通信课件7通信系统性能分析.ppt

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1、第7章通信系统的噪声性能前面讨论各种传输方式时，没有考虑噪声的影响，实际上噪声是存在的。分析噪声对接收性能的影响，比较不同传输方式通信系统的噪声性能，是通信系统的一项重要内容。假定噪声为高斯白噪声。模拟传输系统，噪声性能用系统输出信噪比来衡量，它是表示在加性干扰影响下系统可靠性(抗干扰性)的指标。本章分析各种模拟调制系统输出信噪比与相应传输带宽的定量关系，已调信号占据较大带宽，一般会表现出较强的抗干扰能力。数字传输系统，噪声的影响会使收端输出信号产生误码，噪声性能可用误码率来衡量。本章将对各类数

2、字传输系统的误码率进行分析和比较。第7章通信系统性能分析7．1模拟幅度调制系统的性能解调方式:相干解调和非相干解调。1.相干解调解调器前的通道可用一个等效带通滤波器代替，其带宽要保证已调信号能够无失真地通过，并能滤除接收信号带外噪声。AM和DSB，带宽为2Wm;SSB,VSB,带宽为Wm，Wm消息信号的最高频率限制。加法器代表加性干扰的作用，假定本地载波与接收的信号完全同步。第7章通信系统的噪声性能各种调幅信号输入信号平均功率AM:DSB:SSB:第7章通信系统的噪声性能VSB：解调输出输出信号

3、功率信道噪声功率谱为。第7章通信系统的噪声性能输入噪声功率输入信噪比第7章通信系统的噪声性能在,Wm和相同的情况下，SSB和VSB输入信噪比为双边带时的4倍。由式(3.88)，相干解调器的输出噪声功率谱输出噪声功率AM和DSB:SSB和VSB:将输入噪声功率（(7.11)和(7.12)）分别代入上两式由输出噪声功率（式(7.10)和(7.19)）得输出信噪比第7章通信系统的噪声性能将输入噪声功率（式(7.11)和(7.12)代入上式如果消息信号功率相同，带宽Wm相同，系统噪声也相同，上三式表明，

4、AM和DSB性能相同，SSB和VSB的输出信噪比是DSB的2倍。实际上各种调制方式已调波功率是不相同的，合理的比较方法应该是在输入信号功率Si相同的情况下进行。为此将输入信号功率（式(7.5)～(7.8)）代入输出信噪比（式(7.21)～(7.23)）第7章通信系统的噪声性能在输入信号功率相同，Wm和也都相同时，除AM外，其它系统的噪声性能是相同的。这是由于AM中不携带消息的载波功率占了总功率的50%以上造成的。为了衡量解调器对输入信噪比的影响，常采用信噪比增益的概念。定义为各种调幅系统的信噪比

5、增益第7章通信系统的噪声性能通常A0大于f(t)，所以，AM信号通过相干解调器后S/N被恶化；SSB和VSB信号通过相干解调器后S/N不变。DSB信号通过相干解调器后输出S/N是输入S/N的2倍，即S/N增加了1倍。应指出：S/N增益只适用于同类调制系统内作为衡量不同解调器对输入S/N的影响，而不能作为不同调制系统噪声性能的比较。表面来看，DSB的S/N增益为SSB的2倍，会使人们认为DSB优于SSB，这是不正确的。SSB信号的带宽为DSB的一半，所以DSB的Ni是SSB时的2倍。尽管DSB的S

6、/N增加了1倍，但在解调中S/N的增加被2倍的输入噪声所抵消。对给定的输入信号功率，实际上DSB和SSB输出S/N是相同的。第7章通信系统的噪声性能2.AM系统非相干解调输入信号输入信号功率输入噪声功率输入信噪比先求的合成包络窄带高斯白噪声第7章通信系统的噪声性能假定包络相角两种情况：（1）大信噪比，第7章通信系统的噪声性能包络可化简为利用牛顿二项式进一步简化输出信号输出噪声输出信号功率第7章通信系统的噪声性能输出噪声功率输出信噪比（2）小信噪比信噪比增益（3）门限效应存在一个临界值，当输入信噪

7、比大于此值时能正常解调；小于此值时，不能正常解调。这个临界输入信噪比叫做门限值。这一现象叫做门限效应。门限效应在输入噪声功率接近载波功率时开始出现。第7章通信系统的噪声性能7．2模拟角度调制系统的性能讨论利用鉴频器解调的宽带角度调制系统的噪声性能。1.宽带调频(WBFM)系统的噪声性能BPF限制带外噪声，保证FM波无失真地通过。LPF抑制调制信号频率范围以外的高频分量和噪声。FM波功率输入噪声功率输入信噪比第7章通信系统的噪声性能计算输出信号功率时假定噪声为零，计算输出噪声功率时假定调制信号f(

8、t)=0。令鉴频增益为KD,输出信号输出信号功率计算输出噪声功率时，f(t)=0,输入信号总输入第7章通信系统的噪声性能当A

9、ns(t)

10、,A

11、nc(t)

12、时,上式化简为瞬时频偏鉴频器的输出是加到微分器()的输出，若的功率谱为第7章通信系统的噪声性能的功率谱为，窄带高斯噪声由前式(7.59),输出噪声功率谱第7章通信系统的噪声性能输出噪声功率输出信噪比信噪比增益可见，△ω愈大，信噪比增益愈高。带宽WFM2△ω，因此信噪比的改善是以增加传输带宽为代价换来的。第7章通信系统的噪声性能由前面