通信原理相干解调系统抗噪声性能共42页
[课件]通信原理ch5_3_解调和抗噪声性能PPT
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f(t)
×
cosωct
5
DSB讨论
1、DSB信号的包络与m(t)不成正比，所以不能用包 络检波，需用相干解调，较复杂。 2、占用带宽与AM相同，即BDSB＝ BAM = 2fH
3、调制效率高：100％，因为DSB信号中不存在载 波分量，全部功率都用于信息传输，节省了载波 功率。 4、应用场合较少。主要用于FM立体声中的差信号 调制，彩色TV系统中的色差信号调制。
f(t)
×
SDSB(t) 边带滤波器HVSB(ω) SVSB(t)
ห้องสมุดไป่ตู้
c(t)=cosωct 调制器模型
10
VSB的讨论
VSB既克服了DSB信号占用频带宽的特点，又解决了SSB 信号实现上的难题。 VSB带宽介于SSB和DDB之间，即fH<BVSB<2fH；调制效率 为100％。 VSB比SSB所需的带宽仅有很小的增加，但却换来了电路 实现上的简化。 VSB在商业电视广播中的电视信号传输中得到了广泛的应 用。这是因为电视图像信号的低频分量丰富，且占用 0~6MHz的频带范围，所以不便采用SSB或DSB调制方式。
C
R
25
工作过程：
(1) S(t)正半周，二极管导通；负半周，D截止。 (2) S(t)正半周，对C进行充电，负半周，C放电 (3) 充电时间常数极小，放电时间常数为RC (4) 留下包络，消去高频载波分量； (5) 包络近似等于原调制信号 f(t)+A0
D C
R
A0 o t
R-C滤波过程示意图
26
8
F(ω)
SAM(ω)
SDSB(ω)
(1/2) F(ω+ωc) (1/2)F(ω-ωc)
线性与非线性调制系统的抗噪声性能分析
线性与非线性调制系统的抗噪声性能分析摘要：本文主要是通过对线性调制系统的不同调制方式在大信噪比条件下抗噪声性能的分析，分析了解不同的解调方法下，系统的抗噪声性能。
关键词：线性调制系统性能分析抗噪声性能系统引言所谓调制就是使基带信号（调制信号）控制载波的某个（或几个）参数，使这一个（或几个）参数按照基带信号的变化规律而变化的过程。
调制后所得到的信号为已调信号或频带信号，载波是一种不含任何有用信号用来搭载基带信号的高频信号。
调制信号m（t）为连续变化的模拟量叫模拟调制，其系统称为模拟调制系统。
其调制分为幅度调制和角度调制，幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化的过程，分为标准调幅（AM）、抑制载波双边带调制（DSB）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）等。
幅度调制属于线性调制，它通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的搬移，一个正弦载波有幅度、频率、相位3个参量，因此，不仅可以把调制信号的信息寄托在载波的幅度变化中，还可以寄托在载波的频率和相位变化中。
这种使高频载波的频率或相位按照调制信号规律的变化而振幅恒定的调制方式，称为频率调制（FM）和相位调制（PM），分别简称为调频和调相。
因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故调频和调相又统称为角度调制。
在分析抗噪声性能时，主要考虑的是加性高斯白噪声对系统的影响，同时也是最基本的噪声和干扰模型，又因为加性高斯白噪声被认为只对信号的接受产生影响，所以调试系统的抗噪声性能是通过解调器的抗噪声性能来衡量。
1. 线性调制系统的抗噪声性能分析1.1.AM的相干解调和非相干解调系统抗噪声性能对比分析AM信号的解调非为相干解调和非相干解调，两种解调的模型不同，所以抗噪声性能也随之不同，即分开进行讨论，先讨论相干解调系统的抗噪声性能。
AM相干解调模型框图如图1所示。
若解调器的输入信号为式中则解调器输入信号的平均功率为，解调器输入信号的平均功率为，所以AM的输入信噪比。
通信原理相干解调系统的抗噪声性能
s(t)
r(t)
n(t)
Tb ( )dt 0
－
s0 (t)
y
－
判决
ak'
＋
Tb ( )dt 0
s1 (t )
相关接收
Vd
一元检测
最佳检测
二元检测
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能：最佳接收机结构
s(t)
r(t)
n(t)
Tb ( )dt 0
s0 (t )
Tb ( )dt 0
s1 (t )
相关接收
发送绝对码 发送相对码 (a) 无错：接收相对码
绝对码 (b) 错1：接收相对码
绝对码 (c) 错2：接收相对码
绝对码 (d) 错5：接收相对码
绝对码
0010110111
00011011010 0011011010
010110111 0 0 1 0X 0 1 1 0 1 0
0 1 1X 0X 1 0 1 1 1 0 0 1 0X 1X 1 1 0 1 0
数字通信原理
联合战术通信教研室 张伟明
理工大学通信工程学院
5 正弦载波数字调制
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
概述 二进制数字调制原理 二进制数字调制系统的抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 多进制数字调制系统
5.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能 5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能 5.3.2 非相干解调系统的抗噪声性能 5.3.3 其它解调系统
y
ak'
－
判决
Vd
最佳检测
1、0等能量
Vd
n0 2
ln
p(H0 ) p(H1)
相关系数
通信原理第4章(2014年北邮上课精简版)
η AM
边带功率 = AM总功率
调制指数a（调幅系数）
ＡＭ 信号表达式
S AM (t ) = [1 + m (t ) ] Ac cos ωc t
其中 1 + m(t ) 中的直流为 １，交流为 m(t ) 。为了包络解调 不失真恢复原始基带信号，要求 m ( t ) ≤ 1 。 ＡＭ 信号一般表示为 S AM (t ) = Ac 1+ amn (t ) cos ωc t ，
第4章 模拟调制系统
本章的主要内容
一、调制的目的、定义和分类 二、幅度调制（ＡＭ、ＤＳＢ、ＳＳＢ、ＶＳＢ）
n n n
时域和频域表示、带宽 调制与解调方法
抗噪声性能 三、角度调制（ＦＭ、ＰＭ）
n n n n
基本概念 单频调制时：调频和调相信号的时域表示 宽带调频信号的带宽
抗噪性能 四、频分复用
《通信原理》
解：
(2) 基带信号为随机信号时已调信号的频谱特性 在一般情况下，基带信号是随机信号，如语音信号。此时
，已调信号的频谱特性用功率谱密度来表示。 AM已调信号是一个循环平稳的随机过程，其功率谱密度为 其自相关函数时间平均值的傅里叶变换。 分析可知，在调制信号为确知信号和随机信号两种情况下， 分别求出的已调信号功率表达式是相似的。 参见教材７０页。
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
H(w) 1 -w c 0 1 0 wc w wc w
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
通过推导（参见教材 ７１－７２ 页），可得 ＳＳＢ 信号的时域表达式
S SSB (t) = Ac m(t ) cos ωct m Ac m (t )sin ωct
5.3二进制数字调制系统的抗噪声性能
Pe
分析其抗噪声性能
重庆大学通信工程学院
性能分析
数字通信原理
u () t 发 送 “ 1 ” 符 号 T () t 码元时间间隔Ts内，发送端输出的2ASK信号 s T 0 发 送 “ 0 ” 符 号
其中
A c o s t , 0 < t < T c s u () t T , 其 它 t 0
数字通信原理
分析二进制数字调制系统的抗噪声性能，也 就是分析在信道等效加性高斯白噪声的干扰 下系统的误码性能，得出误码率与信噪比之 间的数学关系。
在二进制数字调制系统抗噪声性能分析中， 假设信道特性是恒参信道，在信号的频带范 围内其具有理想矩形的传输特性(可取传输系 数为K)。噪声为等效加性高斯白噪声，其均 值为零，方差为σ 2。
P0 f0 x
P1 f1 x
当判决门限b取两条曲线 相交点b*时，阴影的面积 最小。这个门限就称为最 佳判决门限
0
b b*
a P(1/0)
x
重庆大学通信工程学院
P(0/1)
数字通信原理
最佳判决门限也可通过求误码率Pe关于判决门限b的最小值的方法得到 令 当
Pe 0 b
2 a P(0) n b ln 2 2 P(1 )
相干检测法的系统性能 包络检波法的系统性能
重庆大学通信工程学院
相干检测法的系统性能
数字通信原理
2ASK信号相干检测法的系统性能分析模型
发送端 信道 带通 滤波器 y ( t ) 相乘器 低通 滤波器 x ( t ) 抽样 判决器 输出
sT (t)
n i(t)
y i(t)
2cos(ct )
定时 脉冲
发送“0”符号时的抽样值x＝nc的一维概率密度函数
通信原理(第5章)
2、若m(t)的频带限于 w wc 则:
H m(t ) cos( wct ) m(t ) sin( wct ) H m(t ) sin( wct ) m(t ) cos( wct )
ˆ (t ) jM ( w) sgn( w) F m
ˆ ( w) 3、M
载波信号
频域表达式
SAM(ω) = πA0[δ(ω －ωc) +δ(ω +ωc )
6
5.1 幅度调制（线性调制）的原理
时域波形图
m(t) t A0 + m( t ) cosωct t t
当满足条件： |m(t)|max ≤ A0 时，其包络与调制信号的 波形相同，因此用包络检 波法可以容易地恢复原始 调制信号。
20
5.1 幅度调制（线性调制）的原理
一般情况下SSB信号的时域表达式 调制信号为任意信号时SSB信号的时域表达式为
1 1 ˆ (t )sin ct SSSB (t ) m(t ) cos ct m 2 2
式中，
m( ) ˆ (t ) m d t ˆ ( ) 1 m m(t )=- d t 1
1 = 2
1 2 Am
cos(ωc+ ωm)t + Am cos(ωc -ωm)t
1 -2 1 +2
上边带信号的时域表达式
Amcosωm t cosωc t Amcosωm t cosωc t
Amsinωm t sinωc t Amsinωm t sinωc t
下边带信号的时域表达式
SUSB(t) =
BDSB = 2 fH
② 功率：
PDSB
1 2 Ps m (t ) 2
2ASK系统的抗噪声性能分析
2ASK系统的抗噪声性能分析作者：郭帅指导老师：金中朝摘要：2ASK是利用载波的幅度变化来传递数字信息的，而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“ 1 ”。
有载波输出时表示发送“ 1 ”，无载波输出时表示发送“ 0”。
2ASK信号解调的常用方法主要有包络检波法和相干检测法。
虽然2ASK信号中确实存在着载波分量，原则上可以通过窄带滤波器或锁相环来提取同步载波，但这会给接收设备增加复杂性。
因此，实际中很少采用相干解调法来解调2ASK信号。
但是，包络检波法存在门限效应，相干检测法无门限效应。
所以，一般而言，对2ASK系统，大信噪比条件下使用包络检测，即非相干解调，而小信噪比条件下使用相干解调。
关键字：2ASK,数字调制‘system view1引言通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。
消息有模拟消息 (如语音、图像等)以及数字消息(如数据、文字等)之分。
所有消息必须在转换成电信号(通常简称为信号)后才能在通信系统中传输。
相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的；但幅度是连续的，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。
数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。
通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。
数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统。
数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。
因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求。
近二十年来，数字通信发展十分迅速，在整个通信领域中所占比重日益增长，在大多数通信系统中已代替模拟通信，成为当代通信系统的主流。
本文主要分析2ASK数字通信的工作原理，并给出同步检测法和包络检波法的分析模型及系统性能分析。
2 2ASK调制原理数字幅度调制又称幅度键控( ASK)，二进制幅度键控记作2ASK 2ASK是利用代表数字信息“ 0”或“ 1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。
25-1 2PSK系统的抗噪声性能
发送“1"时
发送“0”时
¾ 由最佳判决门限分析可知，在发送“1”和发送“0”的概
率相等时，最佳判决门限 y* = 0. 此时，发送“1”而错判 为“0”的概率
P ( 0 / 1) = P ( y ≤ 0) = ∫
0 −∞
二、2PSK相干解调系统的抗噪声性能
分析模型
发送端 信道 带通 滤波器 相乘器 低通 滤波器 抽样 判决器 输出
sT ( t )
ri ( t )
r (t )
y( t )
Pe
ni ( t )
2 cos ωc t
定时 脉冲
¾ ni (t)是均值为0的加性高斯白噪声
4
2
《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________
0
∞
1 erfc 2
( r)
¾ 2PSK相干解调系统的平均误码率
1 Pe = P(1) P(0 / 1) + P(0) P(1 / 0) = erfc 2
¾ 在大信噪比条件下
( r)
Pe ≈
1 eHale Waihona Puke −r 2 πr74
发送“1”时 发送“0”时
发送“1”符号 ⎧ a + nc ( t ), x(t ) = ⎨ ⎩ − a + nc ( t ), 发送“0”符号
5
2PSK系统的抗噪声性能
¾ y(t)抽样值的一维概率密度函数
f1 ( y ) =
f0 ( y) =
⎧ ( y − a )2 ⎫ 1 exp⎨ − ⎬ 2σ 2 2π σ n n ⎩ ⎭
模拟调制系统抗噪声性能
0.5［M(ω+ωc)+M(ω-ωc)］
式中，A0为外加的直流分量； m(t)可以是确知信号，也可以
是随机信号，并且可以认为其平均值m(t) =0。另请注意： 信 号m(t)是带宽有限的，其最高频率为H或 fH 。
m(t) O
A0＋m(t)
S0 N0
解调器输出信号的平均功率 解调器输出噪声的平均功率
m02 (t) n02 (t)
Si Ni
解调器输入信号的平均功率 解调器输入噪声的平均功率
sm2 (t) ni2 (t)
为了便于衡量同类调制系统不同解调器对输入信噪 比的影响，还可用输出信噪比和输入信噪比的比值 — —调制制度增益G 来表示，即
SSB ( )
O (c)
VSB ( )
O (d)
c
c
c
用滤波法实现残留边带调制的原理如下图。 图中, 滤波器的特性须按残留边带调制的要求来进行设计。
m(t)
HVSB( )
sVSB (t)
sVSB (t)
LPF
mo(t)
c(t)＝ cos ct (a)
2cos ct (b)
ni (t) nc (t) cosct ns (t) sin ct
若白噪声的双边功率谱密度为n0/2，带通滤波器传 输特性是高度为1， 带宽为B的理想矩形函数，则解 调器输入噪声ni(t)的平均功率：
Ni=n0B 为了使已调信号无失真地进入解调器， 同时又最 大限度地抑制噪声，带宽B应等于已调信号的频带宽 度，当然也是窄带噪声ni(t)的带宽。 评价一个模拟通信系统质量的好坏，最终是要看 解调器的输出信噪比。
第9章 噪声性能分析(模拟调制)
9.1.2 AM系统非相干解调
AM (t )
＋
n(t )
2 A 1 2 2 0 Si m (t ) f (t ) 2 2
BPF
LED
LPF
u d (t ) nd (t )
Ni n (t ) 2n0 f m
2 i
Si A f (t ) 输入信噪比： Ni 4n0 f AM
窄带高斯白噪声的数学表达式：
ni (t ) nc (t ) cos c t ns (t ) sin c t
n (t ) n (t ) n (t ) N i
2 c 2 s 2 i
性能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ析按照不同的解调方式来进行:
相干解调 非相干解调
9.1.1 相干解调
(t )
该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)? 解调器输入端的信噪功率比为多少? 解调器输出端的信噪功率比为多少? 求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图型表示出来。
（1）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器 的宽度等于已调信号带宽，即B=2fm=2*5=10kHz，其中中心 频率为100kHz。所以
解 ：设发射机输出功率为ST， 损耗K=ST/Si=1010(100dB)， 已知S0/N0=100（20dB），N0=10-9W DSB/SC方式： 因为G=2， Si/Ni=1/2· S0/N0=50 又因为Ni=4N0 Si=50Ni=200N0=2*10-7W ST=K· Si=2*103W
2 [ A0 f (t ) nc (t )]2 ns (t )
ns (t ) (t ) arct an A0 f (t ) nc (t )
通信原理相干解调系统的抗噪声性能共44页文档
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
通信原理相干解调系统的抗噪声性能
11、用道腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
相干解调的抗噪声性能
(Si)AM
A02 2
m2(t) 2
(Si )DSB
m2 (t) 2
(Si
)SSB
1m2(t) 4
-
• 2. 解调器的输入噪声功率
Ni n0B
-
• 3。解调器的输入信噪 比
( S i / N i ) AM
A
2 o
m
2 (t)
2 n 0 B AM
( S i / N )i DSBm 源自 (t)2 n 0 B DSB
m2 (t) 2no f
m2(t) m2(t) (S0/ N0)SSB 4noB 4no f
-
• 解调器的信噪比增益
GAM
So / N 0 Si / Ni
2m2 (t) Ao2 m2 (t)
GDSB 2
GSSB 1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
相干解调的抗噪声性能
-
• 有加性噪声的相干解调模型
Sm(t) n(t)
BPF
Sm(t) ni(t)
np(t)
m0(t)
LPF
n0(t)
coswct
-
解调器的输入信噪比
• 1。解调器的输入信号功率
• SAM(t)=[A0+m(t)]coswct • SDSB(t)=m(t)coswct • SSSB(t)=(1/2)m(t)coswct +(1/2)m^(t)sinwct • 则各已调信号的平均功率为：
( S i / N )i SSB
m 2 (t)
4 n 0 B SSB
-
解调器输出信噪比
• 1。解调器输出信号功率
AM 和 DSB 经解调后的信号输出
系统通信噪声性能方案
cos
c
t
0 t Ts 其他t
y(t
)
sT ni
(t) (t)
ni nc
(t) (t)
[a nc (t)]cos cosct ns (t) sin
ct
n ct
s
(t)
sin
ct 发送“1”时
发送“0”时
V
(t)
2 y(t )
cosct
[a nc
设
sm
(KTs
)
a, 0,
"1" "0"
，且包络检波及低通的增益为1，则：
v(KTs)
[a
n c (k
发“1”码
n
发“0”码
式中n
nc2 (kTs ) ns2 (kTs )
，是一个功率
2 n
的瑞利分布随机变量。
发“1”和发“0”时V(kTs)的分f布0(v) f1(、v) 分别为：
通常，把使总误码率最小的判决门限电平称为最佳 门限电平：
若P(1) = P(0) = 0.5，则最佳门限电平为：
6.4 无码间串扰基带系统的噪声性能
此时系统的总误码率为：
显然，系统的总误码率依赖于信号峰值A与噪声均 方根值 之比（比值越大，则总误码率越小），而 与所采用的信号形式无关。
若采用单极性波形，则系统的最佳门限电平和总 误码率将分别变成：
当r→∞， 上式的下界为
pe
1 er / 4 2
2．相干解调
yi(t)
y(t)
BPF
V(t)
通信原理分析
通信原理分析
通信原理是指在信息传输过程中所依赖的基本原理和方法。
它涉及到信息源、信号调制、信道传输、信号解调和信息接收等环节。
首先，信息源产生的信号经过信号调制变成适合传输的信号。
在信号调制过程中，通过改变信号的频率、幅度、相位等特性，将信息转换成高频信号，以便在信道中进行传输。
常用的调制方式包括调幅、调频和调相。
接下来，经过信道传输的信号可能会受到噪声的干扰和衰减。
噪声是由于各种原因引起的无用信号，它会使原始信号与传输信号混叠，导致信息失真。
为了减小噪声对信号的影响，可以采用增大信号功率、优化信道设计和使用编码纠错技术等方法。
在信号解调过程中，利用逆变换将传输信号恢复成原始信号。
根据之前信号调制的方式，可以选择相应的解调方式，如解调器、调制解调器等。
最后，经过信号解调后的信号被转换为可理解的信息，并交由信息接收者进行接收和处理。
接收端需要根据之前信息源产生信号的特性，逆向进行信息解码和还原。
通过以上的分析，我们可以明确通信原理中涉及到的重要环节和各个环节之间的关系。
这些基本原理和方法为信息传输提供了基础，同时也为通信技术的发展和应用提供了理论基础。
27-2-MFSK系统的抗噪声性能
MFSK系统的抗噪声性能
相干解调和非相干解调的误码率比较
Pe
Pe
Pe
≤
M
−
1
e−
A2
/
4σ
2 n
2
rb (a) 非相干解调
(b) 相r干b 解调
¾ 当k > 7时，两者的区别可以忽略 15
8
个是信号加噪声，其它各路都只有噪声。 ¾ M路带通滤波器中的噪声是互相独立的窄带高斯噪声，
其包络服从瑞利分布。(M-1)路噪声的包络都不超过某个 门限电平h的概率等于
[1 − P(h)]M −1
4
2
_《_通_信_原_理_》__国_防_科_技__大_学_电_子_科_学_与_工_程__学_院__马_东_堂_
MFSK系统的抗噪声性能
¾ P(h)是一路滤波器的输出噪声包络超过门限h的概率
∫ P(h) =
N ∞
−
N
2
/
2σ
2 n
e dN = e h 2 σn
−
h2
/
2σ
2 n
¾ 这(M-1)路噪声都不超过门限电平h就不会发生错误判 决，则不发生错判的概率为
[1 − P(h)]M −1
5
MFSK系统的抗噪声性能
二、MFSK相干解调系统的误码率
Pe = 1 −
∫ ∫ 1
2π
∞ −∞
e − A2 / 2
⎡ ⎢⎣
1 2π
A+ −∞
2r
e − u2
/
2
d
u
⎤ ⎥⎦
M
−1
dA
误码率上界
Pe ≤ (M − 1)erfc( r )
14
通信行业-通信系统中的抗干扰技术 精品
通信系统中的抗干扰技术1.引言1．1通信系统中的主要干扰及抗干扰技术无线传输极易受到各种其他无线电波的干扰。
不管是GSM 系统还是CDMA 系统, 都是干扰受限系统, 干扰的大量存在会极大地影响网络的通信质量和系统的容量。
移动通信系统中主要存在以下干扰：同频干扰，临频干扰，互调干扰，多址干扰，噪声干扰。
目前主要的抗干扰技术有：扩频技术，功率控制技术，间断传输技术，多用户检测技术等。
本文主要讨论扩频技术中的直接序列扩频技术。
1．2 直序扩频系统的应用背景:直接序列扩频(DSSS—Direct Sequence Spread Spectrum)技术是当今人们所熟知的扩频技术之一。
这种技术是将要发送的信息用伪随机码（PN码）扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信息。
它是二战期间开发的，最初的用途是为军事通信提供安全保障,是美军重要的无线保密通信技术。
这种技术使敌人很难探测到信号。
即便探测到信号，如果不知道正确的编码，也不可能将噪声信号重新汇编成原始的信号。
有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil 提出的。
基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国专利#2.292.387。
不幸的是，当时该技术并没有引起美国军方的重视，直到十九世纪八十年代才引起关注，将它用于敌对环境中的无线通信系统。
直序扩频解决了短距离数据收发信机、如：卫星定位系统(GPS)、3G移动通信系统、WLAN (IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEE802.11g)和蓝牙技术等应用的关键问题。
扩频技术也为提高无线电频率的利用率(无线电频谱是有限的因此也是一种昂贵的资源)提供帮助。
直序扩频通信系统的工作原理如图1-1所示。
在发端输入的数字信号信息，先由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，扩频码序列一般采用PN码。
第六章数字调制系统(2)抗噪声性能
设对第k个符号的抽样时刻为kTs，则x(t)在kTs时刻的抽样值
是一个高斯随机变量。因此，发送“1”时，x的一维概率密度函 数为
a + nc (kTs ) x = x (kTs ) = nc (kTs )
发送“1”时 发送“0”时
( x − a)2 f1 ( x ) = exp− 2 2σ n 2π σ n 1
12
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1．包络检波
由2FSK的解调，进入抽样判决的是两路包络： 2FSK的解调 进入抽样判决的是两路包络 的解调， 两路包络：
发1时，ω 2通道只有噪声
ω1通道的包络：V1 (t ) = [a + nc (t )]2 + ns 2 (t ) ω 2通道的包络：V2 (t ) = nc 2 (t ) + ns 2 (t )
1 b Pe 2 = ∫ f 0 ( x)dx = [1 − erf ( )] 2 b 2 2σ Pe = P (1) Pe1 + P (0) Pe 2 在等概，并且化为归一化值后
∞
4
1 1 −r / 4 Pe = erfc( r / 2)当r >> 1 = e 2 πr
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2
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– 二进制振幅键控(2ASK)系统的抗噪声性能
• 同步检测法的系统性能 – 分析模型
发送端
信道
带通 滤波器
相乘器
低通 滤波器
抽样 判决器
输出
sT (t) ni (t)
yi (t)
y(t)
2cos ct ω
x(t)
P e
定时 脉冲
通信原理课件——通信系统的噪声性能
输入噪噪比：
由于 FM 是非线性过程，因而在计算信号功率时应该考虑噪声对它的 影响。同样，在大时，上述相互影响可以忽略，此时计算输 出信号功率时可以假定噪声为零，而在计算输出噪声功率时可以假定 调制信号 f (t) =0。
改善是以增加传输带宽为代价换来的。 FM 系统以带宽换取输出信噪比改善并不是无止境的。 的增大，输入噪
声功率增大，当输入信噪比降到某一点时，就会出现门限效应，输出信噪比
急恶化。
单音调制时，
/ m
，
上式表明，调制指数越大，信噪比增益越高，传输带宽也就越宽。
带宽与信噪比的互换特性对所有通信系统都是正确的。占用较 大带宽，就会使信号具有较强的抗噪声能力。但对传输固定带 宽的调幅系统不可能有此互换。在式（6.70）中，若设
相干解调器输出信号功率：
第三步:计算解调器的输入噪声功率和输入信噪比: 信道噪声为高斯白噪声，其功率谱为n0／2，则解调器输入噪声功率谱如图示。
由此,可得解调器输入信噪比:
在f
， 2 (t)
W m
和n / 2 相同的情况下，SSB 0
和
VSB 解调器输入信噪比为双边带时的 4 倍。
第四步:计算解调器的输出噪声功率和输出信噪比:
1．大信噪比情况
隔除直流A 后的输出信号 0
输出噪声 因此，输出信号功率
输出噪声功率 由 2.8 节知 故输出信噪比 信噪比增益
2．小信噪比情况 利用牛顿二项式展开得
此时，A（t）中不存在单独f (t) 项，其中第三项是噪声乘信号，结果仍
为噪声。这表明，在小信噪比（大噪声）情况下，不能用包络检波器来 恢复信号。
通信原理第八讲线性调制系统的抗噪声性能
且假设x(t) 均值为零，| x(t) |max A0
输入噪声为
ni (t) nI (t) cosct nQ (t) sin ct
包络检波器输入端的信噪比为
Si
A02
x2 (t) 2
Ni n0BAM Si si2 (t) A02 x2 (t)
当包络检波器N输i 入n端i2 (的t) 信号2n是0B有AM用信号和噪
起伏噪声可视为各态历经平稳的高斯白噪 声。
不同的调制方式,抗噪声能力不同,因此抗 噪声能力与调制系统密切相关。
传输和接收系统的一般模型如下：
sc(t)n(t) BPF
si(t) ni(t)
sp(t)np(t) LPF so(t)no(t)
cd(t) cosct
解调器
带通滤波器带宽远小于中心频率C 时,可 视带通滤波器为窄带滤波器,平稳高斯白噪声 通过窄带滤波器后,可得到平稳高斯窄带噪声。 于是ni (t)即为窄带高斯噪声,其表示式为
＋
(a)
第 1组
第 2组
第m 组
n路
n路
nWm
2nWm
m nWm
(b)
频分多路复用就是利用各路信号在频率域 上互不重叠来区分的,复用路数的多少主要取 决于带宽和费用,传输的路数越多,则信号传输 的有效性越高。
频分复用的优点：复用路数多,分路方便； 多路信号可同时在信道中传输,节省功率。
频分复用的缺点：设备庞大、复杂，路间 不可避免地会出现干扰。
A(t) [ A0 x(t) nI (t)]2 nQ2 (t)
A(t) A0 x(t) nI (t)
A(t) A0 x(t) nI (t)