[工学]新版通信原理第3章2011年.ppt

3.6 各种模拟调制系统的比较 假设所有系统的接收机输入端具有相等的信号功率，且加性噪声都是具有均值为零、双边带功率谱密度为 的高斯白噪声，基带信号 为正弦信号，在所有系统中满足 同时，所有的调制与解调系统都是具有理想的特性。显然，在上述的比较条件下，表征系统性能分别如下： 上式中， 为调制信号的带宽，或称为基带宽度，且已假定AM的调幅度为100％。 传输带宽和抗噪声性能 3.7 频分复用 为了提高通信系统信道的利用率，几个用户使用同一个信道和其它用户通信。引入多路复用的概念。 多路复用：在同一个信道上同时传输多路信号而互不干扰的一种技术。 最常用的多路复用方式是频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）。 按频段区分信号的方法叫频分复用；按时隙区分信号的方法叫时分复用；按相互正交的码字区分信号的方法叫码分复用。 传统的模拟通信中都采用频分复用；随着数字通信的发展，时分复用和码分复用通信系统的应用越来越广泛。 一、FDM基本概念 一般的通信系统的信道所能提供的带宽往往要比传送一路信号所需的带宽宽得多。因此，如果一条信道只传输一路信号是非常浪费的。为了充分利用信道的带宽，提出了信道的频分复用。 频分复用：在发送端利用不同频率的载波将多路信号的频谱调制到不同的频段，以实现多路复用。频分复用的多路信号在频率上不会重叠，合并在一起通过一条信道传输，到达接收端后可以通过中心频率不同的带通滤波器彼此分离开来。 LPF SBF1 相加器 BPF1 LPF BPF2 LPF BPF3 LPF LPF SBF2 LPF SBF3 信道 二、频分复用 假设复用的n路信号均为话音信号（300—3400Hz），采用单边带调制。 为了各路信号频谱不重叠，要求载频间隔满足 三、n路频分复用信号的带宽 SSB调制： DSB调制： 为了各路信号频谱不重叠，要求载频间隔 频分复用信号原则上可以直接在信道中传输，但在某些应用中，还需要对合并后的复用信号再进行一次调制。第一次对多路信号调制所用的载波称为副载波，第二次调制所用的载波称为主载波。原则上，两次调制可以是任意方式的调制方式。如果第一次调制采用单边带调制，第二次调制采用调频方式，一般记为SSB/FM。 例题 FDM的特点 频分复用系统的主要优点是信道复用路数多、分路方便。因此它曾经在多路模拟电话通信系统中获得广泛应用，国际电信联盟（ITU）对此制定了一系列建议。 频分复用主要缺点是设备庞大复杂，成本较高，还会因为滤波器件特性不够理想和信道内存在非线性而出现路间干扰，故近年来已经逐步被更为先进的时分复用技术所取代。 不过在电视广播中图像信号和声音信号的复用、立体声广播中左右声道信号的复用，仍然采用频分复用技术。 第3章 小结 一、调制的定义和分类 二、幅度调制（AM、DSB、SSB、VSB） 1、时域表达式（功率） 2、频域表达式（带宽） 3、抗噪性能分析（分析模型） 三、角度调制（FM、PM） 1、调制原理（瞬时频偏、瞬时相偏） 2、带宽 3、抗噪性能分析（一般的调制信号、单音调制） 四、频分复用 例题 3.5 非线性调制（角度调制）的原理和抗噪性能分析 一、调制原理 角度调制：正弦载波的振幅保持不变，而瞬时频率偏移或瞬时相位偏移随着基带信号呈线性变化。 其中， 1、相位调制（PM） 2、频率调制（FM） 例题：（单音调制） 解： 问题：最大相移和最大频移分别为多少？ 解： 调相指数: 调频指数: 上面的结论只适用于单音调制时。 3、FM与PM的关系 1）对于正弦波角度调制，无法从已调波形来区分它是FM还是PM。只有与调制信号比较才能区分。 2）如果将调制信号先积分，再使它对载波进行PM，即得FM。 如果将调制信号先微分，再使它对载波进行FM，即得PM。 FM 积分 PM PM 微分 FM 二、调频信号的频谱和带宽 单音调频信号的频谱 单音调频信号的带宽 2）角度调制信号的带宽 如果是单音调制， 3、调频信号的平均功率 例题 三、调频信号的解调 鉴频器：输出与输入信号的瞬时频率偏移成正比。 限幅器: 消除接收信号在幅度上可能的畸变。 1、非相干解调 3）鉴频器：输出与输入信号的瞬时频率偏移成正比。 无噪分析： 鉴频器输出： 鉴频器可由“微分器”和“包络检波器”构成。（参见教材86页） 2、相干解调 四、角度调制的抗噪声性能 n(t) 1、解调器输入信噪比 2、解调器输出端的信噪比 讨论： 由此可以得到单音调制时，调频系统的调制制度增益G为 所以，宽带调频解调器的制度增益是很高的，即抗噪声性能好。 调频系统抗噪性能是以增加其传输带宽来换取的； 宽带调频的输出信噪比相对于调幅的改善与其传输带宽的平方成正比。