通信原理 第7章(下)
现代通信原理指导书第七章信源编码习题详解
第七章 信源编码7-1已知某地天气预报状态分为六种：晴天、多云、阴天、小雨、中雨、大雨。
① 若六种状态等概出现，求每种消息的平均信息量及等长二进制编码的码长N 。
② 若六种状态出现的概率为：晴天—；多云—；阴天—；小雨—；中雨—；大雨—。
试计算消息的平均信息量，若按Huffman 码进行最佳编码，试求各状态编码及平均码长N 。
解: ①每种状态出现的概率为6,...,1,61==i P i因此消息的平均信息量为∑=-===6122/58.26log 1log i ii bit P P I 消息 等长二进制编码的码长N ＝[][]316log 1log 22=+=+L 。
②各种状态出现的概率如题所给，则消息的平均信息量为6212222221log 0.6log 0.60.22log 0.220.1log 0.10.06log 0.060.013log 0.0130.007log 0.0071.63/i i iI P P bit -== = ------ ≈ ∑消息Huffman 编码树如下图所示：由此可以得到各状态编码为：晴—0，多云—10，阴天—110，小雨—1110，中雨—11110， 大雨—11111。
平均码长为：6110.620.2230.140.0650.01350.0071.68i ii N n P == =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ =∑—7-2某一离散无记忆信源（DMS ）由8个字母(1,2,,8)i X i =⋅⋅⋅组成，设每个字母出现的概率分别为：，，，，，，，。
试求：① Huffman 编码时产生的8个不等长码字； ② 平均二进制编码长度N ； ③ 信源的熵，并与N 比较。
解：①采用冒泡法画出Huffman 编码树如下图所示可以得到按概率从大到小8个不等长码字依次为：0100,0101,1110,1111,011,100,00,1087654321========X X X X X X X X②平均二进制编码长度为8120.2520.2030.1530.1240.140.0840.0540.052.83i ii N n P == =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ =∑ ③信源的熵∑=≈-=81279.2log)(i i i P P x H 。
现代通信原理指导书第七章信源编码习题详解
第七章 信源编码7-1已知某地天气预报状态分为六种：晴天、多云、阴天、小雨、中雨、大雨。
① 若六种状态等概出现，求每种消息的平均信息量及等长二进制编码的码长N 。
② 若六种状态出现的概率为：晴天—；多云—；阴天—；小雨—；中雨—；大雨—。
试计算消息的平均信息量，若按Huffman 码进行最佳编码，试求各状态编码及平均码长N 。
解: ①每种状态出现的概率为6,...,1,61==i P i因此消息的平均信息量为∑=-===6122/58.26log 1log i ii bit P P I 消息 等长二进制编码的码长N ＝[][]316log 1log 22=+=+L 。
②各种状态出现的概率如题所给，则消息的平均信息量为6212222221log 0.6log 0.60.22log 0.220.1log 0.10.06log 0.060.013log 0.0130.007log 0.0071.63/i i iI P P bit -== = ------ ≈ ∑消息Huffman 编码树如下图所示：由此可以得到各状态编码为：晴—0，多云—10，阴天—110，小雨—1110，中雨—11110， 大雨—11111。
平均码长为：6110.620.2230.140.0650.01350.0071.68i ii N n P == =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ =∑—7-2某一离散无记忆信源（DMS ）由8个字母(1,2,,8)i X i =⋅⋅⋅组成，设每个字母出现的概率分别为：，，，，，，，。
试求：① Huffman 编码时产生的8个不等长码字； ② 平均二进制编码长度N ； ③ 信源的熵，并与N 比较。
解：①采用冒泡法画出Huffman 编码树如下图所示可以得到按概率从大到小8个不等长码字依次为：0100,0101,1110,1111,011,100,00,1087654321========X X X X X X X X②平均二进制编码长度为8120.2520.2030.1530.1240.140.0840.0540.052.83i ii N n P == =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ =∑ ③信源的熵∑=≈-=81279.2log)(i i i P P x H 。
通信原理第7章(樊昌信第七版)PPT课件
跳变周期 2Tb
带宽 B=Rb
误码性能与BPSK相同
00
Q 11
0
I
10
最大相位跳变：180° 发生在0011或0110交替时，
即双比特ab同时跳变时，信号点沿对角线移动。
第20页/共46页
20
QPSK 缺点：
最大相位跳变180°，使限带的QPSK信号包络起伏 很大，并出现包络零点。
频谱扩展大，旁瓣对邻道干扰大。
b 0（−1） 0（−1） 1（+1） 1（+1）
n
载波相位 φn
A 方式
0° 90° 180° 270°
B 方式
225° 315° 45° 135°
矢量图
11
10
00 参考相位
01
A方式
前一码元 载波相位
01 a(0)
b(1)
11 a(1)
00
B方式
10 b(0)
第32页/共46页
波形
11
01
两个比特的组合 称做 双比特 码元，记为 a b
第14页/共46页
1）双比特与载波相位的关系
注：对应关系可有不同 规定，但相邻码组应符 合格雷码编码规则
双比特码元 ab
a 0（−1） 1（+1） 1（+1） 0（−1）
b 0（−1） 0（−1） 1（+1） 1（+1）
载波相位 φn
A 方式
0° 90° 180° 270°
MASK可看成是二进制振幅键控（2ASK）的推广。
M
eMASK (t) an g(t nTs ) cosct n1
0,
an
1,
以概率P1 以概率P2
通信原理 课件 ppt
的特性相互影响，决定了通信系统的性能和传输质量。
03
模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
无线电波传播方式
无线电波通过直射、反射、折射 、散射等方式传播，受到地形、 建筑物、气候等因素的影响。
无线电波传播损耗
无线电波在传播过程中会受到空 气阻力、地面吸收等因素的影响 ，导致能量逐渐衰减。
无线电波频段
无线电波根据频率可分为长波、 中波、短波等不同频段，不同频 段的无线电波具有不同的传播特 性和应用场景。
调频的特点
调频信号的带宽较大，抗干扰能力强，能够 传输更多的信息。
调相的特点
调相信号的相位信息可以携带信息，具有较 高的保密性。
模拟通信系统的性能分析
信噪比
误码率
信噪比是衡量通信系统性能的重要指标， 表示信号功率与噪声功率的比值。
误码率是衡量数据传输质量的重要指标， 表示传输过程中出现误码的概率。
带宽效率
抗干扰能力
带宽效率是指通信系统传输速率与带宽的 比值，反映了系统的传输效率。
抗干扰能力是指通信系统在存在噪声和干 扰的情况下，能够正常传输信号的能力。
04
数字通信原理
数字信号的调制与解调
数字信号调制
将数字信号转换为适合传输的信 号形式，如调频、调相和调幅等
。
数字信号解调
将已调制的信号还原为原始数字信 号的过程。
通信原理 课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与系统基础 • 模拟通信原理 • 数字通信原理 • 无线通信原理 • 通信原理实验与案例分析
通信原理ppt课件
详细描述移动通信系统的各个组成部分，包括基站、移动终端、 网络设备等。
移动通信工作原理
阐述移动通信的工作原理，包括信号的发射、传输和接收过程， 以及移动终端如何实现移动通信。
有线通信系统
有线通信概述
介绍有线通信的基本原理、特点和应用领域。
有线通信系统组成
详细描述有线通信系统的各个组成部分，包括电 话线、光纤、交换机等。
多进制解调
在接收端使用相应的算法将接收到的波形还原为原始的数字 信号。
数字通信的优缺点
优点 抗干扰能力强：数字信号在传输过程中不易受到干扰，能够保证信息的准确传输。
保密性好：数字通信可以通过加密技术保证信息的安全性。
数字通信的优缺点
• 便于存储和复制：数字信号可以方便地存储和复制，不会因传输而损失信息。
有线通信工作原理
阐述有线通信的工作原理，包括信号的传输和接 收过程。
计算机网络通信系统
计算机网络概述
介绍计算机网络的基本概念、发展历程和应用领域。
计算机网络组成
详细描述计算机网络的各个组成部分，包括路由器、交换机、服务 器等。
计算机网络工作原理
阐述计算机网络的工作原理，包括信号的传输和接收过程，以及如何 实现网络通信。
STEP 03
周期性
模拟信号通常具有周期性 ，可以通过傅里叶变换将 其分解为不同频率的正弦 波。
模拟信号在传输过程中满 足线性叠加原理，即不同 频率的信号可以相互叠加 。
调幅调制与解调
调幅调制
将需要传输的消息信号与载波信号相乘，得到调幅波信号，实现将消息信号加载到载波 信号上的过程。
解调
通过将调幅波信号再次与载波信号相乘，得到原始的消息信号，实现从调幅波中提取出 消息信号的过程。
(完整版)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 222E =-=-==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 678.1165log 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 100105213B =⨯⨯=-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977.1516log 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：311200 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 961*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。
最新通信原理第六版(樊昌信)第7章 数字带通传输系统教学教材
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 11()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)()tt s t e c ωcos )(2ASK =∑-=ns n nT t ga t s )()(⎩⎨⎧-=PP 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。
通信原理ppt课件
通信网络协议与体系结构
OSI模型
开放系统互联参考模型，将通信 协议划分为七个层次，从上到下 依次为应用层、表示层、会话层 、传输层、网络层、数据链路层
和物理层。
协议栈
协议栈是指协议的层次结构，不 同的协议栈对应不同的应用场景
和需求。
路由协议
路由协议用于在路由器之间传递 路由信息，实现网络的互联互通
多址复用技术可以提高频谱利用率和系统容量，包括频分复用、时 分复用和码分复用等。
多址干扰抑制
多址干扰是无线通信中常见的问题，可以通过多种技术手段进行抑 制，如频域滤波、时域滤波和空域滤波等。
06
通信网络原理
通信网络的拓扑结构
星型拓扑
总线型拓扑
每个节点都直接连接到中央节点，便于集 中管理和控制，但一旦中央节点出现故障 ，整个网络将瘫痪。
抗干扰能力强
数字信号在传输过程中不易受到噪声和干扰的影 响，能够保证通信质量。
易于存储和传输
数字信号可以方便地存储在数字存储介质上，并 且可以通过数字通信网络进行传输。
数字信号的调制与解调
调制方式
数字调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等，可 以根据不同的应用场景选择合适的调制方式。
解调方式
数字解调方式包括相干解调和非相干解调，相干解调需要 使用载波信号，而非相干解调不需要。
连续信号与离散信号
周期信号与非周期信号
周期信号具有重复性，而非周期 信号则不具备。
连续信号在时间或空间上连续变 化，而离散信号则具有间断性。
实信号与复信号
实信号的振幅和相位都是实数， 而复信号则包括实部和虚部。
总结词
信号的分类与特性
确定性信号与随机信号
确定性信号的值可以确定，而随 机信号的值则无法预测。
通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版)
实验二：数字调制与解调实验
实验目的
掌握数字调制与解调的基本原理和实现方法。
实验内容
设计并实现一个数字调制与解调系统，包括调制器、解调器和信道等部分。
实验二：数字调制与解调实验
01
实验步骤
02
1. 选择合适的数字调制方式，如2ASK、2FSK、2PSK等。
03
2. 设计并实现调制器，将数字基带信号转换为已调信号。
循环码
编码原理
01
循环码是一种具有循环特性的线性分组码，其任意码字的循环
移位仍然是该码的码字。
生成多项式与校验多项式
02
生成多项式用于描述循环码的编码规则，而校验多项式则用于
检测接收码字中的错误。
编码效率与纠错能力
03
循环码的编码效率与线性分组码相当，但纠错能力更强，可以
纠正多个错误。
卷积码
编码原理
06
同步原理与技术
载波同步技术
载波同步的定义
在通信系统中，使本地产生的载波频率和相位与接收到的信号载波保持一致的过程。
载波同步的方法
包括直接法、插入导频法和同步法。直接法利用接收信号中的载波分量进行同步；插入导频法在发送端插入一个导频 信号，接收端利用导频信号进行同步；同步法则是通过特定的同步信号或同步头来实现同步。
归零码（RZ）
在码元间隔内电平回归到零，有利于时钟提取。
差分码（Differential Cod…
利用相邻码元电平的相对变化来表示信息，抗干扰能力强。
眼图与误码率分析
眼图概念
通过示波器观察到的数字基带信号的一种图形表示，可以 直观地反映信号的质量和传输性能。
眼图参数
包括眼睛张开度、眼睛高度、眼睛宽度和交叉点位置等， 用于评估信号的定时误差、幅度失真和噪声影响等。
《通信原理》课件
互联网通信技术及应用
互联网通信技术
01
介绍互联网通信技术的发展历程，包括TCP/IP协议、路由器、
交换机等关键技术的特点和作用。
互联网通信网络
02
介绍互联网通信网络的结构和组成，包括局域网、城域网、广
域网等不同网络的特点和应用。
互联网通信应用
03
介绍互联网通信在各个领域的应用，如电子邮件、即时通讯、
通信协议的标准化组织
国际电信联盟（ITU）
是全球最大的电信标准化组织，负责制定全球电信标准。
Internet工程任务组（IETF）
是负责制定互联网标准的组织，包括TCP/IP协议族和其他互联网相关标准。
电气电子工程师协会（IEEE）
是一个全球性的专业组织，负责制定电气和电子工程领域的标准，包括通信协议标准。
在线视频会议等。
感谢观看
THANKS
信源
产生需要传输的信息，如话筒 、摄像头等。
信道
传输信号的媒介，如无线电波 、光纤等。
信宿
接收并使用信息的设备或人， 如扬声器、显示器等。
通信系统的分类
有线通信
利用导线或光缆传输信号，如电话线、光纤 等。
模拟通信
传输连续变化的信号，如调频广播。
无线通信
利用电磁波传输信号，如手机、卫星通信等 。
数字通信
01
通信协议的分层结构是指将通信 协议划分为不同的层次，每个层 次都有特定的功能和协议规范。
02
常见的分层结构包括OSI七层模 型和TCP/IP四层模型。
OSI七层模型包括物理层、数据 链路层、网络层、传输层、会话 层、表示层和应用层。
03
TCP/IP四层模型包括网络接口层 、网络层、传输层和应用层。
通信原理第七版前五章试卷
通信原理第七版前五章试卷一、选择题（每题3分，共30分）1. 通信系统按信号特征可分为（）A. 模拟通信系统和数字通信系统。
B. 有线通信系统和无线通信系统。
C. 基带传输系统和频带传输系统。
D. 以上都不对。
2. 以下属于数字通信系统优点的是（）A. 抗干扰能力强。
B. 传输带宽窄。
C. 设备简单。
D. 易于加密。
3. 在模拟调制系统中，幅度调制属于（）A. 线性调制。
B. 非线性调制。
C. 角度调制。
D. 以上都不对。
4. 对于AM信号，若载波为A_ccosω_ct，调制信号为f(t)，则其表达式为（）A. s_AM(t)=A_c[1 + k_af(t)]cosω_ctB. s_AM(t)=A_ccos[ω_ct + k_af(t)]C. s_AM(t)=A_ccosω_ct + k_af(t)D. s_AM(t)=A_ccosω_ct - k_af(t)5. 若DSB - SC信号的表达式为s_DSB(t)=kf(t)cosω_ct，则其带宽为（）A. ω_mB. 2ω_mC. ω_cD. 2ω_c6. 在数字基带传输系统中，常用的码型不包括（）A. 单极性不归零码。
B. 双极性归零码。
C. 密勒码。
D. 调相码。
7. 数字基带信号的功率谱密度一般包括两部分，分别是（）A. 连续谱和离散谱。
B. 幅度谱和相位谱。
C. 实部谱和虚部谱。
D. 低频谱和高频谱。
8. 对于理想低通滤波器，其截止频率为f_H，则奈奎斯特速率为（）A. 2f_HB. f_HC. frac{f_H}{2}D. 4f_H9. 在抽样定理中，若信号最高频率为f_m，则抽样频率f_s应满足（）A. f_s≥ 2f_mB. f_s≤ 2f_mC. f_s= f_mD. f_s> f_m10. 以下哪种调制方式属于数字调制（）A. FM.B. AM.C. 2ASK.D. PM.二、填空题（每题2分，共20分）1. 通信系统的一般模型包括信源、______、信道、______和信宿。
通信原理第二版
通信原理第二版
通信是指信息的传递和交流过程。
在通信系统中，信息通常以信号的形式传输。
通信的基本原理有两大方面，即信号传输和信号处理。
信号传输是指将信息转化为能够在传输媒介中传播的信号，并将其传输到接收端。
信号传输可以通过无线方式或有线方式进行。
无线方式包括无线电波、红外线、激光等；有线方式包括电磁波、光纤等。
在信号传输过程中，常常会受到传输媒介的限制和噪音的干扰。
信号处理是指将接收到的信号进行处理和解码，还原为原始的信息。
信号处理包括滤波、调制解调、编码解码等。
滤波可以去除信号中的噪音和干扰；调制解调是将原始信号调制到载波信号上进行传输，并在接收端进行解调还原；编码解码是将信息进行编码，使其更容易传输和还原。
通信系统还包括发送端和接收端之间的协议。
协议规定了通信中信息的格式和传输方式，确保了信息的正确传递和解码。
常用的通信协议有TCP/IP协议、HTTP协议等。
通信原理是现代社会中各种通信系统的基础，包括无线通信、有线通信、互联网等。
通过对通信原理的研究和应用，可以实现人与人、人与物、物与物之间的信息传递和交流，促进社会的发展和进步。
武汉理工通信原理课件第七章 中断和异常
外部中断(硬中断) 2,外部中断(硬中断) 指外部芯片通过 CPU的INTR引脚或NMI引脚 CPU的INTR引脚或NMI引脚 发出中断申请引起的中断. 发出中断申请引起的中断.
CPU执行流程 执行流程
中断事件1 中断事件 中断服务程序1 中断服务程序
中断事件 2 中断服务程序 2
二,中断源和中断优先权
引起中断的因素很多, 引起中断的因素很多, 将发出中断申请的外设或内部的原因, 将发出中断申请的外设或内部的原因,称为中断源 给每个中断源指定一个优先权, 给每个中断源指定一个优先权,称为中断优先权 当多个中断源同时发出中断请求时, 当多个中断源同时发出中断请求时, CPU按照中断优先权的高低顺序,依次响应. CPU按照中断优先权的高低顺序,依次响应.
当INTR上有高电平信号 INTR上有高电平信号 当NMI上有上升沿信号 NMI上有上升沿信号
8 0 8 8
可屏蔽中断
由INTR引脚引起的中断,称可屏蔽中断. INTR引脚引起的中断, 可屏蔽中断. CPU是否响应INTR引脚上的中断请求取决于IF标志: CPU是否响应INTR引脚上的中断请求取决于IF标志: IF=1 CPU响应INTR引脚上的中断请求 IF=1,CPU响应INTR引脚上的中断请求 IF=0 CPU不响应INTR引脚上的中断请求 IF=0,CPU不响应INTR引脚上的中断请求 即当IF=0 即当IF=0时,将INTR引脚上的中断申请屏蔽. INTR引脚上的中断申请屏蔽.
最大组态(最小组态) 最大组态(最小组态) GND A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND VCC A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 (HIGH)(SSO) MN/MX RD RQ/GT0(HOLD) RQ/GT1(HLDA) LOCK(WR) S2(IO/M) S1(DT/R) S0(DEN) QS0(ALE) QS1(INTA) TEST READY RESET
通信原理第六版(樊昌信 曹丽娜)课后答案超全 PDF格式下载
第二章2-1试证明图P2-1中周期性信号可以展开为（图略）0 4 ( 1) ( ) cos(2 1) 2 1n n s t n t n证明：因为( ) () s tst所以0 0 0 0 2 2 ( ) cos cos cos 2 k k k k k k kt kt s t c c c kt T1 0 1 ()0 0 stdt c1 1 1 12 2 1 1 1 1 2 2 4 ( )cos ( )cos cos sin 2 k k c s t k tdt k tdt k tdt k0, 2 4 ( 1) 2 1 (2 1) n k n k n n所以0 4 ( 1) ( ) cos(2 1) 2 1n n s t n t n2-2设一个信号可以表示成()st() 2cos(2) stt t试问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：功率信号。
2 2 2 ( ) cos(2 ) sin ( 1) sin ( 1) [ ] 2 ( 1) ( 1) j ft j j s f t e dt f f e e f f2 1 ( ) lim Pf s2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 sin ( 1) sin ( 1) sin ( 1) sin ( 1) lim 2 cos 2 4 ( 1) ( 1) ( 1)( 1) f f f f f f f f由公式和2 2 sin lim ( ) t xt x tx sin lim ( ) t xt x x有( ) [ ( 1)] [ ( 1)] 4 4 1 [ ( 1) ( 1)] 4 P f f f f f或者0 0 1 ( ) [ ( ) ( )] 4 P f f f f f2-3 设有一信号如下：2exp( ) 0 ( ) 0 0 t t x t t试问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：2 2 0 ( ) 4 2 t x t dx e dt是能量信号。
通信原理课后答案
512+64=576<635, M7=1
576+32=608<635, M8=1
最后得：M1M2M3M4M5M6M7M8=11100011
第7题解
M1M2M3M4M5M6M7M8=01010011
M1=0，故为负，M2M3M4=101，位于256~512的范围内。
（1）设计出该循环码的编码电路；
（2）设计出该循环码的译码电路，分以下步骤进行：
①已知发送端发送的正确码字为 ，若 有错，利用它设计译码器中的校正电路（即反馈移位寄存器的哪些输出应接非门）；
②写出译码电路中反馈移位寄存器的状态方程；
③画出状态转换表；
④画出状态转换图；
⑤分析当码字中的 、 、 、 、 、 分别出错时，译码器能否正确纠错？从而论证译码器的设计是否正确。
第7题解：
第8题解：
第3章信道与噪声习题解答
第1题解：
(a) (b)
（1）对于图（a）,其传递函数为:
（2）对于图（b）,其传递函数为:
第2题解：
转移概率：
P（0/0），P（1/0），P（2/0），P（3/0）
P（0/1），P（1/1），P（2/1），P（3/1）
P（0/2），P（1/2），P（2/2），P（3/2）
P（0/3），P（1/3），P（2/3），P（3/3）
第3题解：
第4题解：
第5题解：
的幅频特性为：
的特性曲线如下图所示：
第6题解：
（1）基本原理：多径效应主要是接收的信号是到达接接收机的的各路信号的合成。如果在接收端同时获得几个不同的合成信号，则将这些这些信号适当合并后得到的总接收信号，将可能大大减小多径效应的影响。“分集”的意思是分散得到几个合成信号并集中这些信号的意思。只要被分集的几个信号之间是统计独立的，则经过适当合并，就能改善接收性能。
通信原理信道容量的定义
通信原理信道容量的定义通信原理中，信道容量是指在无干扰条件下，一个信道能够传输的最大信息量。
它是衡量信道传输效率的重要指标，也被视为信息传输的上限。
信道容量的定义最早由香农在他的《通信的数学理论》中给出。
根据香农的理论，信道容量可以通过信息论中的熵来计算。
熵在信息论中的含义是描述一个随机变量的不确定性的度量，可以理解为该随机变量包含的平均信息量。
在通信中，一般将信道表示为一个具有一定带宽或频率范围的传输介质，如电缆、光纤或无线信道等。
信道容量的定义与信道的带宽、信号传输的路徑和环境有关。
通常情况下，信道容量以比特/秒（bps）或奈特（Nyquist）为单位表示。
为了更好地理解信道容量的定义，我们可以用一个简单的例子来解释。
假设有一条带宽为10 kHz的信道，传输过程中只使用两个信号电平进行二进制传输（0V 和1V）。
那么根据奈奎斯特的定理，每秒可以传输的比特数就是10 kHz，即10,000 bps。
信道容量的计算方法有很多，其中最著名的就是香农公式。
香农公式定义了在给定信噪比的情况下，信道容量的上限。
其计算公式为：C = B * log2(1 + S/N)其中，C表示信道容量，B表示信道的带宽，S表示信号的平均功率，N表示噪声的平均功率。
该公式表明，在给定信噪比的情况下，信道容量随着带宽的增加而增加。
从香农公式中可以看出，信道容量的增加有两个途径：增加信道的带宽和提高信号功率与噪声功率之间的比值。
因此，提高信道容量的方法通常包括增加信道带宽或提高信号的传输质量。
在实际通信系统中，为了提高信道容量，常常采用一系列的调制与编码技术，如调幅、调频、调相等，以提高信号传输的效率和信号噪声比。
此外，信道的多路复用技术（如时分复用、频分复用和码分复用）也可以提高信道容量，充分利用信道资源。
总之，信道容量是一个用来描述无干扰条件下信道传输效率的重要指标。
它的计算方法有多种，其中最为著名的是香农公式。
通过提高信道带宽、改善信号传输质量以及利用多路复用技术，可以提高信道容量，实现更高效的信息传输。
通信原理知识
通信原理知识
通信原理是指在传输信息时，通过信号的生成、编码、调制、调整及解码等过程，从发送端将信息通过信道传输到接收端，并从接收端恢复原始信息的技术原理和方法。
其核心目标是实现信息的可靠传输和高效传送。
在通信原理中，常见的技术原理包括：
1. 模拟通信原理：模拟通信是指将原始信息转换成连续变化的模拟信号，通过调制、放大、传输等步骤进行传输的通信方式。
常见的模拟调制技术有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
2. 数字通信原理：数字通信是指将原始信息转换为离散的数字符号，通过编码、传输和解码等步骤进行传输的通信方式。
常见的数字调制技术有振幅调制（ASK）、频移键控（FSK）、
相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）等。
3. 噪声及信道模型：通信过程会受到噪声和信道影响，因此了解噪声与信道的特性对通信原理至关重要。
噪声主要包括加性白噪声和信道噪声，信道模型则用于描述信号在信道中的传输特性。
4. 调制解调技术：调制解调技术是实现信号调制和解调的关键环节。
调制将原始信号转换为适合传输的信号，解调则将接收到的信号恢复为原始信号。
常见的调制解调技术有振幅调制解调、频移键控解调、相移键控解调和正交幅度调制解调等。
5. 误码控制：为了保证信息的可靠传输，通信系统常常采用纠错编码、交织技术和反馈控制等方法来进行误码控制。
这些技术可以提高通信系统的容错性，减小信道传输中出现的错误率。
综上所述，通信原理涉及信号的调制与解调、噪声与信道模型、误码控制等多个方面的知识。
深入理解通信原理对于设计和改进通信系统具有重要的意义。
通信原理资料
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Part (5) 1.基本概念基本概念把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。
调制－把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。
分为基带调制和带通调制（也称载波调制）广义调制－分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。
仅指带通调制。
在无线通信和其他大多数场合，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。
制一词均指载波调制。
指来自信源的基带信号。
调制信号－指来自信源的基带信号。
用调制信号去控制载波的参数的过程。
载波调制－用调制信号去控制载波的参数的过程。
未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，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。
是非正弦波。
载波受调制后称为已调信号。
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，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。
号恢复出来。
解调器输入信噪比定义解调器输入信噪比定义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解调器输出信噪比定义2 So 解调器输出有用信号的平均功率mo (t ) = = 2 No 解调器输出噪声的平均功率no (t )输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。
输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。
解调器的抗噪声性能制度增益定义G= S0 / N 0 Si / N i门限效应输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化的现输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，象称为门限效应。
同步解调器不存在门限效应。
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。
提高无线通信时的天线辐射效率。
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，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。
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第7章数字带通传输系统
解调方法：有极性比较法和相位比较法两种。
极性比较法： 原理方框图（A方式）
相乘 电路-/4ຫໍສະໝຸດ 低通 滤波抽样 判决
c s(t)
载波 提取
/4
定时 提取
逆码 变换
a b
并/串 变换
A(t)
d
低通 滤波 抽样 判决
相乘 电路
图7-45 A方式QDPSK信号解调方法
原理和QPSK信号的一样，只是多一步逆码变换。
第7章数字带通传输系统
多位格雷码的编码方法：
表7.4.2 格雷码编码规则 序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 格雷码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 二进码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
10
第7章数字带通传输系统
正交相移键控(QPSK)
4PSK常称为正交相移键控(QPSK) 格雷(Gray)码
4PSK信号每个码元含有2 比特的信息，现用ab代表这两 个比特。 两个比特有4种组合，即00、01、10和11。它们和相位k 之间的关系通常都按格雷码的规律安排，如下表所示。 QPSK信号的编码
f1 00
f2 01
f3 10
f4 11
(b) 4FSK信号的取值
5
第7章数字带通传输系统
MFSK信号的带宽： B = fM - f1 + f 式中 f1 － 最低载频 fM － 最高载频 f － 单个码元的带宽
6
第7章数字带通传输系统
MFSK非相干解调器的原理方框图
带通滤波
f
包络检波
1
16
第7章数字带通传输系统
QPSK调制
两种产生方法: 相乘电路法
a 相乘 电路 cos0t 相干载 波产生 /2 相移 -sin0t b 相加 电路 s(t)
A(t)
串/并 变换
相乘 电路
图7-37 第一种QPSK信号产生方法
17
第7章数字带通传输系统
码元串并变换：
0 1 2 3 4 (a) 输入基带码元
a b
k
90
0 270 180
0
0 1 1
0
1 1 0
OQPSK和QPSK的唯一区别在于：对于QPSK，上表中的两 个比特a和b的持续时间原则上可以不同；而对于OQPSK，a 22 和b的持续时间必须相同。
第7章数字带通传输系统
OQPSK信号的波形与QPSK信号波形的比较
a1
a2
a3 a4
载波 产生
/4
相加 电路
s(t)
d 相乘 电路
图7-43 第一种QDPSK信号产生方法
26
第7章数字带通传输系统
码变换器：输入ab和输出cd间的16种可能关系(A方式)：
前一时刻经过码变换后的 一对码元及所产生的相位 ck-1 dk-1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
19
第7章数字带通传输系统
选择法
串/并 变换 a b 相位 选择 带通 滤波
1 2 3 4
4相载波 产生器 图7-40 选择法产生QPSK信号
20
第7章数字带通传输系统
QPSK解调
原理方框图
相乘 cos0t 低通 载波 提取 定时 提取
抽判
a 并/串 b A(t)
s(t)
/2
低通 抽判
T T
(b) 波形和相位不连续
或者波形连续而相位不连续，如下图
T
T
(c) 波形连续相位不连续
15
第7章数字带通传输系统
在码元边界，当相位不连续时，信号的频谱将展宽，包络也 将出现起伏。
在后面讨论各种调制体制时，还将遇到这个问题。并且有时 将码元中包含整数个载波周期的假设隐含不提，认为PSK信 号的初始相位相同，则码元边界的瞬时相位一定连续。
n0
kn0
k
rb
在研究不同M值下的错误率时，适合用r b为单位来比较 不同体制的性能优略。
1
第7章数字带通传输系统
7.4.1 多进制振幅键控(MASK)
概述
多进制振幅键控又称多电平调制 优点：MASK信号的带宽和2ASK信号的带宽相同，故单 位频带的信息传输速率高，即频带利用率高。
当前输入的一对码元及 要求的相对相移 ak bk
0 0
当前时刻应当给出的 变换后一对码元和相位 ck dk
1.0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1
k
90
k-1
90 0 270 180 90 0 270 180 90 0 270 180
式中，A － 常数， k － 一组间隔均匀的受调制相位 它可以写为
k
2 M ( k 1), k 1, 2 , M
通常M取2的某次幂： M = 2k， k = 正整数
8
第7章数字带通传输系统
在下图中示出当k = 3时，k取值的一例。图中示出当发送信号 的相位为1 = 0时，能够正确接收的相位范围在/8内。对于 多进制PSK信号，不能简单地采用一个相干载波进行相干解 调。例如，若用cos2f0t作为相干载波时，因为cosk = cos(2-k)，使解调存在模糊。这时需要用两个正交的相干载 波解调。
V1(t) 抽样
输入
带通滤波
. .
. . 带通滤波
2 f M
f
包络检波
. .
. .
VM(t)
判决
输出
包络检波
定时脉冲
7
第7章数字带通传输系统
7.4.3 多进制相移键控(MPSK)
基本原理
一个MPSK信号码元可以表示为
s k ( t ) A cos( 0 t k ) k 1, 2 , , M
k
180 90 0 270 90 0 270 180 0 270 180 90
0 1
0
1 1
270
1 0
180
0 0 1 1
0 1 1 0
90 0 270 180
1 0 0 1
0 0 1 1
270 180 90 0
27
第7章数字带通传输系统
码变换器的电路
a5 a6
a7 a8
a1 a2
a3 a4
a5 a6
a7 a8
23
第7章数字带通传输系统
/4相移QPSK
4相移QPSK信号是由两个相差4的QPSK星座图交替产生 的，它也是一个4进制信号：
11 01 00 10 00 01 11 45 ° 10
(a)星座图之一
(b)星座图之二
当前码元的相位相对于前一码元的相位改变45°或135°。 例如，若连续输入“11 11 11 11…”，则信号码元相位为 “45 90 45 90 …” 优点：这种体制中相邻码元间总有相位改变、最大相移为 135°，比QPSK的最大相移小。 24
2 4 (b) 并行支路a码元 3 5 (c) 并行支路b码元
5
t
0 1
t t
图7-38 码元串/并变换
18
第7章数字带通传输系统
矢量图：
01 a(0) 00 b(0) 10 图7-39 QPSK矢量的产生 b(1) 11 a(1)
二进制信号码元“0”和“1在相乘电路中与不归零双极性矩 形脉冲振幅的关系如下： 二进制码元“1” 双极性脉冲“+1”； 二进制码元“0” 双极性脉冲“-1”。 符合上述关系才能得到第6章中的B方式编码规则。
ak bk ck-1 只读 存储器 dk-1
T
T
ck dk
图7-44 码变换器
二进制码元“0” 和“1”与相乘电路输入电压关系： 二进制码元“0” “＋1” 二进制码元“1” “－1” 第二种方法：
第二种产生方法和QPSK信号的第二种产生方法（选择法） 原理相同，只是在串/并变换后需要增加一个 “码变换器”。
2
第7章数字带通传输系统
举例
基带信号是多进制单极性不归零脉冲
11 01 00 10
00 t 11 10
01
0
10
(a) 基带多电平单极性不归零信号
01 0 10
11
01
10 00
11
10
t
(b) MASK信号
3
第7章数字带通传输系统
基带信号是多进制双极性不归零脉冲 二进制抑制载波双边带信号就是2PSK信号。
10
11
10 01 00 00
11 10 t
0
01
(c) 基带多电平双极性不归零信号
01
0 10 11 00 00
01
10
11
10 t
(d) 抑制载波MASK信号
4
第7章数字带通传输系统
7.4.2 多进制频移键控(MFSK)
4FSK信号波形举例
f1 f2 f3 f4 t T T T T (a) 4FSK信号波形