《通信原理》第五章 模拟通信系统常用的基本规律和技巧.

基本概念

调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。 广义调制 － 分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。 狭义调制 － 仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。

调制信号 － 指来自信源的基带信号。

载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的过程。

载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。

已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。

解调（检波） － 调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。

解调器输入信噪比定义

i

i S N =解调器输入信号的平均功率

解调器输入噪声的平均功率 解调器输出信噪比定义

2

o o 2o o ()()

S m t N n t ==解调器输出有用信号的平均功率解调器输出噪声的平均功率 输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。 制度增益定义

00

//i i

S N G S N =

门限效应

输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化的现

象称为门限效应。同步解调器不存在门限效应。

2. 调制的目的

提高无线通信时的天线辐射效率。

把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。

扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。

3．基本规律和技巧

第一部分线性调制

前提：信道和滤波器都是理想的，幅频特性是常数1，所有的载波振幅也为1。

1、一般情况下，一个基带信号（或低通信号）乘以高频正弦或余弦载波后，平均功率减半，若再通过单边带滤波器，平均功率又减半，这是由于上下边带所携带功率相等的缘故。

2、具有窄带噪声形式（例如单边带调制信号）的已调信号通过相干解调器后，平均功率减为四分之一，这是由于其正交分量被滤除的缘故。其余形式的已调信号通过相干解调器后，平均功率减半。

3、包络检波器输出有用信号等同原调制信号，故其平均功率与调制信号平均功率一致；输出噪声与输入噪声平均功率一致。

m t的平均4、包络检波器的输出有用信号的平均功率等于调制信号()

功率，输出噪声功率等于输入噪声功率。

5、相干解调器输出噪声双边带功率谱密度形状有低通滤波器决定，与

其形状相同。

6、窄带高斯噪声同相分量和正交分量的双边带功率谱密度相同，为窄带高斯噪声双边带功率谱密度的两倍，带宽为窄带高斯噪声带宽的一半。

7、带通滤波器的中心频率即载波频率。

①模拟通信系统一般模型

o

o

c

②AM通信系统包络检波法模型

c

③AM通信系统相干解调法模型

o

o

相干解调器

结论：在大信噪比时，采用包络检波器解调得到的调制制度增益与同步检测法给出的结果相同，并且采用包络检波器解调时的性能与同步检测器时的性能几乎一样。

④DSB 通信系统相干解调法模型

c o

o 相干解调器

⑤SSB 通信系统相干解调法模型

()SSB i

s t S 、

c o

o 相干解调器

例1. 已知调制信号为m(t)←→M(ω)，带宽为ωm ，载波为：cos ωc t 填写下表:

例2. 设某信道具有均匀的单边带功率谱密度()310n P f W Hz -=，在该信道中传输AM 信号，并设调制信号()m t 的频带限制在10kHz,而载波为100kHz,边带信号的功率为10kW ，载波功率为40 kW 。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想的带通滤波器，试问： （1） 写出该理想带通滤波器的传输特性()H f ？

（2） 分别画出采用包络检波法和相干解调法进行解调时的调制解调

框图。

（3） 分别计算以上两种解调方式下解调器输入端的信噪功率比、解

调器输出端的信噪功率比以及相干解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来？ 解： 分析

c

由题知

1020m LPF AM BPF f B KHz B B KHz ==⇒==

405010c AM c s s P KW P P P KW P KW =⎫

⇒=+=⎬=⎭

210()20s m P KW P m t KW =⇒==

3010n W Hz -=

100c f KHz =

故：

（1）()119011000c m c m f f f f f KHz f KHz

H f ⎧-≤≤+⎧≤≤==⎨⎨⎩⎩，，，其它，其它

包络检波法

（2）50i c s S P P KW =+=

33010201020i BPF N n B W -==⨯⨯=

3

5010250020

i i S N ⨯== （3）0220m s S P P KW ===

020i N N W == 3

002010100020

S N ⨯== 001000225005

AM i i S N G S N ===

相干解调法

o

o 相干解调器

（2）50i c s S P P KW =+=

33010201020i BPF N n B W -==⨯⨯=

3

5010250020

i i S N ⨯==