線性調(diào)制系統(tǒng)性能

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1、1、分析模型我們只討論信道存在加性高斯白噪聲時(shí)，各種線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。由于加性噪聲只表現(xiàn)在對(duì)接收端產(chǎn)生影響，因而調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能可以用解調(diào)器的抗噪聲性能來(lái)衡量。4.1.6線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能解調(diào)器抗噪聲性能分析模型（問(wèn)：屬于何種解調(diào)？？）帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)解調(diào)器mo(t)no(t)＋BPF作用是濾除已調(diào)信號(hào)頻帶以外的噪聲，因此經(jīng)過(guò)BPF后,到達(dá)解調(diào)器輸入端的信號(hào)仍可認(rèn)為是Sm(t)，但噪聲為帶限噪聲ni(t)（帶寬與信號(hào)帶寬相同）。若白噪聲的雙邊功率譜密度為n0/2，帶通

2、濾波器傳輸特性是高度為1，帶寬為B的理想矩形函數(shù)，則輸入噪聲平均功率Ni=n0B為了使已調(diào)信號(hào)無(wú)失真地進(jìn)入解調(diào)器，同時(shí)又最大限度地抑制噪聲，濾波器帶寬B應(yīng)等于已調(diào)信號(hào)的頻帶寬度。評(píng)價(jià)一個(gè)模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量常用輸出信噪比為衡量同類調(diào)制系統(tǒng)不同解調(diào)器對(duì)輸入信噪比的影響，還可用輸出信噪比和輸入信噪比的比值G（調(diào)制制度增益）來(lái)表示，即G越大，表明解調(diào)器的抗噪聲性能越好。2.DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能由于DSB采用同步解調(diào)，所以輸入信號(hào)與輸入噪聲可以單獨(dú)解調(diào)。其中，ni(t)、nc(t)及ns(t)具有相同的平均功率。帶通濾波器n(t

3、)低通濾波器＋Sm(t)ni(t)解調(diào)器輸入信噪比經(jīng)低通濾波器后，輸出信號(hào)為解調(diào)器輸出端的有用信號(hào)功率為帶通濾波器SDSB(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋解調(diào)器輸出信噪比解調(diào)DSB時(shí)，接收機(jī)中的帶通濾波器的中心頻率ω0與調(diào)制載頻ωc相同，因此解調(diào)器輸入端的噪聲ni(t)可表示為ni(t)=nc(t)cosωct-ns(t)sinωct它與相干載波cosωct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，解調(diào)器最終的輸出噪聲為故輸出噪聲功率為DSB信號(hào)的解調(diào)器使信噪比改善一倍。原因是采

4、用同步解調(diào)，輸入噪聲中的正交分量ns(t)被消除的緣故。3.SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能單邊帶信號(hào)的解調(diào)方法與雙邊帶信號(hào)相同，區(qū)別僅在于解調(diào)器之前的帶通濾波器的帶寬和中心頻率不同。SSB調(diào)制系統(tǒng)的帶通濾波器帶寬是DSB的一半。由于SSB信號(hào)的解調(diào)器與DSB信號(hào)的相同，故計(jì)算單邊帶信號(hào)解調(diào)器輸入及輸出信噪比的方法也相同。單邊帶信號(hào)解調(diào)器的輸入、輸出噪聲功率可根據(jù)DSB的推導(dǎo)直接得到，即輸入信號(hào)平均功率因?yàn)閙(t)與幅度相同，所以兩者具有相同的平均功率，故上式變?yōu)榻庹{(diào)器輸入信號(hào)：與相干載波相乘后再經(jīng)低通濾波可得解調(diào)器輸出信號(hào)所以

5、，輸出信號(hào)平均功率這是因?yàn)樵赟SB系統(tǒng)中，信號(hào)和噪聲有相同表示形式，所以相干解調(diào)過(guò)程中，信號(hào)和噪聲的正交分量均被抑制掉，故信噪比沒(méi)有改善。GDSB=2GSSB。這能否說(shuō)明雙邊帶系統(tǒng)的抗噪聲性能比單邊帶系統(tǒng)好呢？回答是否定的。在上述討論中，是在兩者的輸入信號(hào)功率不相等的情況下得到的。雙邊帶已調(diào)信號(hào)的平均功率是單邊帶信號(hào)的2倍。另外，單邊帶信號(hào)所需帶寬僅是DSB的一半，因此在噪聲功率譜密度相同的情況下DSB解調(diào)器的輸入噪聲是SSB的兩倍，從而使DSB解調(diào)器輸出噪聲功率比單邊帶的大一倍。如果在相同的輸入信號(hào)功率Si，相同

6、輸入噪聲功率譜密度n0，相同基帶信號(hào)帶寬Bb條件下，進(jìn)行比較，則它們的輸出信噪比是相等的。因此，兩者的抗噪聲性能是相同的，但雙邊帶信號(hào)所需的傳輸帶寬是單邊帶的2倍。調(diào)制制度增益只適合于在同類調(diào)制系統(tǒng)內(nèi)用來(lái)衡量不同解調(diào)器對(duì)輸入信噪比的影響，而不能作為不同調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能的比較。4.VSB調(diào)制系統(tǒng)的性能VSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能的分析方法與上面的相似。但是，由于采用的殘留邊帶濾波器的頻率特性形狀不同，所以，抗噪聲性能的計(jì)算是比較復(fù)雜的。但是當(dāng)殘留邊帶不是太大的時(shí)候，近似認(rèn)為與SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能相同。5.AM調(diào)

7、制系統(tǒng)的性能對(duì)于同步檢測(cè)：低通、隔直（即在AM相干解調(diào)過(guò)程中，需注意，這里的LPF不僅濾掉了高頻成份，同時(shí)也濾掉了直流成份。由于直流成分即不是信號(hào)，也不是噪聲，所以在分析噪聲性能時(shí)不考慮。）對(duì)于包絡(luò)檢波（AM信號(hào)最常用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波法解調(diào)，其檢波輸出正比于輸入信號(hào)的包絡(luò)變化）：其中理想包絡(luò)檢波器的輸出就是E(t)。由上式可知，檢波輸出中有用信號(hào)與噪聲無(wú)法完全分開(kāi)。因此，計(jì)算輸出信噪比是件困難的事。大信噪比情況：A+m(t)>>ni(t)我們主要考慮兩種特殊情況。式中直流分量A被電容器阻隔，有用信號(hào)與噪聲獨(dú)立地分成兩項(xiàng)

8、，因而可分別計(jì)算出輸出有用信號(hào)功率及噪聲功率輸出信噪比對(duì)于AM系統(tǒng)，在大信噪比時(shí)采用包絡(luò)檢波器解調(diào)時(shí)的性能與使用同步檢測(cè)器時(shí)的性能幾乎一樣，只不過(guò)同步檢測(cè)G不受信噪比假設(shè)條件限制。小信噪比情況：A+m(t)<