线性调制系统性能.ppt

1 分析模型 我们只讨论信道存在加性高斯白噪声时 各种线性调制系统的抗噪声性能 由于加性噪声只表现在对接收端产生影响 因而调制系统的抗噪声性能可以用解调器的抗噪声性能来衡量 4 1 6线性调制系统的抗噪声性能 BPF作用是滤除已调信号频带以外的噪声 因此经过BPF后 到达解调器输入端的信号仍可认为是Sm t 但噪声为带限噪声ni t 带宽与信号带宽相同 若白噪声的双边功率谱密度为n0 2 带通滤波器传输特性是高度为1 带宽为B的理想矩形函数 则输入噪声平均功率 Ni n0B 评价一个模拟通信系统质量常用输出信噪比 为衡量同类调制系统不同解调器对输入信噪比的影响 还可用输出信噪比和输入信噪比的比值G 调制制度增益 来表示 即 G越大 表明解调器的抗噪声性能越好 2 DSB调制系统的性能 由于DSB采用同步解调 所以输入信号与输入噪声可以单独解调 其中 ni t nc t 及ns t 具有相同的平均功率 解调器输入信噪比 经低通滤波器后 输出信号为 解调器输出端的有用信号功率为 解调器输出信噪比 解调DSB时 接收机中的带通滤波器的中心频率 0与调制载频 c相同 因此解调器输入端的噪声ni t 可表示为 ni t nc t cos ct ns t sin ct 它与相干载波cos ct相乘后 得 经低通滤波器后 解调器最终的输出噪声为 故输出噪声功率为 DSB信号的解调器使信噪比改善一倍 原因是采用同步解调 输入噪声中的正交分量ns t 被消除的缘故 3 SSB调制系统的性能单边带信号的解调方法与双边带信号相同 区别仅在于解调器之前的带通滤波器的带宽和中心频率不同 SSB调制系统的带通滤波器带宽是DSB的一半 由于SSB信号的解调器与DSB信号的相同 故计算单边带信号解调器输入及输出信噪比的方法也相同 单边带信号解调器的输入 输出噪声功率可根据DSB的推导直接得到 即 输入信号平均功率 因为m t 与幅度相同 所以两者具有相同的平均功率 故上式变为 解调器输入信号 与相干载波相乘后 再经低通滤波可得解调器输出信号 所以 输出信号平均功率 这是因为在SSB系统中 信号和噪声有相同表示形式 所以相干解调过程中 信号和噪声的正交分量均被抑制掉 故信噪比没有改善 GDSB 2GSSB 这能否说明双边带系统的抗噪声性能比单边带系统好呢 回答是否定的 在上述讨论中 是在两者的输入信号功率不相等的情况下得到的 双边带已调信号的平均功率是单边带信号的2倍 另外 单边带信号所需带宽仅是DSB的一半 因此在噪声功率谱密度相同的情况下DSB解调器的输入噪声是SSB的两倍 从而使DSB解调器输出噪声功率比单边带的大一倍 如果在相同的输入信号功率Si 相同输入噪声功率谱密度n0 相同基带信号带宽Bb条件下 进行比较 则它们的输出信噪比是相等的 因此 两者的抗噪声性能是相同的 但双边带信号所需的传输带宽是单边带的2倍 调制制度增益只适合于在同类调制系统内用来衡量不同解调器对输入信噪比的影响 而不能作为不同调制系统抗噪声性能的比较 4 VSB调制系统的性能 VSB调制系统的抗噪声性能的分析方法与上面的相似 但是 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 但是当残留边带不是太大的时候 近似认为与SSB调制系统的抗噪声性能相同 5 AM调制系统的性能 对于同步检测 低通 隔直 即在AM相干解调过程中 需注意 这里的LPF不仅滤掉了高频成份 同时也滤掉了直流成份 由于直流成分即不是信号 也不是噪声 所以在分析噪声性能时不考虑 对于包络检波 AM信号最常用简单的包络检波法解调 其检波输出正比于输入信号的包络变化 其中 理想包络检波器的输出就是E t 由上式可知 检波输出中有用信号与噪声无法完全分开 因此 计算输出信噪比是件困难的事 大信噪比情况 A m t ni t 我们主要考虑两种特殊情况 式中直流分量A被电容器阻隔 有用信号与噪声独立地分成两项 因而可分别计算出输出有用信号功率及噪声功率 输出信噪比 对于AM系统 在大信噪比时采用包络检波器解调时的性能与使用同步检测器时的性能几乎一样 只不过同步检测G不受信噪比假设条件限制 小信噪比情况 A m t nc t 在包络检波器的输出端没有单独的信号项 有用信号被扰乱 解调器输出只能看作噪声 门限效应 所谓门限效应 是指当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后 检波器输出信噪比急剧恶化的一种现象 即在小