《通信原理》课程教学课件（PPT讲稿）模拟调制系统（DSB、SSB抗噪声性能相同）

通信原理第五章模拟调制系统DSBSSB抗噪声性能相同烟台大学光电信息学院贺鹏飞2013-04-17

1 第五章 模拟调制系统 DSB SSB 抗噪声性能相同 烟台大学 光电信息学院 贺鹏飞 2013-04-17 通信原理

第5章模拟调制系统1.相干解调的一般模型Sm(t)Sm(t)m.(t)BPFLPFn,(t)n.(t)coso.1n(t)图中Sm（）－已调信号n(t)－信道加性高斯白噪声n;()－带通滤波后的噪声m(t)－输出有用信号n(t)-输出噪声2

2 第5章 模拟调制系统 ⚫ 1. 相干解调的一般模型 图中 sm (t) － 已调信号 n(t) － 信道加性高斯白噪声 ni (t) － 带通滤波后的噪声 mo (t) － 输出有用信号 no (t) － 输出噪声 ( ) m s t BPF LPF n(t) ( ) m s t n (t) i n (t) o o m t( ) cos c  t

第5章模拟调制系统噪声分析n;(t)为平稳窄带高斯白噪声n,(t) = n.(t)cosのot -n,(t)sin のot白噪声的单边功率谱密度为no带通滤波器带宽为B则噪声的平均功率n?(t) = n?(t) = n,(t)= N, = n.B3

3 第5章 模拟调制系统 ◼ 噪声分析 ni (t) 为平稳窄带高斯白噪声 白噪声的单边功率谱密度为n0，带通滤波器带宽为B 则噪声的平均功率 n t n t t n t t i c 0 s 0 ( ) = ( )cos − ( )sin  222 0 ( ) ( ) ( ) i c s i n t n t n t N n B = = = =

第5章模拟调制系统模拟调制抗噪声性能衡量指标解调器输出信噪比定义S.m?(t)解调器输出有用信号的平均功率N.解调器输出噪声的平均功率n.(t)显然，输出信输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。噪比越大越好。G= So / N.、调制制度增益定义：S, / N,用G便于比较同类调制系统采用不同解调方案时的性能NSi解调器输入已调信号的平均功率(t)-N,解调器输入噪声的平均功率n?(t)

4 第5章 模拟调制系统 ◼ 模拟调制抗噪声性能 衡量指标 ◆ 解调器输出信噪比 定义 输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。显然，输出信 噪比越大越好。 ◆ 调制制度增益 定义： 用 G 便于比较同类调制系统采用不同解调方案时的性能。 2 o o 2 o o ( ) ( ) S m t N n t = = 解调器输出有用信号的平均功率 解调器输出噪声的平均功率 i Ni S S N G / / 0 0 = ( ) ( ) 2 2 n t s t N S i m i i = = 解调器输入噪声的平均功率 解调器输入已调信号的平均功率

第5章模拟调制系统2. DSB相干解调■解调过程分析解调器输入信号为Sm(t)+ n,(t) = m(t)cos o.t +n.(t)cosOot -n,(t)sin Oot与相干载波cosの.t相乘后，得(t)cos2,t - n.(t)sin 2@,t)n(t)+-=m(t)cos2@.t +-(t)+-in222经低通滤波器后，输出有用信号为m(t)m.(t)2噪声信号为一5

5 第5章 模拟调制系统 ⚫ 2. DSB 相干解调 ◼ 解调过程分析 解调器输入信号为 与相干载波 cosc t 相乘后，得 经低通滤波器后，输出有用信号为 噪声信号为 0 0 ( ) ( ) ( )cos ( )cos ( )sin m i c c s s t n t m t t n t t n t t + = + −    1 1 1 1 ( ) ( )cos 2 ( ) [ ( )cos 2 ( )sin 2 ] 2 2 2 2 m t m t t n t n t t n t t + + + −    c c c c s c o 1 ( ) ( ) 2 m t m t = o 1 ( ) ( ) 2 c n t n t =

第5章模拟调制系统■信噪比计算解调器输出端的有用信号功率为S。=me()==m2(1)4输出噪声功率N。=n(t)=-n21noE4解调器输入信号平均功率S, = sm(t) =[m(t)cosQ.t]? ==m2((t2解调器输入端的窄带噪声功率N, = n?(t) = nBBDSB.BPF = 2 fH6

6 第5章 模拟调制系统 ◼ 信噪比计算 解调器输出端的有用信号功率为 输出噪声功率 解调器输入信号平均功率 解调器输入端的窄带噪声功率 2 2 o o 1 ( ) ( ) 4 S m t m t = = 2 2 o o 0 1 1 ( ) ( ) 4 4 N n t n t n B = = = c   2 2 2 1 ( ) ( )cos ( ) 2 S s t m t t m t i m c = = =  2 0 ( ) N n t n B i i = = B f DSB BPF H . = 2

第5章模拟调制系统解调器输出信噪比m4(t)Sm?(t)4N。n.BN4解调器输入信噪比m?(t)S,2NnoBS./ NDSB调制制度增益09= 2GDSBS, / N,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。7

7 第5章 模拟调制系统 ◆ 解调器输出信噪比 ◆ 解调器输入信噪比 ◆ DSB调制制度增益 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。 2 2 o o 0 1 ( ) ( ) 4 1 4 i m t S m t N n B N = = 2 0 1 ( ) i 2 i m t S N n B = o o / 2 / DSB i i S N G S N = =

第5章模拟调制系统3. SSB相干解调■解调过程分析解调器输入信号为,(t) ==m(t)cos.t +=m(t)sin 0.t +n.(t)cos Wot -n,(t)sin 0oS22与相干载波cosの.t相乘后，再经低通滤波后，输出有用信号为-m(t)m.X噪声信号为-n.(t)28

8 第5章 模拟调制系统 ⚫ 3. SSB 相干解调 ◼ 解调过程分析 解调器输入信号为 与相干载波 cosc t 相乘后，再经低通滤波后，输出有用 信号为 噪声信号为 0 0 1 1 ( ) ( ) ( )cos ( )sin ( )cos ( )sin ˆ 2 2 m i c c c s s t n t m t t m t t n t t n t t + = + −     o 1 ( ) ( ) 4 m t m t = o 1 ( ) ( ) 2 c n t n t =

第5章模拟调制系统■信噪比计算解调器输出端的有用信号功率为S。=m?(t)m2(t)16输出噪声功率N。=n(t)=-n21n.F4解调器输入信号平均功率S, = s%()= [m(t)cos o,t+ m(t)sin o.t)+=2解调器输入端的窄带噪声功率区 N, =n'(t)=nBBssB.BPF = fH9

9 第5章 模拟调制系统 ◼ 信噪比计算 解调器输出端的有用信号功率为 输出噪声功率 解调器输入信号平均功率 解调器输入端的窄带噪声功率 2 2 o o 1 ( ) ( ) 16 S m t m t = = 2 2 o o 0 1 1 ( ) ( ) 4 4 N n t n t n B = = = c 2 2 2 2 2 1 ( ) [ ( )cos ( )sin ] ˆ 4 1 1 1 1 [ ( ) ( )] ( ) ˆ 4 2 2 4 S s t m t t m t t i m c c m t m t m t = =   = + = 2 0 ( ) N n t n B i i = = B f SSB BPF H . =

第5章模拟调制系统解调器输出信噪比m(t)Sm(t)16N。14n.B.N4解调器输入信噪比1m?(t)m?(t)Si=4N;noB4n.BS./ NSSB调制制度增益09= 1GssBS, / N因为在SSB系统中，信号和噪声有相同表示形式，所以相干解调过程中，信号和噪声中的正交分量均被抑制掉10故信噪比没有改善

10 第5章 模拟调制系统 ◆ 解调器输出信噪比 ◆ 解调器输入信噪比 ◆ SSB调制制度增益 因为在SSB系统中，信号和噪声有相同表示形式，所以 相干解调过程中，信号和噪声中的正交分量均被抑制掉， 故信噪比没有改善。 2 2 o o 0 1 ( ) 16 ( ) 1 4 4 i m t S m t N n B N = = 2 2 0 0 1 ( ) 4 ( ) 4 i i m t S m t N n B n B = = o o / 1 / SSB i i S N G S N = =