通信原理PPT电子课件教案-08模拟线性调制(三).ppt

模拟线性调制 （三）,通信原理第八讲,振幅调制小结,am调制,dsb调制,ssb调制,vsb调制,功耗大、带宽宽、解调简单（调幅广播）,功耗小 带宽宽,功耗小、带宽窄，低频困难（单边带电台）,功耗小、带宽较窄、低频好（电视）,第三章 模拟线性调制,关于调制 模拟线性调制与解调 am、dsb、ssb、vsb 线性调制信号的一般模型 滤波法产生调制信号的一般模型 相移法产生调制信号的一般模型 相干解调的一般模型 插入载波包络检波的一般模型 线性调制系统的抗噪声性能 相干解调的抗噪声性能 包络检波的抗噪声性能,线性调制系统的抗噪声性能,信道干扰n(t)：高斯白噪声 解调器输入信号、噪声：si、ni 解调器输出信号、噪声：s o、no,分析工具：窄带高斯过程，正弦信号加窄带高斯过程 分析目标：信噪比（改善/恶化）情况,线性调制系统的抗噪声性能,高斯窄带噪声 ni(t)、nq(t)分别称为噪声的同相分量和正交分量。它与ni(t)都是均值为0的随机过程,线性调制系统的抗噪声性能,高斯窄带噪声 均值为0 方差相同 平均功率相等,线性调制系统的抗噪声性能,若白高斯噪声的双边带功率谱密度为no/2，带通滤波器的单边矩形等效带宽为b，则，输入到解调器的噪声功率为： 设输入到解调器的信号功率为si,线性调制系统的抗噪声性能,输入信噪比 输出信噪比 信噪比增益,衡量系统性能,相干解调的抗噪声性能,相干解调的抗噪声性能,解调器输入信号的平均功率,解调器输入噪声的平均功率，b为滤波器带宽,相干解调的抗噪声性能,解调器输入：,与本地载波相乘：,低通滤波输出：,相干解调的抗噪声性能,解调器输出信号的平均功率：,解调器输出：,解调器输出噪声的平均功率：,相干解调的抗噪声性能,dsb 相干解调的抗噪声性能,ssb 相干解调的抗噪声性能,ssb dsb 等抗噪声性能讨论,gssb=1,，gdsb=2并不等于双边带调制的抗干扰性能优于单边带调制，因为双边带已调信号的平均功率是单边带的2倍。 从这意义上讲，两种调制的抗干扰性能相同。但双边带调制信号的传输带宽是单边带调制的2倍。 vsb调制系统的抗噪声性能的分析方法与上面的相似。 由于采用的残留边带滤波器的频率特性形状不同， 所以，抗噪声性能的计算是比较复杂的。当残留边带不是太大的时候，可以近似认为与ssb调制系统的抗噪声性能相同。,am 相干解调的抗噪声性能*,第三章 模拟线性调制,关于调制 模拟线性调制与解调 am、dsb、ssb、vsb 线性调制信号的一般模型 滤波法产生调制信号的一般模型 相移法产生调制信号的一般模型 相干解调的一般模型 插入载波包络检波的一般模型 线性调制系统的抗噪声性能 相干解调的抗噪声性能 包络检波的抗噪声性能,包络检波的抗噪声性能,对am信号的包络检波 解调器输入信号 输入信号功率,包络检波的抗噪声性能,解调器输入噪声 输入噪声功率（b为滤波器带宽） 解调器输入信噪比,包络检波的抗噪声性能,调器输入端信号和噪声的合成 信号包络-理想检波器的输出,信号与噪声存在非线形关系，无法分离,包络检波的抗噪声性能,大信噪比情况分析,包络检波的抗噪声性能,大信噪比情况分析 输出信号功率： 输出噪声功率： 输出信噪比：,包络检波的抗噪声性能,大信噪比情况分析结论 输入噪声比： 输出信噪比： 信噪比增益：,信噪比恶化,大信噪比情况下 包络检波近似相 当于相干解调,包络检波的抗噪声性能,小信噪比情况分析,包络检波的抗噪声性能,小信噪比情况分析结论 信噪比小到一定程度，上式中不存在单独的m(t)项，即信号与噪声无法分开，这时无法通过包络检波恢复出信号。这种现象称“门限效应”是包络检波的非线性解调引起的。当输入信噪比差到一定程度时，输出信噪比将急剧恶化 注意，相干解调的解调器输出端的信号与噪声总能分离，没有门限效应。,模拟调制系统抗噪声性能例题,例题1 对单频am进行包络检波。设每边带功率为10mw，载波功率为100mw。接收机带通滤波器带宽为10khz，信道噪声单边功率谱密度为510-9w/hz。 求解调器输出信噪比 如改为发射功率相同的dsb-sc，其性能优于am多少分贝,模拟调制系统抗噪声性能例题,例题1（解） 求解调器输出信噪比,模拟调制系统抗噪声性能例题,例题1（解） 如改为dsb-sc，其性能优于am多少分贝,模拟调制系统抗噪声性能例题,例题2 对dsb和ssb分别进行相干解调，接收信号功率为2 mw，噪声双边功率谱密度为 210-9w/hz，调制信号最高频率为4khz。 比较解调器输入信噪比 比较解调器输出信噪比,模拟调制系统抗噪声性能例题,例题2（解） ssb： dsb：,模拟调制系统抗噪声性能例题,例题2（解） 输入信噪比的比较为 输出信噪比的比较为,包络检波的抗噪声性能*,深入分析 正弦波加窄带噪声的随机过程的分析方法 简化分析，假定调制信号为0 输入信号：,包络检波的抗噪声性能*,深入分析 输入信噪比： 检波后输出信号功率： 检波后输出噪声功率为：,转化为求a（t）的均值与方差,正弦波加窄带高斯噪声*,广义瑞利分布，莱斯分布,求出均值与方差，得出近似结论,包络检波的抗噪声性能*,深入分析 正弦波加窄带噪声的随机过程的分析方法 （隐含条件：调制信号为0）分析得出结论 注意，此处的信噪比与相干解调定义有所不同。在调制信号为0时，按照“载噪比”衡量,包络检波的抗噪声性能*,深入分析,计算机辅助通信模拟与仿真,包络检波的抗噪声性能*,研究型作业： 在频谱宽度为0-400hz的频段内传输一个频率为200hz单频信号，载波信号为4khz，假定am调幅指数分别为50%，80%，100%，信道噪声为高斯白噪声。 用matlab或其他数值计算、模拟的方法，模拟计算实际的信噪比曲线，并分析。,包络检波的抗噪声性能*,模拟线性系统调制小结,am调制,dsb调制,ssb调制,vsb调制,功耗大、带宽宽、解调简单（调幅广播）,功耗小 带宽宽,功耗小、带宽窄，