数字调制传输系统
通信原理填空简答题—武汉理工
1．设每秒传送N 个M 进制码元，则码元速率为N ，信息传输速率为 N log 2M 。
2．在PCM30/32路基群帧结构中，TS0用来传输_帧同步信息 ，TS16用来传输信令信息 。
3．载波同步的方法一般可分为 插入导频法（外同步法）和 直接法（自同步法 。
4．香农公式表明通信系统的有效性和可靠性指标是一对矛盾。
5．模拟调制方式分_幅度调制（或线性调制） 和_角度调制（或非线性调制） 两大类，其中SSB 调制方式占用的带宽最窄，为 基带信号带宽 。
6．在相干解调中，要求s(t)与发送端实现载波同步，解调后的脉冲信号对准最佳取样判决位置的过程叫位同步（码元同步），把各组数据区别开来则需要 群同步（帧同步）。
7．数字通信与模拟通信相比较其最大特点是占用频带宽和噪声不积累。
8．调制信号的最高频率为Fh ，则常规调幅信号的带宽为 2f h ，单边带信号的带宽为 f h ，双边带信号的带宽为 2f h ，残留边带信号的带宽为 f h ～2f h 。
9．在2ASK 、2FSK 、2PSK 通信系统中，可靠性最好的是 2PSK ，有效性最差的是 2FSK 。
10．在独立等概的条件下，M 进制码元的信息量是二进制码元的 log 2M 倍；在码元速率相同情况下，M 进制码元的息速率是二进制的 log 2M 倍。
11．热噪声的频域特性表现为 均匀无限宽、时域特性表现为 杂乱无章 、统计特性表现为 正态分布。
12．恒参信道对信号传输的影响主要体现在 幅频特性和相频特性的不理想，其影响可以采用均衡 措施来加以改善。
13．随参信道的三个特点是：传输损耗随时间变化、传输延时随时间变化 和 衰落 。
14．在模拟通信系统中注重强调变换的 线性关系 。
15．在调制技术中通常又将幅度调制称之为 线性调制 ，而将频率调制和相位调制称之为非线性调制 。
16．DSB 、SSB 、VSB 三种调制方式，其已调信号所占用带宽大小的关系为DSB ＞ VSB ＞ SSB 。
通信系统中的数字信号调制原理
通信系统中的数字信号调制原理在通信系统中，数字信号调制是非常重要的一个环节。
数字信号调制的原理是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道传输过程中能够准确传输和恢复原始信息。
下面我将详细介绍数字信号调制的原理。
数字信号调制的主要目的是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道传输过程中可以准确传输信息。
这样一方面可以减小传输的带宽，另一方面也可以提高信号的传输质量和抗干扰能力。
数字信号调制主要有两种方式：ASK（Amplitude Shift Keying）和FSK（Frequency Shift Keying）。
对于ASK调制，其原理是通过改变信号的振幅来表示不同的数字信号。
具体实现方法是，在一个固定频率的载波信号上，当需要传输高电平（1）时，将振幅调制成一定水平；当需要传输低电平（0）时，将振幅调制成另一个水平。
这样，接收端可以通过测量信号的振幅来还原原始的数字信号。
而对于FSK调制，其原理是通过改变信号的频率来表示不同的数字信号。
具体实现方法是，在一个固定振幅的载波信号上，当需要传输高电平（1）时，将频率调制成一定值；当需要传输低电平（0）时，将频率调制成另一个值。
接收端则可以通过测量信号的频率来还原原始的数字信号。
值得注意的是，数字信号调制的过程中会引入一定的量化误差和噪声干扰，因此在设计通信系统时需要考虑到这些因素。
此外，不同的数字信号调制方式在传输效率、带宽利用率、抗干扰能力等方面可能有所不同，需要根据具体的应用场景进行选择。
总的来说，数字信号调制在通信系统中起着至关重要的作用。
掌握数字信号调制的原理和实现方法，可以帮助我们设计出更高效、更可靠的通信系统，从而更好地满足人们对信息传输的需求。
希望以上内容对您有所帮助。
数字通信系统的分类
数字通信系统的分类数字通信系统是指利用数字信号来传输信息的通信系统。
它可以分为两大类：1. 基带数字通信系统基带数字通信系统是指数字信号直接传输的通信系统。
这种系统通常用于短距离通信，因为数字信号在远距离传输时容易受到噪声和干扰的影响。
基带数字通信系统的优点是实现简单，成本低廉。
其缺点是传输距离有限，抗噪声和干扰能力较差。
2. 载波数字通信系统载波数字通信系统是指数字信号经过调制后，再通过载波进行传输的通信系统。
这种系统通常用于远距离通信，因为调制后的数字信号在远距离传输时受到噪声和干扰的影响较小。
载波数字通信系统的优点是传输距离远，抗噪声和干扰能力强。
其缺点是实现复杂，成本较高。
基带数字通信系统基带数字通信系统可以进一步分为两类：1. 不归零制数字通信系统不归零制数字通信系统是指数字信号在传输过程中，不改变其极性的通信系统。
这种系统通常用于短距离通信，因为数字信号在远距离传输时容易受到噪声和干扰的影响。
不归零制数字通信系统的优点是实现简单，成本低廉。
其缺点是传输距离有限，抗噪声和干扰能力较差。
2. 归零制数字通信系统归零制数字通信系统是指数字信号在传输过程中，在每个比特结束时都要归零的通信系统。
这种系统通常用于远距离通信，因为数字信号在远距离传输时受到噪声和干扰的影响较小。
归零制数字通信系统的优点是传输距离远，抗噪声和干扰能力强。
其缺点是实现复杂，成本较高。
载波数字通信系统载波数字通信系统可以进一步分为两类：1. 调幅数字通信系统调幅数字通信系统是指数字信号调制载波的幅度后进行传输的通信系统。
这种系统通常用于短距离通信，因为调幅数字信号在远距离传输时容易受到噪声和干扰的影响。
调幅数字通信系统的优点是实现简单，成本低廉。
其缺点是传输距离有限，抗噪声和干扰能力较差。
2. 调相数字通信系统调相数字通信系统是指数字信号调制载波的相位后进行传输的通信系统。
这种系统通常用于远距离通信，因为调相数字信号在远距离传输时受到噪声和干扰的影响较小。
数字基带传输系统的基本结构
数字基带传输系统的基本结构数字基带传输系统是一种用于将数字信号传输的通信系统。
其基本结构包括信源、编码器、调制器、信道、解调器和解码器等组成。
本文将逐一介绍这些组成部分的功能和作用。
1. 信源信源是数字基带传输系统的起点，其作用是产生数字信号。
信源可以是各种数字信息，如文字、音频、视频等。
通过信源的输入，数字信号被生成并传输到下一个组成部分。
2. 编码器编码器是将输入的数字信号进行编码的部分。
编码的目的是将数字信号转换为适合传输的形式，并增加抗干扰能力。
编码器可以采用多种编码方式，如霍夫曼编码、差分编码等。
编码后的信号被传输到调制器。
3. 调制器调制器是将编码后的数字信号转换为模拟信号的部分。
在数字基带传输系统中，调制器采用调制技术将数字信号转换为模拟信号。
常用的调制方式有频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和振幅键控（ASK）等。
调制后的信号被传输到信道。
4. 信道信道是数字基带传输系统中信号传输的媒介。
信道可以是有线的，如电缆和光纤，也可以是无线的，如无线电波。
在信道中，信号可能会受到各种干扰和噪声的影响，因此需要采取适当的技术来增强信号的可靠性和抗干扰能力。
5. 解调器解调器是将经过信道传输的模拟信号转换为数字信号的部分。
解调器采用解调技术将模拟信号转换为数字信号，并将其传输到解码器。
常见的解调方式包括相干解调和非相干解调等。
6. 解码器解码器是将解调后的数字信号还原为原始信号的部分。
解码器根据编码器的编码规则，对解调后的数字信号进行解码，将其转换为原始的数字信号。
解码后的信号可以用于恢复信源产生的原始信息。
数字基带传输系统的基本结构如上所述。
通过信源产生数字信号，经过编码器、调制器、信道、解调器和解码器等组成部分的处理，最终实现对数字信号的传输和还原。
这种传输系统在现代通信中得到广泛应用，提高了通信的可靠性和效率。
数据通信原理第6章
码型的频域特性 抗噪声能力 提取位定时信息 简单二元码 1B2B码 AMI码 HDB3码 2B1Q码
2. 二元码
每个码元上传送一位二进制信息
3. 三元码
4. 多元码
每个码元上传送一位多进制信息
28
2.简单二元码的功率谱
花瓣形状：主瓣，旁瓣 主瓣带宽：信号的近似带宽-----谱零点带宽
数字信息--------------->码型---------->数字信息
5
数字基带信号的码型设计原则
⑴ 码型应不含有直流，且低频成分小，尽量减少高频分量以节约 频率资源减少串音；
(2)码型中应含有定时信息，便于提取定时信息；
(3)码型变换设备要简单； (4)编码应具有一定的检错能力； (5)编码方案应对信息类型没有任何限制； (6)低误码率繁殖；
H ( ) GT ( )C( )GR ( )
假定输入基带信号的基本脉冲为单位冲击δ(t)，这样发送 滤波器的输入信号可以表示为
d (t )
k
a (t kT )
k b
图 6 – 6 基带传输系统简化图
38
其中ak 是第k个码元，对于二进制数字信号，ak 的取值为0、 1(单极性信号)或-1、+1(双极性信号)。
(7) 高的编码效率；
6
7
8
1.单极性非归零（NRZ）码 单极性：1---高电平；0---0电平，码元持续期间电平不变 非归零：NRZ (nor-return to zero) 有直流且有固定0电平，多用于终端设备或近距离传输 （线路板内或线路板间）；
特点：发送能量大，有利于提高收端信噪比；信道上占 用频带窄；有直流分量，导致信号失真；不能直接提取 位同步信息；判决门限不能稳定在最佳电平上，抗噪声 性能差；需一端接地。
通信原理考试要点
1.信息量定义式：对消息的统计特性的定量描述，信息量与消息显现的概率之间的对应关系：
a=2时，单位为bit（比特）a=e时(应用广泛)，单位为nit（奈特）a=10时，单位为哈特莱
例1-1设二进制离散信源（0、1），每一符号波形等概率独立发送，求传送二进制波形之一的信息量？
Bit
例1-2四进制离散信源（0、1、2、3），独立等概率发送，求传送每一波形的信息量。
4.按照信道中传输的是模拟信号依旧数字信号，可相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
模拟通信系统：利用模拟信号来传递信息的系统。分为模拟基带传输系统和模拟调制传输系统。
数字通信系统：利用数字信号来传递信息的系统。分为数字基带传输系统和数字调制传输系统
5.语音信号为300~3400Hz
6.数字通信的优点：
（3）.改善系统性能
从香农公式中可知，当一个通信系统的信道容量一定时，其信道带宽和信噪比能够互换，即为了某种需要能够降低信噪比而提高带宽，也能够降低带宽而提高信噪比。这种互换能够通过不同的调制方式来实现。比如当信噪比较低时，可选择宽带调频方式增加信号的带宽以提高系统的抗干扰能力（提高信息传输的可靠性）。
(2)需要严格的同步系统。数字通信中，要准确地复原信号，必须要求收端和发端保持严格同步。
通信系统的分类：
1．按通信业务分类
通信系统可分为话务通信和非话务通信。近年来，非话务通信进展迅速，以后的综合业务数字通信网中各种用途的消息都能在一个统一的通信网中传输。
2．按调制方式分类
通信系统分为基带传输和频带（调制）传输。调制方式专门多，表1-1列出了一些常见的调制方式。
信道：是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，信道能够是大气（自由空间），在有线信道中，信道能够是明线、电缆、波导或光纤。
数字调频原理
数字调频原理
数字调频（Frequency Modulation，简称FM）是一种用于调制
和解调信号的调制方式。
它通过改变载波信号的频率来携带信息。
在数字调频系统中，信息信号被转换为数字形式，并与载波信号相乘，使得载波信号的频率按照信息信号的变化而变化。
这种调频方式相对于模拟调频具有许多优势，例如信号质量更稳定、抗干扰能力更强以及噪声影响较小。
数字调频通常使用连续相位调制（Continuous Phase Modulation，简称CPM）来实现。
CPM基于对信号的相位进
行变化，而不是对信号的幅度进行改变。
这种调制方式可以降低信号的带宽，从而提高频谱效率。
此外，数字调频还具有良好的容错性，使得它在无线通信领域得到广泛应用。
数字调频的原理是将信息信号分为离散的样点，并对每个样点进行数字编码。
这些编码可以是二进制码、四进制码或其他形式的码。
编码后的信息信号与载波信号相乘，使得载波信号的频率按照信息信号的编码进行变化。
解调时，接收端将接收到的信号进行解码，并还原出原始的信息信号。
数字调频的实现涉及到频率变换器、数字编解码器以及相位锁定环路等电路。
由于数字技术的发展，现代数字调频系统能够实现更高的速率和更高的频谱效率。
现有的数字调频系统在无线通信、广播电视以及卫星通信等领域得到了广泛的应用。
第五章数字信号的基带传输
第五章 数字信号的基带传输基带传输系统频带传输系统（调制传输系统）数字基带信号：没有经过调制的原始数字信号。
（如各种二进制码PCM 码，M ∆码等）数字调制信号：数字基带信号对载波进行调制形成的带通信号。
5.1、基带信号的码型一、数字基带信号的码型设计原则：1． 对传输频带低端受限的信道，线路传输的码型的频谱中应该不含有直流分量；2．信号的抗噪声能力强；3．便于从信号中提取位定时信息；4．尽量减少基带信号频谱中的高频分量，节省传输频带、减小串扰； 5．编译码设备应尽量简单。
二、数字基带信号的常用码型。
1、单极性不归零码NRZ （Non Return Zero ）脉冲宽度τ等于码元宽度T特点：（1）有直流，零频附近的低频分量一般信道难传输。
（2）收端判决门限与信号功率有关，不方便。
（3）要求传输线一端接地。
（4）不能用滤波法直接提取位定时信号。
2、双极性非归零码（BNRZ ）T =τ，有正负电平特点：不能用滤波直接提取位定时信号。
⎩⎨⎧数字通信系统3、单极性归零码（RZ）τ<T特点：（1）可用滤波法提取位同步信号（2）NRZ的缺点都存在4、双极性归零码（BRZ）特点：（1）整流后可用滤波提取位同步信号（2）NRZ的缺点都不存在5、差分码电平跳变表1，电平不变表0 称传号差分码电平跳变表0，电平不变表1 称空号差分码特点：反映相邻代码的码元变化。
6、传号交替反转码（AMI）τ）归零码表0用零电平表示，1交替地用+1和-1半占空（T5.0=示。
优点：（1）“0”、“1”不等概时也无直流（2）零频附近低频分量小（3）整流后即为RZ码。
缺点：连0码多时，AMI整流后的RZ码连零也多，不利于提取高质量的位同步信号（位同频道抖动大）应用：μ律一、二、三次群接口码型：AMI加随机化。
7、三阶高密度双极性码()3HDBHDB3码编码步骤如下。
①取代变换：将信码中4个连0码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻的V码中间有奇数个1码时用000V代替4个连0码，有偶数个1码时用B00V代替4个连0码。
樊昌信《通信原理》(第7版)配套题库【章节题库7-9章】【圣才出品】
【答案】2Pe（1－Pe） 【解析】码反变换器的功能是将相对码变为绝对码。只有当码反变换器的两个相邻输入 码元中，有一个且仅有一个码元出错时，其输出码元才会出错。设码反变换器输入信号的误 码率是 Pe，则两个码元中前面码元出错且后面码元不错的概率是 Pe（1－Pe），后面码元出 错而前面码元不错的概率也是 Pe（1－Pe）。所以，输出码元发生错码的误码率为 2Pe（1－ Pe）。
7．先将矩形基带信号采用滚降系数为 0.5 的滚降滤波器滤波，然后采用 8PSK 调制方
式实现无码间干扰传输。若传输速率为 30kb／s，需要占用的信道带宽为______。
【答案】15kHz
【解析】对滚降系数α＝0.5，8PSK 无码间干扰传输，传输速率为 30kb／s 的信号，
其需要占用的信道带宽为 B = (1+a )Rb = (1+ 0.5)30 = 15kHz 。
2ASK
在相干解调下的误码率为
Pe
=
1 2
骣
erfc
琪 琪
桫
r 4
；
( ) 2PSK
在相干解调下的误码率为
Pe
=
1 2
erfc
r；
2FSK
在相干解调下误码率为
Pe
=
1 2
骣
erfc
琪 琪
桫
r 2
；
故采用相干解调方式时，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK、
2DPSK、2FSK、2ASK。
2．相同传码率条件下，下面四种方式中，（ ）的频带利用率最低。
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(数字带通传输系统)【圣才出品】
第7章 数字带通传输系统一、选择题1．在抗加性高斯白噪声方面，性能最好的调制制度是（ ）。
A ．2FSK B ．2ASK C ．2PSK D ．2DPSK 【答案】C【解析】对于相同的解调方式，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2．相同传码率条件下，下面四种方式中，（ ）的频带利用率最低。
A ．2ASK B ．2PSK C ．2FSK D ．2DPSK 【答案】C【解析】在相同传码率的条件下，2222ASK PSK DPSK B B B B T ===，2212FSK BB f f T =-+，传输带宽越宽，频带利用率越低，所以2FSK 的频带利用率最低。
3．在数字调制系统中，采用8PSK 调制方式传输，无码间干扰时能达到的最高频带利用率是（ ）。
A ．1Baud ／HzB ．2Baud ／HzC ．3Baud ／HzD ．4Baud ／Hz 【答案】A【解析】对所有的调制信号，最大频带利用率均为ηB ＝1Baud/Hz 。
二、填空题1．2DPSK 、2ASK 、2PSK 和2FSK 采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能的优劣顺序为______。
【答案】2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK【解析】数字调制系统的抗噪声性能通过系统在信道噪声干扰下的总误码率表征。
2DPSK 在相干解调下的误码率为e P erfc=；2ASK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =；2PSK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =；2FSK 在相干解调下误码率为12e P erfc =； 故采用相干解调方式时，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2．BPSK 采用相干解调时可能出现“反向工作”现象的原因是______；解决方案是______。
【答案】接收端提供的本地载波有180o 相位模糊；采用2DPSK【解析】在2PSK 信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。
简述数字通信系统的组成
简述数字通信系统的组成
数字通信系统通常由以下几个部分组成:
1. 数据编码和调制:数字通信系统中,数据被编码和调制到信号中,以便在传输过程中进行传输和处理。
编码和调制的主要目的是产生传输数据的压缩和优化。
2. 信道:信道是数字通信系统中的一个重要组成部分。
在信道中,数据传输过程中产生的噪声、干扰、失真等都会对数据的准确性和完整性产生影响。
因此,数字通信系统需要对信道进行适当的控制和滤波,以保证数据传输的质量和可靠性。
3. 数字信号处理:数字通信系统需要对数字信号进行适当的处
理和变换,以使其适合传输和处理。
数字信号处理包括信号编码、调制、解调、滤波、采样和量化等。
4. 数字通信协议:数字通信系统中的协议是指一组标准和方法,用于控制数据传输的格式、数据结构、错误检测和纠正等内容。
常见的数字通信协议包括TCP/IP、HTTP、HTTPS、FTP、SMTP等。
5. 数字通信设备:数字通信系统需要配备相应的数字通信设备,如路由器、交换机、防火墙、调制解调器、数字信号处理器等。
这些
设备的作用是支持数字通信系统的运行和实现数据传输和处理。
数字通信系统需要数据编码、调制、信道控制、数字信号处理、数字通信协议和数字通信设备等多个组成部分相互协作,以实现数据的高效、可靠、安全传输。
通信原理第七章数字带通传输系统课件
xDSL技术利用数字带通传输系统实现宽带接入，提供了高速上 网、视频通话等服务。
光纤通信系统
光纤通信系统利用数字带通传输系统实现长距离、高速、大容量 的数据传输，广泛应用于城域网、骨干网等。
卫星通信系统中的数字带通传输系统
卫星电视接收系统
数字带通传输系统用于卫星电视接收系统中传输电视信号，实现 了覆盖广泛的电视节目服务。
无线局域网（WLAN）
WLAN利用数字带通传输系统实现无线高速上网，提供了灵活的接入方 式和便捷的数据传输服务。
03
全球定位系统（GPS）
GPS通过数字带通传输系统发送和接收信号，实现了高精度的定位和导
航功能。
有线通信系统中的数字带通传输系统
有线电视网络
数字带通传输系统用于有线电视网络中传输电视信号，提供了高 清晰度、稳定的电视节目服务。
通信原理第七章数 字带通传输系统课 件
contents
目录
• 数字带通传输系统的基本概念 • 数字带通传输系统的调制技术 • 数字带通传输系统的解调技术 • 数字带通传输系统的性能分析 • 数字带通传输系统的实际应用案例
01
CATALOGUE
数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统的定义
数字带通传输系统是指利用调制 技术将数字信号转换为适合在带 通频段上传输的信号的一种通信
差错控制技术
采用各种差错控制技术，如奇偶校验、循环冗余校验、自动重传等， 可以降低误码率，提高抗干扰性能。
带通传输系统的频带利用率
频带利用率
数字带通传输系统的频带利用率 是指在有限的频带资源内传输尽 可能多的信息。
调制方式
采用高效的调制方式，如QPSK、 16QAM、64QAM等，可以有效 提高频带利用率。
通信原理 第7章 数字带通传输系统.ppt
第7章数字带通传输系统
P2FSK
(
f
)
Ts 16
sin
(
(f
f
f1 )Ts f1 )Ts
2
sin ( f f1 )Ts ( f f1 )Ts
2
Ts
sin
(
f
f 2 )Ts
2
sin ( f
f 2 )Ts
2
16 ( f f2 )Ts
( f f2 )Ts
1 ( f
即，2ASK信号的传输带宽是码元速率的两倍。
9
第7章数字带通传输系统
7.1.2 二进制频移键控（2FSK）
基本原理
表达式：在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1 和f2两个频率点间变化。故其表达式为
e2FSK
(t)
AAccooss((21tt
n ), n ),
发送“1”时 发送“0”时
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。
振荡器1
f1
选通开关
基带信号
反相器
e2FSK (t) 相加器
振荡器2 f2
选通开关
12
第7章数字带通传输系统
2FSK信号的解调方法
非相干解调
带通 滤波器
1
1
0
0
1
st
TsБайду номын сангаас
t
载波 t
2ASK
t
3
第7章数字带通传输系统
2ASK信号产生方法
➢ 模拟调制法（相乘器法）
二进制
不归零信号
汇诚公司通信基础讲稿(二)数字调制传输系统
式中，an是an的反码。
4
解调方法：
e0(t)
带通滤波器f1 包络检波器 定时 采样 判决
s(t)
带通滤波器f2
包络检波器
(a) 非相干接收
带通滤波f1 相 乘 cos1t 带通滤波f2 相 乘 cos2t 低 通 定时 低 通 采样 判决
e0(t)
s(t)
(b) 相干接收
5
频 谱（功率谱密度）：
＃信道严重衰落影响提取相干载波。这种信道 宜用非相干接收。
＃接收信号微弱（发射功率受限，或通信距离 很远）时，宜用相干接收。 16
4.3多进制数字调制系统
＃ 各种调制的误码率Pe ，相干接收时随erfcr而 增大；非相干接收时随exp(-r)增大。 ＃在Pe相同时，要求的信噪比，相干2FSK比相 干2ASK小3dB; 相干2PSK比相干FSK又小3dB。
＃在相同信噪比r下，相干2PSK的误码率最低。
14
4.2.2 频带利用率 2ASK和2PSK信号的带宽相同。其频 谱的第一零点带宽为2/T。
解调方法
a
带通
b
相 乘 本地载波
c
低 通
d
采判
a
带通
鉴 相 本地载波
采 判
b
c
d
8
频谱
sin (f f )T 2 sin (f f )T 2 1 T c c (f f c ) (f f c ) PE (f ) 16 (f f c )T (f f c )T 16 sin (f f )T 2 sin (f f )T 2 T c c PE (f ) 16 (f f c )T (f f c )T
数字调制ask
数字调制ask
数字调制是一种将数字信号转换为模拟信号的技术。
它在现代通信系统中起着至关重要的作用。
数字调制使得我们能够通过无线电波或电缆等媒介传输数字信息，从而实现声音、图像和数据的传输。
数字调制的过程包括两个主要步骤：调制和解调。
在调制过程中，数字信号被转换为模拟信号，以便在传输过程中进行传输。
解调过程是调制的逆过程，它将模拟信号转换回数字信号，以便接收方能够还原原始的数字信息。
在数字调制中，有几种常见的调制方式，如频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和振幅键控（ASK）。
其中，ASK是一种简单而常用的调制方式。
它通过改变载波的振幅来表示数字信号中的信息。
当数字信号为1时，载波的振幅增加；当数字信号为0时，载波的振幅减小或为0。
ASK调制具有简单、易实现的优点，并且在低噪声环境下具有较好的性能。
然而，它对噪声和干扰非常敏感，因此需要采取一些技术手段来提高系统的可靠性。
在数字调制应用中，ASK被广泛应用于无线通信领域。
例如，无线遥控器、无线传感器网络等都使用了ASK调制技术。
此外，ASK还可以用于数据传输和通信系统中的基带信号调制。
数字调制是一种重要的通信技术，可以将数字信号转换为模拟信号
进行传输。
ASK调制是其中的一种常见方式，通过改变载波的振幅来表示数字信号中的信息。
它在各种通信系统中发挥着重要的作用，为我们的日常通信提供了便利。
《数字传输系统》课件
提高数字传输系统安全性的措施
加密技术
采用对称加密或非对称加密算法对数据进 行加密，保护数据的安全性。
防火墙技术
设置防火墙以隔离内外网，控制网络访问 ，防止非法入侵。
入侵检测技术
实时监测网络流量，发现异常行为并及时 报警和处理。
安全审计技术
对网络进行安全审计，记录和分析网络活 动，发现潜在的安全隐患。
数字信号的传输实验
实验步骤 1. 使用数字信号发生器生成数字信号。 2. 将数字信号输入传输线进行传输。
数字信号的传输实验
3. 使用接收器接收传输后的信号。
4. 比较发送和接收的信号，观察传输过程中的失真和噪声。
数字信号的解调与解码实验
• 总结词：通过实验了解数字信号 的解调与解码原理，掌握数字信 号的解调与解码方法。
常见数字调制技术介绍
QPSK（四相相移键控）
01
通过改变载波信号的相位来传输2个比特的信息，具有较高的频
谱利用率。
QAM（正交幅度调制）
02
在振幅和相位两个方面同时进行调制，能够传输更多的信息，
但解调难度较大。
OFDM（正交频分复用）
03
将高速数据流分割成多个低速数据流，并在多个子载波上同时
进行传输，具有抗多径干扰和频谱利用率高的优点。
详细描述
数字传输系统是一种利用数字信号进行信息传输的技术，它通过将信息转换为二进制数字形式进行传输，具有抗 干扰能力强、传输质量高、可实现加密传输等优点。与模拟传输系统相比，数字传输系统能够提供更好的传输性 能和更高的可靠性。
数字传输系统的基本组成
总结词
介绍数字传输系统的基本组成和各部分的功能。
详细描述
谢谢您的聆听
数字信号传输系统工作原理
数字信号传输系统工作原理数字信号传输系统是一种通过数字信号来传输信息的系统，它广泛应用于通信、计算机网络、音视频传输等领域。
本文将详细介绍数字信号传输系统的工作原理，包括信号的数字化、编码与解码、传输介质选择以及错误检测与纠正等方面。
一、信号的数字化在数字信号传输系统中，原始信号首先需要进行数字化处理，将连续的模拟信号转变为离散的数字信号。
这一过程通常包括采样、量化和编码三个步骤。
1. 采样采样是指将连续的模拟信号在时间上离散取样，获取一系列离散的采样点。
采样的频率取决于采样定理，通常采用两倍于信号最高频率的采样率，以保证采样后的数字信号能够准确重构原始信号。
2. 量化量化是指将采样得到的模拟信号幅度转换为离散的数字值。
量化过程中，将采样得到的信号幅度值映射为离散的幅度级别，常用的量化方法有线性量化和非线性量化。
3. 编码编码是将量化得到的数字信号转换为一系列的二进制代码，用于传输和存储。
常见的编码方式有脉冲编码调制（PCM）、差分编码（DM）等。
二、传输介质选择数字信号传输系统的传输介质选择是十分重要的，它直接影响着传输质量和传输速率。
根据传输距离和需求，可选择不同的传输介质。
1. 电缆传输电缆传输是通过金属导线传输数字信号的方式，包括同轴电缆、双绞线和光纤等。
其中，同轴电缆适用于短距离传输，双绞线适用于中短距离传输，而光纤具有高带宽和抗干扰能力强等特点，适用于长距离高速传输。
2. 无线传输无线传输是指利用无线信道传输数字信号，包括无线电波和红外线等。
无线传输通常应用于移动通信、无线局域网（WLAN）等领域，具有灵活性和便捷性的优势。
三、编码与解码在数字信号传输系统中，编码与解码是确保传输信号的准确性和完整性的重要环节。
1. 编码编码是将数字信号转换为一系列可传输的二进制码的过程。
编码的目的是提高信号抗干扰性和利用信道带宽效率，常见的编码方式有曼彻斯特编码、调制编码、哈夫曼编码等。
2. 解码解码是将接收到的传输信号转换为原始数字信号的过程。
第3章 OFDM系统原理
升余弦窗函数定义
0.5 0.5 cos( t /( Ts )) w(t ) 1.0 0.5 0.5 cos((t T ) /( T )) s s 0 t Ts
Ts t Ts Ts t (1 )Ts
128子载波、滚降系数分别为0（矩形函数）、0.025、0.05、
方案一 ： 选择16QAM和码率为1/2的编码方法。 每个子载波可以携带2bit的有用信息，因此，需要
60个子载波来满足每个符号120bit的传输速率。
方案二 ： 利用QPSK和码率为3/4的编码方法。
每个子载波可以携带1.5bit的有用信息，因此需要80个 子载波来传输。 80子载波就意味着带宽为
1 s( f ) N
2
d TSa( ( f f )T
i 0 i i
N 1
2
由于OFDM符号每个子载波的功率谱大致呈抽样函数形 状，旁瓣的振荡衰减比较慢，所以导致OFDM符号的整个功 率谱带外辐射比较大 。
OFDM信号的功率谱密度
32个子载波的OFDM信号的功率谱密度
子载波个数为16、64和256的OFDM系统的PSD
t kT / N (k 0,1,, N 1)
2ik sk s(kT / N ) di exp j N i 0
N 1
N 1
0 k N 1
1 x(n) X (k )e N k 0
N 1
jቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 nk N
3.3 OFDM的保护间隔和循环前缀
0.1和0.5的升余弦窗函数对OFDM系统功率谱密度的影响
3.5 OFDM的参数选择 在OFDM系统中，需要确定的参数有：符号周期、保 护间隔、子载波的数量。
模拟信号数字传输系统的主要功能模块
模拟信号数字传输系统的主要功能模
块
模拟信号数字传输系统的主要功能模块包括以下几个部分：
1. 模拟信号调理：该模块负责对输入的模拟信号进行预处理，包括滤波、放大、衰减等操作，以确保信号的质量和可传输性。
2. 模数转换器（ADC）：将模拟信号转换为数字信号的关键组件。
ADC 对输入的模拟信号进行采样，并将其量化成离散的数字值。
3. 数字信号处理：对数字信号进行处理和优化，以提高传输的效率和可靠性。
这可能包括滤波、纠错编码、数据压缩等操作。
4. 信道编码：在数字信号上添加冗余信息，以提高信号在传输过程中的抗干扰能力。
信道编码可以采用各种技术，如卷积编码、 Reed-Solomon 编码等。
5. 调制与解调：将数字信号调制到适合传输的载波上，以便在信道中传输。
在接收端，解调模块将接收到的已调信号解调成原始的数字信号。
6. 信道：实际传输数字信号的介质，可以是有线电缆、无线电磁波、光纤等。
7. 信道均衡：补偿信道对信号的影响，如衰减、延迟和相位失真等。
均衡器通过对接收信号进行处理，以恢复原始信号的特征。
8. 时钟恢复：从接收的数字信号中提取时钟信息，用于同步数据的采样和处理。
9. 数字信号解调：将接收到的数字信号解调成原始的数字数据。
10. 数模转换器（DAC）：将数字信号转换回模拟信号，以便输出或进一步处理。
11. 模拟信号输出：将转换后的模拟信号输出到适当的设备或系统中。
这些功能模块协同工作，实现了模拟信号的数字传输和处理。
通过对信号进行数字化处理，可以提高传输的可靠性、降低噪声干扰，并实现更高效的数据传输。
数字带通传输系统频带利用率
数字带通传输系统频带利用率
数字带通传输系统是一种基于数字信号传输的通信技术，目前已广泛应用于数据传输、视频传输、音频传输等领域。
在数字带通传输系统中，频带利用率是一个非常重要的指标，它反映了数字信号在频带上的利用效率。
频带利用率是指在一定的频带宽度内，数字信号所占用的比例。
在数字带通传输系统中，数字信号通常采用调制的方式进行传输，不同的调制方式对频带利用率有不同的影响。
例如，QPSK调制方式下的频带利用率是50%，16QAM调制方式下的频带利用率是64%，64QAM调制方式下的频带利用率是76%。
除了调制方式外，数字带通传输系统的频带利用率还受到其他因素的影响，如信噪比、码率等。
当信噪比较低时，数字信号的误码率较高，频带利用率也会受到影响；当码率较高时，数字信号所占用的频带宽度也会增加，频带利用率也会相应地减少。
为了提高数字带通传输系统的频带利用率，可以采用多种技术手段，如信道编码、调制方式的选择、功率控制等。
通过这些手段，可以在不增加带宽的情况下提高数字信号的传输效率，从而提高数字带通传输系统的频带利用率。
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第七章数字信号的调制传输本章教学基本要求：掌握：1. 二进制数字调制基本原理2. 几种调制方式的特点、性能对比3. 会画2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形图理解：多进制数字调制的几种方式本章核心内容：一、数字频带传输系统基本结构二、模拟调制原理和频分复用三、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK系统的调制和解调原理四、二进制数字调制系统抗噪声性能和系统性能比较五、简介其他数字调制系统重点：二进制数字调制的基本原理；二进制数字调制的抗噪性能分析及比较；难点：二进制数字调制的抗噪性能分析及比较学时安排：6学时引言：前一章介绍的数字基带传输系统,•是将信源发出的信息码经码型变换及波形形成后直接传送至接收端。
虽然码型变换及波形形成可使其频谱结构发生某些变化，但分布的范围仍然在基带范围内。
因此，数字基带信号不可能在诸如无线信道、光纤信道等传输媒质中直接传输。
与模拟信号一样，必须经调制后才能在无线信道、光纤信道等媒质中传输。
1、数字信号的传输方式数字信号共有两种传输方式（1）、基带传输（已经在第6章介绍）：数字信号直接传送的方式。
（2）、频带传输（将在本章介绍）：用数字基带信号调制载波后的传送方式。
数字调制传输系统定义：用数字基带信号调制载波的一种传输系统，这个系统也称为数字频带传输系统。
2、载波的形式载波的波形是任意的，但大多数的数字调制系统都选择单频信号（正弦波或余弦波）作为载波，因为便于产生与接收。
3、数字调制的分类共有以下三种基本形式。
(1)振幅键控（ASK）；(2)频移键控（FSK）；(3)相移键控（PSK）其它形式由此派生而来。
也可分为：(1)线性调制(如ASK)；(2)非线性调制（如FSK，PSK）本章主要讨论二进制数字调制系统的原理及抗噪声性能,•并简要介绍多进制数字调制原理及其它几种派生出来的数字调制方式。
§7.1 二进制数字调制原理§7.1.1 二进制幅度键控（2ASK）一、ASK概念：正弦载波的幅度随着调制信号而变化。
即传“1”信号时，发送载波，传“0”信号时，送0电平。
所以也称这种调制为通（on）、断(off)键控OOK。
其实现模型如图7.1-1所示，其调制波形如图7.1-2所示。
7.1-1ASK 实现模型7.1-2 调制波形二、2ASK 的时域表达与波形2ASK 的时间表达式：t nT t g a t s cnsnASK ωcos ])([)(∑-=其中，{pp n a ，出现概率为，出现概率为1)1(0-=，g(t)为单个脉冲信号的时间波形。
三、2ASK 信号的功率谱密度由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程,•所以调制后的二进制数字信号也是一个随机过程，因此在频率域中只能用功率谱密度表示。
已知二进制随机脉冲序列功率谱密度表达式为 )()()1()()()()1()(2212221s ns s ss B nf f nf G p nf pG f f G f G p p f f P --++--=∑δ)()(,0)(12f G f G f G ==)()()()1()(222s ns ss B nf f nf pG f f G p p f f P -+-=∴∑δ若g(t)为矩形信号，则有)()0()()1()(222f pG f f G p p f f P nss B δ∑+-=∴)]()([41)(c B c B ASK f f P f f P f P -++=∴总结：2A K 信号功率谱密度的特点如下：（1）、由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定。
（2）、已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍，即B ASK ＝2f s 。
四、2ASK 信号的调制与解调与DSB 相似，主要有两种方式：非相干接收和相干接收。
其组成框图如图所示。
工作原理及误码特性将在后面进行分析。
§7.1.2 二进制频移键控（2FSK ）一、概念：利用载波的频率来传递数字信息。
传“1”信号时，发送频率为f 1的载波; 传“0”信号时，发送频率为f 2的载波。
其实现模型可表示为：二、2FSK 波形及时间表达式时间表达式：t nT t g a t nT t g a t s snnsnnFSK 212cos )]([cos )]([)(ωω-+-=∑∑其中{p p na ，出现概率为，出现概率为0)1(1-=，由此可见2FSK 信号是由2个2ASK 信号相加构成。
2FSK 信号波形如下图所示：注意：2FSK 有两种形式: （1）相位连续的2FSK ； （2）相位不连续的2FSK 。
三、2FSK 的功率谱密度及带宽 t t st t s t nT t g a t nT t g a t s snnsnnFSK 2211212cos )(cos )(cos )]([cos )]([)(+=-+-=∑∑ωωω)]()([41)]()([41)(222211112f f P f f P f f P f f P f P s s s s ASK -+++-++=调制指数：121222,2/)(,f f f f f f R fR f f h c ss -=∆+=∆=-=频差其中中心频率 因此其功率谱密度如下所示：总结：2FSK 功率谱密度的特点如下，1)、2FSK 信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f 1和f 2位置；2)、功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。
若两个载频之差|f 1 -f 2|≤f s ，则出现单峰。
3）、所需传输带宽B FSK =|f 1 -f 2|+2 f s 。
四、2FSK 信号的调制与解调2FSK 信号的产生：1、直接调频；2、选频：2FSK 信号的解调：1、相干解调；2、非相干解调；3、过零检测法（如下所示：）§7.1.3 二进制相移键控（2PSK or 2BPSK ）相移键控在数据传输中,•尤其是在中速和中高速的数传机(•2400-4800bit/s)中得到了广泛的应用。
相移键控有很好的抗干扰性,•在有衰落的信道中也能获得很好的效果。
我们主要讨论二相、四相调相 ，在实际应用中还有八相及十六相调相。
相移信号可分为两种：(1)绝对相移 ；(2)相对相移(差分相移) 一、绝对相移概念传“1”信号时，发起始相位为π的载波； 传“0”信号时，发起始相位为0的载波。
即用载波相位直接去表示数字信息的相位键控常称为绝对相移方式。
二、2PSK 的波形及时间表达式时间表达式：t nT t g a t s cnsnPSK ωcos ])([)(2∑-=其中：{pp na ，出现概率为，出现概率为1)1(1+--=如果g(t)是幅度为1的矩形脉冲，则t t s c PSK ωcos )(2±=，的其波形为：三、2PSK 信号的产生与解调2PSK 信号的产生：1、键控法 2、相乘电路法2PSK 信号的解调：由于2PSK （双极性码无直流成分）信号的功率谱中无载波分量，故必须采用相干解调。
抽样判决规则:2PSK 解调中的“倒”现象:我们研究码元区间的解调过程，此时滤波器的输入信号为上式中的信号通过低通滤波器后，滤除高频分量，可以得到低通滤波器的输出信号为则抽样判决器的判决结果为当时，，有当时，，有从以上的判决结果可知:,相干解调的结果正确，没有差错。
现在假设由于某种原因，使本地载波的相位改变了，即本地载波变成了，则这时低通滤波器的输入信号为:上式中的信号通过低通滤波器后，滤除高频分量，可以得到低通滤波器的输出信号为则抽样判决器的判决结果为当时，，有当时，，有从以上的判决结果可知:,相干解调的输出结果正变负，负变正，这种现象，即为2PSK相干解调过程中的“倒”现象。
由于本地相干载波一般是从接收信号中提取形成的，通常它的相位有两个稳定状态0或，在各种干扰作用下，其相位可以由一种状态变到另一种状态，并且是随机的，这使得解调出的消息可能与原始消息符号相反，由于“倒”现象是随机的，因此使得无法判断的正确与否。
因此，实际中一般不采用2PSK方式，为了克服2PSK的“倒”现象，提出了差分移相键控，即2DPSK。
§7.1.4二进制差分相移键控（2DPSK）一、概念：二进制移相键控2PSK是利用载波相位的绝对数值来传送数字信息，也称为绝对移相。
而2DPSK则是利用相邻的码元之间的载波相位差来传送消息，即相对移相。
例：二、2DPSK 信号的产生1、PSK 的产生:∙ 将绝对码变换成相对码∙ 对相对码进行绝对移相键控(2PSK)(1) 差分码（相对码）的编码规则：1-⊕=n n n b a b 相应的译码规则：1-⊕=n n n b b a绝对码变相对码的方框图(2) 2DPSK 信号的产生2DPSK 信号的调制方框图前后码元相位关系：“1”变“0”不变在2DPSK 中，数字信息是利用相邻的码元之间的相位差来传送，因此即使本地相干载波的相位“倒”，但并不影响相对关系，虽然解调得到的相对码是，但经差分译码后得到的绝对码不会出现的倒置现象，从而克服了2PSK 方式中的“倒”现象。
2、DPSK 信号的解调(1)相干解调法(极性比较法)(2) 差分相干解调法（延迟解调）2DPSK 的差分相干解调法，不需要专门的本地相干载波，将2DPSK 信号延时一个码元间隔后与2DPSK 信号本身相乘，相乘的结果反映了前后码元的相对相位关系，经低通滤波器后送到抽样判决器，抽样判决器抽样的结果即为原始数字信息，不需要差分译码。
只有2DPSK 信号才能采用这种方法解调，因为它是以前一个码元的载波相位作为参考相位，而不是未调载波的相位。
§7.2 二进制数字的抗噪性能通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声的能力。
在数字通信中，信道加性噪声有可能使传输码元产生错误。
这种传输错误通常用误码率来衡量。
所以，我们在分析数字调制系统的抗噪声性能时，就是求出系统在加性噪声作用下的总误码率。
抽样判决规则：低通滤波器的输出记为y(t),判决门限电平记为V T ，则： y(kT s )> V T ,则判为“1”； y(kT s )<V T ,则判为“0”；系统总误码率：即出现错误译码的概率。
可以表示成Pe=P{an ≠n a}。
我们用P 0表示发送信息码“0”的概率,用P 1表示发送信息码“1”的概率，P b0用表示发送信息码“0”而比较判决器的输出为“1”的概率;用P b1表示发送信息码“1”而比较判决器的输出为“0”的概率，则2ASK 系统总的误码率为：1100b b b P P P P P +=思路：求概率转换为求概率密度，此为低通滤波器（也就是解调器）输出端的概率密度。