通信原理 第2版 教学课件 作者 沈越泓 4.5_4.6_4.7.ppt

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1、通信原理第4章模拟通信系统4模拟通信系统4.1概述4.2幅度调制（线性调制）的原理4.3线性调制系统的抗噪声原理4.4非线性调制（角调制）的原理4.5调频系统的抗噪声原理4.6各种模拟调制系统的比较4.7频分复用（FDM）技术4.5调频系统的抗噪声原理调频信号的解调有相干解调和非相干解调两种。相干解调仅适用于窄带调频信号，且需同步信号；非相干解调适用于窄带和宽带调频信号，而且不需同步信号，因而是FM系统的主要解调方式调频系统抗噪声性能分析模型均值为零，单边功率谱密度为n0的AWGN消除接收信号在幅度上可能出现的畸变抑制信号带宽以外的噪声非相干解调不满足叠加性，无法分别计算信号

2、与噪声功率，因此，也和AM信号的非相干解调一样，考虑两种极端情况，即大信噪比情况和小信噪比情况，使计算简化，以便得到一些有用的结论大信噪比情况大信噪比时宽带调频系统的制度增益是很高的，它与调制指数的立方成正比。例如调频广播中常取mf=5，则制度增益GFM=450。也就是说，加大调制指数mf，可使调频系统的抗噪声性能迅速改善小信噪比情况与门限效应门限效应：当(Si/Ni)FM减小到一定程度时，解调器的输出中不存在单独的有用信号项，信号被噪声扰乱。因而(S0/N0)FM急剧下降。这种情况与AM包检时相似（1）mf不同，门限值不同。mf越大，门限点(Si/Ni)b越高。(Si/Ni

3、)FM>(Si/Ni)b时，(S0/N0)FM和(Si/Ni)FM呈线性关系，且mf越大，输出信噪比的改善越明显。（2）(Si/Ni)FM<(Si/Ni)b时，(S0/N0)FM将随(Si/Ni)b的下降而急剧下降。且mf越大，(S0/N0)FM下降得越快，甚至比DSB或SSB更差。加重技术线性调制系统输出信噪比的增加只能靠输入信噪比的增加而增加（如增加发送信号功率或降低噪声电平）。非线性调制系统可以用增加输入信噪比或者用增加调频指数mf（要门限以上工作）的方法增加输出信噪比。除此之外，它们还可采用降低输出噪声功率N0的方法提高S0/N0。只要能保持输出信号不变的任何降低输出

4、噪声的措施都是有用的。这就是在接收机解调器输出端接去加重滤波器和在发信机调制器输入端接预加重滤波器的基本思想加重技术：框图及电路可以使输出信噪比提高6dB左右传输特性随频率增加而滚降，将高端的噪声衰减，则总的噪声功率可以减小（对调频尤为明显）抵消去加重网络的影响，使传输信号不失真4模拟通信系统4.1概述4.2幅度调制（线性调制）的原理4.3线性调制系统的抗噪声原理4.4非线性调制（角调制）的原理4.5调频系统的抗噪声原理4.6各种模拟调制系统的比较4.7频分复用（FDM）技术4.6各种模拟调制系统的比较结论：当输入信噪比较高时，采用FM方式可以得到更大好处。出现门限效应时的曲

5、线拐点门限电平以下，曲线将迅速跌落比AM优越4.7dB以上比AM优越22dB各种调制方式的性能比较调制方式信号带宽解调增益设备复杂性通信中应用情况DSB2Bb2中等；要求相干解调，常与DSB信号一起传输一个小导频较少应用SSBBb1较大；要求相干解调，调制器也较复杂短波无线电通信AM2Bb同步解调和大信噪比包络解调包络解调有门限效应较小；调制与解调（包络检波）简单老式军用无线电台中广泛应用VSB略大于Bb较大；要求相干解调，调制器需要对称滤波数据传输；宽带（电视）系统FM带宽2Bb(mf+1)窄带2Bb大信噪比时非相干解调有门限效应介于SSB和AM之间数据传输；无线电广播，微

6、波中继4模拟通信系统4.1概述4.2幅度调制（线性调制）的原理4.3线性调制系统的抗噪声原理4.4非线性调制（角调制）的原理4.5调频系统的抗噪声原理4.6各种模拟调制系统的比较4.7频分复用（FDM）技术4.7频分复用（FDM）技术SSB将所给的信道带宽分割成互不重叠的许多小区，每个小区能顺利通过一路信号防护频带滤波器截止特性问题收发载波同步问题优点：可以在给定的信道内同时传输许多路信号，提高信号传输的有效性缺点：因滤波器特性不够理想和信道内存在非线性而产生路间干扰小结模拟通信系统就是传输模拟信号的通信系统。本章通过介绍模拟调制解调原理，主要包括：调幅、调频的基本原理，以及

7、它们的抗噪声性能，有重点地介绍了实现模拟通信系统的理论和技术。使我们了解到，如：基本调幅（AM）系统实际实现比较容易，系统性能价格比较高；单边带（SSB）调制系统，已调信号占用带宽窄，即具有较好的有效性；调频（FM）系统是以占用较大的信道带宽而获得好的抗噪声性能等等。如果把本章中调制信号m(t)换为数字基带信号，则调制系统就变为数字调制。尽管模拟调制在实际应用中占有越来越小的比例，但它是数字调制的基础。