5.2线性调制系统的抗噪声性能

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,*,5.0,基本概念,5.1,幅度调制的原理,5.3,非线性调制的原理,5.5,各种模拟系统的比较,5.6,频分复用（,FDM,）,5.2,线性调制系统的抗噪性能,5.4,调频系统的抗噪性能,第五章 模拟调制系统,1,5.2,线性调制系统的抗噪声性能,基本概念,抗噪性能针对,接收端,而言,接收信号为,有效信号和噪声信号之和,所有噪声均为,加性高斯白噪声,性能参数为,信噪比,2,接收机框图,解调器框图,包络检波器,非相干,相干,低通,同步,5.2,线性调制系统的抗噪声性能,分析思路,：计算解调器输入端和输出端的信号功率、噪声功率，获得信噪比参数。,根据,信噪比判断接收机,的性能,3,输入信噪比,S,i,/,N,i,:,解调器输出信噪比：,调制制度增益：,5.2,线性调制系统的抗噪声性能,输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。输出信噪比越大越好。,用,G,便于比较同类调制系统采用不同解调器时的性能。也反映了这种调制制度的优劣。,4,5.2.1,相干解调的抗噪声性能,5.2.2,包络检波的抗噪声性能,5.2,线性调制系统的抗噪声性能,5,DSB,相干解调抗噪声性能分析模型,分别计算解调器,输入,/,输出,的信号功率和噪声功率。,5.2.1,相干解调的抗噪声性能,噪声描述,：,n,(,t,),是白噪声，,n,i,(,t,),是窄带高斯白噪声,6,解调器,输入信号,为,解调器,输入信号平均功率,为,与相干载波,cos,c,t,相乘,后，得,经,低通滤波器,后，输出信号为,所以，,解调器输出端的有用信号功率,为,5.2.1.1 DSB,调制系统的性能,7,n,i,(,t,),的带宽取决于,带通滤波器,的带宽,B,，,DSB,的带宽为,2f,H,统计平均功率相等,输入噪声功率,解调器输入噪声,n,i,(,t,),n,i,(,t,),是窄带高斯白噪声,单边带功率谱密度为,n,0,5.2.1.1 DSB,调制系统的性能,8,输入的高斯白噪声与,相干载波相乘,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,或写成,5.2.1.1 DSB,调制系统的性能,9,输入信噪比,输出信噪比,5.2.1.1 DSB,调制系统的性能,DSB,信噪比增益,由此可见，,DSB,调制系统的信噪比增益为,2,。也就是说，,DSB,信号的解调器使信噪比改善一倍。这是因为采用相干解调，使输入噪声中的正交分量被消除的缘故。,10,解调器,输入的,SSB,信号,输入信号平均功率,为,因为 与,m,(,t,),的幅度相同，所以基友相同的平均功率，输入信号的平均功率为：,与,相干载波,相乘后，再经低通滤波可得解调器输出信号,输出信号平均功率,5.2.1.2 SSB,调制系统的性能,11,n,i,(,t,),的带宽取决于,带通滤波器,的带宽,B,，,SSB,的带宽为,f,H,统计平均功率相等,输入噪声功率,解调器输入噪声,n,i,(,t,),n,i,(,t,),是窄带高斯白噪声,单边带功率谱密度为,n,0,5.2.1.2 SSB,调制系统的性能,12,输入的高斯白噪声与,相干载波相乘,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,或写成,5.2.1.2 SSB,调制系统的性能,13,输入信噪比,输出信噪比,SSB,信噪比增益,SSB,调制系统的信噪比增益为,1,。也就是说，,SSB,信号的解调器没有使信噪比改善,。这是因为在相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制掉，故信噪比没有改善。,5.2.1.2 SSB,调制系统的性能,14,SSB,和,DSB,抗噪声性能讨论,为什么双边带调制相干解调的信噪比增益比单边带调制的高？,双边带信号,DSB,调制器的信噪比改善了一倍，原因是相干解调把噪声中的,正交分量抑制掉,，从而使噪声功率减半的缘故。,G,SSB,=1,，,G,DSB,=2,是否说明双边带调制的抗噪声性能比单边带调制的更好？,否,。因为双边带已调信号的平均功率是,单边带的,2,倍,，实际上，双边带和单边的,抗噪性能是相同的,。但双边带信号所需的传输带宽是单边带的倍。,5.2.1,相干解调的抗噪声性能,DSB,和,SSB,两系统发射信号功率均为,S,i,且调制信号的带宽为,B,，输出信噪比是否相同？,15,【,例,5.5】,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,-9,W/Hz,，,调制信号最高频率为,4kHz,。,(1),比较解调器输入信噪比,(2),比较解调器输出信噪比,5.2.1,相干解调的抗噪声性能,16,SSB,：,DSB,：,5.2.1,相干解调的抗噪声性能,输入信噪比的比较,:,输出信噪比的比较,:,17,