現(xiàn)代通信原理(03-3)

現(xiàn)代通信原理第三章幅度調(diào)制(3)2/4/20231殘留邊帶調(diào)制介于單邊帶和抑制載波雙邊帶之間。調(diào)制時除保留一個邊帶以外，還保留另一邊帶的一比分。殘留邊帶信號可以通過濾波法實現(xiàn)，對于具有低頻及直流的調(diào)制信號，其實現(xiàn)難度較單邊帶小。殘留邊帶信號可以保留部分載波，使接收機在載波恢復(fù)時較為簡單。殘留邊帶信號傳輸時需要比單邊帶較多的帶寬資源?！?.5殘留邊帶調(diào)制

(VestigialSidebandModulation，VSB)2/4/20232典型應(yīng)用電視發(fā)射機閉路電視調(diào)制器傳真機2/4/20233圖3-21殘留邊帶調(diào)制的濾波法形成一.濾波法產(chǎn)生VSB信號2/4/20234圖3-22殘留部分下邊帶時的傳遞函數(shù)圖3-23殘留部分上邊帶時的傳遞函數(shù)2/4/20235圖3-24殘留邊帶調(diào)制的相干解調(diào)2/4/20236二.相移法產(chǎn)生VSB信號2/4/20237相移法產(chǎn)生殘留邊帶信號2/4/20238三.相干解調(diào)單邊帶信號相干解調(diào)器2/4/202392/4/202310若要不產(chǎn)生失真，需在頻帶|ω|<ωm

內(nèi)，HV(ω-ωc)+HV(ω+ωc)=常數(shù)2/4/202311設(shè)此常數(shù)=2四.HI(ω)的特性2/4/202312五.插入載波的包絡(luò)檢波常規(guī)調(diào)幅采用包絡(luò)檢波方式解調(diào)。雙邊帶調(diào)制、單邊帶調(diào)制和殘留邊帶調(diào)制均不能直接采用這種方法。但如果在接收端插入很強的載波后，仍可以用包絡(luò)檢波的方式。2/4/202313推導(dǎo)如下：2/4/202314瞬時幅度瞬時相位若載波幅度Ad很大包絡(luò)檢波后Sd(t)=SI(t)∝f(t)2/4/202315§3.6線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能分析模型1、噪聲分為兩種：加性干擾：外界造成的突發(fā)性脈沖干擾、內(nèi)部有源器件造成的起伏干擾。乘性干擾：內(nèi)部非線性器件產(chǎn)生的交調(diào)、互調(diào)。這里主要考慮對已調(diào)信號有持續(xù)影響的起伏干擾，據(jù)產(chǎn)生機理和實驗測量表明，起伏干擾是各態(tài)歷經(jīng)的平穩(wěn)高斯白噪聲。2/4/202316“各態(tài)歷經(jīng)”—統(tǒng)計平均值等于時間平均值?！捌椒€(wěn)”--------概率密度函數(shù)與時間無關(guān)?！案咚埂?-------概率密度函數(shù)為高斯分布?！鞍住?---------功率譜密度函數(shù)為均勻分布。以下是噪聲分布模型：噪聲只對接收系統(tǒng)產(chǎn)生影響，下面主要討論接收系統(tǒng)的抗干擾性。2/4/202317

在接收機的設(shè)設(shè)計中，為了提高信噪比，通常在低噪聲放大器（高放）后加一級窄帶帶通濾波器。其傳遞函數(shù)如下圖。2/4/202318由隨機過程理論可知，平穩(wěn)高斯白噪聲通過窄帶濾波后（帶通濾波器帶寬中心頻率）后，可以表示如下：2/4/202319信噪比增益2/4/202320信噪比增益通信系統(tǒng)中，一般用信噪比增益G來衡量不同調(diào)制方式下解調(diào)器的抗噪性能。G越大，抗噪性能越好。2/4/202321二.相干解調(diào)(單邊帶,抑制載波雙邊帶)的抗噪聲性能。2/4/202322輸入噪聲功率2/4/202323輸入信號功率2/4/202324輸入信號/噪聲比相同條件下2/4/202325輸出信噪比以DSB信號為例通過低通濾波后,2/4/202326雙邊帶解調(diào)的輸出信噪比2/4/202327單邊帶和普通調(diào)幅單邊帶解調(diào)輸出信噪比是雙邊帶的兩倍2/4/202328信噪比增益2/4/202329單邊帶和雙邊帶的性能比較雙邊帶調(diào)制相干解調(diào)的信噪比增益是單邊帶的兩倍，并不意味著前者的抗噪性能優(yōu)于后者。分析中，雙邊帶已調(diào)信號功率是單邊帶的兩倍。可以認為兩者的抗噪性能相同。（可靠性）雙邊帶信號所占的傳輸帶寬是單邊帶的兩倍。（有效性）2/4/202330非相干解調(diào)（用于常規(guī)調(diào)幅）的抗噪聲性能非相干解調(diào)器2/4/202331輸入信號SAM(t)=[A0+f(t)]cosct輸入信號功率Si=E[S2AM(t)]=E{[A0+f(t)]2cos2ct}=（1/2）[A02+f(t)2]通信中，一般假設(shè)f(t)為各態(tài)歷經(jīng)的平穩(wěn)隨機信號，有E[f(t)]=0輸入信號功率2/4/202332輸入噪聲功率Ni=2n0W式中n0為平穩(wěn)高斯白噪聲的單邊功率譜密度。W為調(diào)制信號的帶寬。2/4/202333輸入信噪比2/4/202334窄帶濾波后信號可以表示為2/4/202335分兩種情況來討論：大信噪比情況：接收條件好，信號功率遠遠大于噪聲功率。小信噪比情況：接收條件差，信號很弱，幅度與噪聲幅度可比。2/4/2023361.大信噪比情況：A0+f(t)>>ni(t)2/4/202337對于以上信號，R(t)為包絡(luò)，也就是通過檢波輸出器后的信號，在信噪比很大的情況下2/4/202338輸出信噪比及信噪比增益信噪比增益2/4/202339

信噪比的增益是一個小于1的數(shù),所以包絡(luò)檢波常規(guī)調(diào)幅的抗噪性能劣于雙相干解調(diào)的雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅。2/4/2023402.小信噪比情況:A0+f(t)<<ni(t)2/4/202341門限效應(yīng)在大信噪比(噪聲很小)的情況下，包絡(luò)檢波解調(diào)系統(tǒng)的信噪比增益是一個常數(shù)G。當(dāng)噪聲功率逐步增加，Si/Ni下降到一定值時，信號完全淹沒在噪聲中，信噪比增益G急劇下降，通常把這種現(xiàn)象稱為門限效應(yīng)，把剛好出現(xiàn)門限效應(yīng)時的輸入信噪比稱為門限值。相干解調(diào)不存在門限效應(yīng)。2/4/202342信噪比增益G發(fā)生突變的曲線2/4/202343§3.7頻分多路復(fù)用及線性調(diào)制應(yīng)用

多路復(fù)用：把多個彼此不相關(guān)的信號合并為一個復(fù)合的群信號，可在一條信道上同時進行通信的方法。頻分多路復(fù)用:(FrequencyDivisionMultiplexing,FDM)2/4/202344頻分多路復(fù)用的原理方框圖如圖6-2所示2/4/202345FDM最典型的例子是在一條物理線路上傳送多路話音信號的多路載波電話系統(tǒng)

考慮到大容量載波電話在傳輸中合群、分群的方便，現(xiàn)已形成了一套標(biāo)準(zhǔn)的等級。多路載波電話2/4/202346其中，基群、超群和基本主群的關(guān)系如圖，在圖中可以看出，各種等級群路信號的基本頻帶并不是在實際信道中傳輸?shù)念l帶，在送入信道前還要進行頻率搬移2/4/202347廣播電視中波、短波、調(diào)頻等廣播系統(tǒng)的多個節(jié)目采用頻分復(fù)用。有線及無線電視系統(tǒng)（VHFH和UHF頻段）的多個頻道都采用頻分復(fù)用。廣播電視每個節(jié)目的基帶信號也采用頻分復(fù)用。2/4/202348黑白電視的頻譜2/4/202349彩色電視的頻譜2/4/202350立體聲廣播的頻譜2/4/202351立體聲廣播信號的產(chǎn)生2/4/202352立體聲廣播信號的解調(diào)2/4/202353自測題

（1）

傳送單頻信號時，常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信號的不失真?zhèn)鬏敆l件是什么？（2）

線性調(diào)制相干解調(diào)時，若采用不同頻率、不同相位的載波，有什么影響？（3）

采用什么辦法，才能用包絡(luò)檢波對雙邊帶抑制載波調(diào)制信號實現(xiàn)解調(diào)？（4）

什么叫門限效應(yīng)？哪些模擬調(diào)制，在什么情