CH51調(diào)制傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能(48)課件

5.1幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能5.1.1分析模型本節(jié)將要研究的問題是信道存在加性高斯白噪聲時，各種線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。由于加性噪聲只對已調(diào)信號的接收產(chǎn)生影響，因而調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能可以用解調(diào)器的抗噪聲性能來衡量。分析解調(diào)器的抗噪聲性能的模型如圖5-1所示。圖中，sm(t)為已調(diào)信號，n(t)為傳輸過程中疊加的高斯白噪聲。5.調(diào)制傳輸系統(tǒng)性能分析分析模型中國礦業(yè)大學通信研究所5.1幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能5.1.1分析模型5.調(diào)1解調(diào)器抗噪聲性能分析模型對于不同的調(diào)制系統(tǒng)，有不同形式的信號sm(t),但解調(diào)器輸入端的噪聲ni(t)形式是相同的，它是平穩(wěn)高斯白噪聲經(jīng)過帶通濾波器而得到的。當帶通濾波器帶寬遠小于其中心頻率ω0時，ni(t)即為平穩(wěn)高斯窄帶噪聲。噪聲中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)器抗噪聲性能分析模型對于不同的調(diào)制系統(tǒng)，有不同形式的信號2若白噪聲的雙邊功率譜密度為n0/2，解調(diào)器輸入噪聲平均功率：n0/2-f0f0B設帶通濾波器傳輸特性是增益為1，帶寬為B的理想矩形函數(shù)0f解調(diào)器輸入噪聲可表示為：為使已調(diào)信號無失真地通過，同時最大限度抑制噪聲，帶寬B應等于已調(diào)信號頻帶寬度。信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所若白噪聲的雙邊功率譜密度為n0/2，解調(diào)器輸入噪聲平均功率：3評價一個模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看解調(diào)器的輸出信噪比。輸出信噪比定義為只要解調(diào)器輸出端有用信號能與噪聲分開，則輸出信噪比就能確定。輸出信噪比與調(diào)制方式有關，也與解調(diào)方式有關。在已調(diào)信號平均功率相同，而且信道噪聲功率譜密度也相同的情況下，輸出信噪比反映了系統(tǒng)的抗噪聲性能。G中國礦業(yè)大學通信研究所評價一個模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看解調(diào)器的輸出信4

為了便于衡量同類調(diào)制系統(tǒng)不同解調(diào)器對輸入信噪比的影響，還可用輸出信噪比和輸入信噪比的比值調(diào)制制度增益G來表示，即顯然，G越大，表明解調(diào)器的抗噪聲性能越好。下面我們在給出已調(diào)信號sm(t)和單邊噪聲功率譜密度n0的情況下，推導出各種解調(diào)器的輸入及輸出信噪比，并在此基礎上對各種調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能作出評述。幅度調(diào)制相干解調(diào)中國礦業(yè)大學通信研究所為了便于衡量同類調(diào)制系統(tǒng)不同解調(diào)器對輸入信5解調(diào)器5.1.2幅度調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能

在分析DSB、SSB系統(tǒng)的抗噪聲性能時，模型中的解調(diào)器為相干解調(diào)器，如圖所示。相干解調(diào)屬于線性解調(diào)，故在解調(diào)過程中，輸入信號及噪聲可以分別單獨解調(diào)。帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)器5.1.2幅度調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能6解調(diào)器1.DSB調(diào)制傳輸系統(tǒng)的性能帶通濾波器SDSB(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋解調(diào)器輸入信噪比解調(diào)器輸出信噪比調(diào)制信號帶寬中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)器1.DSB調(diào)制傳輸系統(tǒng)的性能帶通濾波器SDSB(t)7SDSB(t)與相干載波cosωct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，輸出信號為解調(diào)器輸出信噪比因此，解調(diào)器輸出端的信號功率為帶通濾波器SDSB(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋輸出噪聲中國礦業(yè)大學通信研究所SDSB(t)與相干載波cosωct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后8解調(diào)DSB時，接收機中的帶通濾波器的中心頻率ω0與調(diào)制載頻ωc相同，因此解調(diào)器輸入端的噪聲ni(t)可表示為ni(t)=nc(t)cosωct-ns(t)sinωct它與相干載波cosωct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，輸出噪聲為帶通濾波器SDSB(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋輸出信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)DSB時，接收機中的帶通濾波器的中心頻率9故輸出噪聲功率為可得解調(diào)器的輸出信噪比為調(diào)制制度增益為中國礦業(yè)大學通信研究所故輸出噪聲功率為可得解調(diào)器的輸出信噪比為調(diào)制制度增益為中國礦10調(diào)制制度增益為由此可見，DSB調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為2。這就是說，DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍。這是因為采用同步解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量ns(t)被消除的緣故。2.SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能中國礦業(yè)大學通信研究所調(diào)制制度增益為由此可見，DSB調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為2。這就是112.SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能單邊帶信號的解調(diào)方法與雙邊帶信號相同，其區(qū)別僅在于解調(diào)器之前的帶通濾波器的帶寬和中心頻率不同。前者的帶通濾波器的帶寬是后者的一半。單邊帶信號的解調(diào)器與雙邊帶信號的相同，故計算單邊帶信號解調(diào)器輸入及輸出信噪比的方法也相同。單邊帶信號解調(diào)器的輸入、出噪聲功率可根據(jù)DSB的推導直接得到，即解調(diào)器的輸入及輸出信號功率中國礦業(yè)大學通信研究所2.SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能單邊帶信號的解調(diào)方法與雙邊帶信號12對于單邊帶解調(diào)器的輸入及輸出信號功率：這此時解調(diào)器輸入信號：輸入信號平均功率因為m(t)與幅度相同，兩者具有相同的平均功率，經(jīng)推導可得到輸入信號平均功率中國礦業(yè)大學通信研究所對于單邊帶解調(diào)器的輸入及輸出信號功率：輸入信號平均功率13于是，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為輸出信噪比：中國礦業(yè)大學通信研究所于是，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為輸出信噪比：中國礦業(yè)14求輸出信噪比：與相干載波相乘后低通輸出sm(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct中國礦業(yè)大學通信研究所求輸出信噪比：與相干載波相乘后低通輸出sm(t)ni(t)m15再經(jīng)低通濾波可得解調(diào)器輸出信號輸出信噪比為所以，輸出信號平均功率G中國礦業(yè)大學通信研究所再經(jīng)低通濾波可得解調(diào)器輸出信號輸出信噪比為所以，輸出信號平均16因為，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為輸出信噪比為因而制度增益為這是因為在SSB系統(tǒng)中，信號和噪聲有相同表示形式，所以，相干解調(diào)過程中，信號和噪聲的正交分量均被抑制掉，故信噪比沒有改善。VSB中國礦業(yè)大學通信研究所因為，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為輸出信噪比為因而制度173.VSB調(diào)制系統(tǒng)的性能VSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能的分析方法與上面的相似。但是，由于采用的殘留邊帶濾波器的頻率特性形狀不同，所以，抗噪聲性能的計算是比較復雜的。但是殘留邊帶不是太大的時候，近似認為與SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能相同。調(diào)幅信號包絡檢波的抗噪聲性能中國礦業(yè)大學通信研究所3.VSB調(diào)制系統(tǒng)的性能調(diào)幅信號包絡檢波的抗噪聲性能中185.1.3AM信號包絡檢波的抗噪聲性能AM信號可采用相干解調(diào)和包絡檢波。相干解調(diào)時AM系統(tǒng)的性能分析方法與前面雙邊帶（或單邊帶）的相同。實際中，AM信號常用簡單的包絡檢波法解調(diào)，其檢波輸出正比于輸入信號的包絡變化。如圖所示：帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)包絡檢波器mo(t)no(t)＋輸入的信號噪比中國礦業(yè)大學通信研究所5.1.3AM信號包絡檢波的抗噪聲性能AM信號可采用相干解19顯然，解調(diào)器輸入的信號功率Si和噪聲功率Ni為輸入噪聲為輸入信號為所以輸出的信號噪比帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)包絡檢波器mo(t)no(t)＋中國礦業(yè)大學通信研究所顯然，解調(diào)器輸入的信號功率Si和噪聲功率Ni為輸入噪聲為輸入20解調(diào)器輸入是信號加噪聲的混合波形，即其中E(t)分析帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)包絡檢波器mo(t)no(t)＋中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)器輸入是信號加噪聲的混合波形，即其中E(t)分析帶通濾21合成包絡理想包絡檢波器的輸出就是E(t)，由上式可知，檢波輸出中有用信號與噪聲無法完全分開。因此，計算輸出信噪比是件困難的事。

我們來考慮兩種特殊情況。1）大信噪比情況

此時，輸入信號幅度遠大于噪聲幅度，即中國礦業(yè)大學通信研究所合成包絡理想包絡檢波器的輸出就是E(t)，由上22因而包絡可簡化為信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所因而包絡可簡化為信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所23式中直流分量A被電容器阻隔，有用信號與噪聲獨立地分成兩項，因而可分別計算出輸出有用信號功率及噪聲功率輸出信噪比信噪比增益中國礦業(yè)大學通信研究所式中直流分量A被電容器阻隔，有用信號與噪聲24顯然，AM信號的調(diào)制制度增益GAM隨A的減小而增加。但對包絡檢波器來說,為了不發(fā)生過調(diào)制現(xiàn)象,應有m0≥|m(t)|max，所以GAM總是小于1。

100%調(diào)制(即m0=|m(t)|max)且m(t)又是正弦型信號時，有這是AM系統(tǒng)的最大信噪比增益。這說明解調(diào)器對輸入信噪比沒有改善，而是惡化了。

可得信噪比增益小信噪比時中國礦業(yè)大學通信研究所顯然，AM信號的調(diào)制制度增益GAM隨A的減小252）小信噪比情況

小信噪比指的是噪聲幅度遠大于信號幅度時其中R(t)及θ(t)代表噪聲ni(t)的包絡及相位這時，E(t)中沒有單獨的信號項，只有受到cosθ(t)調(diào)制的m(t)cosθ(t)項。由于cosθ(t)是一個隨機噪聲，因而，有用信號m(t)被噪聲擾亂，致使m(t)cosθ(t)也只能看作是噪聲。

輸出信噪比急劇下降，這種現(xiàn)象稱為解調(diào)器的門限效應。開始出現(xiàn)門限效應的輸入信噪比稱為門限值。原因中國礦業(yè)大學通信研究所2）小信噪比情況其中R(t)及θ(t)代表噪聲ni(t)26這種門限效應是由包絡檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的。用相干解調(diào)的方法解調(diào)各種線性調(diào)制信號時不存在門限效應。原因是信號與噪聲可分別進行解調(diào)，解調(diào)器輸出端總是單獨存在有用信號項。結論：大信噪比時，AM信號包絡檢波器的性能幾乎與相干解調(diào)法相同；但隨著信噪比的減小，包絡檢波器將在一個特定輸入信噪比值上出現(xiàn)門限效應，解調(diào)器的輸出信噪比將急劇惡化。例題中國礦業(yè)大學通信研究所這種門限效應是由包絡檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的。例題中27例5-1：對單頻調(diào)制的常規(guī)調(diào)幅信號進行包絡檢波，設每個邊帶的功率為10mW，載波功率100mW，接收機帶通濾波器的帶寬為10kHz，信道噪聲單邊功率譜密度為⑴求解調(diào)輸出信噪比；⑵如果改為抑制載波雙邊帶信號，其性能優(yōu)于常規(guī)調(diào)幅多少分貝？解：⑴常規(guī)調(diào)幅信號

輸出噪聲功率據(jù)分析，AM已調(diào)信號的邊帶功率為輸出信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所例5-1：對單頻調(diào)制的常規(guī)調(diào)幅信號進行包絡檢波，設每個邊帶的28（2）抑制載波雙邊帶信號功率與常規(guī)調(diào)幅信號功率相同，即輸入噪聲功率雙邊帶信號的輸入信噪比雙邊帶信號的輸出信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所（2）抑制載波雙邊帶信號功率與常規(guī)調(diào)幅信號功率相同，即輸295.1.42ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能

設傳輸后只有固定衰耗，則在每一碼元的持續(xù)時間，解調(diào)器的輸入波形為在一個碼元的持續(xù)時間(0,Ts)內(nèi)，發(fā)送端輸出的波形可表示為tt通?？捎冒j檢波法或同步檢測法進行解調(diào)。誤判中國礦業(yè)大學通信研究所5.1.42ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能設傳30誤判若發(fā)“1”，但樣值，則誤判為“0”碼。若發(fā)“0”，但樣值，則誤判為“1”碼；2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能若的樣值，則判為“1”碼；若，則判為“0”碼。

判決“y(t)瞬時值的大小決定判決輸出！”包絡解調(diào)中國礦業(yè)大學通信研究所誤判若發(fā)“1”，但樣值，則誤311．包絡檢波法的系統(tǒng)性能在(0，Ts)內(nèi)，解調(diào)器輸出為包絡

誤判包絡分布中國礦業(yè)大學通信研究所1．包絡檢波法的系統(tǒng)性能在(0，Ts)內(nèi)，解調(diào)器輸出為322ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能當發(fā)送碼元為“1”，錯誤接收為“0”的概率Pe0中國礦業(yè)大學通信研究所2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能當發(fā)送碼元為“1”，錯誤接收為“0”332ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能總誤碼率

當發(fā)送碼元為“0”時，錯誤接收為“1”的概率系統(tǒng)誤碼率取決于系統(tǒng)輸入信噪比和門限值。中國礦業(yè)大學通信研究所2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能總誤碼率34在大信噪比的情況下得到最佳門限則當0、1獨立等概時，總誤碼率系統(tǒng)誤碼率取決于門限值Vd，令2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能同步解調(diào)可得2ASK包絡解調(diào)時的誤碼率為中國礦業(yè)大學通信研究所在大信噪比的情況下得到最佳門限則當0、1獨立等概時，總誤碼率352ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能接收波形輸出波形為1．同步檢測法的系統(tǒng)性能LPF判決概率密度中國礦業(yè)大學通信研究所2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能接收波形輸出波形為1．同步檢測法的系362ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能由于nc(t)是高斯過程，因此其瞬時值的一維概率密度為0a誤碼率的幾何表示若令判決門限為Vd則可求得將”1”誤判為”0”的概率及將”0”判決為”1”的概率分別為中國礦業(yè)大學通信研究所2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能由于nc(t)是高斯過程，因此其瞬時37誤碼率的幾何表示2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能總誤碼率0a中國礦業(yè)大學通信研究所誤碼率的幾何表示2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能總誤碼率0a中國礦業(yè)38誤碼率與判決門限Vd有關。令設0，1獨立等概，則系統(tǒng)總誤碼率，

2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能與包絡檢測比較可解得，最佳門限則系統(tǒng)總誤碼率中國礦業(yè)大學通信研究所誤碼率與判決門限Vd有關。令設0，1獨立等概，則系392ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能大信噪比下，2ASK信號同步檢測的誤碼率總是低于包絡檢波時的誤碼率，但兩者的誤碼性能相差不大。然而，后者不需要穩(wěn)定的本地相干載波信號，故在電路上要比前者簡單的多。例中國礦業(yè)大學通信研究所2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能大信噪比下，2ASK信號同步檢測的誤40分析：誤碼率是r的函數(shù)，而r又是B,n0和S的函數(shù)，因此，需根據(jù)題意求出r的參數(shù)。[例7-1]

設某2ASK信號的碼元速率采用包絡檢波法或同步檢測法解調(diào)。已知接收端輸入信號幅度a=1mV，信道中加性高斯白噪聲的單邊功率譜密度(1)包絡檢波法解調(diào)時系統(tǒng)的誤碼率；(2)同步檢測法解調(diào)時系統(tǒng)的誤碼率。試求：2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能中國礦業(yè)大學通信研究所分析：誤碼率是r的函數(shù)，而r又是B,n0和S的函數(shù)，因此，需41解：由題可知，解調(diào)器輸入噪聲平均功率信號的帶寬信噪比為(1)包絡檢測法解調(diào)時系統(tǒng)的誤碼率為(2)同步檢測法解調(diào)時系統(tǒng)的誤碼率為2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能2FSK性能中國礦業(yè)大學通信研究所解：由題可知，解調(diào)器輸入噪聲平均功率信號的帶寬信噪比為425.1幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能5.1.1分析模型本節(jié)將要研究的問題是信道存在加性高斯白噪聲時，各種線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。由于加性噪聲只對已調(diào)信號的接收產(chǎn)生影響，因而調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能可以用解調(diào)器的抗噪聲性能來衡量。分析解調(diào)器的抗噪聲性能的模型如圖5-1所示。圖中，sm(t)為已調(diào)信號，n(t)為傳輸過程中疊加的高斯白噪聲。5.調(diào)制傳輸系統(tǒng)性能分析分析模型中國礦業(yè)大學通信研究所5.1幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能5.1.1分析模型5.調(diào)43解調(diào)器抗噪聲性能分析模型對于不同的調(diào)制系統(tǒng)，有不同形式的信號sm(t),但解調(diào)器輸入端的噪聲ni(t)形式是相同的，它是平穩(wěn)高斯白噪聲經(jīng)過帶通濾波器而得到的。當帶通濾波器帶寬遠小于其中心頻率ω0時，ni(t)即為平穩(wěn)高斯窄帶噪聲。噪聲中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)器抗噪聲性能分析模型對于不同的調(diào)制系統(tǒng)，有不同形式的信號44若白噪聲的雙邊功率譜密度為n0/2，解調(diào)器輸入噪聲平均功率：n0/2-f0f0B設帶通濾波器傳輸特性是增益為1，帶寬為B的理想矩形函數(shù)0f解調(diào)器輸入噪聲可表示為：為使已調(diào)信號無失真地通過，同時最大限度抑制噪聲，帶寬B應等于已調(diào)信號頻帶寬度。信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所若白噪聲的雙邊功率譜密度為n0/2，解調(diào)器輸入噪聲平均功率：45評價一個模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看解調(diào)器的輸出信噪比。輸出信噪比定義為只要解調(diào)器輸出端有用信號能與噪聲分開，則輸出信噪比就能確定。輸出信噪比與調(diào)制方式有關，也與解調(diào)方式有關。在已調(diào)信號平均功率相同，而且信道噪聲功率譜密度也相同的情況下，輸出信噪比反映了系統(tǒng)的抗噪聲性能。G中國礦業(yè)大學通信研究所評價一個模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看解調(diào)器的輸出信46

為了便于衡量同類調(diào)制系統(tǒng)不同解調(diào)器對輸入信噪比的影響，還可用輸出信噪比和輸入信噪比的比值調(diào)制制度增益G來表示，即顯然，G越大，表明解調(diào)器的抗噪聲性能越好。下面我們在給出已調(diào)信號sm(t)和單邊噪聲功率譜密度n0的情況下，推導出各種解調(diào)器的輸入及輸出信噪比，并在此基礎上對各種調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能作出評述。幅度調(diào)制相干解調(diào)中國礦業(yè)大學通信研究所為了便于衡量同類調(diào)制系統(tǒng)不同解調(diào)器對輸入信47解調(diào)器5.1.2幅度調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能

在分析DSB、SSB系統(tǒng)的抗噪聲性能時，模型中的解調(diào)器為相干解調(diào)器，如圖所示。相干解調(diào)屬于線性解調(diào)，故在解調(diào)過程中，輸入信號及噪聲可以分別單獨解調(diào)。帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)器5.1.2幅度調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能48解調(diào)器1.DSB調(diào)制傳輸系統(tǒng)的性能帶通濾波器SDSB(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋解調(diào)器輸入信噪比解調(diào)器輸出信噪比調(diào)制信號帶寬中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)器1.DSB調(diào)制傳輸系統(tǒng)的性能帶通濾波器SDSB(t)49SDSB(t)與相干載波cosωct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，輸出信號為解調(diào)器輸出信噪比因此，解調(diào)器輸出端的信號功率為帶通濾波器SDSB(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋輸出噪聲中國礦業(yè)大學通信研究所SDSB(t)與相干載波cosωct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后50解調(diào)DSB時，接收機中的帶通濾波器的中心頻率ω0與調(diào)制載頻ωc相同，因此解調(diào)器輸入端的噪聲ni(t)可表示為ni(t)=nc(t)cosωct-ns(t)sinωct它與相干載波cosωct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，輸出噪聲為帶通濾波器SDSB(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct＋輸出信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)DSB時，接收機中的帶通濾波器的中心頻率51故輸出噪聲功率為可得解調(diào)器的輸出信噪比為調(diào)制制度增益為中國礦業(yè)大學通信研究所故輸出噪聲功率為可得解調(diào)器的輸出信噪比為調(diào)制制度增益為中國礦52調(diào)制制度增益為由此可見，DSB調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為2。這就是說，DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍。這是因為采用同步解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量ns(t)被消除的緣故。2.SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能中國礦業(yè)大學通信研究所調(diào)制制度增益為由此可見，DSB調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為2。這就是532.SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能單邊帶信號的解調(diào)方法與雙邊帶信號相同，其區(qū)別僅在于解調(diào)器之前的帶通濾波器的帶寬和中心頻率不同。前者的帶通濾波器的帶寬是后者的一半。單邊帶信號的解調(diào)器與雙邊帶信號的相同，故計算單邊帶信號解調(diào)器輸入及輸出信噪比的方法也相同。單邊帶信號解調(diào)器的輸入、出噪聲功率可根據(jù)DSB的推導直接得到，即解調(diào)器的輸入及輸出信號功率中國礦業(yè)大學通信研究所2.SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能單邊帶信號的解調(diào)方法與雙邊帶信號54對于單邊帶解調(diào)器的輸入及輸出信號功率：這此時解調(diào)器輸入信號：輸入信號平均功率因為m(t)與幅度相同，兩者具有相同的平均功率，經(jīng)推導可得到輸入信號平均功率中國礦業(yè)大學通信研究所對于單邊帶解調(diào)器的輸入及輸出信號功率：輸入信號平均功率55于是，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為輸出信噪比：中國礦業(yè)大學通信研究所于是，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為輸出信噪比：中國礦業(yè)56求輸出信噪比：與相干載波相乘后低通輸出sm(t)ni(t)mo(t)no(t)低通濾波器coswct中國礦業(yè)大學通信研究所求輸出信噪比：與相干載波相乘后低通輸出sm(t)ni(t)m57再經(jīng)低通濾波可得解調(diào)器輸出信號輸出信噪比為所以，輸出信號平均功率G中國礦業(yè)大學通信研究所再經(jīng)低通濾波可得解調(diào)器輸出信號輸出信噪比為所以，輸出信號平均58因為，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為輸出信噪比為因而制度增益為這是因為在SSB系統(tǒng)中，信號和噪聲有相同表示形式，所以，相干解調(diào)過程中，信號和噪聲的正交分量均被抑制掉，故信噪比沒有改善。VSB中國礦業(yè)大學通信研究所因為，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為輸出信噪比為因而制度593.VSB調(diào)制系統(tǒng)的性能VSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能的分析方法與上面的相似。但是，由于采用的殘留邊帶濾波器的頻率特性形狀不同，所以，抗噪聲性能的計算是比較復雜的。但是殘留邊帶不是太大的時候，近似認為與SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能相同。調(diào)幅信號包絡檢波的抗噪聲性能中國礦業(yè)大學通信研究所3.VSB調(diào)制系統(tǒng)的性能調(diào)幅信號包絡檢波的抗噪聲性能中605.1.3AM信號包絡檢波的抗噪聲性能AM信號可采用相干解調(diào)和包絡檢波。相干解調(diào)時AM系統(tǒng)的性能分析方法與前面雙邊帶（或單邊帶）的相同。實際中，AM信號常用簡單的包絡檢波法解調(diào)，其檢波輸出正比于輸入信號的包絡變化。如圖所示：帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)包絡檢波器mo(t)no(t)＋輸入的信號噪比中國礦業(yè)大學通信研究所5.1.3AM信號包絡檢波的抗噪聲性能AM信號可采用相干解61顯然，解調(diào)器輸入的信號功率Si和噪聲功率Ni為輸入噪聲為輸入信號為所以輸出的信號噪比帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)包絡檢波器mo(t)no(t)＋中國礦業(yè)大學通信研究所顯然，解調(diào)器輸入的信號功率Si和噪聲功率Ni為輸入噪聲為輸入62解調(diào)器輸入是信號加噪聲的混合波形，即其中E(t)分析帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)包絡檢波器mo(t)no(t)＋中國礦業(yè)大學通信研究所解調(diào)器輸入是信號加噪聲的混合波形，即其中E(t)分析帶通濾63合成包絡理想包絡檢波器的輸出就是E(t)，由上式可知，檢波輸出中有用信號與噪聲無法完全分開。因此，計算輸出信噪比是件困難的事。

我們來考慮兩種特殊情況。1）大信噪比情況

此時，輸入信號幅度遠大于噪聲幅度，即中國礦業(yè)大學通信研究所合成包絡理想包絡檢波器的輸出就是E(t)，由上64因而包絡可簡化為信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所因而包絡可簡化為信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所65式中直流分量A被電容器阻隔，有用信號與噪聲獨立地分成兩項，因而可分別計算出輸出有用信號功率及噪聲功率輸出信噪比信噪比增益中國礦業(yè)大學通信研究所式中直流分量A被電容器阻隔，有用信號與噪聲66顯然，AM信號的調(diào)制制度增益GAM隨A的減小而增加。但對包絡檢波器來說,為了不發(fā)生過調(diào)制現(xiàn)象,應有m0≥|m(t)|max，所以GAM總是小于1。

100%調(diào)制(即m0=|m(t)|max)且m(t)又是正弦型信號時，有這是AM系統(tǒng)的最大信噪比增益。這說明解調(diào)器對輸入信噪比沒有改善，而是惡化了。

可得信噪比增益小信噪比時中國礦業(yè)大學通信研究所顯然，AM信號的調(diào)制制度增益GAM隨A的減小672）小信噪比情況

小信噪比指的是噪聲幅度遠大于信號幅度時其中R(t)及θ(t)代表噪聲ni(t)的包絡及相位這時，E(t)中沒有單獨的信號項，只有受到cosθ(t)調(diào)制的m(t)cosθ(t)項。由于cosθ(t)是一個隨機噪聲，因而，有用信號m(t)被噪聲擾亂，致使m(t)cosθ(t)也只能看作是噪聲。

輸出信噪比急劇下降，這種現(xiàn)象稱為解調(diào)器的門限效應。開始出現(xiàn)門限效應的輸入信噪比稱為門限值。原因中國礦業(yè)大學通信研究所2）小信噪比情況其中R(t)及θ(t)代表噪聲ni(t)68這種門限效應是由包絡檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的。用相干解調(diào)的方法解調(diào)各種線性調(diào)制信號時不存在門限效應。原因是信號與噪聲可分別進行解調(diào)，解調(diào)器輸出端總是單獨存在有用信號項。結論：大信噪比時，AM信號包絡檢波器的性能幾乎與相干解調(diào)法相同；但隨著信噪比的減小，包絡檢波器將在一個特定輸入信噪比值上出現(xiàn)門限效應，解調(diào)器的輸出信噪比將急劇惡化。例題中國礦業(yè)大學通信研究所這種門限效應是由包絡檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的。例題中69例5-1：對單頻調(diào)制的常規(guī)調(diào)幅信號進行包絡檢波，設每個邊帶的功率為10mW，載波功率100mW，接收機帶通濾波器的帶寬為10kHz，信道噪聲單邊功率譜密度為⑴求解調(diào)輸出信噪比；⑵如果改為抑制載波雙邊帶信號，其性能優(yōu)于常規(guī)調(diào)幅多少分貝？解：⑴常規(guī)調(diào)幅信號

輸出噪聲功率據(jù)分析，AM已調(diào)信號的邊帶功率為輸出信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所例5-1：對單頻調(diào)制的常規(guī)調(diào)幅信號進行包絡檢波，設每個邊帶的70（2）抑制載波雙邊帶信號功率與常規(guī)調(diào)幅信號功率相同，即輸入噪聲功率雙邊帶信號的輸入信噪比雙邊帶信號的輸出信噪比中國礦業(yè)大學通信研究所（2）抑制載波雙邊帶信號功率與常規(guī)調(diào)幅信號功率相同，即輸715.1.42ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能

設傳輸后只有固定衰耗，則在每一碼元的持續(xù)時間，解調(diào)器的輸入波形為在一個碼元的持續(xù)時間(0,Ts)內(nèi)，發(fā)送端輸出的波形可表示為tt通?？捎冒j檢波法或同步檢測法進行解調(diào)。誤判中國礦業(yè)大學通信研究所5.1.42ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能設傳72誤判若發(fā)“1”，但樣值，則誤判為“0”碼。若發(fā)“0”，但樣值，則誤判為“1”碼；2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能若的樣值，則判為“1”碼；若，則判為“0”碼。

判決“y(t)瞬時值的大小決定判決輸出！”包絡解調(diào)中國礦業(yè)大學通信研究所誤判若發(fā)“1”，但樣值，則誤731．包絡檢波法的