通信原理第六版(樊昌信)第7章 数字带通传输系统

通信原理

第7章数字带通传输系统

●

概述

? 数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。 ? 数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程的数字传输系统。 ?

数字调制技术有两种方法：

◆ 利用模拟调制的方法去实现数字式调制； ◆ 通过开关键控载波，通常称为键控法。

◆ 基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控

?

数字调制可分为二进制调制和多进制调制。 ●

7.1 二进制数字调制原理

?

7.1.1 二进制振幅键控(2ASK ）

◆

基本原理：

?

“ 通- 断键控(OOK)” 信号表达式

?

波形

振幅键控 频移键控 相移键控

??

?-=”时

发送“以概率，

”时发送“以概率0P 101P t,

Acos )(c OOK ωt e 1

1

()

s t 载波

2ASK

◆

2ASK 信号的一般表达式

其中

T s － 码元持续时间；

g (t ) － 持续时间为T s 的基带脉冲波形，通常假设是高

度为1 ，宽度等于T s 的矩形脉冲；

a n － 第N 个符号的电平取值，若取

则相应的2ASK 信号就是OOK 信号。

◆

2ASK 信号产生方法

?

模拟调制法（相乘器法）

?

键控法

◆

2ASK 信号解调方法

?

? 相干解调( 同步检测法)

()t

t s t e c ωcos )(2ASK =∑-=n

s n nT t g a

t s )

()(?

?

?-=P

P a n 1,0,1概率为概率为)

)

开关电路

2e 2e

?

非相干解调过程的时间波形

◆

功率谱密度

2ASK 信号可以表示成

式中 s (t ) －二进制单极性随机矩形脉冲序列 设：P s (f ) － s (t ) 的功率谱密度

P 2ASK (f ) － 2ASK 信号的功率谱密度 则由上式可得

由上式可见，2ASK 信号的功率谱是基带信号功率谱P s (f ) 的线性搬移（属线性调制）。

知道了P s (f ) 即可确定P 2ASK (f ) 。

由6.1.2节知，单极性的随机脉冲序列功率谱的一般表达式为

式中 f s = 1/T s G (f ) － 单个基带信号码元g (t )的频谱函数。

对于全占空矩形脉冲序列，根据矩形波形g (t )的频谱特点，对于所有的m 0的整数，有

，故上式可简化为

将其代入

1

01

0t

t

11

00a

b

c

d

t

t

()t

t s t e c ωcos )(2ASK =[])()(4

1

)(2ASK c s c s f f P f f P f P -++=

∑

∞

-∞

=--+

-=m s s s s s mf f mf G P f f G P P f f P )

()()1()()1()(2

2

δ0)()(==πn Sa T mf G S S ())

()0()1()()1(2

222

f G P f f G P P f f P s s s δ-+-=[]

)()(4

1

)(2ASK c s c s f f P f f P f P -++=

得到

当概率P =1/2时，并考虑到

则2ASK 信号的功率谱密度为

其曲线如下图所示。

? 2ASK 信号的功率谱密度示意图

?

从以上分析及上图可以看出：

? 2ASK 信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成；连续谱取决于g (t ) 经线性调制后的双边带谱，而离散谱由载波分量确定。

? 2ASK 信号的带宽是基带信号带宽的两倍，若只计谱的主瓣（第一个谱零点位置），则有

式中 f s = 1/T s

即，2ASK 信号的传输带宽是码元速率的两倍。

?

7.1.2 二进制频移键控（2FSK ）

[]

[

]

)()()0()1(4

1

)()()1(4

12

222

2ASK

2c c s c c s f f f f G P f f f G f f G P P f P -++-+-++-=

δδ)()(S

S T f Sa T f G π=S

T G =)0(???

????

?--+

++=2

2

2)()(sin )()(sin 16)(s

c s

c s c s c s ASK T f f T f f T f f T f f T f P ππππ[])()(16

1

c c f f f f -+++δ

δ()

f f

c

c

c s c s c s

c s f s

ASK f

B 22=

◆

基本原理

?

表达式：在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在f 1 和f 2 两个频率点间变化。故其表达式为

?

典型波形：

?

由图可见，2FSK 信号的波形(a)可以分解为波形(b)和波形（c ），也就是说，一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。因此，2FSK 信号的时域表达式又可写成

式中 g (t ) － 单个矩形脉冲， T s － 脉冲持续时间；

n 和n 分别是第n 个信号码元（1或0）的初始相位，通常可令其为

零。因此，2FSK 信号的表达式可简化为

??

?++=”时

发送“”时发送“0),

cos(A 1),

cos(A )(212FSK n n t t t e θω?ωt

t

t

1

()2FSK a 信号

()11) cos b s t t

ω（()22() cos c s t t

ω)cos()()cos()()(212FSK n n s n n n s n t nT t g a t nT t g a t e θω?ω+??

?

???-++??????-=∑∑?

?

?-=P

P a n 1,0,1概率为概率为??

?-=P

P a n 概率为概率为,

01,1()()t

t s t t s t e 22112FSK cos cos )(ωω+=()()t

t s t t s t e 22112FSK cos cos )(ωω+=

式中

◆

2FSK 信号的产生方法

?

采用模拟调频电路来实现：信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。 ? 采用键控法来实现：相邻码元之间的相位不一定连续。

◆

2FSK 信号的解调方法

?

?

?

其他解调方法：比如鉴频法、差分检测法、过零检测法等。下图给出了过零检测法的原理方框图及各点时间波形。

()∑-=n

s n nT

t g a t s )

(1()∑-=n

s n nT t g a t s )

(22e FSK 2e FSK

功率谱密度

对相位不连续的2FSK 信号，可以看成由两个不同载频的2ASK 信号的叠加，它可以表示为

其中，s 1(t ) 和s 2(t ) 为两路二进制基带信号。

据2ASK 信号功率谱密度的表示式，不难写出这种2FSK 信号的功率谱密度的表示式：

令概率P = ? ，只需将2ASK 信号频谱中的f c 分别替换为f 1 和f 2 ，然后代入上式，即可得到下式：

t

t s t t s t e FSK 22112cos )(cos )()(ωω+=[][])()(4

1)()(41)(2

2

1

1

22

2

1

1

f f P f f P f f P f f P f P s s s s FSK ++-+++-=

???

????

?--+

++=

2112112FSK )()(sin )()(sin 16)(s s s s s T

f f T f f T f f T f f T f P

ππππ???

?????--++++2

222

22)()(sin )()(sin 16s

s

s s s T f f T f f T f f T f f T ππππ[])()()()(16

1

2211f f f f f f f f -+++-+++δδδδ

其曲线如下：

由上图可以看出：

? 相位不连续2FSK 信号的功率谱由连续谱和离散谱组成。其中，连续谱由两个中心位于f 1和f 2处的双边谱叠加而成，离散谱位于两个载频f 1和f 2处；

? 连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化，若| f 1 – f 2 | < f s ，连续谱在 f c 处出现单峰；若| f 1 – f 2 | > f s ，则出现双峰；

? 若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算2FSK 信号的带宽，则其带宽近似为

其中，f s = 1/T s 为基带信号的带宽。图中的f c 为两个载频的中心频率。

?

7.1.3 二进制相移键控（2PSK ）

◆

2PSK 信号的表达式：

在2PSK 中，通常用初始相位0 和 分别表示二进制“1” 和“0” 。因此，2PSK 信号的时域表达式为

式中，n

表示第n 个符号的绝对相位：

因此，上式可以改写为

由于两种码元的波形相同，极性相反，故2PSK 信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘：

s

f

f f B 2122FSK +-=)

cos(A )(2PSK n

c t t e ?ω+=??

?=”时发送“

”时发送“，1,00π?n ??

?--=P

t P

t t e c c 1,cos A ,cos A )(2PSK 概率为概率为ωω

式中

这里，g (t )是脉宽为T s 的单个矩形脉冲，而a n 的统计特性为

即发送二进制符号“0”时（a n 取+1），e 2PSK (t )取0相位；发送二进制符号“1”时（ a n 取 -1）， e 2PSK (t )取相位。这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。

◆

典型波形

◆

2PSK 信号的调制器原理方框图

?

模拟调制的方法

?

键控法

◆

2PSK 信号的解调器原理方框图和波形图：

()t

t s t e c ωcos )(2PSK =∑-=

n

s n

nT t g a

t s )

()(??

?--=P

P a n 1,1,

1概率为概率为11

010s

T 乘法器

)

(2e PSK 双极性不归零

t

c ωcos )

(t s 码型变换

t

c ωcos )

(t s (2t e PSK 开关电路

移相

01800

π

波形图中，假设相干载波的基准相位与2PSK 信号的调制载波的基准相位一致（通常默认为0相位）。但是，由于在2PSK 信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变为“0”，“0”变为“1”，判决器输出数字信号全部出错。这种现象称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。这也是2PSK 方式在实际中很少采用的主要原因。另外，在随机信号码元序列中，信号波形有可能出现长时间连续的正弦波形，致使在接收端无法辨认信号码元的起止时刻。 为了解决上述问题，可以采用7.1.4节中将要讨论的差分相移键控（DPSK ）体制。

功率谱密度

比较2ASK 信号的表达式和2PSK 信号的表达式： 2ASK ：

2PSK ：

可知，两者的表示形式完全一样，区别仅在于基带信号s (t ) 不同（a n 不同），前者为单极性，后者为双极性。因此，我们可以直接引用

2e a

b

c

d

e

()t

t s t e

c

ωcos )(2ASK =??

?--=P

t P

t t e c c 1,cos A ,cos A )(2PSK 概率为概率为ωω

2ASK 信号功率谱密度的公式来表述2PSK 信号的功率谱，即

应当注意，这里的P s (f ) 是双极性矩形脉冲序列的功率谱。

由6.1.2节知，双极性的全占空矩形随机脉冲序列的功率谱密度为

将其代入上式，得

若P =1/2，并考虑到矩形脉冲的频谱：

则2PSK 信号的功率谱密度为

?

功率谱密度曲线

从以上分析可见，二进制相移键控信号的频谱特性与2ASK 的十分相似，带宽也是基带信号带宽的两倍。区别仅在于当P=1/2时，其谱中无离散谱（即载波分量），此时2PSK 信号实际上相当于抑制载波的双边带信号。因此，它可以看作是双极性基带信号作用下的调幅信号。

?

7.1.4 二进制差分相移键控（2DPSK ）

◆

2DPSK 原理

?

2DPSK 是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控 。 ? 假设 为当前码元与前一码元的载波相位差，定义数字信息与 之间的关系为

[]

)()(4

1

)(2c s c s PSK f f P f f P f P -++=())

()0()21()()1(422

22f G P f f G P P f f P s

s s δ-+-=[

]

[])()()0()21(4

1)

()()1(22

22

22PSK c c s c c s f f f f G P f f f G f f G P P f P -++-+-++-=δδ)

()(S S T f Sa T f G π=S

T G =)0(???

????

?--+++=2

2

2)()(sin )()(sin 4)(s

c s c s c s c s PSK T f f T f f T f f T f f T f P ππππ()

2PSK P f f

c

c

f -c s

f f +c s

f f -

于是可以将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系示例如下：

相应的2DPSK 信号的波形如下：

由此例可知，对于相同的基带信号，由于初始相位不同，2DPSK 信号的相位可以不同。即2DPSK 信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元的相对相位才决定信息符号。 ? 数字信息与之间的关系也可定义为

? 2DPSK 信号的矢量图

??

?=?”表示数字信息“

，”表示数字信息“

10,0π?()()0 0 0 00 0

0 0 0 02DPSK 01 1 0 0 1 0 1 1πππππ

πππππ或信号相位：二进制数字信息：

()()0 0 0 00 0

0 0 0 02DPSK 0

1

1 0 0 1 0 1 1πππππ

πππππ或信号相位：二进制数字信息：

()a 绝对码()b 相对码

10

101011100()2DPSK c 参考???=?”表示数字信息“

，”表示数字信息“

01,0π?参考相位

参考相位

/

ππ

-(a ) A 方

参考相位

/2

π/2

π-(b ) B 方式

在B 方式中，当前码元的相位相对于前一码元的相位改变/2。因此，在相邻码元之间必定有相位突跳。在接收端检测此相位突跳就能确定每个码元的起止时刻。

◆

2DPSK 信号的产生方法

由上图可见，先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息序列的绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相对码进行绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。

上图中使用的是传号差分码，即载波的相位遇到原数字信息“1”变化，遇到“0”则不变。

?

2DPSK 信号调制器原理方框图

差分码可取传号差分码或空号差分码。其中，传号差分码的编码规则为

式中，⊕为模2加，b n -1为b n 的前一码元，最初的b n -1可任意设定。 上式的逆过程称为差分译码（码反变换），即

◆

2DPSK 信号的解调方法之一

?

相干解调( 极性比较法) 加码反变换法

? 原理：先对2DPSK 信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是“1” 和“0” 倒置，但经差分译码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何倒置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的问题。 ? 2DPSK 的相干解调器原理图和各点波形

()a 绝对码

(

)b 相对码1

0101

1

11

()2DPSK

c 参考

t

c ωcos )

(t s )

(2t e DPSK 开关电路

移相

01800

π

码变换

1

-⊕=n n n b a b 1

-⊕=n n n b b a

2DPSK 信号的解调方法之二：差分相干解调(相位比较）法

2e a

b

c

d

e f

2e a

b

c

d

?

用这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需由收到的2DPSK 信号延时一个码元间隔，然后与2DPSK 信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通滤波后再抽样判决，即可直接恢复出原始数字信息，故解调器中不需要码反变换器。

◆

2DPSK 系统是一种实用的数字调相系统，但其抗加性白噪声性能比2PSK 的要差。

◆ 功率谱密度

从前面讨论的2DPSK 信号的调制过程及其波形可以知道，2DPSK 可以与2PSK 具有相同形式的表达式。所不同的是2PSK 中的基带信号s (t )对应的是绝对码序列；而2DPSK 中的基带信号s (t )对应的是码变换后的相对码序列。因此，2DPSK 信号和2PSK 信号的功率谱密度是完全一样的。信号带宽为

与2ASK 的相同，也是码元速率的两倍。

●

7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能

?

概述

◆

通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信系

统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。因此，与分析数字基带系统的抗噪声性能一样，分析数字调制系统的抗噪声性能，也就是求系统在信道噪声干扰下的总误码率。 ◆ 分析条件：假设信道特性是恒参信道，在信号的频带范围内具有理想矩形的传输特性( 可取其传输系数为K) ；信道噪声是加性高斯白噪声。并且认为噪声只对信号的接收带来影响，因而分析系统性能是在接收端进行的。

?

7.2.1 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

? 计算：

设在一个码元的持续时间T s 内，其发送端输出的信号波形可以表示为 s

f

B 2B 2PSK DPSK 2==???=”时

发送“”时发送“00

1)

()(t u t s T

T

式中

则在每一段时间(0, T s )内，接收端的输入波形为

式中，u i (t )为u T (t )经信道传输后的波形。

为简明起见，认为信号经过信道传输后只受到固定衰减，未产生失真（信道传输系数取为K )，令a =AK ，则有

而n i (t )是均值为0的加性高斯白噪声。

假设接收端带通滤波器具有理想矩形传输特性，恰好使信号无失真通过，则带通滤波器的输出波形为

式中，n (t )是高斯白噪声n i (t )经过带通滤波器的输出噪声。

由第3章随机信号分析可知， n (t )为窄带高斯噪声，其均值为0，方差为n 2，

且可表示为

于是有

y (t )与相干载波2cos c t 相乘，然后由低通滤波器滤除高频分量，在抽样判决器输入端得到的波形为

??

?<<=t

T t t A t u S c T 其它0

0cos )(ω??

?+=”时

发送“”时发送“0)

(1)()()(t n t n t u t y i i i i ??

?<<=t

T t t t u S

c i 其它0

0cos a )(ω??

?+=”时

发送“”时发送“0)

(1)()()(t n t n t u t y i t

t n t t n t n c s c c ωωsin )(cos )()(-=?

?

?--+=t t n t t n t t n t t n t a t y c s c c c s c c c ωωωωωsin )(cos )(sin )(cos )(cos )(??

?--+=”时发“”时发“

0sin )(cos )(1sin )(cos )]([t

t n t t n t t n t t n a c s c c c s c c ωωωω??

?+=”符号发送“”符号发送“

0),

(1),()(t n t n a t x c c

《数字通信原理(第三版)》教材课后习题答案

《数字通信原理》习题解答 第1章 概述 1-1 模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 答：模拟信号的特点是幅度连续；数字信号的特点幅度离散。 1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码的作用是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。 答：信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号，即完成模/数变换的任务。 信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号，即完成数/模变换的任务。 话音信号的基带传输系统模型为 1-3 数字通信的特点有哪些? 答：数字通信的特点是： （1）抗干扰性强，无噪声积累； （2）便于加密处理； （3）采用时分复用实现多路通信； （4）设备便于集成化、微型化； （5）占用信道频带较宽。 1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累? 答：对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值)，在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号，所以说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累。 1-5 设数字信号码元时间长度为1s μ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符号速率。 答：符号速率为 Bd N 661010 11===-码元时间 信息传输速率为 s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6 262=?=?== 1-6 接上例，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。

答：76105.210 221)()(-?=??==N n P e 传输总码元发生误码个数 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024，可传输s kbit /2048的比特率，试问其频带利用率为多少Hz s bit //? 答：频带利用率为 Hz s bit Hz s bit //2101024102048)//3 3 =??==（频带宽度信息传输速率η 1-8数字通信技术的发展趋势是什么？ 答：数字通信技术目前正向着以下几个方向发展：小型化、智能化，数字处理技术的开发应用，用户数字化和高速大容量等。 第2章 数字终端编码技术 ——语声信号数字化 2-1 语声信号的编码可分为哪几种？ 答：语声信号的编码可分为波形编码（主要包括PCM 、ADPCM 等）、参量编码和混合编码（如子带编码）三大类型。 2-2 PCM 通信系统中A ／D 变换、D ／A 变换分别经过哪几步? 答：PCM 通信系统中A ／D 变换包括抽样、量化、编码三步； D ／A 变换包括解码和低通两部分。 2-3 某模拟信号频谱如题图2-1所示，（1）求满足抽样定理时的抽样频率S f 并画出抽样信号的频谱（设M S f f 2=）。（2）若,8kHz f S =画出抽样信号的频谱，并说明此频谱出现什么现象? 题图2-1

通信原理-樊昌信-考试知识点总结

★分集接收：分散接收，集中处理。在不同位置用多个接收端接收同一信号①空间分集：多副天线接收同一天线发送的信息，分集天线数（分集重数）越多，性能改善越好。接收天线之间的间距d ≥3λ。②频率分集：载频间隔大于相关带宽 移动通信900 1800。③角度分集：天线指向。④极化分集：水平垂直相互独立与地磁有关。 ★起伏噪声：P77是遍布在时域和频域内的随机噪声，包括热噪声、电子管内产生的散弹噪声和宇宙噪声等都属于起伏噪声。 ★各态历经性：P40随机过程中的任意一次实现都经历了随机过程的所有可能状态。因此，关于各态历经性的一个直接结论是，在求解各种统计平均（均值或自相关函数等）是，无需做无限多次的考察，只要获得一次考察，用一次实现的“时间平均”值代替过程的“统计平均”值即可，从而使测量和计算的问题大为简化。 部分相应系统：人为地、有规律地在码元的抽样时刻引入码间串扰，并在接收端判决前加以消除，从而可以达到改善频谱特性，压缩传输频带，是频带利用率提高到理论上的最大值，并加速传输波形尾巴的衰减和降低对定时精度要求的目的。通常把这种波形称为部分相应波形。以用部分相应波形传输的基带系统成为部分相应系统。 多电平调制、意义：为了提高频带利用率，可以采用多电平波形或多值波形。由于多电平波形的一个脉冲对应多个二进制码，在波特率相同（传输带宽相同）的条件下，比特率提高了，因此多电平波形在频带受限的高速数据传输系统中得到了广泛应用。 MQAM ：多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占用小和比特信噪比要求低。因此MPSK 和MDPSK 体制为人们所喜用。但是MPSK 体制中随着M 的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容县随之减小，误码率难于保证。为了改善在M 大时的噪声容限，发展出了QAM 体制。在QAM 体制中，信号的振幅和相位作为作为两个独立的参量同时受到调制。这种信号的一个码元可以表示为： )cos()(0k k k t A t S θω+=，T k t kT )1(+≤<，式中：k=整数；k θ和k A 分别可以取多个离散值。 （解决MPSK 随着M 增加性能急剧下降） ★相位不连续的影响：频带会扩展；包络产生失真。 ★相干解调与非相干解调：P95 相干解调：也叫同步检波，解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。调制是把基带信号频谱搬到了载频位置，这一过程可以通过一个乘法器与载波相乘来实现。解调则是调制的反过程，即把载频位置的已调信号的频谱搬回到原始基带位置，因此同样可以用乘法器与载波相乘来实现。相干解调时，为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（成为相干载波），他与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。相干解调适用于所有现行调制信号的解调。相干解调的关键是接收端要提供一个与载波信号严格同步的相干载波。否则，相干借条后将会使原始基带信号减弱，甚至带来严重失真，这在传输数字信号时尤为严重。 非相干解调：包络检波属于非相干解调，。络检波器通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。它属于非相干解调，因此不需要相干载波，一个二极管峰值包络检波器由二极管VD 和RC 低通滤波器组成。包络检波器就是直接从已调波的幅度中提取原调制信号。其结构简单，且解调输出时相干解调输出的2倍。 4PSK 只能用相干解调，其他的即可用相干解调，也可用非相干解调。 ★电话信号非均匀量化的原因：P268 非均匀量化的实现方法通常是在进行量化之前，现将信号抽样值压缩，在进行均匀量化。这里的压缩是用一个非线性电路将输入电压x 变换成输出电压y 。输入电压x 越小，量化间隔也就越小。也就是说，小信号的量化误差也小，从而使信号量噪比有可能不致变坏。为了对不同的信号强度保持信号量噪比恒定，当输入电压x 减小时，应当使量化间隔Δx 按比例地减小，即要求：Δx ∝x 。为了对不同的信号强度保持信号量噪比恒定，在理论上要求压缩特性具有对数特性。 （小信号发生概率大，均匀量化时，小信号信噪比差。） ★A 律13折线：P269 ITU 国际电信联盟制定了两种建议：即A 压缩率和μ压缩率，以及相应的近似算法——13折线法和15折线法。我国大陆、欧洲各国以及国际间互联时采用A 压缩率及相应的13折线法，北美、日本和韩国等少数国家和地区采用μ压缩率及15折线法。 A 压缩率是指符合下式的对数压缩规律：式中：x 为压缩器归一化输入电压；y 为压缩器归一化输出电压；A 为常数，它决定压缩程度。

数字通信原理复习

复习题 名词：同步, 映射, 抽样，量化, DPCM, 汉明码, 复用, 定位，时分多路复用，正码速调整，同步复接，异步复接 问答： 1.数字信号和模拟信号的特点。 2.数字信号的有效性和可靠性指标及其计算方法。 3.为什么数字通信的抗干扰性强，无噪声积累? 4.低通和带通信号抽样定理。 5.回答均匀量化与非均匀量化的特点，说明为什么引入非均匀量化. 6.说明码的抗干扰能力与最小码距的关系. 7.什么叫PCM零次群? PCM30/32一至四次群的速率和接口码型分别是什么? 8.帧同步的目的是什么? PCM30/32系统的帧同步码型为何? 9.PCM帧同步系统处理流程图。 10.PCM30/32系统帧结构。 11.PCM帧同步系统中，前方保护和后方保护分别是指什么？其各自防止的现 象是什么？ 12.PCM一次群到异步复接二次群，与同步复接的区别。 13.简述SDH通信系统的特点。 14.SDH帧结构分哪几个区域? 各自的作用是什么? 15.SDH 网的速率等级有哪些? 16.SDH 中复用的概念是什么? 17.SDH 传送网的基本物理拓扑有哪几种? 18.SDH数字通信系统的特点是什么？ 19.画出SDH帧结构，计算出STM-N各个区域的速率大小 20.SDH网同步方式和时钟工作方式。 21.G.707 SDH复用结构。 计算方面： 1.A律13折线编解码，7/11变换； 2.带通信号的抽样及其计算，抽样后信号的频谱形式； 3.循环码计算，循环码多项式，监督矩阵和生成矩阵

4.SDH帧结构中各个信息结构速率的计算 5.系统循环码的多项式计算。 1. 某设备未过载电平的最大值为4096mv，有一幅度为2000mv的样值通过A律13折线逐次对分编码器，写出编码器编码过程及输出的8位PCM码。 2. PCM30/32路的帧长，路时隙宽，比特宽，数码率各为多少？ 3. 设数字信号码元时间长度为05sμ，如采用八电平传输，求信息传输速率及符号速率；若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。 4. 为什么同步复接要进行码速变换？ 答：对于同步复接，虽然被复接的各支路的时钟都是由同一时钟源供给的，可以保证其数码率相等，但为了满足在接收端分接的需要，还需插入一定数量的帧同步码；为使复接器、分接器能够正常工作，还需加入对端告警码、邻站监测及勤务联络等公务码（以上各种插入的码元统称附加码），即需要码速变换。 5. 异步复接中的码速调整与同步复接中的码速变换有什么不同？ 答：码速变换是在平均间隔的固定位置先留出空位，待复接合成时再插入脉冲（附加码）； 而码速调整插入脉冲要视具体情况，不同支路、不同瞬时数码率、不同的帧，可能插入，也可能不插入脉冲（不插入脉冲时，此位置为原信息码），且插入的脉冲不携带信息。 6.由STM-1帧结构计算出①STM-1的速率。②SOH的速率。③AU-PTR的速率。 7.采用13折线A律编码，设最小的量化级为1个单位，已知抽样脉冲值为-95 单位。 (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差（段内码用自然二进制码）；写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。 8.设数字信号码元时间长度为1sμ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符 号速率。 答：符号速率为

通信原理第七版课后答案解析樊昌信

第一章习题 习题 在英文字母中E 出现的概率最大，等于，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222E =-=-==P P I 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： b A P A P I A 24 1 log )(log )(1log 222 =-=-== b I B 415.216 3 log 2 =-= b I C 415.216 3 log 2 =-= b I D 678.116 5 log 2 =-= 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms。传送字母的符号速率为 Bd 10010521 3 B =??= -R 等概时的平均信息速率为 b 2004log log 2B 2B b ===R M R R （2）平均信息量为 符号比特977.15 16 log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H

则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题 试问上题中的码元速率是多少 解：3 11 200 Bd 5*10B B R T -=== 习题 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。 解：该信息源的熵为 96log 96 1 *4832log 321* 16)(log )()(log )()(22264 1 21 +=-=-=∑∑==i i i i M i i x P x P x P x P X H =比特/符号 因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。 习题 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。试求码元速率和信息速率。 解：B 6 B 11 8000 Bd 125*10R T -= == 等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22=== 习题 设一台接收机输入电路的等效电阻为600欧姆，输入电路的带宽为6 MHZ ，环境温度为23摄氏度，试求该电路产生的热噪声电压的有效值。 解：23612V 44*1.38*10*23*600*6*10 4.57*10 V kTRB --== 习题 设一条无线链路采用视距传输方式通信，其收发天线的架设高度都等于80 m ，试求其最远的通信距离。

《通信原理》樊昌信 课后习题答案

习题解答 《通信原理教程》樊昌信 第一章 概论 1.3 某个信息源由A 、B 、C 、D 等4个符号组成。这些符号分别用二进制码组00、01、10、11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这4个符号等概率出现； （2） 这4个符号出现的概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16。 解： 每秒可传输的二进制位为： () 20010513=?÷- 每个符号需要2位二进制，故每秒可传输的符号数为： 1002200=÷ （1） 4个符号等概率出现时每个符号包含的平均信息量为： bit 24log 2= 故平均信息速率为： s b R b /2002100=?= （2）每个符号包含的平均信息量为： bit 977.11651log 1651631log 163411log 41411log 412222=+++ 故平均信息速率为： s b R b /7.197977.1100=?= 1.6 设一个信号源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125s μ。试求码元速率和信 息速率。 解：码元速率为： () baud R B 80001012516=?÷=- 信息速率为： s kb R R B b /16280004log 2=?== 第二章 信号 2.2 设一个随机过程X （t ）可以表示成： ()() ∞<<∞-+=t t t X θπ2cos 2 其中θ在（0，2π）之间服从均匀分布，判断它是功率信号还是能量信号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。 解：它的能量无限，功率有界，所以是一个功率信号。 ` ()[]()[]()()() πτθ πτθππτπθπ θπτ πθπππ 2cos 4224cos 2cos 2 2122cos 22cos 220 20 =+++= ? +++=? ?d t d t t 由维纳－辛钦关系有：

数字通信原理与技术(第四版)复习笔记

数字通信原理与技术（第四版） 西安电子科技大学出版社 复习笔记 第一章 我国主要采用欧洲的GSM系统 第四代移动通信系统 特点：1.传输速度更高2.通信服务多元化3.智能化程度更高4.良好的兼容性 关键技术：1.定位技术2.切换技术3.软件无线电技术4.智能天线技术 5.无线电在光纤中的传输技术 6.网络协议与安全 7.传输技术 8.调制和信号传输技术 “三网融合”趋势：电信网，计算机网，有线电视网 一般意义上的通信是指由一地向另一地进行消息的有效传递。 通信从本质上来讲是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将有用的信息无失真、高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。 通信中工作频率与工作波长可互换：公式为λ=c/f，λ工作波长，f工作频率，c光速 基带传输：不采用调制频带传输：采用调制 脉冲数字调制：APC-自适应可预测编码LPC-线性可预测编码 通信方式： 1.按消息传送的方向与时间分 单工通信：单方向传输。广播 半双工通信：不能同时收和发。对讲机、收发报机 全双工通信：可同时双向传输信息。普通电话、各种手机 2.按数字信号排序分 串序传输：代表信息的数字信号序列按时间顺序一个接一个在信道传输 并序传输：分割成两路或以上的序列同时在信道传输 3.按通信网络形式分 点到点通信方式、点到多点通信（分支）方式、多点到多点通信（交换）方式 通信必有三个部分：发送端、接收端、信道 模拟通信系统两种变换： 1.把连续消息变换成电信号（发端信息源完成）和把电信号恢复成最初的连续信号（收端受信者完成） 2.将基带信号转换成其频带适合信道传输的信号，由调制器完成；在接收端经过相反的变换，由解调器完成 已调信号三个基本特性： 1.携带有信息 2.适合在信道中传输 3.具有较高频率成分 数字通信系统：信道中传输数字信号的系统 数字频带传输通信系统 在数字通信中，称节拍一致为“位同步”或“码元同步”； 称编组一致为“群同步”或“帧同步”。

第3章 数字信号的基带传输技术 沈其聪

数字通信原理 （电子教案） 制作：沈其聪梁春艳 机械工业出版社

电子教案内容简介 本电子教案与机械工业出版社出版的《数字通信原理》教材配套使用，教案系统地介绍了数字通信的特点、原理、应用及性能分析的基本方法，内容包括数字通信系统概述、信源编码技术、数字基带传输技术、数字调制与解调技术、数字信号的最佳接收、同步技术、信道编码技术等。各章节在内容的安排和叙述上，根据数字通信的发展和实际教学的需要，力求做到物理概念清晰，理论推导简明，体系结构完整；重点介绍了数字通信主要技术的基本概念、基本原理、基本分析方法和主要应用。

第三章 数字信号的传输分基带传输和载波（频带）传输两种方式。通常，我们将直接来自数字通信终端的、含有直流和低频频率分量的未经调制的电脉冲信号称为数字基带信号。数字基带信号可以直接传送，称为数字信号的基带传输；当数字基带信号对载波进行数字调制，将信号频谱搬移到较高的频带上再传输，则称为数字信号的载波传输或频带传输。

尽管实际中载波传输要比基带传输应用更为广泛，但研究数字信号基带传输系统仍具有很重要的的意义。这是因为： 第一，基带传输中要解决的许多问题也是载波传输必须要考虑的问题。 第二，随着数字通信技术的发展，基带传输方式也发展很快，它不仅用于数据传输，而且还用于高速数字信号传输。 第三，如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则可以证明，任何一个采用线性调制的载波传输系统均可等效为基带传输系统来分析。因此，对基带传

?第一节数字信号传输的基本理论?第二节基带传输的线路码型?第三节部分响应技术 ?第四节基带传输的抗噪声性能?第五节眼图与时域均衡

数字通信原理试卷及答案.

数字通信原理试卷一 一、填空题（每题3分） 1、通信的目的是_______ 或________ 信息。 2、通信方式有两种基本形式，即________通信和_______ 通信。 3、数字通信在____________和____________上均是离散的。 4、某一数字信号的符号传输速率为1200波特（Bd），若采用四进制传输，则 信息传输速率为___________。 5、设信道的带宽B=1024Hz，可传输2048 bit/s的比特率，其传输效率η=_________。 6、模拟信号经抽样、量化所得到的数字序列称为________信号,直接传输这种 信号称为___________。 7、目前最常用的多路复用方法为________复用和_______复用。 8、由于噪声的干扰可能使帧同步码出现误码，我们将这种情况称为_____________。 9、一般PCM（脉冲编码调制）的帧周期为__________。 10、PCM30/32制式中一复帧包含有_____帧，而每一帧又包含有_____个路时 隙，每一路时隙包含有______个位时隙。 一、1、交换、传递；2、基带传输、频带传输；3、幅度、时间；4、2400b/s 5、2b/s/hz； 6、数字、基带； 7、频分、时分； 8、假失步； 9、125 us 10、16 32 8 二、选择题（每题2分）二、1、a ；2、b ；3、c ；模拟信号的特点为： (a) 幅度为连续(b) 时间域上全有值 (c) 幅度连续，时间间断(d) 幅度离散 1、数字基带信号为： (a) 基础信号(b)完成了模数变换后的信号 (c) 频带搬以后的信号(d)仅为和值的信号 2、量化即 (a) 对样值进行定量(b) 在时间域上进行离散化 (c) 将信号样值幅度变换为有限个离散值 (d)将样值幅度分层为无限个值

数字通信原理第三章 基带传输习题解答

第三章 基带传输习题解答 1、已知信息代码为100001000011000011，试求其相应的AMI 码、HDB3码及双相码。 [解]略 2、设某二进制数字基带传输系统传输的是单极性基带信号，且数字“1”和“0”出现的概率相等。如果数字信息为“1”时信号在抽样判决时刻的值A =1V ，且接收滤波器输出噪声是均值为0，方差为0.2V 的高斯白噪声，试求这时的系统误码率。。 [解] 对于单极性基带信号，误码率为11 22 e P er f ??=-。 因为A =1，σn =0.2 ，可得3 11 6.211022 e P er f -=-=? 3、已知某单极性不归零随机脉冲序列，其码元速率为R B =1200Bd ，“1”码为幅度为A 的矩形脉冲，“0”码为0,且“1”码出现的概率为0.6。试求： ①该随机序列的带宽及直流功率； ②该序列有无定时信号。 [解] ①以功率谱的第一个零点计算，带宽为B =1/T s =f s =1200Hz 。 对于单极性波形：若设g 1(t )=0，g 2(t )= g (t )，则随机脉冲序列

的离散谱为2 ()()()v s s s m P f f PG mf f mf δ∞ =-∞ = -∑ 。 因为 g (t )为不归零矩形脉冲，即有||()2 0s T A t g t ? ≤?=???其他 其频谱函数为()()2s s s s T G f AT Sa AT Sa fT ωπ?? == ??? 令f =m f s ，当m =0时，G (mf s )=AT s Sa (0)= AT s ，因此离散谱中的直流分量为P v (0)=0.36A 2δ(0)。 直流功率为2(0)0.36v v S P df A ∞ -∞==? ② 当m 为不等于零的整数时，G (mf s )=AT s Sa (m π)=0，离散谱均为零，因而无定时信号。 4、已知HDB3码为+10-1000-1+1000+1-1+1-100-1+10-1，试译出原信息码。 [解] 原信息码为101000010000110000101。 5、设部分响应系统的输入信号为四进制{0,1,2,3}，相关编码采用第IV 类部分响应。当输入序列{a k }为21303001032021时， ①试求相对应的预编码序列{a k }、相关编码序列{b k }和接收端恢复序列{a ’k }； ②求相关电平数；若输入信号改为二进制，相关电平数又为何值？ [解] ①当加权系统R 1=1，R 2=0，R 3=-1，其余系统R i =0时，

《数字数据通信原理》习题-1

《数字数据通信原理》 综合练习册 安徽邮电职业技术学院通信工程系 201 2 月 3 年

第一章 数字与数据通信概论 一、填空题 是信息传输的载体，是反映信息的物理量。 信号1. 。 离散时间信号和连续时间信号按时间函数自变量的连续性和离散性，信号分为2. 有色噪声 和白噪声噪声按功率谱分类，可分为3. 4.通信的任务是信息的_传递 或交换_。 5.通信系统的基本模型包括信源、发送设备、信道（包括噪声）、接收设备、信宿五个部分。 6.DTE 是数据终端设备，DCE 是数据通信设备。 7.按照信号传送方向与时间关系，广播属于单工传输，对讲机属于半双工传输，电话通信属于全 双工传输。 8.从信息传输角度来看，数字通信系统的主要质量指标是_有效性_和可靠性_。 9.按传输媒介来分，通信系统可分为_有线通信_和无线通信两大类。 10.已知信号与噪声功率之比为63，带宽为4KHz ，信道容量＝24kbit/s 。B ·Log 2 (1+S /N ) 11.某数字信道带宽为3100Hz ，若采用16进制传输，该数字信道的信道容量=24.8kbit/s 。2B ·Log 2M 二、选择题 1．真正能客观地反映数字通信系统传输效率的指标是（C ） A ．信息传输速率 B ．传输速率 C ．频带利用率 D ．A 、B 、C 均可 ２．下列哪个描述不符合数字通信的特点（D ） A.抗干扰能力强 B.差错可控 C.保密性强 D.占用信道带宽窄 3．数字通信系统的有效性指标为（D ） A.误码率 B.信噪比 C.信号带宽 D.信息速率 4.已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则它的信息传输速率是（D ） A.4800bit/s B.2400bit/s C.9600bit/s D.14400bit/s 4800×Log 28=14400bit/s 5. 以太网中使用的网线属于（A ） A.双绞线 B.同轴电缆 C.光缆

通信原理 樊昌信版 各章重点

第一章 1、通信系统的模型（了解 图1-1 1-4 1-5） 2、数字通信的特点（掌握） ①抗干扰能力强，且噪声不积累②传输差错可控③便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储④易于集成，使通信设备微型化，重量轻⑤易于加密处理，且保密性好⑥需要较大的传输带宽 3、平均信息量的简单计算（选、填） 2 21log log ()()() I P x bit P x ==- 21 ()()l o g ()(/n i i i H x P x P x bit ==-∑符号） 当信息源的每个符号等概率出现时，信息源具有最大熵：2()log n (/H x bit =符号） 4、码长、码元速率、信息速率、频带利用率定义、单位、计算 码元速率RB ：每秒传输码元的数目，单位B 二进制与N 进制码元速率转换关系：RB2=RBNlog2N(B) 信息速率：每秒钟传递的信息量，单位bit/s 在N 进制下Rb=RBNlog2N(bit/s) 第二章 1、随机过程的概念、分布函数、概率密度函数的定义（理解 P36-37） 均值：1[()](,)()E t xf x t dx a t ∞-∞ ξ= =? 方差：2222 [()]{()()}[()][()]()D t E t a t E t a t t σξ=ξ-=ξ-= 自相关函数：1212(,)[()()]R t t E t t =ξξ 协方差函数：121122(,){[()()][{()()]}B t t E t a t E t a t =ξ-ξ- 2、高斯过程的一维概率密度函数（掌握 P46-47） 2 2 1()f ())2x a x -= - σ 误差函数 ：2 ()22)1x z e r f x e d z x ?-= =-? 互补误差函数 ： 2 ()1(2(2)z x e r f c x e r f e d z x ?∞-=- =-? 3、高斯白噪声及带限噪声的定义、平均功率的计算（掌握 P57-60） 白噪声：0()()(/z )2 n n P f f W H = -∞<<∞ 自相关函数：0()()2 n R ξτ= δτ 低通白噪声：0 20()H n f f n P f ||≤={其他 自相关函数：0sin 2()=n 2H H H f R f f ππτττ 带通白噪声：0 f f 2220()c c n B B f n P f -≤ ||≤ +={其他 自相关函数：0sin ()=n cos 2c B R B f B πππτ τττ 平均功率：N= 0n B 4、噪声的功率谱密度与相关函数的关系 线性系统输出/输入功率谱密度的关系计算（掌握 P42-44 P48-49） 平稳过程的功率谱密度()P f ξ与其自身相关函数()R τ是一对傅里叶变换关系，即()()j P f R e d ∞-ωτ ξ-∞ =ττ? ()=()j R P f e df ∞ωτ ξ-∞τ? 或()()j P R e d ∞-ωτ ξ-∞ ω= ττ? 1 ()= () 2j R P e d π ∞ωτ ξ -∞ τωω? 平稳过程的总功率： (0)=()R P f d f ∞ ξ -∞ ? 输出过程0()t ξ的均值：0()]()(0)t a h d H ∞-∞ E[ξ=?ττ=α?? 输出过程0()t ξ的自相关函数：0120()()R t t R ,+τ=τ 输出过程0()t ξ的功率谱密度：2 ()()o i P f f P f =?H ()? 输出过程0()t ξ的概率分布：0()()()i t h t d ∞-∞ ξ=τξ-ττ? 第四章

数字通信原理(附答案)[1]

1、已知一个4进制信号的码元速率为4800波特，则其对应的信息速率是( C ) A.4800bit/s B.2400bit/s C.9600bit/s D.14400bit/s 2、产生已抽样信号频谱混叠的原因是（ C ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、样值为301△，它属于A律13折线的（ B ） A.第5量化段 B.第6量化段 C.第7量化段 D.第8量化段 4、在同一条链路上可传输多路信号，利用的是各路信号之间的（ B ） A. 相似性 B.正交性 C. 一致性 D. 重叠 5、在光纤中采用的多路复用技术是（ C ） A.时分复用 B. 频分复用 C.波分复用 D. 码分复用 R=( ), 信1、在4进制系统中，每秒钟传递1000个4进制符号，此系统的码元速率 B R( ).( A ) 息速率 b A.1000Bd,2000b/s B.2000Bd,2000b/s C. 2000Bd,1000b/s D. 1000Bd,1000b/s 2、满足抽样定理时低通型信号的抽样频率应选为（ D ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、设模拟信号s(t)的幅度在[-2,2]v内均匀分布，对它进行奈奎斯特速率抽样，并均匀量化后， 编为2进制码。量化间隔为1/64v，需要多少量化电平数？（ D ） A.64 B.128 C.192 D.256 4、消息码为：1010001110001，对应的AMI码为：（ A ） A. +10-1000+1-1+1000-1 B. +10-00000-1+1000-1 C. -10+1000+1-1+1000-1 D. +10+1000-1-1+1000+1 5、PCM30/32的二次群速率为（ B ） A.64 kb/s B.8.448Mb/s C.384kb/s D.2.048Mb/s 2、产生已抽样信号频谱混叠的原因是（ C ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、均匀量化的PCM系统中，编码位数每增加1位，量化信噪比可增加（ C ）dB. A.2 B. 4 C. 6 D. 8 4、绝对码为：10010110，对应的相对码为：（ B ） A. 10100101 B.11100100 C. 11100110 D. 11000110 5、SDH采用的数字复接方法一般为（ B ） A.异步复接 B.同步复接 C.异步复接或同步复接 D.以上都不是 1、出现概率越__小__ 的消息，其所包含信息量越大； 2、模拟信号的数字化过程主要包括抽样、_量化 _和编码； 3、数字复接的方式主要有按位复接、按字复接和按帧复接； 4、为了减小相干载波的稳态相位误差，应减小带通滤波器带宽和增大锁相环的增益； 5、分组码（n,k）的编码效率为_ k/n ； 1、衡量数字通信系统可靠性的主要指标是___差错率； 2、模拟信号的数字化过程主要包括抽样、量化和编码； 3、数字复接的方式主要有按位复接、按字复接和按帧复接；

数字通信原理与技术报告(4ASK和4PSK)

4PSK和4ASK的MATLAB仿真 一、实验目的： 学会利用MATLAB软件进行4PSK和4ASK调制的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。 二、实验内容：利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。 （1）设二进制数字序列为0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0，编程产生4PSK调制信号波形。 （2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。 三、程序和实验结果： （1）4PSK程序 clf clc clear T=1; M=4; fc=1/T; N=500; delta_T=T/(N-1); input=[0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0] input1=reshape(input,2,7) t=0:delta_T:T for i=1:7 hold on if input1([1 2],i)==[0;0] u=cos(2*pi*fc*t);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[1;0] u=cos(2*pi*fc*t+2*pi/M);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[1;1] u=cos(2*pi*fc*t+4*pi/M);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[0;1] u=cos(2*pi*fc*t+6*pi/M);plot(t,u) end t=t+T end grid hold off 实验结果：

通信原理第七版课后答案解析樊昌信

第一章习题 习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。 解：E 的信息量：()()b 25.3105.0log E log E 1log 222 E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： b A P A P I A 241log )(log )(1log 222=-=-== b I B 415.2163log 2 =-= b I C 415.2163log 2=-= b I D 678.116 5log 2 =-= 习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如 习题1.2所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms。传送字母的符号速率为 Bd 10010 5213B =??=-R 等概时的平均信息速率为 b 2004log log 2B 2B b ===R M R R （2）平均信息量为 符号比特977.15 16log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为 b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？

解：3 11200 Bd 5*10B B R T -= ==错误!未找到引用源。 习题1.5 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。 解：该信息源的熵为 96log 96 1*4832log 321* 16)(log )()(log )()(22264121+=-=-=∑∑==i i i i M i i x P x P x P x P X H =5.79比特/符号 因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH ===错误!未找到引用源。 。 习题1.6 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。试求码元速率和信息速率。 解：错误!未找到引用源。 等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22=== 习题1.7 设一台接收机输入电路的等效电阻为600欧姆，输入电路的带宽为6 MHZ ，环境温度为23摄氏度，试求该电路产生的热噪声电压的有效值。 解：12V 4.57*10 V -==错误!未找到引用源。 习题1.8 设一条无线链路采用视距传输方式通信，其收发天线的架设高度都等于80 m ，试求其最远的通信距离。 解：由28D rh =，得 错误!未找到引用源。 63849 km D === 习题1.9 设英文字母E 出现的概率为 0.105， x 出现的概率为0.002 。试求 E 和x 的信息量。 解：

数字通信原理

批准人：年月日 通信原理概论教案 作业提要 课目：数字通信原理概述 目的：通过本节课让同志们了解数字通信的基本原理及概念，为下一步训练打下良好的基础。 容：一、数字通信的概念 二、数字通信系统的模型及主要特点 三、数字通信系统的主要性能指标 四、数字通信网的概念 实施方法：理论讲解、多媒体演示 教学对象：集训队学员 时间：20时钟 地点：教室 要求：1、认真听课，做好笔记； 2、严格遵守课堂纪律不做与上课无关的事项； 3、大家在上课的过程中要积极思考，积极提问。 教学保障：计算机、投影仪各一台 作业进程 作业准备……………………………………………………3分钟 1.准备器材，清点人数； 2.宣布作业提要；

3.提示科目理论。 作业实施……………………………………………………42分钟同志们这节课我们一起来学习数字通信的基本原理。 现代通信技术的发展趋势为五化：数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化；而数字化是其它四化的基础。这不仅因为数字化信息具有很高的传输质量，便于加密、纠错、交换和计算机进行处理。而且采用数字技术可使图像、数据、话音等各种连续的和离散日消息都能转换为0和1形式的数字信号，从而综合在一个网传送和处理，实现不同业务终端之间的互通，为通信业务的多样化和多媒体通信开辟了道路。还使数字传输与数字交换得以综合而实现网络技术一体化；等等。随着学习的深入，同志们就会逐步体会到“电信技术的革命关键在于数字化”这句话的道理。 模拟通信必将被数字通信所取代已成为世界各国的共识，面临这一变革。我们本节课的目的在于使同志们对数字通信建立初步的概念，主要介绍以下几个问题： 1、数字通信的概念 2、数字通信系统的模型及主要特点 3、数字通信系统的主要性能指标 4、数字通信网的概念 一、数字通信的概念 现代电子通信，就它的基本技术体制来说，可以氛围两种类型，即模拟通信与数字通信。在讲述什么是模拟通信和数字通信之前，我们需要先对模拟信号与数字信号加以说明。 （一）模拟信号与数字信号 1、模拟信号 大家知道，在通信时，消息是携带在信号的某个参量或某几个参量上的（如连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽

通信原理第七版课后答案樊昌信

通信原理第七版课后答 案樊昌信 Revised as of 23 November 2020

第一章习题 习题 在英文字母中E 出现的概率最大，等于，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222 E =-=-==P P I 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 等概时的平均信息速率为 （2）平均信息量为 则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题 试问上题中的码元速率是多少 解：311 200 Bd 5*10 B B R T -= == 习题 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。 解：该信息源的熵为 =比特/符号 因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。

习题 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。试求码元速率和信息速率。 解：B 6 B 118000 Bd 125*10R T -= == 等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22=== 习题 设一台接收机输入电路的等效电阻为600欧姆，输入电路的带宽为6 MHZ ，环境温度为23摄氏度，试求该电路产生的热噪声电压的有效值。 解 ：12V 4.57*10 V -=== 习题 设一条无线链路采用视距传输方式通信，其收发天线的架设高度都等于80 m ，试求其最远的通信距离。 解：由28D rh =，得 63849 km D = 习题 设英文字母E 出现的概率为 ， x 出现的概率为 。试求 E 和x 的信息量。 解： 习题 信息源的符号集由 A ，B ，C ，D 和E 组成，设每一符号独立1/4出现，其出现概率为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。试求该信息源符号的平均信息量。 解： 习题 设有四个消息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4,1/8, 1/8, 1/2 传送，每一消息的出现是相互独立的。试计算其平均信息量。 解： 习题一个由字母A ，B ，C ，D 组成的字。对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00 代替 A ，01 代替 B ，10 代替 C ，11 代替D 。每个脉冲宽度为5ms 。 （1） 不同的字母是等概率出现时，试计算传输的平均信息速率。