【正文】 抗噪聲 性能與 SSB系統(tǒng)相同。 2iD SB iS SBNB?iS 0n《 通信原理課件 》 VSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 VSB調(diào)制系統(tǒng)抗噪性能的分析方法與上面類似 。因?yàn)? ，在相同的 1?SSBG12S S B D S BGG?12S S B D S BBB?《 通信原理課件 》 輸入噪聲功率譜密度時(shí)， 。 比較（ ）和（ ）有 。 （ 3） SSB系統(tǒng)的性能 （ 1）解調(diào)器輸入信噪比 解調(diào)器輸入信號(hào)為 《 通信原理課件 》 ttmttmtS ccSSB ?? s i n)(21c o s)(21)( ?? ?則其平均功率為 22 ()()4iMmtS S t??又解調(diào)器輸入端的噪聲平均功率為 00 2iHN n B n f??故解調(diào)器的輸入信噪比為 《 通信原理課件 》 HS S BS S BiifntmBntmNS02024)(4)()/( ??（ 2）解調(diào)器輸出信噪比 已調(diào)信號(hào)通過乘法器輸出為 211( ) ( ) c o s ( ) s in c o s22 c c cz t m t t m t t t? ? ???經(jīng)過低通濾波器后，濾出上式中的二次諧波（ ）成分，得 2ct?01( ) ( )4m t m t? （ ） （ ） （ ） 《 通信原理課件 》 于是輸出端的信號(hào)功率為 )(161)()( 2200 tmtmS SSB ??解調(diào)器輸出的噪聲功率為 ic NtntnN 41)(41)( 2200 ???則解調(diào)器的輸出信噪比為 HS S BfntmBntmNS0202004)(4)()/( ??（ ） （ ） 《 通信原理課件 》 由（ ）和（ ）可得 1?SSBG（ ） ，表明 SSB信號(hào)的解調(diào)器對(duì)信噪比沒有改善。 DSB系統(tǒng)的性能 （ 1）解調(diào)器輸入信噪比 AM信號(hào)中去掉直流分量 ，即可得到 DSB信號(hào)。 在圖 ，各線性調(diào)制系統(tǒng)的輸入噪聲通過帶通濾波器（ BPF）之后，變成窄帶噪聲，經(jīng)乘法器相乘后的輸出噪聲為 ( ) ( ) c o s [ ( ) c o s ( ) s in ] c o s11( ) [ ( ) c o s 2 ( ) s in 2 ]22p i c c c s c cc c c S cn t n t t n t t n t t tn t n t t n t t? ? ? ???? ? ?? ? ?)(21)(0 tntn c?經(jīng) LPF后， 因此 ， 解調(diào)器輸出的噪聲功率為 《 通信原理課件 》 ic NtntnN 41)(41)( 2200 ???根據(jù)（ ）和（ ）可得解調(diào)器的輸出信噪比，即 220001()()4( / )1 24AMHimtmtSNnfN?? （ ） 由（ ）和上式可得 200220/ 2 ( )/ ()AM iiSN mtGSN A m t???（ ） （ ） 《 通信原理課件 》 由于 Ao一般比調(diào)制信號(hào)幅度大，所以， 小于 1。 《 通信原理課件 》 圖 有加性噪聲的相干解調(diào)模型 《 通信原理課件 》 AM系統(tǒng)的性能 （ 1）解調(diào)器輸入信噪比 在圖 ，輸入信號(hào)與噪聲可以分別單獨(dú)解調(diào)。圖中 Sm(t)可以是各種調(diào)幅信號(hào)，如 AM、 DSB、 SSB和 VSB，帶通濾波器的帶寬等于已調(diào)信號(hào)帶寬。信噪比增益G定義為： ii NSNSG// 00??輸入信噪比輸出信噪比 （ ） 《 通信原理課件 》 其中， 為輸入信噪比，定義為： iiSN ?解調(diào)器輸入信號(hào)的平均功率 解調(diào)器輸入噪聲的平均功率 iiSN顯然，信噪比增益愈高，解調(diào)器的抗噪聲性能愈好。因此在已調(diào)信號(hào)平 《 通信原理課件 》 均功率相同，而且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。 在模擬通信系統(tǒng)中常用解調(diào)器輸出信噪比來衡量通信質(zhì)量，輸出信噪比定義為 ： 00SN ?解調(diào)器輸出信號(hào)的平均功率 解調(diào)器輸出噪聲的平均功率 只要解調(diào)器輸出端信號(hào)與噪聲分開，則輸出信噪比就能確定。 若高斯白噪聲的雙邊功率譜密度為n0/2 ， 帶通濾波器的傳輸特性是高度為 帶寬為 B的理想矩形函數(shù) ， 其傳輸特性如圖 ， 則 《 通信原理課件 》 BnN i 0?為了使已調(diào)信號(hào)無失真地進(jìn)入解調(diào)器，同時(shí)又最大限度地抑制噪聲，帶通濾波器的帶寬 B應(yīng)等于已調(diào)信號(hào)的帶寬。 最后經(jīng)解調(diào)器解調(diào)輸出的有用信號(hào)為 mo(t)，噪聲為 no(t)。 Sm(t)和 n(t)首先經(jīng)過一帶通濾波器 ， 濾出有用信號(hào) ， 濾除帶外的噪聲 。 圖 416 串聯(lián)型包絡(luò)檢波器電路 《 通信原理課件 》 當(dāng) RC滿足條件 時(shí)，包絡(luò)檢波器的輸出基本上與輸入信號(hào)的包絡(luò)變化呈線性關(guān)系，即 （ ） 其中， 隔去直流后就得到原基帶信號(hào) 。由于包絡(luò)解調(diào)器電路簡單，效率高，所以幾乎所以的 AM接收機(jī)都采用這種電路。 所謂非相干解調(diào)就是在接收端解調(diào)信號(hào)是不需要本地載波，而是利用已調(diào)信號(hào)中的包絡(luò)信息來恢復(fù)基帶信號(hào)。相干解調(diào)適用于各種線性調(diào)制 系統(tǒng)，非相干解調(diào)一般只適用幅度調(diào)制 （ AM）信號(hào)。 而解調(diào)是將位于載頻的信號(hào) 頻譜再搬回來 ， 并且不失真地恢復(fù) 出原始基帶信號(hào) 。因此，要準(zhǔn)確地求出 VSB信號(hào)的平均功率比較困難，常用一個(gè)范圍來表示其大小，即大雨單邊帶而小于雙邊帶信號(hào)的功率。 H?c?《 通信原理課件 》 (a)上邊帶殘留的下邊帶濾波器特性 （ b）下邊帶殘留的上邊帶濾波器特性 圖 殘留邊帶濾波器特性 《 通信原理課件 》 VSB信號(hào)的功率分配和帶寬 殘留邊帶濾波器具有互補(bǔ)對(duì)稱性，滿足該特性的不僅僅是直線，還可能是余弦形、對(duì)數(shù)形等多種形式，它們只要具有互補(bǔ)對(duì)稱特性，就都能滿足不失真解調(diào)的要求。 式 （ ） 的物理含義是：殘留邊帶濾波器的傳輸函數(shù)在載頻 附近必須具有互補(bǔ)對(duì)稱性 。 《 通信原理課件 》 為了確定殘留邊帶濾波器傳輸特性應(yīng)滿 足的條件 ， 我們來分析接收端是如何從 該信號(hào)中恢復(fù)原基帶信號(hào)的 。 不 同的濾波器得到不同的調(diào)制方式 。 《 通信原理課件 》 圖 DSB、 SSB和 VSB信號(hào)的頻譜 《 通信原理課件 》 VSB信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào) 殘留邊帶調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào)框圖如圖 。 VSB是介于 SSB和 DSB之間的一 個(gè)折中方案。 但是付出的 代價(jià)是設(shè)備制作非常困難 ， 如用濾 波法則邊帶濾波器不容易得到陡峭 的頻率特性 ， 如用相移法則基帶信 號(hào)各頻率 《 通信原理課件 》 成分不可能都做到 的移相等。 《 通信原理課件 》 [例 ] 已知調(diào)制信號(hào) 載波為 ，進(jìn)行單邊帶調(diào)制，請(qǐng) 寫出上邊帶信號(hào)的表達(dá)式。 由于 SSB信號(hào)僅包含一個(gè)邊帶 ， 因此其功率為 DSB信號(hào)的一半 ， 即 )(4121 2tmPP D S BSSB ??當(dāng)然 ， SSB信號(hào)的平均功率也可以直接按定義求出 ， 即 （ ） 《 通信原理課件 》 22 1( ) ( ) c o s ( ) s in4S S B S S B c cS S t m t t m t t?????? ??221 1 1( ) ( ) 2 ( ) ( ) c o s s in4 2 2 ccm t m t m t m t t t??????????22 ( ) ( )m t m t?() 由于調(diào)制信號(hào)的平均功率與調(diào)制信號(hào)經(jīng)過 90度相移后的信號(hào)其功率是一樣的，即 前面已假設(shè)基帶信號(hào)中沒有直流分量，即 =0 ()mt21 ()4SSBP m t?則式（ ）可簡化為 （ ） 顯然， SSB信號(hào)的調(diào)制效率也為 100%。 tth h?1)( ?《 通信原理課件 》 圖 希爾伯特變換等效系統(tǒng) 又因?yàn)? )s g n (1??jt??所以可得 ?????????00s g n)(????jjjH h由（ ）可畫出單邊帶調(diào)制相移法的模型，如圖 。 )(tm?)(tm（ ） 《 通信原理課件 》 為更好地理解單邊帶信號(hào) ， 這里有必要 簡要敘述希爾伯特變換的概念及其性 質(zhì) 。我們將這 種變換稱為希爾伯特變換，記為 “ ” ， 即 tA cm ?s in tA cm ?c o s/2??tAtA cmcm ?? s i nc o s ???《 通信原理課件 》 上述關(guān)系雖然是在單頻調(diào)制下得到的 ，但是它不失一般性 ， 因?yàn)槿我粋€(gè)基帶信號(hào)波形總可以表示成許多正弦信號(hào)之和 。 《 通信原理課件 》 設(shè)單頻調(diào)制信號(hào) tAtm mm ?c o s)( ?ttc c?c o s)( ?載波為 則雙邊帶信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 11( ) c o s c o s c o s ( ) c o s ( )22D S B m m c m c m m c mS t A t t A t A t? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?式（ ）中，保留上邊帶的單邊帶調(diào)制信號(hào)為 )s i ns i nco s( co s2)co s (21)( ttttAtAtSmcmcmmcmU S B ?????? ????（ ） （ ） 《 通信原理課件 》 式（ ）中，保留下邊帶的單邊帶調(diào)制信號(hào)為 將式（ ）和式（ ）合并起來可以表示為 ( ) c o s c o s s in s in22mmS S B c m c mAAS t t t t t? ? ? ??（ ） （ ） 12 c o s ( ) c o s c o s s in s in22mmm c m c m c mAAA t t t t t? ? ? ? ? ?? ? ?《 通信原理課件 》 式中， “ － ” 表示上邊帶信號(hào)， “ ＋ ”表示下邊帶信號(hào)。 《 通信原理課件 》 圖 濾波法產(chǎn)生 SSB的多級(jí)頻率搬移過程 《 通信原理課件 》 用相移法形成 SSB信號(hào) （ 1） 、 SSB信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式 單邊帶信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式的推導(dǎo)比較困難 ， 一般需借助希爾伯特變換來表述 。為此，在工程中往往采用多級(jí)調(diào)制濾波的方法，即在低載頻上形成單邊帶信號(hào)，然后通過變頻將頻譜搬移到更高的載頻。 顯然， SSB信號(hào)的頻譜可表示為 ? ?1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2S S B D S B S S B c c S S BS S H M M H? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?《 通信原理課件 》 圖 形成 SSB信號(hào)的濾波特性 《 通信原理課件 》 用濾波法形成 SSB信號(hào)的技術(shù)難點(diǎn)是： 由于一般調(diào)制信號(hào)都具有豐富的低頻成分，經(jīng)調(diào)制后得到的 DSB信號(hào)的上、下邊帶之間的間隔很窄，這就要求單邊帶濾波器在 fc附近具有陡峭的截止特性，才能有效地抑制無用的一個(gè)邊帶。濾波法產(chǎn)生 SSB信號(hào)的數(shù)學(xué)模型如圖 。因此產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的最直觀的方法是讓雙邊帶信號(hào)通過一個(gè)單邊帶濾波器，濾除不要的邊帶，即可得到單邊帶信號(hào)。 產(chǎn)生 SSB信號(hào)的方法有很多，其中最基本的方法有濾波法和相移法。 （ ） 《 通信原理課件 》 單邊帶調(diào)制（ SSB） DSB信號(hào)雖然節(jié)省了載波功率，調(diào)制效率提高了，但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍，與 AM信號(hào)帶寬相同。 所以 DSB信號(hào)的帶寬與 AM信號(hào)的帶寬相同 ， 也為基帶信號(hào)帶寬的兩倍 ， 即