\text{if}}\,$ 를 중심으로 하는 IF SSB 신호를 고려합니다.전환해야 하는 베이스밴드 주파수는 $F_{b}\,$ b $displaystyle F_{b},})$ = $F_{b}\,$ $F_{b}\,$ 입니다.BFO 출력 파형은 cos $\cos \left(2\pi \cdot F_{\text{bfo}}\cdot t\right)$ " $\cos \left(2\pi \cdot F_{\text{bfo}}\cdot t\right)$ ( 2 $\cos \left(2\pi \cdot F_{\text{bfo}}\cdot t\right)$ $\cos \left(2\pi \cdot F_{\text{bfo}}\cdot t\right)$ FFO $\cos \left(2\pi \cdot F_{\text{bfo}}\cdot t\right)$ t $\cos \left(2\pi \cdot F_{\text{bfo}}\cdot t\right)$ ) { $displaystyle \cos \left ( 2$ \ $pi \cdot$ F_ ${\text {bfo}}$ \ $cdot$ t\right $\cos \left(2\pi \cdot F_{\text{bfo}}\cdot t\right)$ 입니다.신호에 (일명 BFO 파형과 헤테로 연결됨)을 곱하면 신호가 ( $\left(F_{\text{if}}+F_{\text{bfo}}\right)$ if + F $\left(F_{\text{if}}+F_{\text{bfo}}\right)$ ) { $displaystyle$ \ $left$ $(F_{\text{if}}+F_$ ${\text$ ${bfo}\right$ 로, $\left|F_{\text{if}}-F_{\text{bfo}}\right|$ - $\left|F_{\text{if}}-F_{\text{bfo}}\right|$ bfo {\ $displaystyleft_F$ } { $text-f}$ 로 바뀝니다 $.$ 목표는 F BFO를 $F_{\text{BFO}}$ 하는 $F_{\text{BFO}}$ 입니다.\ $displaystyle F_{\text{B$ 를 선택하는 것입니다. $\left|F_{\text{if}}-F_{\text{bfo}}\right|=F_{b}\,$ if $F_{\text{BFO}}$ - F $\left|F_{\text{if}}-F_{\text{bfo}}\right|=F_{b}\,$ $\left|F_{\text{if}}-F_{\text{bfo}}\right|=F_{b}\,$ $\left|F_{\text{if}}-F_{\text{bfo}}\right|=F_{b}\,$ b $\left|F_{\text{if}}-F_{\text{bfo}}\right|=F_{b}\,$ b \ $displaystyle$ \ $text$ { $if$ } - $F _$ { \ $text$ { $bfo$ } \ $right$ = $F$ _ { $b$ } = $\left|F_{\text{if}}-F_{\text{bfo}}\right|=F_{b}\,$ 2000 Hz . ( $\left(F_{\text{if}}+F_{\text{bfo}}\right)\,$ if + F $\left(F_{\text{if}}+F_{\text{bfo}}\right)\,$ ) $\left(F_{\text{if}}+F_{\text{bfo}}\right)\,$ \ $style$ \ ( F _ { \ $text {$ $F _$ { $fo$ } )사람의 귀도 쓸 수 있다.)

$F$ 에는 43000Hz와 $47000Hz$ 즉 로우사이드와 하이사이드 주입의 두 가지 선택지가 있습니다.하이사이드 주입을 사용하면 약 45000Hz에 분포된 스펙트럼 성분이 역순으로 약 2000Hz에 분포하며, 역스펙트럼이라고도 한다.BFO의 반전에 의해 적절한 관계가 복원되기 때문에 IF 스펙트럼이 반전되는 경우에도 실제로는 이것이 바람직합니다.그 이유 중 하나는 IF 스펙트럼이 수신기의 반전 스테이지 출력일 경우입니다.또 다른 이유는 SSB 신호가 실제로는 위쪽 사이드밴드가 아닌 아래쪽 사이드밴드일 경우입니다.그러나 두 가지 이유가 모두 사실일 경우 IF 스펙트럼은 반전되지 않으며 비반전 BFO(43000Hz)를 사용해야 합니다.

$F$ (\ $displaystyle$ F_ ${\text{bfo}})$ 가 $F_{\text{bfo}}\,$ 소량 오프인 $F_{\text{bfo}}\,$ 비트 주파수가 정확히 F $displaystyle F_{b$ 가 아니므로 앞서 말한 음성 왜곡이 발생할 수 있습니다.

음성 스크램블링 기술로서의 SSB

SSB 기술은 주파수 편이 및 주파수 반전 베이스밴드 파형(음성 반전)에도 적용할 수 있습니다.이 음성 스크램블링 방법은 한쪽 사이드 밴드 변조 오디오샘플의 오디오를 반대쪽을 통해 실행함으로써 작성되었습니다(예를 들어 USB 변조를 실행하는 무선을 통해 LSB 변조 오디오샘플을 실행).이러한 효과는 제2차 세계대전 중에 음성 암호화에 대한 간단한 방법으로 다른 필터링 기술과 함께 사용되었다.미국과 영국 사이의 무선 전화 대화는 독일에 의해 가로채고 "해독"되었다; 그것들은 프랭클린 D 사이의 초기 대화를 포함하고 있다. 루즈벨트와 ^{[citation needed]}처칠.실제로, 신호는 숙련된 작업자가 직접 이해할 수 있습니다.주로 루스벨트와 처칠 사이의 안전한 통신을 가능하게 하기 위해 디지털 암호화의 SIGSALY 시스템이 고안되었습니다.

오늘날 이러한 간단한 반전 기반 음성 암호화 기술은 단순한 기술을 사용하여 쉽게 해독되며 더 이상 안전하지 않은 것으로 간주됩니다.

잔존 사이드밴드(VSB)

VSB 변조

음성 신호에 사용되며 비디오/TV 신호에는 사용할 수 없는 싱글 사이드 밴드 변조의 제한으로 인해 잔여 사이드 밴드가 사용됩니다.(무선통신에서) 잔존 사이드밴드는 부분적으로만 절단되거나 억제된 사이드밴드입니다.사용하는 대역폭이 크기 때문에 비디오가 AM으로 전송되는 경우 TV 방송(아날로그 비디오 형식)에서는 이 방법을 사용합니다.ATSC 규격 8VSB와 같은 디지털 전송에도 사용할 수 있습니다.

NTSC 또는 ATSC를 사용하는 국가의 TV용 브로드캐스트 또는 트랜스포트 채널 대역폭은 6MHz입니다.대역폭을 절약하려면 SSB가 바람직하지만 비디오 신호는 상당한 저주파수 내용(평균 밝기)과 직사각형 동기 펄스를 가지고 있습니다.엔지니어링상의 타협은 잔존 사이드 밴드 전송입니다.잔존 사이드 밴드에서는 대역폭 W2 = 4.0MHz의 전체 상부 사이드 밴드가 전송되지만 하부 사이드 밴드의 W1 = 0.75MHz만이 캐리어와 함께 전송됩니다.반송파 주파수는 6MHz 와이드 채널의 하단 가장자리 위 1.25MHz입니다.따라서 시스템 AM은 저변조 주파수에서 SSB가 되고 SSB는 고변조 주파수에서 SSB가 됩니다.고주파에서 하부 사이드밴드 구성 요소의 부재를 보상해야 하며, 이는 IF 앰프에서 이루어집니다.

아마추어 무선 음성 통신에서의 LSB 및 USB 주파수

아마추어 무선 음성 통신에 싱글 사이드 밴드를 사용하는 경우는, 10 MHz 미만의 주파수에 대해서는 Lower Side Band(LSB; 하부 사이드 밴드), 10 MHz 이상의 주파수에 대해서는 Upper Side Band(USB; 상부 사이드 밴드)를 ^[11]사용하는 것이 일반적입니다.예를 들어 40m 대역에서는 LSB 모드를 사용하여 7.100MHz 전후로 음성 통신이 이루어지는 경우가 많습니다.14.200MHz의 20m 대역에서는 USB 모드가 사용됩니다.

이 규칙에 대한 예외는 FCC 규칙에서 ^[12]USB가 특별히 요구되는 60m 대역(5.3MHz 부근)의 5개의 개별 아마추어 채널에 적용됩니다.

확장 싱글 사이드 밴드(eSSB)

확장 싱글 사이드밴드는 표준 또는 기존 2.9kHz SSB J3E 모드(ITU 2K90J3E)의 오디오 대역폭을 초과하는 모든 J3E(SSB-SC) 모드입니다.

확장 SSB 모드	대역폭	주파수 응답	ITU 지정자
eSSB(좁음-1a)	3kHz	100Hz~3.10kHz	3K00J3E
eSSB(좁음-1b)	3kHz	50Hz~3.05kHz	3K00J3E
eSSB(협-2)	3.5kHz	50Hz~3.55kHz	3K50J3E
eSSB(중간-1)	4 kHz	50Hz~4.05kHz	4K00J3E
eSSB(중간2)	4.5kHz	50Hz~4.55kHz	4K50J3E
eSSB(와이드-1)	5kHz	50Hz ~ 5.05kHz	5K00J3E
eSSB(와이드 2)	6 kHz	50Hz~6.05kHz	6K00J3E

진폭 컴포지트 싱글사이드 밴드 변조(ACSSB)

Amplitude-Compended Single Side Band(ACSSB; 진폭 컴포지트 Single Side Band)는 파일럿톤을 가진 단일 사이드밴드를 사용하는 협대역 변조 방식입니다.이것에 의해, 리시버내의 익스팬더가 송신기에 의해서 심하게 압축된 진폭을 복원할 수 있습니다.표준 SSB 변조보다 유효 범위가 향상되는 동시에 표준 SSB 무선과의 후방 호환성을 유지합니다.또한 ACSSB는 협대역 FM 변조와 비교하여 소정의 전력 레벨에 대해 대역폭을 줄이고 범위를 향상시킵니다.

Controlled-Envelope Single-Side-Band Modulation(ACSB; 제어 엔벨로프 싱글사이드 밴드 변조)

표준 SSB 변조를 생성하면 사인파 톤의 평균 엔벨로프 레벨을 훨씬 웃도는 큰 엔벨로프 오버슈트가 발생합니다(오디오 신호가 피크 제한되어 있는 경우라도).표준 SSB 엔벨로프 피크는 스펙트럼의 절단 및 필수 힐버트 변환의 실제 구현에 따른 근사 오차로부터의 비선형 위상 왜곡에 기인한다.최근 적절한 오버슈트 보상(이른바 제어된 외피 단측 대역 변조(CESB))은 음성 전송을 위한 피크 감소의 약 3.8dB를 달성하는 것으로 나타났다.그 결과, 약 140%^[13]의 전력 효율이 향상됩니다.CESB 신호의 생성은 SSB 변조기에 통합될 수 있지만, 표준 SSB 무선으로부터 CESB 신호(예를 들어 외부 음성 프리프로세서의 형태)의 생성을 분리하는 것이 가능하다.이를 위해서는 표준 SSB 무선 변조기가 선형 위상이어야 하며 CESSB 신호를 통과하기에 충분한 대역폭을 가져야 합니다.표준 SSB 변조기가 이러한 요건을 충족하면 CESSB 프로세스에 의한 엔벨로프 제어가 유지됩니다.^[14]

ITU 지정

1982년 국제전기통신연합(ITU)은 진폭 변조 유형을 지정했다.

지정	묘사
A3E	더블 사이드 밴드 풀 캐리어 – 기본 진폭 변조 방식
R3E	싱글 사이드 밴드 환원 반송파
H3E	싱글 사이드 밴드 풀 캐리어
J3E	싱글 사이드 밴드 억제 반송파
B8E	독립 사이드밴드 방출
C3F	잔존 사이드 밴드
린콤펙스	링크드 컴프레서 및 익스팬더

「」를 참조해 주세요.

ACSSB, 진폭 컴포지트 싱글사이드 밴드
독립 사이드 밴드
변조 기법의 다른 예에 대한 변조
사이드밴드에 대한 자세한 내용은 사이드밴드

레퍼런스

^ Michael Murray Elliott (1953). "Single sideband transmission by envelope elimination and restoration". Naval Postgraduate School.
^ Leonard R Kahn (July 1952). "Single-sideband transmission by envelope elimination and restoration". Proceedings of the IRE. 40 (7): 803–806. doi:10.1109/JRPROC.1952.273844. S2CID 51669401.
^ US 1449382 John Carson/AT&T: 1915년 12월 1일 제출된 "고주파 시그널링 방법 및 수단"; 1923년 3월 27일 승인
^ The History of Single Sideband Modulation Archived 2004-01-03 at the Wayback Machine, Ing.에 보관된 싱글 사이드밴드 변조 이력 피터 웨버
^ IEEE, 싱글 사이드 밴드 전송의 초기 역사, 오스왈드, A.A.
^ 해저 케이블의 역사, (1927년)
^ "Amateur Radio and the Rise of SSB" (PDF). National Association for Amateur Radio.
^ Tretter, Steven A. (1995). "Chapter 7, Eq 7.9". In Lucky, R.W. (ed.). Communication System Design Using DSP Algorithms. New York: Springer. p. 80. ISBN 0306450321.
^ Earthlink.net에 다수의 기사가 게재되어 있습니다.
^ "단측 대역 신호의 생성과 검출의 제3의 방법" DK 위버 주니어.IRE 검사, 1956년 12월
^ "BRATS – Advanced Amateur Radio Tuition Course". Brats-qth.org. Retrieved 2013-01-29.
^ "FCC Part 97 - Amateur Service rules" (PDF). www.fcc.gov.
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^ "External Processing for Controlled Envelope Single Sideband" (PDF). www.arrl.org. 2016-01-01. Retrieved 2017-01-15. 데이비드 L.의 작품입니다.Hershberger, W9GR, QEX, 2016년 1월/2월호, 페이지 9-12.

원천

MIL-STD-188을 지원하는 연방 표준 1037C의 일부

추가 정보

Sgrignoli, G., W. Bretl, R. 및 Citta.(1995)."지상파 및 케이블 방송에 사용되는 VSB 변조." IEEE 소비자 가전 관련 거래 v. 41, 제3호, 페이지 367 - 382.
J. Britain, (1992)'과거 스캔: 랄프 V.L. 하틀리', 형사 IEEE, vol.80, 페이지 463.
eSSB - 확장 싱글 사이드밴드

[1] Michael Murray Elliott (1953). "Single sideband transmission by envelope elimination and restoration". Naval Postgraduate School.

[2] Leonard R Kahn (July 1952). "Single-sideband transmission by envelope elimination and restoration". Proceedings of the IRE. 40 (7): 803–806. doi:10.1109/JRPROC.1952.273844. S2CID 51669401.

[3] US 1449382 John Carson/AT&T: 1915년 12월 1일 제출된 "고주파 시그널링 방법 및 수단"; 1923년 3월 27일 승인

[4] The History of Single Sideband Modulation Archived 2004-01-03 at the Wayback Machine, Ing.에 보관된 싱글 사이드밴드 변조 이력 피터 웨버

[5] IEEE, 싱글 사이드 밴드 전송의 초기 역사, 오스왈드, A.A.

[6] 해저 케이블의 역사, (1927년)

[7] "Amateur Radio and the Rise of SSB" (PDF). National Association for Amateur Radio.

[8] Tretter, Steven A. (1995). "Chapter 7, Eq 7.9". In Lucky, R.W. (ed.). Communication System Design Using DSP Algorithms. New York: Springer. p. 80. ISBN 0306450321.

[9] Earthlink.net에 다수의 기사가 게재되어 있습니다.

[10] "단측 대역 신호의 생성과 검출의 제3의 방법" DK 위버 주니어.IRE 검사, 1956년 12월

[11] "BRATS – Advanced Amateur Radio Tuition Course". Brats-qth.org. Retrieved 2013-01-29.

[12] "FCC Part 97 - Amateur Service rules" (PDF). www.fcc.gov.

[13] "Controlled Envelope Single Sideband" (PDF). www.arrl.org. 2014-11-01. Retrieved 2017-01-15. 데이비드 L.의 작품입니다.Hershberger, W9GR, QEX, 2014년 11월/12월호, 페이지 3-13.

[14] "External Processing for Controlled Envelope Single Sideband" (PDF). www.arrl.org. 2016-01-01. Retrieved 2017-01-15. 데이비드 L.의 작품입니다.Hershberger, W9GR, QEX, 2016년 1월/2월호, 페이지 9-12.

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v t 아날로그 텔레비전 브로드캐스트토픽
시스템들	180줄 343 라인 375라인 405 회선(시스템 A) 441 행 525 회선(시스템 M) 625 라인(시스템 B, 시스템 C, 시스템 D, 시스템 G, 시스템 H, 시스템 I, 시스템 K, 시스템 L, 시스템 N) 819-line(시스템 E, 시스템 F).
색채 시스템	NTSC NTSC-J Clear-Vision PAL 팔-M PAL-S PALplus 세캄
비디오	척추의 현관에, 현관입니다. 검정 수준 Blanking 수준 색 차 색 차 부반송파 컬러 버스트 색채 살인범 컬러 TV 컴포지트 비디오 프레임(비디오) 수평 스캔 레이트 수평 블랭크 간격 루마 공칭 아날로그 블랭크 오버스캔 래스터 스캔 안전 구역 텔레비전 회선 수직 블랭크 간격 화이트 클리퍼
소리	멀티채널 텔레비전 사운드 NICAM 사운드인싱크 츠바이카날톤
변조	주파수 변조 직교 진폭 변조 잔존 사이드밴드 변조(VSB)
전송	앰프 안테나(무선) 브로드캐스트 송신기/송신국 캐비티 앰프 차분 게인 미분 위상 다이플렉서 다이폴 안테나 더미 부하 주파수 믹서 반송파간법 중간 주파수 아날로그 TV 송신기의 출력 전력 프리엠퍼시스 잔류 캐리어 분할 사운드 시스템 슈퍼헤테로다인 송신기 텔레비전 수신 전용 위성 직영 텔레비전 텔레비전 송신기 지상파 텔레비전 트랜스포저 디지털 텔레비전의 이행
주파수 및 대역	주파수 오프셋 마이크로파 전송 텔레비전 채널 주파수 UHF VHF
전파	빔 틸트 왜곡. 지반 팽대부 빈 공간에서의 필드 강도 노이즈(전자제품) Null 채우기 경로 손실 방사선 패턴 스큐 텔레비전 간섭
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