第3章模拟调制传输系统.ppt

* * 前面的分析都是在没有噪声的条件下进行的。实际上，任何通信系统都避免不了噪声的影响。 从第2章的有关信道和噪声的内容可知，通信系统是把信道加性噪声中的起伏噪声作为研究对象的。而起伏噪声又可视为高斯白噪声。 因此，本节将要研究信道存在加性高斯白噪声时各种线性系统的抗噪声性能－－可靠性研究。 3.4 模拟调制系统的抗噪声性能 * * * ●解调器输出信噪比 ●输入信噪比 ●信噪比增益(调制制度增益)作为不同调制方式下解调器抗噪性能的度量。它可以定义为： 图3-14 线性调制相干解调的抗噪声性能分析模型 带通 滤波器 s m ( t ) s m ( t ) n ( t ) n i ( t ) m o ( t ) n o ( t ) 低通 滤波器 cos w c t ＋ 2 相干解调的抗噪声性能 * * ●特点：相干解调属于线性解调，故在解调过程中，输入信号及噪声可分开单独解调。 ●适用：所有线性调制（DSB、SSB、VSB、AM）信号的解调 。 相干解调时接收系统模型：解调器为同步解调器，由相乘器和LPF构成。 解调器的输入信噪比 由前面的叙述可知，各调幅信号的时域表达式分别为： VSB信号与SSB信号在残留边带滤波器滚将范围不大时近似相等 输入信号的平均功率： 输入噪声的平均功率： 输入噪声都是叠加的平稳高斯白噪声，其平均功率为 ，n0为白噪声的单边功率谱密度，B为已调信号带宽。 对于各种调幅方式，其相干解调器输入噪声的平均功率分别为： * * 输出噪声的功率 解调器噪声输入 乘法器输出 经LPF输出噪声 输出噪声功率 －－可直接写出 （规律!!!） 2.解调器的输出信噪比 * * 输出信号功率 解调器输出信号平均功率： 结论： ●对于DSB信号解调器的输入和输出信噪比： ●调制制度增益： （规律!!!） 图 4 - 10残留边带滤波器特性 (a) 残留部分上边带的滤波器特性(b) 残留部分下边带的滤波器特性 图 3-9 残留边带滤波器的几何解释 － w c O w w c H VSB ( w ) w H VSB ( w － w c ) w c O w － w c H VSB ( w ＋ w c ) w H VSB ( w － w c )＋ H VSB ( w ＋ w c ) O O － w c w c ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) 残留边带调制优点：带宽几乎与单边带系统相同，具有双边带的良好低频特性。对于低频分量很丰富的信号，采用残留边带调幅是一种好的办法。残留边带滤波器比要求具有陡峭截止特性的单边带滤波器简单得多。它综合了单边带和双边带的优点，克服了它们的缺点。 BVSB=BSSB; 实现容易； 只要HVSB(ω)在±ωc处具有互补对称（奇对称）特性，那么，采用相干解调法解调残留边带信号就能够准确地恢复所需的基带信号。 VSB信号的特点： 调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。 解调的方式有两种：相干解调与非相干解调。相干解调适用于各种线性调制系统，非相干解调一般只适用幅度调制（AM）信号。 3.2.5 调幅系统的解调 1、 AM信号的非相干解调 所谓非相干解调就是在接收端解调信号时不需要本地载波，而是利用已调信号中的包络信息来恢复原基带信号。因此，非相干解调一般只适用幅度调制（AM）系统。由于包络解调器电路简单，效率高，所以几乎所有的幅度调制（AM）接收机都采用这种电路。图3-16为串联型包络检波器的具体电路。 图3-16 串联型包络检波器电路 当RC满足条件 时，包络检波器的输出基本上与输入信号的包络变化呈线性关系，即 其中， 。隔去直流后就得到原信号m(t) 。 （3. 44） 2. DSB信号的相干解调 所谓相干解调是为了从接收的已调信号中，不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。相干解调的一般数学模型如图3-15所示。 图3-15 相干解调器的数学模型 设图3-15的输入为DSB信号 乘法器输出为 （3-18） 该信号由两部分组成：低频的基带信号部分和频率为载频2倍的高频信号部分。DSB相干解调波形极其频谱图为： 3.3 频率调制系统 幅度调制属于线性调制，它是通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的平移及线性变换的。一个正弦载