Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2025, № 2 · RADIO ENGINEERING

Signal transmission using bipolar amplitude and frequency modulation of carrier oscillation

S.I. Ziatdinov1, O.I. Kpasilnikova1

1 St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, St. Petersburg, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.2.8 UDC 621.396.96 EDN LNMSHB

Abstract

Introduction. The article considers the transmission of signals over a communication channel using bipolar amplitude and frequency modulation of the carrier harmonic oscillation. To organize an information channel, the positive half-waves of the carrier oscillation are modulated by one of the transmitted signals in amplitude or frequency, and the negative half-waves are modulated in amplitude or frequency by another signal. Goal. To demonstrate the possibility of transmitting two signals via a communication channel using bipolar amplitude and frequency modulation of the carrier oscillation with a limited bandwidth of the communication channel. Problem statement. Provide a mathematical description of the carrier oscillation with bipolar amplitude and frequency modulation. Determine the requirements for the frequency characteristics of the communication channel. Method. The research is based on the spectral representation of signals in the communication channel with bipolar amplitude and frequency modulation. Results. Analytical relationships are obtained for describing the carrier harmonic oscillation with bipolar amplitude and frequency modulation taking into account the limited bandwidth of the communication channel. The influence of the bandwidth of the communication channel on the quality of signal transmission is determined. Conclusion. The research has shown the possibility of transmitting two signals using one carrier oscillation via a communication channel with a limited bandwidth. In the case of using amplitude modulation of half-waves of the carrier oscillation by signals, the bandwidth of the communication channel must be no less than twice the greater modulation frequency of the transmitted signals. With frequency modulation, transmission of two independent signals is possible only with angular modulation indices much less than one.

  • signal transmission
  • communication channel
  • carrier wave
  • amplitude and frequency modulation
  • signal spectrum
Аннотация (на русском)

Передача сигналов с использованием биполярной амплитудной и частотной модуляции несущего колебания

Введение. Рассмотрена передача сигналов по каналу связи с использованием биполярной амплитудной и частотной модуляции несущего гармонического колебания. Для организации информационного канала положительные полуволны несущего колебания модулируются одним из передаваемых сигналов по амплитуде или частоте, а отрицательные полуволны модулируются по амплитуде или частоте другим сигналом. Цель. Показать возможность передачи двух сигналов по каналу связи с использованием биполярной амплитудной и частотной модуляции несущего колебания при ограниченной ширине полосы пропускания канала связи. Постановка задачи. Дать математическое описание несущего колебания при биполярной амплитудной и частотной модуляции. Определить требования к частотным характеристикам канала связи. Метод. В основу исследований положено спектральное представление сигналов в канале связи при биполярной амплитудной и частотной модуляции. Результаты. Получены аналитические соотношения для описания несущего гармонического колебания при биполярной амплитудной и частотной модуляции с учетом ограниченной полосы пропускания канала связи. Определено влияние ширины полосы пропускания канала связи на качество передачи сигналов. Заключение. В результате исследований показана возможность передачи двух сигналов с помощью одного несущего колебания по каналу связи с ограниченной полосой пропускания. В случае использования амплитудной модуляции полуволн несущего колебания сигналами ширина полосы пропускания канала связи должна быть не меньше удвоенной большей частоты модуляции передаваемых сигналов. При частотной модуляции передача двух независимых сигналов возможна только при индексах угловой модуляции много меньших единицы.

For citation

Ziatdinov S.I., Kpasilnikova O.I. Signal transmission using bipolar amplitude and frequency modulation of carrier oscillation // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.2.8

References

  1. Фомин А.Ф. Информационно-телекоммуникационные системы и сети. М.: МИИТ, 2010. 157 с.
  2. Акулиничев Ю.П. Теория электрической связи. Изд.: Лань, 2010. 240 с.
  3. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1969. - 512 с.
  4. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: URS, 2016. 915 с.
  5. Ипатов В.П. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. М.:Техносфера, 2007. 487 с.
  6. Патент РФ на ПМ №14505. Формирователь сигнала с фазовой манипуляцией на 1800// А.А. Волков, В.А. Кузюков. Приоритет от 12.02.2014. Опубл. В БИ № 26 за 2014 г.
  7. Бабков В.Ю. Сотовые системы мобильной связи. СПб.:BHV, 2013. 432с.
  8. Zigangirov K.Sh. Theory of Code Division Multiple Access Communication. Hoboken, NewJersey, US: Joh. Wiley and Sons, 2004. 416 p.
  9. Берлин А.Н. Цифровыесотовыесистемысвязи. М.: Эко-Тренз, 2007. 296 с.
  10. Воробьев С.Н. Цифровая обработка сигналов.СПб.: Издательский дом "Академия", 2013. 318 с.
  11. Чернецова Е.А. Системы и сети передачи информации. СПб.: РГГМУ, 2015. 186 с.