通信原理模拟调制系统3
大学课程通信原理第5章-模拟调制系统课件
调制信号:原始基带信号
模拟调制:调制信号取值连续 数字调制:调制信号取值离散
正弦波模拟调制
载波:携带调制信号的信号
正弦波调制:正弦型信号作为载波 脉冲调制:脉冲串作为载波
正弦波数字调制 脉冲模拟调制 脉冲数字调制
2
1 调制的定义和分类(2)
正弦波模拟调制
调制信号:模拟信号:m(t)
0 0
A 2
M
c
M
c
已调信号的频谱是调制信号频谱的线性搬移。
线性调制
4
2.1 幅度调制的原理(2)
幅度调制器的一般模型
mt
ht
sm t
ht H
cos ct
sm t m t cos ct h t
Sm
1 2
M
c
M
c
H
m t ,ht 不同
双边带调幅(DSB) 标准调幅(AM)
载波分量
DSB分量
m ' t
sAM t
m0
S AM
m0
c
c
1 2
M
'
c
M
'
c
where m ' t M ' .
12
2.1 幅度调制的原理(8)
调幅系数
m ' t
AM
max 1 m0
已调信号的包络与调 制信号成比例变化.
m't
sAM t
m0
m0 m '(t )
sAM t m0 m '(t)
单边带调幅(SSB)
残留边带调幅(VSB) 5
常规调幅AM:H(ω)为全通网络,m(t) 有直流成 分。
最全第三版通信原理_蒋青_于秀兰版_(1-6章答案)
第一章 绪论 课后习题详解1-1解:每个消息的平均信息量为222111111()log 2log log 448822H x =--⨯- =1.75bit/符号1-2解:(1)两粒骰子向上面的小圆点数之和为3时有(1,2)和(2,1)两种可能,总的组合数为116636C C ⨯=,则圆点数之和为3出现的概率为 3213618p ==故包含的信息量为2321(3)log log 4.17()18I p bit =-=-=(2)小圆点数之和为7的情况有(1,6)(6,1)(2,5)(5,2)(3,4)(4,3),则圆点数之和为7出现的概率为761366p ==故包含的信息量为2721(7)log log 2.585()6I p bit =-=-=1-3 解:(1)每个字母的持续时间为2⨯10ms ,所以字母传输速率为4315021010B R Baud -==⨯⨯不同字母等可能出现时,每个字母的平均信息量为 2()log 42H x == bit/符号 平均信息速率为4()100b B R R H x == bit/s (2)每个字母的平均信息量为222211111133()log log log log 5544441010H x =---- =1.985 bit/符号所以平均信息速率为4()99.25bB R RH x == (bit/s)1-4 解:(1)根据题意,可得:23(0)log (0)log 1.4158I P =-=-≈ 比特 21(1)log (1)log 24I P =-=-= 比特21(2)log (2)log 24I P =-=-= 比特 21(3)log (3)log 38I P =-=-= 比特(2)法一:因为离散信源是无记忆的,所以其发出的消息序列中各符号是无依赖的、统计独立的。
因此,此消息的信息量就等于消息中各个符号的信息量之和。
此消息中共有14个“0”符号,13个“1”符号,12个“2”符号,6个“3”符号,则该消息的信息量是: 14(0)13(1)12(2)6(3)I I I I I =+++ 14 1.41513212263≈⨯+⨯+⨯+⨯87.81≈ 比特此消息中共含45个信源符号,这45个信源符号携带有87.81比特信息量,则此消息中平均每个符号携带的信息量为287.81/45 1.95I =≈ 比特/符号法二:若用熵的概念计算,有222331111()log 2log log 1.906(/)884488H x bit =--⨯-=符号说明:以上两种结果略有差别的原因在于,它们平均处理方法不同,前一种按算术平均的方法进行计算,后一种是按熵的概念进行计算,结果可能存在误差。
通信原理第3章模拟调制技术
VS
高数据速率的调制技术
随着数据业务需求的爆炸式增长,高数据 速率的模拟调制技术成为研究热点。例如, QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度调制)是一种常见 的高阶调制方式,通过增加星座点和调制 阶数,可以实现更高的数据传输速率。此 外,还有偏置QPSK、非线性调制等调制技 术,旨在提高频谱效率和数据传输速率。
通过调制将低频的模拟信号转换为高 频信号,以实现信号的远距离传输和 无线传输。
模拟调制技术的应用场景
广播通信
利用调频(FM)或调相(PM)技术, 将音频信号调制到载波上,实现广播 节目的传输。
电视信号传输
无线通信
在无线通信中,模拟调制技术被广泛 应用于移动通信、无线局域网 (WLAN)、无线广域网(WWAN) 等领域,以实现信号的无线传输。
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调频的缺点
占用带宽较宽,频带利用率较低。
调相的缺点
抗干扰能力较弱,对相位失真敏感,需要高 精度的相位控制系统。
03 模拟调制技术的分类
线性调制技术
01
调频(FM)
02
调相(PM)
03
调相而振幅不变(APM)
04
线性调制技术的特点:调制信号对载波的振幅、频率、相位同时进行 调制,使载波的振幅随调制信号的瞬时值呈线性变化。
软件定义无线电与模拟调制
软件定义无线电是一种新型的无线通信架构,通过软件编程的方式实现无线电功能的灵活配置和动态调整。在模 拟调制领域,软件定义无线电技术为调制方式的快速切换和自适应调整提供了可能。通过实时调整调制参数和算 法,可以根据信道状态和传输需求自适应地优化调制方案,提高通信系统的适应性。
第三章模拟调制系统-1DSB_SSB
则已调信号的频谱为: 则已调信号的频谱为:
1 SAM(ω) = πA0 [δ(ω − ωc ) + δ(ω + ωc )] + [F(ω − ωc ) + F(ω + ωc )] 2
12 教师:黄晗
1. 形状相同,位置搬移; 形状相同,位置搬移;
已调信号的频谱图: 已调信号的频谱图:
数字调制: 数字调制:ASK、FSK、PSK 、 、
3 教师:黄晗
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。 传输频率: 传输频率:3kHz,天线高度:25km ,天线高度: 传输频率: 900MHz ,天线高度:8cm 传输频率: 天线高度: 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。 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, 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。 还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
2 教师:黄晗
信号、传输方式、调制方式的分类
电信号
携带有用信息的信号,未调制) 基带信号 (携带有用信息的信号,未调制) 基带信号经过某种调制) 频带信号 (基带信号经过某种调制)
传输方式
基带传输 调制(频带) 调制(频带)传输
模拟调制
线性调制:AM、DSB、SSB、VSB 线性调制: 、 、 、 非线性调制: 非线性调制:PM、FM调制 、 调制
β AM = f (t ) max / A0
11 教师:黄晗
当载波初相为0时 已调信号为: 当载波初相为 时,已调信号为: sAM (t ) = [ A0 + f (t ) ] cosω ct 频 域 = A0 cosω ct + f (t )cosω ct 特 性 分 析 若有: 若有:
通信原理 模拟信号调制系统
m2t
PS
2
P AM
AM
A02
m2 t
2
2
m2 t
A02 m2
t
例题:当m(t) = Am cos mt 时,m2 (t) Am2 / 2
代入上式,得到
AM
m2 t
A02 m2 t
Am2
2
A02
Am2 2
Am2 2 A02 Am2
当|m(t)|max = A0时(100%调制),调制效率最高,这时
两式仅正负号不同
sUSB (t)
1 2
Am
cos(C
m )t
1 2
Am cosm cosct
1 2
Am sin m sin ct
若保留下边带,则有
sLSB (t)
1 2
Am
cos(C
m )t
1 2
Am
cos mt
cos ct
1 2
Am
sin mt
sin ct
16
第5章 模拟调制系统
将上两式合并:
c
)
(
c
)]
1 2
[M
(
c
)
M
(
c
)]
调制器模型
m t
A0
sm t
cos ct
6Байду номын сангаас
第5章 模拟调制系统
波形图
m t
由波形可以看出,当满足条件:
t
|m(t)| A0
A0 mt
时,其已调波的包络与调制信号波
形相同,因此用包络检波法很容易
t
载波
恢复出原 始调制信号。 t
通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案
第三章(模拟调制原理)习题及其答案【题3-1】已知线性调制信号表示式如下:(1)cos cos c t w t Ω (2)(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中,6c w =Ω。
试分别画出它们的波形图和频谱图。
【答案3-1】(1)如图所示,分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换,有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω(2)如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图:设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换,有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3-2】根据下图所示的调制信号波形,试画出DSB 及AM 信号的波形图,并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
【答案3-2】AM波形如下:通过低通滤波器后,AM解调波形如下:DSB波形如下:通过低通滤波器后,DSB 解调波形如下:由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。
【题3-3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π,进行单边带调制,试确定单边带信号的表达式,并画出频谱图。
【答案3-3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+- 可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。
通信原理教程第三版课后答案
通信原理教程第三版课后答案1. 信号与系统。
1.1 信号的基本概念。
信号是指传递信息的载体,可以是电压、电流、光强等。
根据时间变化特性,信号可以分为连续信号和离散信号两种类型。
1.2 系统的基本概念。
系统是指对输入信号进行处理的装置,可以是电路、滤波器、调制器等。
系统的特性可以通过冲击响应、单位阶跃响应等来描述。
2. 模拟调制与解调。
2.1 调制的基本原理。
调制是将低频信号变换成高频信号的过程,常见的调制方式有调幅、调频、调相等。
2.2 解调的基本原理。
解调是将调制后的信号恢复成原始信号的过程,常见的解调方式有包络检波、同步检波等。
3. 数字调制与解调。
3.1 数字调制的基本原理。
数字调制是将数字信号转换成模拟信号的过程,常见的数字调制方式有ASK、FSK、PSK等。
3.2 数字解调的基本原理。
数字解调是将数字信号恢复成原始数字信号的过程,常见的数字解调方式有包络检波、相干解调等。
4. 传输介质与信道。
4.1 传输介质的分类。
传输介质可以分为导体、光纤、无线电波等,每种介质都有其特点和适用范围。
4.2 信道的特性。
信道的特性包括信噪比、带宽、衰减等,这些特性会影响信号的传输质量。
5. 多路复用技术。
5.1 时分复用。
时分复用是指将多路信号按照时间顺序进行复用的技术,可以提高信道的利用率。
5.2 频分复用。
频分复用是指将多路信号按照频率进行复用的技术,可以实现多路信号的同时传输。
6. 错误控制编码。
6.1 码的基本概念。
编码是将原始信号转换成另一种形式的过程,常见的码有奇偶校验码、循环冗余校验码等。
6.2 错误控制编码的原理。
错误控制编码可以通过增加冗余信息来实现对传输中出现的错误进行检测和纠正。
7. 数字信号处理。
7.1 采样定理。
采样定理规定了对于一个带限信号,如果采样频率大于其最高频率的两倍,就可以完全恢复原始信号。
7.2 量化与编码。
量化是将连续信号转换成离散信号的过程,编码是将离散信号转换成数字信号的过程。
通信原理模拟调制系统
通信原理模拟调制系统一、模拟调制系统的基本原理模拟调制系统的基本原理是将数字信号通过调制技术转换为模拟信号,然后通过信道传输,并在接收端使用解调技术将模拟信号还原为数字信号。
模拟调制系统由三个基本组成部分组成,分别是源编码器、调制器和信道。
源编码器将输入的数字信号进行编码处理,调制器将编码后的数字信号转换为模拟信号,并通过信道传输,接收端的解调器将模拟信号还原为数字信号。
二、常用的调制技术1.幅度调制(AM)幅度调制是一种常用的调制技术,通过改变载波信号的幅度来传输数字信号。
具体实现时,将载波信号与数据信号相乘,得到一个幅度变化的信号,然后通过信道传输。
发射端的解调器使用包络检测器将幅度调制信号解调为原始数据。
2.频率调制(FM)频率调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
频率调制有两种常用的方式,即调频调制(FM)和相位调制(PM)。
在调频调制中,数字信号的变化会导致载波信号频率的变化,而振幅保持不变。
接收端的解调器使用频率解调器将模拟信号还原为数字信号。
3.相位调制(PM)相位调制也是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在相位调制中,数字信号的变化会导致载波信号相位的变化,而频率和振幅保持不变。
接收端的解调器使用相位解调器将模拟信号还原为数字信号。
三、调制解调器调制解调器是模拟调制系统中的关键设备,用于实现数字信号与模拟信号的相互转换。
调制解调器在发射端将数字信号转换为模拟信号,并通过信道传输。
在接收端,调制解调器将模拟信号还原为数字信号,以便进行解码和处理。
四、模拟调制系统的应用模拟调制系统广泛应用于音频和视频信号的传输。
在电视广播中,模拟调制系统被用于将图像和声音信号转化为模拟信号,然后通过无线或有线信道传输。
在手机通信中,模拟调制系统被用于将语音信号转化为模拟信号,然后通过无线信道传输。
总结:模拟调制系统是一种将数字信号转换为模拟信号的技术,常用于音频和视频信号的传输。
它包括源编码器、调制器和信道等组成部分,并通过调制解调器实现数字信号与模拟信号的相互转换。
通信原理第三章 模拟调制系统
当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3)、Hilbert变换的性质: (1)、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论: (2)、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 (3)、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 (4)、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4)、Hilterb变换的用途: 在单边带调制中,用来实现相位选择,以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅(AM) 双边带调幅(DSB) 单边带调幅(SSB) 残留边带调幅(VSB) 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较
(通信原理课件)第5章模拟调制系统
数字调制技术与模拟调制技术的对比
模拟信号
频率范围宽广,传输距离有限,信号易受噪声和干扰。
数字信号
信号质量稳定,传输距离远,可以进行纠错和加密处理。
模拟调制系统的应用场景
1 广播电视
2 电信网络
3 药物反应分析
模拟广播电视、卫星传输等 是模拟调制系统最典型的应 用场景。
手机号码的拨叫、语音通信 等都是通过模拟调制信号进 行传输的。
2
调制指数
反映基带信号对载波相位影响程度的实数。
3
调制解调
用相位调制解调器进行信号的解调,得到原始的基带信号。
相位调制电路实现
移相调制电路
加上一个可调的移相网络来实现相 位调制电路,具有较广泛的应用。
频率鉴别器
在解调中进行频率鉴别器,将相位 调制信号转化为幅度调制信号。
锁相环电路
利用反馈来使输出信号的相位与设 定相位保持一致,实现恒定的相位 调制。
模拟调制系统
在通信原理中,模拟调制系统是通信系统的基础。本次演示将介绍模拟调制 的各种技术和应用场景,并展示其未来的发展趋势。
模拟调制系统概述
定义
模拟调制系统,指通过调制信号的幅度、频率或相位,将基带信号转换为通信信号的一种系 统。
作用
模拟调制系统可以将语音、图像等信息转化为高频信号,方便远距通信,具有广泛的应用。
直接调频电路
使用直接的变容二极管调制电路进行频率调制,未 使用任何电感元件,在射频前端应用较广。
电容调制电路
通过改变电容的大小来调制载波频率,调制范围相 对较小,但制造相对简单。
相位锁定环电路
使用恒振幅恒频率的信号进行相位锁定,能够获得 较高的调制精度。
相位调制原理
通信原理教程(第三版)课后思考题答案【打印版】
通信原理思考题复习1.1 消息和信息有什么区别?信息和信号有什么区别?答:消息是信息的形式,信息是消息中包含的有效内容,信号是信息的载体。
1.2 什么是模拟信号,什么是数字信号?答:取值连续的信号是模拟信号,取值离散的信号是数字信号。
1.3 数字通信有何优点?答:质量好,便于差错控制和保密编码,便于存储和处理,易集成,信道利用率高信噪比高。
1.4 信息量的定义是什么?信息量的单位是什么?答:设消息x的概率为P(x),其信息量I(x)=-logap(x),.当a=2时,信息量单位为比特(bit),当a=e时。
信息量单位为奈特(nat),当a=10时,信息量单位为哈特莱。
1.5 按照占用频带区分,信号可以分为哪几种? 答:基带信号和带通信号。
1.6信源编码的目的是什么?信道编码的目的是什么?答:信源编码的目的是提高信号表示的有效性。
信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。
1.7 何谓调制?调制的目的是什么?答:对信号进行调整就是调节。
调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。
1.8 数字通信系统有哪些性能指标?答:主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。
1.9 信道有哪些传输特性?答:噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。
1.10无线信道和有线信道的种类各有哪些?答:无线信道的种类是按电磁波的频率划分的,主要分为无线电波,微波和光波。
有线信道主要有三类,即明线,对称电缆和同轴电缆,还有传输光信号的光纤。
1.11信道模型有哪几种?答:调制信道模型和编码信道模型。
1.12什么是调制信道?什么是编码信道?答:将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。
而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。
1.13 何谓多径效应?答:信号经过多条路径到达接收端,而且每条路径的时延和衰减不尽相同,造成接收端的信号幅度和随机变化,这一现象称为多径效应。
1.14 电磁波有哪几种传播方式?答:电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。
通信原理实验报告实验一
实验一模拟线性调制系统仿真实验1实验目的掌握常规AM调制、DSB调制、单边带调制(SSB)的原理和方法,并验证这三种方法的可行性。
并掌握Commsim的常用使用方法。
2实验内容和结果2.1模拟线性调制系统(AM)2.2抑制载波双边带调制(DSB)2.3单边带调制(SSB)3 实验分析3.1模拟线性调制系统(AM)的分析:任意AM 已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)当)()(0t f A t m +=,)cos()(0θω+=t t c c 且A0不等于0时称为常规调幅,其时域表达式为:)cos()]([)()()(00θω++==t t f A t m t c t s c am 3.2抑制载波双边带调制(DSB ):任意DSB 已调信号都可以表示为DSB S )()()(t m t c t =当)()(0t f A t m +=;)cos()(0θω+=t t c c 且A 0等于0时称为抑制载波双边带调制。
其时域表达式为t t f t m t c t s c DSB ωcos )()()()(==;频域表达式为:C DSB F t s ωω+=([)(C F ωω-+()2)]÷3.3单边带调制(SSB ):设调制信号为单边带信号f(t)=A m cosωm t ,载波为c(t)=cosωc t 则调制后的双边带时域波形为:2/])cos()cos([cos cos )(t A t A t t A t S m c m m c m c m m DSB ωωωωωω-++==保留上边带,波形为:2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m USB ωωωωωω-=+=保留下边带,波形为:2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m LSB ωωωωωω+=-=4 实验体会通过此次实验我进一步理解了AM 、DSB 、SSB 的调制方法的原理和方法,以及如何通过Commsim 软件来模拟这一调制的过程。
【重邮通信原理】课后习题
第1章 绪论1-1 设有四个消息A ,B ,C ,D 分别以概率1/4,1/8,1/8和1/2传送,每一消息的出现是互相独立的。
试计算其平均信息量。
1-2 掷两粒骰子,当其向上的面的小圆点数之和是3时,该消息所包含的信息量是多少?当小圆点数之和是7时,该消息所包含的信息量是多少?1-3 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10 ms 。
(1)不同的字母是等可能出现的,试计算传输的平均信息速率;(2)若每个字母出现的可能性分别为A 1P 5=,B 1P 4=,C 1P 4=,D 3P 10= 试计算传输的平均信息速率。
1-4 设有一离散无记忆信源,其概率空间为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡8/14/14/18/33210P X (1)求每个符号的信息量;(2)信源发出一消息符号序列为(202 120 130 213 001 203 210110 321 010 021 032 011 223 210)求该消息序列的信息量和平均每个符号携带的信息量。
后一种是按熵的概念进行计算,结果可能存在误差。
这种误差将随消息中符号数的增加而减少。
1-5 某一无记忆信源的符号集为{}1,0,已知4/10=p ,4/31=p 。
(1)求信源符号的平均信息量;(2)由100个符号构成的序列,求某一特定序列(例如有m 个0和100-m 个1)的信息量的表达式;(3)计算(2)中的序列熵。
1-6 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200Baud ,试求该系统的信息速率;若该系统改成传送十六进制信号码元,码元速率为2400Baud ,则这时的系统信息速率为多少? 1-7 设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为0|()|()d H K t ωϕωω=⎧⎨=-⎩其中,0K 和d t 都是常数。
试确定信号()s t 通过该信道后输出信号的时域表示式,并讨论之。
通信原理第三章习题及其答案
第三章(模拟调制原理)习题及其答案【题3-1】已知线性调制信号表示式如下:(1)cos cos c t w t Ω (2)(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中,6c w =Ω。
试分别画出它们的波形图和频谱图。
【答案3-1】(1)如图所示,分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换,有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω(2)如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图:设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换,有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3-2】根据下图所示的调制信号波形,试画出DSB 及AM 信号的波形图,并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
【答案3-2】AM波形如下:通过低通滤波器后,AM解调波形如下:DSB波形如下:通过低通滤波器后,DSB解调波形如下:由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。
【题3-3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π,进行单边带调制,试确定单边带信号的表达式,并画出频谱图。
【答案3-3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。
通信原理(第五章)模拟调制系统
n i =1
mi cos wit
有 m ˆ (t ) = å
n i =1
mi sin wit
二、幅度调制的原理(6)(VSB)
残留边带(VSB) :信号带宽B介于单边带(SSB)信号和双边带 (DSB)信号之间。 如何确定残留边带滤波器的特性H(ω )? 先考虑如何解调,即如何从接收信号中来恢复原基带信号? 设采用同步解调法进行解调,其组成方框图如图5-8 输入信号为 Sm(w) = 1 [ M (w - wc) + M (w +wc)] H (w)
2 (5.1 - 24)
载波为:
s(t ) = cos wct ? S (w) p [d (w +wc) +d (w - wc)]
1 1 [ Sm(w) * S (w)] = [ M (w + 2wc) + M (w)] H (w + wc) 2p 4 1 + [ M (w) + M (w - 2wc )] H (w - wc ) (5.1 - 26) 4
max max
- [ m(t )] min +[ m(t )] min
二、幅度调制的原理(5)(SSB)
SSB信号:
在DSB调制信号的基础上,仅保留一个边带。 将图5-4中的带通滤波器设计成如图5-5b所示的传输特 性。将产生上边带信号,相应的频谱如图5-5c所示。 信号带宽B=fx,其中fx是信号的最高频率)。 如何描述?产生下边带SSB信号的理想低通滤波器可表 示为: ì 1 t >0 ï 1
sm(t ) = A0 cos wct + m(t )cos wct
Sm(w) = p A0[d (w - wc) +d (w +wc)] +
《通信原理》樊昌信__课后习题答案
《通信原理》樊昌信__课后习题答案第⼀章概论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。
`()[]()[]()()()πτθπτθππτπθπθπτπθπππ2cos 4224cos 2cos 22122cos 22cos 22020=+++=+++=?d t d t t由维纳-⾟钦关系有:()()ττωωτd e R P j X -+∞∞-?=()()[]πωδπωδπ222++-=2.3 设有⼀信号可表⽰为:()()??>≥-=000exp 4t t t t x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。
第三章 模拟调制系统(通信原理)
例题
21
单边带调幅—SSB
DSB信号虽然节省了载波功率,调制效率提高了, 但频带宽度仍是调制信号带宽的两倍,同AM信号 DSB信号的上、下两个边带是完全对称的,它们都 携带了调制信号的全部信息 仅传输双边带信号中一个边带。 节省发送功率,节省一半传输频带。 产生SSB信号的方法:
c
下边带(LSB)调制
23
SSB—滤波法
SSB信号的频谱
SSSB ( ) S DSB ( ) H
SDSB
上边带频谱图:
c
0
c
H USB
c
0
S USB
c
c
0
c
24
SSB—滤波法(技术难点)
用滤波法形成SSB信号的技术难点是:
滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
26
SSB—相移法
1 H ( ) sgn( c ) sgn( c ) 2
S SSB ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) M ( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4
滤波法 相移法
22
SSB—滤波法
m t
sDSB t
H
sSSB t
载波 c t
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即:
(t ) K p m(t )
Kp —调相灵敏度,是单位调制信号幅度引起PM信号的相
位偏移量,单位是rad/V。
将上式代入一般表达式: sm (t ) A cosc t (t )
得到:
sPM (t ) Acos c t K p m(t )
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d ( t ) c K f Am cos m t dt
sPM t
t
0
sFM t
t
0
t
0
t
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第11页
5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
二、角度调制的基本概念 (6) FM与PM之间的关系
由于频率和相位之间存在微分与积分的关系,所以 FM与PM之
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m(t )dt
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5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
二、角度调制的基本概念 (5) 单音调制FM与PM
设调制信号为单一频率的正弦波,即:
m(t ) Am cosm t Am cos2f m t
用它对载波进行相位调制时,将上式代入:
sPM (t ) A cos[ c t K p m(t )]
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第9页
5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
二、角度调制的基本概念 (5) 单音调制FM与PM
sFM ( t ) A cos c t K f Am cos m tdt A cos c t m f sin m t
式中:
调频指数,表示 最大的相位偏移 最大角频偏
由于因式是频率的函数,所以这种加权是频率加权,加权的结
果引起调制信号频谱的失真;NBFM的一个边带和AM反相。
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第17页
5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
三、窄带调频(NBFM) (5) NBFM和AM信号频谱的比较举例
以单音调制为例:设调制信号:m(t ) Am cosm t
(a) AM
sFM ( t ) A cos c t K f m( t )dt
同样,如果将调制信号先积分,而后进行调相,则得到的是调
频波,这种方式叫间接调频。
f(t)
FM
sFM(t) (a)
f(t)
() d t
g(t) (b)
sFM(t)
PM
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直接和间接调频
第13页
AM:两个边频的合成矢量与载波同相,所以只有幅度的变化,无
相位的变化;
NBFM:由于下边频为负,两个边频的合成矢量与载波则是正交相
加,所以NBFM不仅有相位的变化,幅度也有很小的变化。这正是两 者的本质区别 。
上边频 载波 下边频
m
下边频 载波
m
上边频
m
(b) NBFM
m
第20页
设调制信号为单一频率的正弦波,即:
m(t ) Am cosm t Am cos2f m t
用它对载波进行频率调制时:将上式 代入:
sFM ( t ) A cos c t K f m( t )dt
得到FM信号的表达式:
sFM ( t ) A cos c t K f Am cos m tdt A cos c t m f sin m t
间是可以相互转换的。
比较下面两式可见: sPM (t ) Acos[ c t K pm(t )]
sFM ( t ) A cos c t K f m( t )dt
如果将调制信号先微分,而后进行调频,则得到的是调相波,
这种方式叫间接调相;
f(t)
PM
sPM(t) (a)
A M ( c ) M ( c ) 2
AK f M ( c ) M ( c ) 2 c c
都含有一个载波和位于±ωc处的两个边带,带宽相同; 不同:NBFM的两个边频分别乘了因式[1/(+c)]和[1/( -c)],
f(t)
d() dt
g(t)
FM
sPM(t)
(b) 直接和间接调相
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5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
二、角度调制的基本概念 (6) FM与PM之间的关系
由于频率和相位之间存在微分与积分的关系,所以 FM与PM之
间是可以相互转换的。
比较下面两式可见: sPM (t ) Acos[ c t K pm(t )]
将其代入一般表达式: sm (t ) A cosc t (t )
得到FM信号表达式:
sFM ( t ) A cos c t K f m( t )dt
第6页
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5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
二、角度调制的基本概念 (4) PM与FM的区别:
c
M ( ) M ( ) m(t )dt sin t 1 2
c c
可得NBFM信号的频域表达式:
AK f M ( c ) M ( c ) S NBFM ( ) A ( c ) ( c ) 2 c c
AM信号为: sAM ( t ) ( A Am cos m t ) cos c t Am cos c t Am cos m sin c t
A cos c t
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Am cos(c m )t cos(c m )t 2
第18页
5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
三、窄带调频(NBFM) (5) NBFM和AM信号频谱的比较举例
按照上两式画出的频谱图和矢量图如下:
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5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
三、窄带调频(NBFM) (5) NBFM和AM信号频谱的比较举例
NBFM和AM的本质区别
得到:
sPM (t ) Acos c t K p Am cosm t Acos c t m p cosm t
式中,mp = Kp Am —调相指数,表示最大的相位偏移。
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第8页
5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
二、角度调制的基本概念 (5) 单音调制FM与PM
sFM ( t ) A cos c t K f m ( t )dt
A cos c t cos K f m ( t )dt A sin c t sin K f m ( t )dt
≈1
t 1 当满足窄带调频条件时: cos K f m( )d t t sin K f m( )d K f m( )d
二、角度调制的基本概念
(1) FM和PM信号的一般表达式
角度调制信号的一般表达式为:
sm ( t ) A cos ( t ) A cos[ c t ( t )]
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5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
二、角度调制的基本概念 (2) 相位调制(PM):瞬时相位偏移随调制信号作线性变化,
比较上两式可见,PM是相位偏移随调制信号 m(t) 线性变
化,FM是相位偏移随 m(t) 的积分呈线性变化。
如果预先不知道调制信号 m(t) 的具体形式,则无法判断
已调信号是调相信号还是调频信号。
sPM (t ) Acos c t K p m(t )
sFM ( t ) A cos c t K f
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5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
三、窄带调频(NBFM) (4) NBFM和AM信号频谱的比较
S AM ( ) A ( c ) ( c )
S NBFM ( ) A ( c ) ( c )
NBFM信号为:
t sNBFM ( t ) A cos c t AK f m( )d sin c t AAm K f A cos c t sin m t sin c t
m
A cos c t
AAm K f 2 m
cos(c m )t cos(c m )t
一、一些基本概念 二、角度调制的基本概念 三、窄带调频(NBFM) 四、宽带调频 五*、宽带调相 六、调频信号的产生与解调
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5.3 非线性调制 (角度调制) 原理
一、一些基本概念
频率调制简称调频(FM),相位调制简称调相(PM)。
这两种调制中,载波的幅度都保持恒定,而频率和相位的变化
(3) 频域表示式:
利用傅里叶变换对:
m( t ) M ( ) cosc t [ ( c ) ( c )] sinc t j [ ( c ) ( c )]
M ( ) (设 m(t) 的均值为0) j
c c
m(t )dt
t
0
m(t ) Am cosm t
t
(t ) ct m p cosmt (t )
d (t ) c m pm sin mt dt
c
0
t
c
t
( t ) c t K f Am cos md