通信原理课件(樊昌信).ppt

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1、第四章模拟通信系统信源输出的基带信号：模拟信号（低通）信道是带通型的高频正弦波：起着运载基带信号的作用，故称为载波。载波有幅度、频率和相位三个参量，调制就是基带信号去控制高频载波的某一参量，使高频载波的某一参量随基带信号的变化而变化。用基带信号控制载波的幅度，使幅度随基带信号的变化而变化，称为幅度调制。用基带信号控制载波的频率，使频率随基带信号的变化而变化，称为频率调制。用基带信号控制载波的相位，使相位随基带信号的变化而变化，称为相位调制。调制的目的：1、为了信号与信道匹配；调制的本质就是把信号的频

2、谱搬移到信道的通频带内，使信号的特性与信道匹配。2、为了频分复用；3、为了频率分配；使通信、电视、广播互不干扰。4、可减小干扰。基带信号也称为调制信号，调制后所得的某参数随基带信号变化的高频信号称为已调信号。第一节幅度调制基带信号：高频载波信号：幅度调制就是用基带信号去控制高频载波的振幅，使的振幅随基带信号的变化而变化。（载波的幅度随调制信号作线性变化）已调信号的时域表达式可以表示为：设为已调信号的频域表达式。时域表达式若设，且，幅度调制的数学模型为：乘法器输出的时域表达式为：输出的频域表达式为：这

3、为调制器的一般模型，根据滤波器的不同特性和调制信号的不同频谱成分，可分为四种调制：（1）完全调幅（AM）：滤波器为全通网络，调制信号有直流成分。（2）抑制载波双边带（DSB）：滤波器为全通网络，调制信号无直流成分。（3）单边带调制（SSB）：滤波器为截止频率为的高通或低通滤波器。（4）残留边带调制（VSB）：滤波器为互补特性的滤波器。一、双边带调制信号（DSB/SC）：乘法器时域表达式：频域表达式：是频谱在频率轴上的简单搬移，不改变其频谱结构，已调信号的带宽为调制信号带宽的两倍。二、完全调幅信号（A

4、M）乘法器时域表达式：频域表达式：为载波项、为双边带信号项三、单边带（SSB/SC）信号：乘法器只传送调幅的一个边带的通信方式就称为单边带通信。单边带按所选取边带的不同，可分为上边带调制和下边带调制，单边带数学模型可为：乘法器下边带时域表达式为：上边带的时域表达式为：是的希尔伯特变换：仍为基带信号对于单频信号，可将基带信号移相，也是一样的结果。由于和的希尔伯特变换是正交的。对于幅度调制，由于它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移，这种搬移是线性的，并不改变信号的频谱结构，所以，幅度调制也称

5、为线性调制。关于解调，先看一例题。例4.1P86，4-6某调制系统如图所示，为了在输出端同时得到及。试确定接收端的及。A点的信号为：是两个互相正交的双边带信号，采用相干解调，所以：看上支路：低通滤波器滤出高频部分，故上支路的输出为：同理：低通滤波器滤出高频部分，故上支路的输出为：例4.2将双边带抑制载波信号(DSB/SC)经平方律检波器，然后用中心频率为的带通滤波器滤波。试证明滤波器输出信号的包络近似正比于消息信号的能量。提示：经过带通滤波器后，第一项低频被滤出，所以：其包络为，近似正比于消息信号的

6、能量。第二节线性调制系统的抗噪声性能已调信号通过信道后到达接收端，在信道中受到噪声干扰，主要为加性噪声，取决于起伏噪声，起伏噪声视为高斯白噪声，考虑线性系统存在加性高斯白噪声时的抗噪声性能。1、模型：信道带通滤波器解调器同时所以若信号是确知的或满足各态历经性，用时间平均值代替带通滤波器的带宽为B，那么，解调器输入的噪声也具有带宽B，噪声的平均功率为：n0还是噪声的单边功率谱密度，就为解调器输入噪声的平均功率。输入的信噪比如果用表示解调器输出的有用信号，用表示输出的噪声信号，解调器输出信号的信噪比为：

7、为了描述解调器的抗噪声性能，引入调制制度增益调制制度增益的物理含义：表示解调器输出信噪比比输入信噪比的改善程度。一般G越大，对信噪比的改善就越好。2、DSB/SC的抗噪声性能：同步解调器输入的信噪比同步解调器先解调有用信号，相乘器的输出为：经低通滤波器后：同理，窄带噪声经解调后，输出为：输出的信噪比为：调制制度增益为：说明双边带信号的解调器使信噪比改善了一倍。3、SSB/SC系统的抗噪声性能：同步解调器输入的信噪比解调器输出的噪声信号仍然为：解调有用信号：输出的信噪比为：调制制度增益为：单边带系统的

8、调制制度增益是双边带调制系统的一半，是不是双边带系统的抗噪声能力比单边带强呢？考察相同的噪声功率谱密度，解调器输入信号的功率也相同的情况：对相同的信道，噪声功率谱密度相同，同样的调制信号，单边带和双边带系统输出的信噪比也相同，两者的抗噪声能力是一样的，但单边带只占有双边带一半的带宽，更节约资源。4、AM系统的抗噪声性能（包络检波法）输入输出大信号二极管检波器输入信号的功率为：载波功率边带信号功率噪声功率为输入的信噪比为：检波器输入端的信号加噪声的合成包络为：所以，合成