复习与回顾 1、随机过程的数字特征 2、信道模型 3、噪声 4、噪声的分类 5、通信系统中最常见的噪声：高斯白噪声（分布特性及功率谱密度）

编码器 调制器 发转换器 媒质 收转换器 解调器 解码器 调制信道 编码信道 信道模型

2.模拟通信系统线性调制 课程目标 了解调制的功能和分类 掌握线性调制的概念和线性调制信号的表达式 掌握AM 、 DSB 、 SSB 、 VSB四种线性调制的 频谱图 掌握AM 、 DSB 、 SSB三种线性调制的带宽 正确应用AM 、DSB 、SSB三种线性系统 抗噪声性能的结论进行有关性能比较

2.1 调制的功能和分类 1、调制的功能 频率变换 实现信道复用 提高抗干扰性能 MOD 高频载波信号c(t) 调制信号m(t) 输出信号s(t) 调制器的 一般模型 1、调制的功能 频率变换 实现信道复用 提高抗干扰性能

2、调制的分类 按调制(基带)信号分：模拟、数字 按载波信号分： 连续波（正弦波） 脉冲波（矩形波） 按调制器的实现功能分： 幅度、频率、相位 按调制器的传输函数来分： 线性、非线性 MOD 高频载波信号c(t) 调制信号m(t) 输出信号s(t) 调制器的 一般模型 （所谓线性调制主要指已调波的频谱组成与 调制信号的频谱之间呈线性对应关系。）

2.2 幅度调制 1、抑制载波的双边带调幅（DSB_SC） 2、常规调幅(AM) 3 、单边带幅度调制（SSB） 4 、残留边带调幅（VSB）

1、抑制载波双边带调幅 （DSB-SC:Double Side Band modulation） 1 w w f(t) t 调制信号时域波形图 时域波形图 频谱图 1 w F(w) B c(t) t 载波信号时域波形图 调制信号频谱图 wc w 1/2 －wc SDSB(w) 2B s(t) t 输出信号时域波形图 输出信号频谱图

2、常规调幅(AM:Amplitude Modulation) f(t) t 时域波形图 A0+f(t) t 调制信号时域波形图 SAM(t) t 叠加直流分量后的调制信号时域波形图 |A0|>|f(t)| SAM(t) t 过调幅 |A0|<|f(t)| 输出信号时域波形图1 输出信号时域波形图2

1 DSB频谱图 w w 基带信号频谱图 AM频谱图 SDSB(w) 频谱图 w 2A0 2B SAM(t) A0 B 1/2 wc F(w) B 2A0 DSB频谱图 wc w 1/2 -wc SAM(t) A0 2B 基带信号频谱图 AM频谱图

3、单边带调幅（SSB:Single Side Band Modulation） wc w -wc SDSB(w) HUSB(w) 2B 1/2 频谱图 上边带 调制 SUSB(w) wc w -wc wc w -wc B 1/2 wc w -wc HLSB(w) 下边带 调制 wc w -wc SLSB(w) B 1/2

4、残留边带调制（VSB:Vestige Side Band modulation） wc w -wc SDSB(w) 2B 1/2 频谱图 残留 上边带 HUSB(w) SUSB(w) wc w -wc B 1/2 wc w -wc B 1/2 HLSB(w) SLSB(w) 残留 下边带

调制器的一般模型 m(t) coswct S AM(t) A0 调制的表达式 Wc——载波角频率；c——载波初始相位； A0 ——载波幅度

练习题 1.已知：调制信号f(t)=cosw0t;载波信号c(t)=cos4w0t;请画出调制信号、载波信号及AM、DSB 、HSB 、LSB调制时的频谱图(AM时直流电平为A0) w0 -w0 F(w) w w0 -w0 SDSB(w) 4w0 -4w0 5W0 3W0 -3W0 -5W0 w0 -w0 F(w) 4w0 -4w0 w w w0 -w0 SAM(w) 4w0 -4w0 5W0 3W0 -3W0 -5W0

练习题 w w0 -w0 4w0 -4w0 w w0 -w0 4w0 -4w0 SUSB(w) 5W0 -5W0 SLSB(w) 3W0

2.3 线性调制的抗噪声性能比较 1 、解调器抗噪声性能模型 Si(t) 解调器 no(t) ni(t) n(t) So(t) 2.3 线性调制的抗噪声性能比较 1 、解调器抗噪声性能模型 带通 滤波器 解调器 Sm(t) n(t) Si(t) ni(t) So(t) no(t) 窄带高斯白噪声 高斯白噪声 我们的目标； 在给定Sm(t)及ni(t)的情况下， 1、确定各种解调器的输入及输出信噪比 2、对各种调制系统的抗噪声性能作出评价

接收端与发送端的高频载波同频同相（相干） 2 、解调分类 ①线性调制相干解调 带 通 滤波器 低 通 s(t) n(t) si(t) ni(t) so(t) no(t) cd(t)=cos0t 关键点： 接收端与发送端的高频载波同频同相（相干） 线性调制相干解调的 抗噪声性能分析模型

②包络检波 t 1 2 sAM（t） 3 常规调幅调制  F() 1  SAM() 1/2 c －c A0 非相干解调 t 1 1 2 sAM（t） 3 ②包络检波 常规调幅调制  F() 1  SAM() 1/2 c －c A0 非相干解调 t 1 2 sd（t） 3 sAM（t） sd（t） 包络检波 常规调幅信号的解调

3、信噪比（SNR:Singal Noise Ratio） 三、线性调制的抗噪声性能比较 3、信噪比（SNR:Singal Noise Ratio） 信号功率 噪声功率 表征信号通过系统传输后 信噪比的改善情况， G越大抗噪声性能越好 4、信噪比增益（G:Gain） ——衡量系统抗噪声性能的重要参数

回顾：能量谱密度和功率谱密度 功率谱密度(周期性信号)： 能量谱密度（非周期性信号）：

噪声功率谱密度 注意； n0/2 n0 n0/2 n0/2 n0/2 w w 我们遇到的绝大多数噪声都是高斯白噪声。 双边功率谱密度 Pn(w) 噪声功率谱密度 n0 w 高斯白噪声 单边功率谱密度 Pn(w) 注意； 我们遇到的绝大多数噪声都是高斯白噪声。 我们在分析问题时都将噪声作为高斯白噪声处理！！ w 窄带高斯白噪声 （AM、DSB） n0/2 wc -wc Pn(w) 2B B w 窄带高斯 白噪声（USB） n0/2 wc -wc Pn(w) B w 窄带高斯 白噪声（LSB） n0/2 wc -wc Pn(w)

功率谱图 信号功率谱图 |F(w)|2 注意这里哦！ 表示的是功率谱密度 1  B 面积表示功率 调制(基带)信号功率谱图

调制后信号功率谱 |SDSB()|2 |SUSB()|2 |SAM( )|2 |SLSB()|2 功率谱图 2W W W 2W wc 1/4 1/4  c  －  c wc  2W －wc W |SAM( )|2 |SLSB()|2 1/4 1/4  c  c c  － c －wc W 2W

功率谱图 1  |F(w)|2 W n0/2 输入信噪比＝ 叠加噪声的调制信号（输入信号）功率谱图

叠加噪声的输出信号功率谱 信噪比＝ 功率谱图 |SDSB()|2 |SUSB()|2   2W W |Sam()|2 1/4 1/4  c  －  c  2W －  c  c W 信噪比＝ |Sam()|2 |SLSB()|2 1/4 1/4  c   c  －  c －  c W 2W

信噪比增益 为什么存在信噪比增益呢？ 不同的解调方法会使信号或噪声的幅度、相位发生变化，导致接收端信噪比发生变化

表征信号通过系统传输后 信噪比的改善情况， G越大抗噪声性能越好 4、信噪比增益（G:Gain） ——衡量系统抗噪声性能的重要参数

信噪比增益（以相干解调为参照） 相干解调检波 GDSB=2 GSSB=1 包络检波 (若f(t)为单频正弦波信号，则GAM<=2/3) 有用信号被淹没在“噪声”中，信噪比急剧恶化 小信噪比时

总结 调制方式 带宽 SNRi SNRo G 典型解调方式 DSB 2W 2 相干解调 SSB W 1 VSB AM 包络检波 f(t)为单频正弦信号时<＝2/3