现代通信原理教程（第二版）（黄文准）教案（上）

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（以2课时为单元）

课序授课日期授课班次授课教师批准人

1

课题绪论

目的要求了解通信的发展，掌握通信系统的组成

（一）常用通信术语

教学内容

（二）模拟信号和数字信号系统的组成

重点难点模拟信号和数字信号、码元速率及信息速率

教学方法

理论讲述为主，结合举例进行讲解

手段

1）回顾与提问

2）课程讲解

教学步骤3）课堂讨论

4）小结

5）布置作业

复习

提问题

作业题目练习题一1.

通信系统的分类、通信方式

预习内容信息度量

课时分配（以分钟计算）

教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业

时间分配0851041

第1章绪论

一、通信与通信系统的一般概念

1.通信：传输与交换消息的过程。

2.电通信：用电信号携带所要传递的消息，然后经过各种电信道进行传输与交

换，以达到通信的目的。

3.通信系统：为完成通信任务所需的一切技术设备和传输媒质所构成的总体。

二、通信发展简史

1838年有线电报发明，成为使用电通信的标志。

1876年有线电话发明，是现代通信的开端。

1878年第一个人工交换局，21个用户。

1896年无线电报发明，无线通信的开端。

1906年电子管的发明，使有线、无线通信迅速发展。

20世纪30年代通信理论体系形成。

20世纪50年代晶体管和集成电路问世，模拟通信高速发展，数字通信方

式形成，计算机和通信技术密切结合，人机通信、机器与机器之间的通信逐

渐实现。

20世纪80年代通信网迅速发展，除传统的电话网、电报网以外，其它先

进的通信网蓬勃发展，如移动通信网、综合业务数字网、公用数据网、智能

网、宽带交换网等。

三、通信系统的组成和各部分的作用

1.信源：原始信号的来源，其作用是将消息转换成相应的电信号。（如电话机、

话筒、摄像机、计算机以及各种数字终端设备）

2.发送设备：对原始电信号进行各种处理和变换，使它变换成适合于信道中传

输的形式。（调制、放大、滤波及数字发送设备中的编码功能等）

3.信道（传输媒介）：发送设备和接收设备之间用于传输信号的媒介（有线和无

线两大类）

4.接收设备：对接收的信号进行处理和变换，以便恢复出对应于发送端的原始

信号（放大、滤波、解调及数字接收设备中的译码等功能）

5.信宿（收信者）：原始信号的最终接收者，其作用是把接收设备恢复出来的原

始电信号转换成相应的消息（人、各种终端设备、计算机）

噪声源：是信道中的噪声和通信系统中其他部分所产生的噪声的集中表示。

四、模拟通信与数字通信

1.模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相

对应的信号

2.数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信

号。

3.模拟信号与数字信号的区别：模拟（连续）信号不一定在时间上也连续；数

字（离散）信号不一定在时间上也离散

4.数字通信系统与模拟通信系统相比，其主要优点在于：（1）抗噪声性能好；

（2）数字接力通信（中继）时可以消除噪声的积累；（3）可以采用信道编码

降低误码率，提高通信质量；（4）便于加密，实现保密通信；（5）便于处理、

存储、交换；（6）便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功能

增强。

5.数字通信的主要缺点：它比模拟通信占据数倍甚至数十倍宽的系统频带。（以

电话为例，一路模拟电话通常占据4KHz的带宽，但一路数字电路所要占据

20KHz〜60KHz的带宽，因此在频带时分紧张而对通信质量没有特殊要求的场

合，仍将沿用模拟通信。其优点是以占据更多系统频带为代价的。）

［问题1］语音信号为模拟信号，所以传输语音信号的系统一定是模拟通信系统,

此说法正确吗？为何？

答：不对。因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行

传输。

［问题2］数字电话与模拟电话有什么区别？

答：区别在于数字电话是数字通信系统，语音信号在信道中已经转换为数字

信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。

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2

课题绪论

通信系统的组成、分类及通信方式；理解信息的定义及其度量，了

目的要求

解通信系统的性能指标。

（-）系统的组成和分类及通信方式数字通信系统的主要

教学内容特点

（二）码元速率、信息速率、频带利用率以及误码率

重点难点模拟信号和数字信号、码元速率及信息速率

教学方法

理论讲述为主，结合举例进行讲解

手段

6）回顾与提问

7）课程讲解

教学步骤8）课堂讨论

9）小结

10）布置作业

复习

提问题

作业题目练习题一2、4、5、6

预习内容信道定义

信道模型

课时分配（以分钟计算）

教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业

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1.3、通信系统的分类

1、按消息的物理特征分类（业务）

如电报、电话、数据、图像通信系统

2、按调制方式分类

基带传输：未经调制的信号直接传输（音频和数字基带）

调制传输：对各种信号变换方式后进行传输的总称。

3、按信号特征分类

最常用分为模拟与数字通信系统两大类

4、按信号复用方式分类

频分复用：用频谱搬移使不用信号占据不同的频率范围（主要用于模拟通信）

时分复用：用脉冲调制使不同信号占据不同的时间区间（主要用于数字通信）

码分复用：用一组正交的脉冲序列分别携带不同的信号（主要用于扩频通信）

5、按传输媒介分类

最常用分为有线（包括光纤）与无线

通信方式

1、按消息传输的方向与时间关系分

单工：单方向传输（一点发、一点收）.例如遥控。

半双工：通信双方（两点）均能收发消息但不能同时收发。例如无线对讲机。

全双工：通信双方（两点）能同时收发信号。例如电话。

2、按数字信号码元的排列方式分

串序传输：将数字信号按时间顺序一个接一个的传输，它占用一条通路。适

合远距离。

并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输，

适合近距离。

七、通信系统的质量指标

（1）通信系统的质量指标主要有：有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性及

维护使用等。其中最主要的是有效性和可靠性，它们二者是对立统一的。

（2）模拟通信系统的质量指标

1.有效性

有效性可用单位时间内传送的信息量来衡量。模拟通信的有效性是指传输一

定的信息量所消耗的信道资源数（带宽或时间），通常用有效传输带宽来衡量。

同样的消息采用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度。频带宽度越窄，则

有效性越好。

2.可靠性

可靠性是指接收信息的准确程度，模拟通信用均方差来衡量发送的模拟信号

与接收端恢复的模拟信号之间的误差程度。在实际的模拟通信系统中，其可靠

性是用接收终端的输出信噪比来度量的，这是因为在信道是理想的情况下，误

差是由信号传输时的加性噪声产生的，而加性噪声一般用信噪比衡量。信噪比

越大，通信质量越高。

（3）数字通信系统的质量指标

1.有效性

数字通信的有效性用传输速率来衡量。

（1）码元速率（传码率）

码元及码元长（宽）度：在数字通信中常用时间间隔相同的符号来表示一

位N进制信号，此时间间隔内的信号称为N进制码元，时间间隔的长度称

为码元长度。

码元速率：指单位时间传输的码元数，以凡友示，单位：baud（波特，

简记Bd）R,=l/7；,Ts为码元长度。

码元速率与数字信号进制没有关系，只与码元长度有关。

（2）信息速率（传信率）

单位时间传输的信息量为信息速;用以表示，单位bit/s（比特/秒）。

对于一个M进制数字信号，R,=R^2M,信息速率与进制有关。

对于二进制数字信号，'=凡1'时简称它们为数码率。

（3）频带利用率

“=B为传输带宽

［例题］某消息用十六元码序列传送时，码元速率是300baud,问：其信息速率

为多少？若改用二元码序列传送该消息，试求信息速率为多少？

解：舄八6=（log216）xRs%=4X300=1200（。0/$）

=Rs->=Rs"-300（Z?Z7/5）

2.可靠性

数字通信的可靠性用差错率来衡量。

（1）误码率

〃式差错码元数）

“凡（传输的码元总数）

（2）误信率

（错误消息的比特数）

Pb~，"里♦传输消息的总比特数）

作业：一个四进制数字通信系统，码元速率为IkBd,连续工作1小时后，接

收端收到的错码为10个，（1）求误码率；（2）四个符号独立等概且错一个码元

时发生Ibit信息错误，求误信率。

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（以2课时为单元）

课序授课日期授课班次授课教师批准人

3

课题第二章信道

目的要求理解信道定义及数学模型

（-）狭义信道和广义信道的定义

教学内容

（二）掌握调制信道和编码信道的定义

重点难点调制信道和编码信道的定义

教学方法

理论讲述为主，结合举例进行讲解

手段

11）回顾与提问

12）课程讲解

教学步骤13）课堂讨论

14）小结

15）布置作业

复习

提问题

作业题目练习题一1

信道的传输特性

预习内容信道容量

课时分配（以分钟计算）

教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业

时间分配0851041

第2章信道

一、信道

（1）信道的定义

信道：以传输媒质为基础的信号通道

电缆

有线信道

光缆

狭义信道＜短波广播

超短波

无线信道

卫星通信

移动通信

广义信道：除传输媒质外，还包括有关发送设备、接收设备、天线、Modem

（2）调制信道模型（连续系统）

共性:1）有一对（或多对）输入、输出端

2）线性的

3）对信号有延迟、损耗

4）无信号输入时，仍有噪声输出

时变线性网络模型为：

如果网络的函数变换关系定义为人⑺，网络的输入为,⑺则网络的输出

e0（t）=k（t）e\t）+n（t）

注：左⑺:乘性干扰。恒参信道：-f）=常数

随参信道：女⑺工常数

〃⑺:加性干扰。

二、白噪声

（1）白噪声的定义

功率谱密度在整个频域内都是均匀分布的噪声，称之为白噪声，即

匕（0="2

式中，如是一个常数，单位为“瓦/赫兹”（W/Hz）。

白噪声的自相关函数为即）=「有（。）］=城（/）/2

如果白噪声服从高斯分布，则称之为高斯白噪声。高斯白噪声在任意两个不

同的时刻的取值不仅是不相关的，而且还是统计独立的。

高斯白噪声的功率谱密度匕（助=%/2

式中，〃o为单边功率谱密度；〃o/2为双边功率谱密度。

（2）带限白噪声

如果白噪声被限制在（次），/））之内，则这样的白噪声称之为带限白噪声

（理想低通白噪声），即

0其豺

其自相关函数为R(T)=尸位3)]=厂&-4卬=加。空维=Msa®"

1。2CO^T2]

白噪声、理想低通白噪声和理想带通白噪声的功率谱及其自相关函数如图所示。

[例题]设信道噪声是一个均值为0,双边功率谱密度为〃。/2的高斯白噪声，接

收机输入端的收滤波器是一个中心角频率为0,、带宽为B的理想低通滤波器，

且fc»B:

(1)求收滤波器输出噪声时域表达式和双边功率谱密度；

(2)求收滤波器输出噪声的自相关函数；

(3)求收滤波器输出噪声功率；

(4)写出收滤波器输出噪声的一维概率密度函数。

解：(1)因为力.》8,所以收带通滤波器输出噪声是一个窄带

白噪声，它的时域表达式为：

w(r)=n,(z)cos(oct-nQ(t)sincot

“(f)的双边功率谱密度为

Jyf.-B/2<\f\<fc+B/2

.0其他

片(7)的图形如图所示

(2)与(⑼=弥[2.3(0+Q)+(。一七)]

27rB2兀Bt

£>2TB(69)C----Sa(----)=BSa(兀Bl)

2万2

根据傅里叶变换的频移特性，得〃⑺的自相关函数

R⑺=&[BSa(乃0)”血'+BSaSBt)*、

1

=n()Bcos(o)j)Sa(4Bt)

(3)收滤波器输出噪声功率为

P=U"Mf七:泠df+媵"=

(4)〃⑺是一个均值为0,方差为“8的高斯过程，其一维概率密度为

,、1(…):1]丁

PM=、]—exp[r------]=,exp[-------]

127rb2b兀n<,B2n0B

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4

课题第二章信道

目的要求理解信道的传输特性，掌握信道容量计算

（-）信道的加性噪声

教学内容

（二）信道容量的概念

重点难点信道容量的计算

教学方法

理论讲述为主，结合举例进行讲解

手段

16）回顾与提问

17）课程讲解

教学步骤18）课堂讨论

19）小结

20）布置作业

复习

提问题

作业题目练习题1、3、5

第三章3.1线性调制

预习内容

课时分配（以分钟计算）

教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业

时间分配0851041

三、信息及其度量

（1）信息量

若Xi出现的概率为名毛)，则其信息量为：

/(%,.)=loge—^―=-logaP(x,)=log,-^―=-lbP(x,.)单位比特(bit)

P(xJP(x,)

(2)平均信息量(信源熠)

设N种信息源中第i种信息出现m次，且其出现的概率为尸(七)，则整个

消息的信息量为：I=-£ntlogP(x,)

i=\

N

统计平均信息量为：“(尤)=-2p(%)bgpa)

通过平均信息量计算总信息量，利用下式：I=H(x)-n

信息源中各种符号等概出现信息量最大，即：llogl=log/V

［例题］一个由字母A,B,C,D组成的字，对于传输的每个字母用二进制脉冲

编码，00,01,10,11分别代表A,B,C,Do每个脉冲宽度为5ms。

1)各字母等概出现，求平均信息传输速率。

2)每字母出现可能性分别为4=(,?Pc=^,PD=^,求传输平均信息

速率。

解1)每字母传输时间为10ms,所以

n=-1-0-x1——0-3-=]00个

H(x)=(--^-log2—)x4=log24=2bit/symbol

Rh=H(x)-n=200bit/s

2)每字母平均信息量

11111133

W(x)=--log2---log2---log2---log2—=1.9S5bit/synbol

Rh=n-H(x)=\9S.5hit/s

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5

课题第三章模拟调制系统

目的要求熟练掌握调制的意义，了解线形调制的一般模型

掌握幅度调制的原理（调制和解调，时域和频域特性）及其抗

教学内容

噪声性能，AM调制、DSB调制、SSB调制

重点难点几种典型的调制方式

教学方法

理论讲述为主，结合举例进行讲解

手段

21）回顾与提问

22）课程讲解

教学步骤23）课堂讨论

24）小结

25）布置作业

复习

提问题

作业题目练习题1、3

第三章3.2非线性调制

预习内容

课时分配（以分钟计算）

教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业

时间分配0851041

第3章模拟调制系统

本章教学要求：

1、掌握幅度调制的原理(调制和解调，时域和频域特性)及其抗噪声性能。

2、理解角度调制的抗噪声性能和原理。理解各种模拟调制系统的比较。理解频

分复用(FDM)的

概念。

3、了解调制的定义和分类。

§3.1引言

一、什么是调制？

把基带信号携带的信息转载到高频信号上的处理过程叫调制。

基带信号：信源产生的未经调制的信号。

如话音信号，300-3400赫兹。

高频信号：不含信息的等幅单频的高频电波。如电磁波，300千赫兹以上。

二、为什么要调制？

1、适合信道的需要。

2、多路复用。

3、改善信噪比。

三、怎样调制？

基带信号为:m(t);

高频载波信号为:c(t)=Acos(wct+j)；

1、A-A(t)=A(rhm(t)：称为调幅--线性调制。

2、\vc—»v]t)=\vo+柏m(t)；称为调频---角度调制。

3、j—>j(t尸jo+kfm(t);称为调相---角度调制。

得到三种基本调制方式。

线性调制原理

一一本节将学习幅度调制和解调原理一一

一、常规调幅(AM)：AmplitudeModulation

1、调制方法：

(1)抬高基带信号m⑴的电平，使m⑴+A恒为正，

即要求A3|m(t)|max

(2)产生高频等幅载波c(t)=cos(wct+j)；

(3)相乘：SAM(0=[A+m(t)]cos(wct+j);

2、调制信号的时域表达和波形：

SAM(t)=[A+m(t)]cos(wct+j);

A<|m(t))|max的过调制情况.应避免。

思考题：如果发生过调制，会造成什么问题？

3、AM调制信号的频谱和带宽：

SAM(t尸Acos(Wct+j)+m(t)cos(wct+j)

SAM。户Acos(wct+j)+m(t)cos(wct+j)

为简单，可取j=0;作傅立叶变换：

S皿(。)=万4[53+g)+6(0-g)]+；[M3+@c)+M(o-@c)】

4、能量和效率:

_A~_|m(f)|~

调制波能量为：22

其中信号能量为：二

「产⑺「<50%

因此，效率为：k+1加。)|-

单音信号为例：

m(/)=Acoscot;A<A;夕二'1^■叫调幅系数

A

贝生|W(oP=14；

n—_6皿<J_.

2A-+A-2+员小3

5、解调原理：

从已调的高频波中恢复原信号的过程叫解调。

(1)包络检波(二极管单向通导性)

（2）低通滤波（除去高频成分）Zc=l/jwC

（3）隔断直流（恢复基带波形）

过调制的解调产生失真:

二、双边带调幅（DSB）：DoubleSideBand

AM方式效率太低，原因在于直流成分A引起的载波成分在调制信号中所占比例

太高。

1、调制方法：不加直流电压，直接调制。

m（t）-------------------SDSBG）

--------►乘法器-------►

————

载波发生器

COS（3ct+6）

2、调制信号表达与波形:

SDSB(t)=m(t)cos(wct+j):

3、DSB调制信号的频谱和带宽:

除了没有冲击谱线之外，与AM完全相同。

双边带调制信号带宽仍然B=2fm

4、解调方法：

现在采用另一种解调方法--相干解调。

*思考：现在能不能仍采用包络检波法解调？

(1)提取同步信息，在接收端产生本地载波，要求与发端同频同相：c'(t)=

cos(wct+j);

(2)用本地载波乘以接收的调制波：

s2

Sd(O=DSB(t),c'(t)=in(t)[cos(wct+j)]=

=m(t)[l+cos2(wct+j)]/2;

(3)低通滤波，除去cos2(wct)的高频项。得到:

解调输出信号So(t)=ui(t)/2:

与此相对应，原先的包络检波则被称为非相干解调.

相干解调的原理框图

相干解调的波形图如下图。其中，最左边为输入的双边带调制信号，中上和右

上为相干解调的波形

图；中下和右下为包络检波的波形图。

5、相干解调的频域解释:

从频域看，调制时乘以余弦就是频谱搬移土<DC

解调时再乘以余弦，频谱有被搬回来了。

基带信号谱

DSB调制信号谱

-G)C

乘以本地载波后

ZY\______ZV\A

-2wC23c

通过低通滤波后

三、单边带调幅(SSB)：SingleSideBand

双边带与AM调制相比，带宽相同，效率大大提高了。实际上带宽也是大有潜力可

利用的。因为

上、下边带是对称的，只传输一边就够了。

1、单边带信号的产生和频域表示：

在DSB调制的基础上，用理想低通滤波器截取下边带；或用理想高通滤波器截

取上边带；

滤波法生成单边带信号的示意图

卜1\a）\<（De

SSSB®）=SDSB3）,HZ（0）：W（0）=>

[0|。|<5

,fO\（D\<CD.

54（。）=5小£0>%（0）：%（。）=,

U㈤20c

、（）q公

/|^?\SDSB3

/kHL（3）

_________

2、单边带信号的时域表达

以下边带为例：

SLSB（，）OS^B（。）=^DSB（。）。G2%（0）

SDSB（。）=（0+M）-M（0-g）］

G?。,（⑦）=7［Sg〃（o+叫）一Sg〃（力-统）］

$gn（@+0c）

一°c

SLSB（co）=；［"（©+0,）+Af（0-叫）］•；［sgn（©+"）-sgn（o-吗）］

=；［"（0-0c）sgn（o+仁）-M（⑦+0c）sgn（o-q）］

+1［"（©+g）sgn（<y+o。）一M（o一屹）sgn（o-5）］

4

=；［"（0一吗）+5/（©+线）］

+—［M（0+0c）sgn（0+coc）-M{co-0,sgn（a-丝）］

由公式：

Sg〃（f）0—

J3

利用对称性:—O17TSg〃（-0）=-171Sg〃（6）

jt

—o-jSgM助

定义希尔伯特变换：而"）=7/1（0*—

7Tt

.f-0>O

作傅立叶变换：M⑺OM（0）EJSg〃（0）］=〈:

JM{CO）CO<0

表明希尔伯特变换的结果是将信号频谱正负两半分别相移士90。

J延：

市⑴sincoct=—[而«)/J-而⑺0-巩’]

2j

<=>-jM(&pa)c)Sgn^pcoc)

而⑴sincoctO([Af(0+coc)Sgn(co+丝)一M(o-q)双〃(0-

而—m(t)coscotU>(0+&)+“(。-A)1

24c

S

所以，LSB(0=~m(t)coscoct+:2(f)sincoct

同理SUSB6)=；，”(t)cos：.(f)sin(oct

以单音信号为例：

巩。=4cos。/:

jA

SDSB(0=Amcosantcos0/=T[cos(e+0")f+cos(e-0M)t]

S的⑺=今cos(0,+。111V=*[cos0/cos-sincocsincomt]

IDS

S(，)-q)f=UHcosOr/cossf+sinAsillcomt]

可见，相当于制。=4sin。/

cowcosqf='-{舛53+4)+53-4)]*1[63+々)+(53-&)]}

In

TT

=—[J(ty+^+tyw)4-J(ty+^-^w)+<5(fi>-^+d>w)+5(^-tyf-iyw)]

▲

sin/sin®o4{；T7[S(0+q)-S(0-q)[*；77[3(0+Q)-5(&-q)]}

=—・[b@+4+q)-5(0+4-q)-6(<y-q+q)+S@-4-4)]

▲

上两项相加、减，便得分别到下、上边带调制信号:

3、单边带信号的解调：

仍采用相干解调的方式：

=S5sB(t)cos。/=="i(f)cos2±;而(f)sin<y/cos0j

=—[?»(0(1+cos2。J)土m(t)sin2。/]

滤除23c的高频成分后，得到输出信号So{t)=m(t)/4

单边带信号的相干解调原理框图

相干解调的频域解释：

从频域看，调制时乘以余弦就是频谱搬移土WC解调时再乘以余弦，频谱又被搬

回来了。

三、残留边带调幅:VestigialSideBand

产生单边带信号需要理想滤波器，这在实际电路中难以实现。残留边带（VSB）

滤波器容易设

计，同时又能使上下边带频谱巧妙地互补，解调后得到完整信号。

SDSB（。）=二（。+"醍]

设：双边带信号

经残留边带滤波器处理变为：Sj3E（0）=g[M（0+S）+M（0-0c）历，（。）

解调时，乘以本地载波后频谱再次搬移：

Sp(M=；[S肉+然)+SKSBQ-然)]

=—[M(©+2%)+”(©)]•Hv(co+eyc)+-(⑦)+M(⑦-2^)]-Hv(co+coc)

44

低通滤波后：

S（⑼=—M3）[%,（。+/）+H3-g）]

d4v

只要设计：

:M（。）.[H；,（o+0。）+（。-5）]=常数

原信号即可复原。

(O)

I&，sR。一吟

y

(b)

(a)残留部分下边带的滤波器特性;

(b)残留部分上边带的滤波器特性

［例］双音信号频率分别为0.5kHz和1.5kHz,进行VSB调制。所用斜截式滤波器

的斜边位于9kHz〜11kHz。用图解法求调制信号的时域表达。

m(t)

-1.5-0.50.51.5

'SDSB&)

-115：-(

oc9.5：1c

5/,Hv(f)8.5：10.5

/才

-11-10-9,SVSBG)91011

1

1.

-10.5-9.5-8.58.59.510.5'

333

SrsB(r)=—A„[cos(8.5x10xInt)+—cos(9.5x10xlut)+—cos(10.5xl0x2^/1)]

244

§3.3线性调制系统的信噪比分析

一、分析信噪比的基本思路

1.分析部位

在接收端，对解调器的输入与输出作分析。

2.分析方法

①计算输入信噪比2=四

②计算输出信噪比旦=也2

N。诏⑴

品

③计算信噪比得益率G=^

5

N

3.噪声模型

①只考虑起伏噪声，噪声功率是信号带宽之内的部分

②线性调制系统中，噪声是以窄带高斯方式进入信号的

二、DSB系统的抗噪性能分析

1.输入信噪比

))1)

S,=啜⑴=[〃⑺COSWct]-=-7M-(0

M==2noBm

S,_吟，）

Nj~4M0B

2.输出信噪比

So=，*（，）=；加2（，）

N°==—n0Bm

So_〃/《)

及一2%B

3.信噪比得益率

「品/N。

Cr=--------=2

SJM

三、SSB系统的抗噪性能分析

1.输入信噪比

s,=s：a)=2"J(r)+：而

M=n0B=n0Bm

S:西

M~4n0B

2.输出信噪比

s0—町⑺=~ni(')

lo

NnBnB

O=O=^Om

4

s。_〃J(f)

瓦—4%B

3.信噪比得益率

「S”。

G=--------=1

SJM

四、AM系统的抗噪性能分析

L输入信噪比

S,=(«)==/+评⑺

M=〃oB=~n0Bm

Sj_A'+nr(t}

通~4n0B

2.输出信噪比

①大信噪比情况A+m(t)钟111(t)

S。="?[(，)=〃厂(，)

N。=noB=2noBm

so

N。2n°B

SJN,j2

②小信噪比情况A+m(t)TTTtn,(t)

E(f)zR(t)+[A+m(Z)]cos6»(f)R(f)=

发现信号m(t)仍然被噪声形成的随机变量cos%t)所调制，换言之，信号仍然被淹没在噪声的海洋之

中。

教案首页

（以2课时为单元）

课序授课日期授课班次授课教师批准人

6

课题第三章模拟调制系统

目的要求熟练掌握调制的意义，了解非线形调制的一般模型

掌握幅度调制的原理（调制和解调，时域和频域特性）及其抗

教学内容

噪声性能，AM调制、DSB调制、SSB调制

重点难点几种典型的调制方式

教学方法

理论讲述为主，结合举例进行讲解

手段

1）回顾与提问

2）课程讲解

教学步骤3）课堂讨论

4）小结

5）布置作业

复习

提问题

作业题目练习题1、3

第三章3.2非线性调制

预习内容

课时分配（以分钟计算）

教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业

时间分配0851041

§3.4非线性调制原理

一、调角波的时域表达

调频和调相统称为调角。

S(t)=A0cos[<y/+^(0]

若调相，^(t)=,KP为调相灵敏度，则Sp.u⑴=/oCos[0j+Kp9(r)]

若调频，应使04。/+*«)]=0/+空9=。/+号附”)，则，

dtdt

P(t)=KFmJm(rRr：KF为调相灵敏度，贝U

-X

t

Sni(0=Aocoscoct+KFmjm(r>7r

_-w

L单音调角m(t)=cos。/

①调相SPM(r)=AoCOS,14-Ppcos%f]

SIN

②调频Sa,(f)=Aocos[。工+尸FB

③调角P—&(p=—

%fu

2.窄带调角

调角波中，m(t)出现在cos的自变最中，一般难以展开。但若相偏或频偏较小，成为窄带调角。

一般限定忸⑴Lh0.5n

窄带调相S.虱(0=&cosCDct-Aom(t)sillcoct

A

窄带调频5%*必«)=ocosct)et-Ao(KF卜〃⑺djsin。/

3.单音宽带调角

①调频

SFM⑺=Aocos[coct+为sinoMt]

=Aocosg7COS(PFsin。/)一N。cos%，s皿夕F疝。/)

对COS(QFsin0")和sin@sin例))作傅里叶展开得

■HJO

Sg(f)=4。ZJ”(1)cos(0c+“0h

n=-x

②调相

Spy(f)=Aocos[0“+BpCOSOMO

£「nzr

Spv(0=4?xJ，BP)COS3c+n«»y+—

"--®L」-

二、调角波的频谱和有效带宽

对于单音宽带调频波：

0C

值

S(⑼=%ZJ”(%)忸(。-(yf-ncom)+3(CD+0C+n^m)]

”=-30

例如：B=3

]SFM(S)/(X4)

0.4860.486

0.339

1

0.13232

0|.

13°043

fr

-0.043

—0.26

-0.309

—0.339

可见，无穷多个频率分最，其幅度正比于Jn(Bf)-n阶贝赛尔函数

当n>BfH时，MB。比较小，忽略不计

B=2(Ml)fM，--卡森公式

§3.5调角波的解调和抗噪性能分析

一、调角波的解调原理

1.调频波的解调原理

%(t)n0(t)

对调频波，SF3J(t)=4cos卜/+Kf|

先进行微分，+号皿川sin［。/+号J硕)流］

再检出其包络，J(0=A［coc+KFm(t)\

去除直流后即得结果。So(t)=AKFm(t)

2.调相波的解调原理

对调相波，Spy(r)=NCOS[coct+Kpm(t)]

先进行微分，*

sin[coet+KFm(t)\

再检出其包络,

去除有流后即得结果。So(0=AKpm(t}

二、信噪比分析

1.输入信噪比

1,(()

S=-A2,N=nB=2〃。(0+l)B=2〃。(,+1)-^

t2t0m