线性与非线性调制系统的抗噪声性能分析.pdf

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1、Academic学术线性与非线性调制系统的抗噪声性能分析重庆邮电大学移通学院通信工程学院一万宇摘要：本文主要是通过对线性调制系统的不同调制方式在大信噪比条件下抗噪声性能的分析，分析了解不同的解调方法下，系统的抗噪声性能。引言所谓调制就是使基带信号(调制信号)控制载波的某个(或几个)参数，使这一个(或几个)参数按照基带信号的变化规律而变化的过程。调制后所得到的信号为已调信号或频带信号，载波是一种不含任何有用信号用来搭载(t)=costool基带信号的高频信号。调制信号m(t)为连续变化的模拟量叫模拟调制，其系统称为模拟调制系统。其调制分为幅度调制和角度调制，幅图1AM信号相干解调模型框

2、图度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化的过程，分为标准调幅(AM)、抑制载波双边带调制(DSB)、单边带调制(SSB)和残留边带调制(VSB)等。幅度调制属于线性调制，它通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的搬移，一个正弦载波有幅度、频率、相位3个参量，因此，不仅可以把调制信号的信息寄托在载波的幅度变化中，还可以寄托在载波的频率和相位变化中。这种使高频载波的频率或相位按照调制信号规图2AM信号非相干解调模型框图律的变化而振幅恒定的调制方式，称为频率调制(FM)和相位调制(PM)，分别简称为调频和调相。因为频率或相位的变化都可以看成是随之不同，即分开进行讨

3、论，先讨论相干解调对于AM系统，解调器输入信号为载波角度的变化，故调频和调相又统称为角度系统的抗噪声性能。AM相干解调模型框图如图。(t)-+m【I)】co$ff，式中，A为外加的直流调制。1所示。分量；m(t)为调制信号。这里仍假设m(t)在分析抗噪声性能时，主要考虑的是加性若解调器的输入信号一(1)为的均值为0，且^L-。解调器的输入噪声高斯白噪声对系统的影响，同时也是最基本的+w⋯式中∞L则解调器为j∞一(1)COS"~一n，(t)血日，显然，解噪声和干扰模型，又因为加性高斯白噪声被认输入信号的平均功率S为一譬+孕，解调调器输入的信号功率S．和噪声功率N分别为为只对信号的接受产

4、生影响，所以调试系统的器输入信号的平均功率N为^‘而=，所一一芋+{，：口，这里，抗噪声性能是通过解调器的抗噪声性能来衡量。以AM的输入信噪比{，：。解调器输出信B=2f为AM信号带宽。得解调器输入信噪比号功率鼠一。)一；[，o)]，输出噪声功率为番‘篷蔷。解调器输入是信号加噪声的合i．线性调制系统的抗噪声性能分析=棚=‰=，所以输出信噪比是筹L。成波形，即5。∞∞-+m)(1)]c咖一)蜘。所以调制制度增益‘一。由于A一般比调制一)cos【‘，+

5、)】，其中合成包络为1．1_AM的相干解调和非相干解调系统抗噪信号幅度大所以信噪比增益小于l，表明AMAO)-，合成相位声性能对比分析信

6、号经相干解调后，即使在最好的条件下，也为)-篙莉，理想包络检波器的AM信号的解调非为相干解调和非相干解不能改善其信噪比，反而使信噪比恶化。AM信输出就是。由上面可知，检波器输出中有调，两种解调的模型不同，所以抗噪声性能也号的非相干解调模型框图如图2所示。用信号与噪声无法完全分开，因此，计算输中国机械MachineChina1％7Academic学术出信噪比是件困难的事。所以我们讨论在大信噪比条件下，此时输入信号幅度远大于噪声幅度，即【^+一(f)】，进而可以得到A(Ot丽丽万嗣丽，有用信号和噪声可以分开，因而可分别计算出输出信号功率及噪声功率疋．；，Ⅳ．--·，即输出信噪比为急一图3

7、调频信号非相干解调模型框图，调制制度增益为。_--。可以看出，AM的调制制度增益随A的减小而增加。但为调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制掉，以上分析是在大信噪比情况下，当信噪比了不发生过调制现象，必须有^h(f)L，所以故信噪比不会得到改善。可见DSB解调器的调较小时，由于角度成分中无单独的有用信号项，G总是小于1。通过以上分析可得，在输入制制度增益是SSB的二倍，但不能因此就说，有用信号被噪声扰乱，FM非相干解调系统的鉴信噪比较好的情况下，AM信号采用相干解调双边带系统的抗噪性能优于单边带系统。因为频器将发生门限效应当输入信噪比降到某一门和非相干解调，二者G相同。但在实际生活D

8、SB信号所需带宽为SSB的二倍，因而在输入限(例如，图3—32中的门限值CI)时，FM便中，一般采用非相干解调，解调电路实现比噪声功率谱密度相同的情况下，DSB解调器的开始出现门限效应；若继续降低输入信噪比，较简单。输入噪声功率将是SSB的二倍。即，在相同的则FM解调器的输出信噪比将急剧变坏，甚至比1．2．DSB与SSB抗噪声性能对比分析噪声背景和相同的输入信号功率条件下，DsBDSB的性能还要差。调制系统门限效应如图对于DSB系统，DSB相干解调模型和s