通信原理I第10次課教案

PAGE84.3.2殘留邊帶（VSB）調(diào)制1.殘留邊帶調(diào)制的應(yīng)用和頻譜特點·適用于當(dāng)調(diào)制信號具有豐富的極低頻率分量的情形，例如模擬視頻圖像信號?！埩暨厧д{(diào)幅信號的頻譜不像單邊帶調(diào)幅那樣將一個邊帶完全抑制，而是留一部分殘余；同時，有用邊帶的一部分也受到衰減，殘留邊帶調(diào)幅信號的頻譜如圖4.3.6·VSB信號的帶寬為：或。圖4.3.2.殘留邊帶濾波器的傳輸特性有一殘留邊帶調(diào)幅系統(tǒng)如圖4.3.7所示，假設(shè)殘留邊帶濾波特性是低通型的，如圖4.3.8所示。下面分析在接收端不失真恢復(fù)出信道信道LPF低通型圖4.3.7殘留邊帶調(diào)幅系統(tǒng)圖4.由圖4.3.(4.3這時，接收端乘法器的輸出信號頻譜為將代入上式得于是，LPF的輸出信號頻譜為顯然，為了準(zhǔn)確地獲得，上式中的必須滿足條件：(4.3式中C是常數(shù)?？衫脠D4.3.9來說明式(4.3.12)的含義。由圖4.3.8可以看出，若要求在內(nèi)保持為常數(shù)，則必須使和在處具有互補(bǔ)對稱的截止特性。也就是說，在載頻處的截止特性應(yīng)該是奇對稱的。CC0圖4.4.4幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能上一節(jié)分析了幅度調(diào)制的基本原理，上述討論并沒有考慮信道噪聲對接收信號的影響。本節(jié)將研究有噪聲干擾的線性調(diào)制系統(tǒng)的性能，即計算接收機(jī)對幅度調(diào)制信號解調(diào)時的輸出信噪比。1.解調(diào)器抗噪聲性能的分析模型信道信道接收機(jī)帶通濾波器解調(diào)器圖4.4.1分析解調(diào)器性能的模型圖中，已調(diào)信號（包括AM、DSB、SSB信號等）加性高斯白噪聲（均值為零、雙邊功率譜密度為）窄帶高斯白噪聲：，并且滿足，或2.抗噪聲性能指標(biāo)系統(tǒng)的抗噪聲性能用解調(diào)器的抗噪聲性能來衡量，而抗噪聲性能指標(biāo)通常用解調(diào)器輸出信噪比來衡量。解調(diào)器輸出信噪比(4.4.1)定義調(diào)制制度增益G為(4.4.2)式中，解調(diào)器輸入信噪比。式(4.4.2)表明，調(diào)制制度增益反映了解調(diào)器本身的抗噪聲能力，即解調(diào)前后信噪比改善的程度。4.4.1相干解調(diào)DSB系統(tǒng)的抗噪聲性能1.相干解調(diào)DSB系統(tǒng)分析模型相干相干解調(diào)器BPFLPF圖4.4.2相干解調(diào)器DSB系統(tǒng)分析模型圖中，為零均值高斯白噪聲，其雙邊功率譜密度為。2.解調(diào)器輸入信噪比(1)解調(diào)器輸入信號功率(4.4.3)(2)解調(diào)器輸入噪聲功率設(shè)BPF為理想帶通濾波器，則為窄帶高斯噪聲，其功率譜密度如圖4.4.3所示。圖4.4.3解調(diào)器輸入窄帶高斯噪聲的功率譜由圖4.4.3得輸入噪聲功率為(4.4.4)式(4.4.4)表明：白噪聲經(jīng)過理想帶通濾波器后，輸出噪聲的平均功率就是其單邊功率譜密度乘以帶通濾波器的帶寬。(3)解調(diào)器輸入信噪比(4.4.5)3.解調(diào)器輸出信噪比利用相干解調(diào)器的迭加性，可以分別計算解調(diào)器輸出信號和輸出噪聲。⑴輸出信號平均功率由式(4.2.16)知，故輸出信號平均功率為(4.4.6)⑵輸出噪聲平均功率解調(diào)器中乘法器輸出的噪聲為經(jīng)LPF后，輸出噪聲為，因此，輸出噪聲功率為(4.4.7)可見，相干解調(diào)時，解調(diào)器輸出噪聲功率與解調(diào)器輸入噪聲功率之間的關(guān)系為：⑶解調(diào)器輸出信噪比由式(4.4.6)及式(4.4.7)，求得解調(diào)器輸出信噪比為(4.4.8)4.調(diào)制制度增益(4.4.9)由此可見，DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍。例4.4.1對某一信號用DSB進(jìn)行傳輸，設(shè)加至接收機(jī)的調(diào)制信號之功率譜密度為若疊加于DSB信號的白噪聲具有雙邊功率譜密度為，試求：(1)解調(diào)器的輸入信號功率和輸入噪聲平均功率；(2)相干解調(diào)器時的的輸出信號噪聲功率比是多少？解：知識點：DSB信號功率表達(dá)式，隨機(jī)信號功率，解調(diào)器輸入噪聲功率，調(diào)制制度增益。⑴⑵4.4.2相干解調(diào)SSB系統(tǒng)的抗噪聲性能1.相干解調(diào)SSB系統(tǒng)分析模型解調(diào)模型與DSB系統(tǒng)基本相同，唯一區(qū)別是接收端帶通濾波器的帶寬應(yīng)改為。BPFBPF相干解調(diào)器圖4.4.4相干解調(diào)器SSB系統(tǒng)分析模型2.解調(diào)器輸入信噪比解調(diào)器輸入信號功率(4.4.10)解調(diào)器輸入噪聲功率；(4.4.11)解調(diào)器輸入信噪比。(4.4.12)3.解調(diào)器輸出信噪比解調(diào)器輸出信號，故解調(diào)器輸出信號功率為：而解調(diào)器輸出噪聲功率。因此，解調(diào)器輸出信噪比為：(4.4.13)4.調(diào)制制度增益(4.4.14)5.DSB系統(tǒng)與SSB系統(tǒng)性能比較雖然，，表明雙邊帶解調(diào)器的信噪比改善是單邊帶的2倍。但是，這并不能說明在抗噪聲性能上DSB系統(tǒng)就優(yōu)于SSB系統(tǒng)。因為(4.4.15)(4.4.16)比較式(4