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）

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1 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）

2 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

3 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

4 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

5 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。）

6 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）

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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

13 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

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

15 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

16 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

17 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

18 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

19 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）：

20 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)

21 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

22 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

23 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

24 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

25 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

26 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

27 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

28 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