数字通信第2_2章.pptx

第2章 模拟信号的调制与解调 ;调制的目的:;调制的概念:;载波信号： c(t)=Acos(ω c t+θc );2.1 模拟信号的线性调制 ;AM调制器模型 ;AM信号的波形和频谱?;;常规调幅的解调;解调方法：相干(同步)解调;调幅度（调幅指数）ma 定义如下： ;当调制信号无直流分量时，x(t)=0，且当x(t)是与载波无关的较为缓慢变化的信号时， 有 ;已调波的调制效率定义为边带功率与总平均功率之比， 即 ;常规调幅小结：;2.1.2 抑制载波双边带调幅(DSB-SC) 　　为了提高调幅信号的效率，就得抑制掉已调波中的载波分量。要抑制掉AM信号中的载波，只需在图2-１中将直流分量A０取掉，得到抑制载波的双边带信号，简称双边带信号(DSB)。 　DSB信号的时域表示为 ;DSB信号的波形和频谱 (a) 调制信号； (b) 载波信号； (c) 已调波信号 ;;解调方法：相干(同步)解调;2.1.3　单边带调幅(SSB) 　;滤波法产生SSB信号;滤波法的主要缺点: 要求滤波器的特性十分接近理想的特性,即要求ωc处必须锐截止特性。低频调制相对容易实现，对高频难于寻找符合要求的滤波器。（载频越高，滤波器要求越苛刻）----解决方法：多级调制;2. 移相法产生单边带信号 任一调制基带信号，可用n个余弦信号之和来表示， 即 ;如果通过下边带滤波器HLSB(ω), 则得到LSB信号 ;单边带相移法调制中各点频谱变换关系;　单边带调制方式的优点是：节省载波发射功率，同时频带利用率也高，它所占用的频带宽度仅是双边带的一半，和基带信号的频带宽度相同。 　　单边带信号的解调和双边带一样，不能采用简单的包络检波，因为它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍然需要采用相干解调。 ;单边带信号的解调：;解调特性及过程：;2.1.4 残留边带调幅(VSB) 问题的提出： 　　当调制信号x(t)的频谱具有丰富的低频分量时，如电视和电报信号，已调信号频谱中的上、下边带就很难分离，这时用单边带就不能很好地解决问题。那么，残留边带就是解决这种问题一个折衷的办法，它是介于SSB和DSB之间的一种调制方法，既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB实现上的难题。  　　在VSB中，不是对一个边带完全抑制，而是使它逐渐截止， 使其残留一小部分。;调制信号、DSB、SSB和VSB信号的频谱 ;滤波法实现残留边带调制的原理;线性调制系统的抗噪声性能 通信系统中把信道加性噪声的这种起伏噪声作为研究对象。 ;　　带通滤波器带宽远小于中心频率ωc时，可视带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ni(t)即为窄带高斯噪声， 其表示式为 ;模拟调制系统的性能度量指标：信噪比增益;　　DSB调制系统的性能;解调器输入信号平均功率为 ;于是调制制度增益为 ;SSB调制系统的性能 在SSB相干解调中，与DSB相比较，所不同的是SSB解调器之前的带通滤波器的带宽是DSB带宽的一半，即B=fm。这时，单边带解调器的输入信噪比为 ;因此，SSB的调制制度增益为 ;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， 在此无需赘述。 设包络检波器的输入信号为 ;输入噪声为 ;其中, 合成包络为 ;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 ;可得调制制度增益为 ;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 ;补充习题： 双边带抑制载波调制和单边带调制中若消息信号均为3kHz限带信号，载频为1MHz,接收信号功率为1mW，加性白噪声双边功率谱密度为10-3?W/Hz。接收信号经带通滤波器后，进行相干解调。 （1）比较解调器输入信噪比 （2）比较解调器输出信噪比;;补充习题： 采用包络检波的AM系统中，若噪声的功率谱密度为5×10-2W/Hz，单频正弦调制时载波功率为100kW，边带功率为10kW,带通滤波器宽度为4kHz. （1）求解调器输出信噪比 （2）若采用DSB系统，其性能优于常规调幅多少分贝？;解： (1)??? 常规双边带解调器输出信噪比： (2)??? 常规双边带解调器输入信噪比： 则常规调幅系统的调制制度增益为： 已知DSB调制增益为GDSB=2，则 ，即DSB系统的性能优于常规调幅系统10.4dB。 ;补充习题： 设某信道具有均匀的双边功率谱密度Pn(f)=0.5×10-3W/Hz， 在该信道中使用抑制载波双边带传输，并设调制信号x(t)的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，已知信号的功率为10kW。若接收机的输