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《通信原理第八讲线性调制系统的抗噪声性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、通信原理第八讲通信基础教研室潘若禹办公室3号实验楼324电话88166348邮箱panruoyu@xiyou.edu.cn5.2线性调制系统的抗噪声性能1.分析模型上面介绍调制原理时,我们只考虑了信号本身的变换过程与解调结果,在实际系统中噪声对系统的影响是在所难免的。最常见的噪声有加性噪声,加性噪声通常指接收到的已调信号叠加上一个干扰,而加性噪声中的起伏噪声对已调信号造成连续的影响。起伏噪声可视为各态历经平稳的高斯白噪声。不同的调制方式,抗噪声能力不同,因此抗噪声能力与调制系统密切相关。传输和接收系统的一般模型如下：带通滤波器带宽远小于中心频率时,可视带
2、通滤波器为窄带滤波器,平稳高斯白噪声通过窄带滤波器后,可得到平稳高斯窄带噪声。于是即为窄带高斯噪声,其表示式为的一维概率密度为瑞利分布,的一维概率密度函数是均匀分布。式中,为输入噪声功率。若白噪声的双边功率谱密度为,带通滤波器是高度为1、带宽为B的理想矩形函数,则解调器的输入噪声功率为这里的带宽B通常取已调信号的频带宽度，目的是使已调信号能无失真地进入解调器，同时又最大限度地抑制噪声。模拟通信系统的可靠性指标就是系统的输出信噪比,其定义为当然,也有对应的输入信噪比,其定义为为了便于衡量同类调制系统采用不同解调器时对输入信噪比的影响,还可用输出信噪比和输入
3、信噪比的比值G来度量解调器的抗噪声性能,比值G称为调制制度增益,定义为显然,调制制度增益越大,表明解调器的抗噪声性能越好。2.DSB调制系统的性能有用信号经LPF后噪声信号经LPF后3.SSB调制系统的性能有用信号经LPF后噪声信号经LPF后4.DSBSSB性能比较这是否可以说明DSB抗噪声性能好于SSB吗？答案是否定的。因为双边带已调信号的平均功率是单边带信号的两倍,所以两者的输出信噪比是在不同的输入信号功率情况下得到的。4.AM调制系统的性能AM信号可采用相干解调和包络检波两种方式。相干解调时AM调制系统的性能分析与前面几个的分析方法相同,在此无需赘
4、述。这里,仅就常用的简单的包络检波解调性能作一分析,其分析模型如图所示。设包络检波器的输入信号为且假设均值为零，输入噪声为包络检波器输入端的信噪比为当包络检波器输入端的信号是有用信号和噪声的混合波形时,即合成相位为包络检波的作用就是输出中的有用信号。实际上,检波器输出的有用信号与噪声混合在一起,无法完全分开,因此计算输出信噪比十分困难。这里,考虑两种特殊情况。1)大信噪比情况大信噪比指的是输入信号幅度远大于噪声幅度,即由于被电容器阻隔,我们把有用信号与噪声独立分成两项,可类似前面的分析方法进行。系统输出信噪比为调制制度增益为上式表明,AM信号的调制制
5、度增益GAM随A0的减小而增大。由于,所以GAM总是小于１,可见包络检波器对输入信噪比没有改善,而是恶化了。对于100%调制(),为单频正弦信号,即GAM最大值为。2)小信噪比情况小信噪比指的是输入信号幅度远小于噪声幅度,即式中,及代表噪声的包络和相位。其中由此可见,中没有与成正比或单独信号项,只有受调制的项,由于是随机噪声,因而被噪声扰乱,结果仍然被视为噪声。这表明,在小信噪比情况下,信号不能通过包络检波器恢复出来。资料表明,小信噪比输入情况下,包络检波器的输出信噪比基本上与输入信噪比的平方成正比，即由于大信噪比条件下,检波输出信噪比So/No与输入
6、信噪比Si/Ni成正比,能够实现正常解调。可以预料，应该存在一个临界值,当输入信噪比大于此临界值时包络检波器能正常地工作,而小于此临界值时,不能正常工作,这个临界状态的输入信噪比叫做门限值。在小信噪比输入情况下,包络检波器的性能较相干解调器差,所以在噪声条件恶劣下常采用相干解调。5.1频分多路复用（FDM）5.1.1直接法FDM当复用的路数不是很大时可用直接法实现FDM。频分多路复用是指将多路信号按频率的不同进行复接并传输的方法。在频分多路复用中,信道的带宽被分成若干个相互不重叠的频段,每路信号占用其中一个频段,因而在接收端可采用适当的带通滤波器将多路
7、信号分开,从而恢复出所需要的原始信号,这个过程就是多路信号复接和分接的过程。在某些信道中,总信号可以直接在信中传输,这时所需的最小带宽为5.1.2复级法FDM当复用路数很大时,可以采用复级法实现FDM,通常利用多级调制产生合成信号。考虑两级调制,若将N个信号分成m个组,每组由n路单边带信号组成,每路调制在一个副载波上,则各组的副载波应当相同。显然,这时选择的具有相同频谱宽度的m个已调信号再进行第二次单边带调制,所用的m个主载波为,这些载波间隔应大于nWm。最后将m组单边带信号合成为总信号送入信道传输。频分多路复用就是利用各路信号在频率域上互不重叠来
8、区分的,复用路数的多少主要取决于带宽和费用,传输的路数越多,则信号传输的有效性越
