现代通信原理与技术 张辉 曹丽娜 答案
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第6章现代通信原理与技术西安电子科技大学(张辉曹丽
第6章现代通信原理与技术西安电子 科技大学(张辉曹丽
• 下面我们从频域角度来证明这个定理。 设抽样脉冲序 列是一个周期性冲击序列，它可以表示为
•（6.1-1）
•由于δT(t)是周期性函数,它的频谱δT(ω)必然是离散的,不难 求得
•（6.1-2）
•式中， •抽样过程可看成是m(t)与δT(t)相乘,即抽样后的信号可表示为
• 这时信号便可用数字通信方式传输。在接收端，则将接 收到的数字信号进行译码和低通滤波，恢复原模拟信号。本 章在介绍抽样定理和脉冲幅度调制的基础上， 重点讨论模拟 信号数字化的两种方式，即PCM和ΔM的原理及性能，并简要 介绍它们的改进型：差分脉冲编码调制(DPCM)、 自适应差 分脉冲编码调制(ADPCM)和增量总和调制、数字压扩自适应 增量调制的原理。
• （6.1-3）
第6章现代通信原理与技术西安电子 科技大学(张辉曹丽
•根据冲击函数性质，m(t)与δT(t)相乘的结果也是一个冲击序 列，其冲击的强度等于m(t)在相应时刻的取值， 即样值m(nTs)。 因此抽样后信号ms(t)又可表示为
•（6.1-4）
•上述关系的时间波形如图6-（6.1-3）所表述的抽样后信号的频谱为
第6章现代通信原理与技术西安电子 科技大学(张辉曹丽
•图 6- 9 PAM、 PDM、 PPM信号波形
第6章现代通信原理与技术西安电子 科技大学(张辉曹丽
• 脉冲振幅调制(PAM)是脉冲载波的幅度随基带信号变化 的一种调制方式。 若脉冲载波是冲激脉冲序列，则前面讨论 的抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。也就是说，按抽样定 理进行抽样得到的信号ms(t)就是一个PAM信号。
• （6.2-1）
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• 下面我们从频域角度来证明这个定理。 设抽样脉冲序 列是一个周期性冲击序列，它可以表示为
•（6.1-1）
•由于δT(t)是周期性函数,它的频谱δT(ω)必然是离散的,不难 求得
•（6.1-2）
•式中， •抽样过程可看成是m(t)与δT(t)相乘,即抽样后的信号可表示为
• 这时信号便可用数字通信方式传输。在接收端，则将接 收到的数字信号进行译码和低通滤波，恢复原模拟信号。本 章在介绍抽样定理和脉冲幅度调制的基础上， 重点讨论模拟 信号数字化的两种方式，即PCM和ΔM的原理及性能，并简要 介绍它们的改进型：差分脉冲编码调制(DPCM)、 自适应差 分脉冲编码调制(ADPCM)和增量总和调制、数字压扩自适应 增量调制的原理。
• （6.1-3）
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•根据冲击函数性质，m(t)与δT(t)相乘的结果也是一个冲击序 列，其冲击的强度等于m(t)在相应时刻的取值， 即样值m(nTs)。 因此抽样后信号ms(t)又可表示为
•（6.1-4）
•上述关系的时间波形如图6-（6.1-3）所表述的抽样后信号的频谱为
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•图 6- 9 PAM、 PDM、 PPM信号波形
第6章现代通信原理与技术西安电子 科技大学(张辉曹丽
• 脉冲振幅调制(PAM)是脉冲载波的幅度随基带信号变化 的一种调制方式。 若脉冲载波是冲激脉冲序列，则前面讨论 的抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。也就是说，按抽样定 理进行抽样得到的信号ms(t)就是一个PAM信号。
• （6.2-1）
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现代通信原理与技术第二版第3章答案张辉 曹丽娜
sIuJ tpIuJ oIuJ dIuKJHtjIuJ oIuJ 在 通 信 系 统 中 K绝 大 部 分 实 际 信 道 可 以 用 以 上 三 种 信 道 模 型 来 表 征
IJ
图
带 有 加 性 噪 声 的 线 性 时 变 滤 波 器 信 道 图
内 容 提 要
信 道 的 定 义 和 分 类
信 道 是 指 以 传 输 媒 质 为 基 础 的 信 号 通 道 K有 狭 义 信 道 和 广 义 信 道 之 称
狭义信道
狭义信道仅指传输媒质分为有线信道和 无 线 信 道 两 类有 线 信 道 包 括 明 线 对 称 电 缆 同轴电缆及光纤等无线信道 包 括 地 波 传 播 短 波 电 离 层 反 射 超 短 波 或 微 波 视 距 中 继 人 造 卫 星 中 继 散 射 及 移 动 无 线 电 信 道 等
相 频 特 性 的 导 数 K即
IJ
eIJ e
ue
它 表 示 对 信 号 的 不 同 频 率 成 分 具 有 相 同 的 迟 延 K如 图
IdJ所 示
IJ
由式I
图
理想信道的幅频特性 相频特性和群迟延 频率特性
J可 得 理 想 恒 参 信 道 的 冲 激 响 应 为
iIuJ L Iu ueJ
论何种广义信道K传输媒质是其主要部分K通 信 效 果 的 好 坏K在 很 大 程 度 上 将 依 赖 于 传 输 媒质的特性
信 道 的 数 学 模 型
建立信道模型的目的是为了描述实际物理信
道 的 特 性 K它 有 助 于 通 信 系 统 的 分 析 和 设 计
调制信道模型 调制信道是为研究调制与解调问题而定义的
二 进 制 编 码 信 道 模 型
第1章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)分解
第 1 章 绪论 2)信道编码与译码 数字信号在信道传输时,由于噪声、衰落以及人为干扰等, 将会引起差错。为了减小差错,信道编码器对传输的信息码元 按一定的规则加入保护成分(监督元),组成所谓“抗干扰编
码”。接收端的信道译码器按一定规则进行解码,从解码过程
中发现错误或纠正错误,从而提高通信系统抗干扰能力,实现可 靠通信。
第 1 章 绪论
图 1 - 1通信系统的一般模型
第 1 章 绪论 图中各部分的功能简述如下: 信息源(简称信源)是消息的发源地,其作用是把各种消 息转换成原始电信号(称为消息信号或基带信号)。根据消 息种类的不同,信源可分为模拟信源和数字信源。模拟信
源送出的是模拟信号,如麦克风(声音→音频信号)、摄像机
第 1 章 绪论 1. 模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统。 我们知道，信源发出的原始电信号是基带信号，基带的含义是 指信号的频谱从零频附近开始，如语音信号为 300~3400Hz ， 图像信号为0~6MHz。由于这种信号具有频率很低的频谱分量， 一般不宜直接传输，这就需要把基带信号变换成其频带适合在 信道中传输的信号，并可在接收端进行反变换。完成这种变换 和反变换作用的通常是调制器和解调器。经过调制以后的信号 称为已调信号。已调信号有三个基本特征：一是携带有信息， 二是适合在信道中传输，三是信号的频谱具有带通形式且中心 频率远离零频，因而已调信号又称频带信号。
模拟信号有时也称连续信号,这个连续是指信号的某一参量可
以连续变化,或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值,而不 一定在时间上也连续,如图1-2(b)所示的抽样信号。
第 1 章 绪论
图1–2
模拟信号波形
(a)连续信号;(b)抽样信号
第1章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)汇总
未来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。此外，还有遥测、遥控、遥信和遥 调等控制通信业务。
第 1 章 绪论
2． 按调制方式分类 根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带 （调制）传输。基带传输是将未经调制的信号直接传送，如 音频市内电话。频带传输是对各种信号调制后传输的总称。 调制方式很多， 表 1 - 1 列出了一些常见的调制方式。
受信者(信宿)是传送消息的目的地。其功能与信源相反, 即将复原的原始电信号还原成相应的消息,如扬声器等。
第 1 章 绪论
1.1.2
图1-1 中，信源发出的消息虽然有多种形式， 但可分为 两大类： 一类称为连续消息；另一类称为离散消息。连续消 息是指消息的状态连续变化或是不可数的，如语音、活动图 片等。离散消息则是指消息的状态是可数的或离散的， 如符 号、数据等。
1038hzfsmfc121第1章绪论表表12通信波段与常用传输媒质通信波段与常用传输媒质频率范围波长符号传输媒质用途3hz30khz104108m甚低频vlf有线线对长波无线电音频电话数据终端长距离导航时标30300khz103104m低频lf有线线对长波无线电导航信标电力线通信300khz3mhz102103m中频mf同轴电缆短波无线电调幅广播移动陆地通信业余无线电330mhz10102m高频hf同轴电缆短波无线电移动无线电话短波广播定点军用通信业余无线电30300mhz110m甚高频vhf同轴电缆米波无线电电视调频广播空中管制车辆通信导航第1章绪论续表2频率范围波长符号传输媒质用途300mhz3ghz10100cm特高频uhf波导分米波无线电微波接力卫星和空间通信雷达330ghz110cm超高频shf波导厘米波无线电微波接力卫星和空间通信雷达30300ghz110mm极高频ehf波导毫米波无线电雷达微波接力射电天文学107108ghz31053104cm紫外可见光红外光纤激光空间传播光通信第1章绪论6
第 1 章 绪论
2． 按调制方式分类 根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带 （调制）传输。基带传输是将未经调制的信号直接传送，如 音频市内电话。频带传输是对各种信号调制后传输的总称。 调制方式很多， 表 1 - 1 列出了一些常见的调制方式。
受信者(信宿)是传送消息的目的地。其功能与信源相反, 即将复原的原始电信号还原成相应的消息,如扬声器等。
第 1 章 绪论
1.1.2
图1-1 中，信源发出的消息虽然有多种形式， 但可分为 两大类： 一类称为连续消息；另一类称为离散消息。连续消 息是指消息的状态连续变化或是不可数的，如语音、活动图 片等。离散消息则是指消息的状态是可数的或离散的， 如符 号、数据等。
1038hzfsmfc121第1章绪论表表12通信波段与常用传输媒质通信波段与常用传输媒质频率范围波长符号传输媒质用途3hz30khz104108m甚低频vlf有线线对长波无线电音频电话数据终端长距离导航时标30300khz103104m低频lf有线线对长波无线电导航信标电力线通信300khz3mhz102103m中频mf同轴电缆短波无线电调幅广播移动陆地通信业余无线电330mhz10102m高频hf同轴电缆短波无线电移动无线电话短波广播定点军用通信业余无线电30300mhz110m甚高频vhf同轴电缆米波无线电电视调频广播空中管制车辆通信导航第1章绪论续表2频率范围波长符号传输媒质用途300mhz3ghz10100cm特高频uhf波导分米波无线电微波接力卫星和空间通信雷达330ghz110cm超高频shf波导厘米波无线电微波接力卫星和空间通信雷达30300ghz110mm极高频ehf波导毫米波无线电雷达微波接力射电天文学107108ghz31053104cm紫外可见光红外光纤激光空间传播光通信第1章绪论6
第8章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)
第8章 数字信号的最佳接收 若输入信号为s(t)， 则匹配滤波器的输出信号为
so (t ) s(t ) h(t ) s(t )h( )d
s(t ) Ks (t 0 )d
(8.1-20)
令t0-τ=x,有
so (t ) K s( x) s( x t t 0 )dx
y(t)=so(t)+no(t)
(8.1 - 2)
式中输出信号的频谱函数为So(ω)，其对应的时域信号为
1 s o (t ) 2
1 S O ( )e d 2
jt
s( )H ( )e jt d
(8.1-3)
2
滤波器输出噪声的平均功率为
1 N0 2
出信噪比与常数K无关，所以通常取K=1。
[例 8 - 1］设输入信号如图 8 - 3(a)所示，试求该信号的匹 配滤波器传输函数和输出信号波形。 s(t)= 1, 0,
T 0≤t≤ 2
其他
第8章 数字信号的最佳接收
图8-3 信号时间波形
第8章 数字信号的最佳接收 输入信号s(t)的频谱函数为
T
取t0=T，则有
h(t)=s(t0-t)
1 j 2 H ( ) (e 1)e jtT j
T
h(t)=s(T-t)
第8章 数字信号的最佳接收 (2) 由式(8.1 - 21)可得匹配滤波器的输出为
so (t ) R(t t 0 ) s( x)s( x t t 0 )dx
KR(t t 0 )
(8.1-21)
第8章 数字信号的最佳接收 式中， R(t)为输入信号s(t)的自相关函数。 上式表明， 匹 配滤波器的输出波形是输入信号 s(t) 的自相关函数的 K 倍。因 此， 匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的
现代通信原理与技术思考题答案【张辉、曹丽娜】
《现代通信原理与技术》简答题第一章1－1、什么是数字信号和模拟信号，两者的区别是什么？凡信号参量的取值连续（不可数，无穷多），则称为模拟信号。
凡信号参量只可能取有限个值，则称为数字信号。
区别：在于信号参量的取值。
1－2、何谓数字通信？简述数字通信系统的主要优缺点。
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。
优点：①抗干扰能力强，且噪声不积累。
②差错可控。
③易于与各种数字终端接口。
④易于集成化。
⑤易于加密处理。
缺点：占用频带宽，需要同步。
1－3、画出数字通信系统的一般模型，简述各小方框的主要功能。
数字通信系统的一般模型如下图（1）信源编码与译码：数据压缩（减少码元数目和降低码元速率），减小传输带宽，提高通信的有效性。
模/数转换，当信息源给出的是模拟语音信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字传输。
（2）信道编码与译码：通过加入监督码元（纠错/检错）提高通信的可靠性。
（3）加密与解密：通过加密保证所传信息的安全性。
（4）数字调制与解调：把数字基带信号转换成适合信道传输的频带信号。
1－4、在数字通信系统中，其可靠性和有效性指的是什么？各有哪些重要指标？有效性——传输速率（传码率、传信率，频带利用率）可靠性——差错率（误码率、误信率）1－5、按信号的流向和时间分类，通信方式有哪些？单工、半双工、全双工。
1－6、何谓码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？码元速率（R B）：单位时间内传输码元的数目。
信息速率（R b）：单位时间内传递的平均信息量或比特数。
R b=R B·H(b/s)【信息速率=码元速率×平均信息量】第三章3－1、什么是狭义信道，什么是广义信道？狭义信道：仅是指信号的传输媒质；广义信道：如果信道不仅是传输媒质而且包括通信系统中的一些转换装置。
信道的组成框图：3－2、在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？调制信道：调制器的输出端到解调器的输入端所包含的发转换装置、媒质和收转换装置三部分。
现代通信原理与技术课后答案完整版-张辉第四章
4-1 解 AM 信号 ()[]t t A t s AM ππ4010cos 2000cos 2)(⋅+=DSB 信号 ()()()t t t t t s DSB ππππ444108.0cos 102.1cos 10cos 2000cos 2)(⨯+⨯=⋅= USB 信号 ()t t s USB π4102.1cos )(⨯=LSB 信号 ()t t s LSB π4108.0cos )(⨯=频谱图略4-2 解 设载波，（1）DSB 信号的波形如题4-2图（b),通过包络后的输出波形为题4-2图（c)。
（2）AM 信号，设 ，波形如题4-2图（d),通过包络后的输出波形为题4-2图（e)。
讨论DSB 解调信号已严重失真，故对DSB 信号不能采用包络检波法；而AM 可采用此法恢复。
题4-2图(b)、(c)、(d)和(e)4-5 解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号带宽，即kHz f B m 8422=⨯==，其中心频率为100kHz ，故有为常数，其中其他，，K kHzf kHz K H ⎩⎨⎧≤≤=010496)(ω。
（2）已知解调器的输入信号功率W mW S i 31022-⨯==，输入噪声功率为)(1032101021082)(26633W f P B N n i ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=故输入信噪比5.62=iiN S （3）因为DSB 调制制度增益2=DSB G ，故解调器的输出信噪比 1252==ii o o N SN S （4）根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(108416W N N i o -⨯==又因解调器中低通滤波器的截止频率为kHz f m 4=，故输出噪声的功率谱密度kHz f Hz W f N f P m o N o 4)/(1011081082)(336≤⨯=⨯⨯==--， μ 或者，根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(21)(t n t n c o =，其中)(t n c 是解调器输入端高斯窄带噪声的同相分量，其功率谱密度kHz f Hz W f P f P n nc 4)/(104)(2)(3≤⨯==-， μ因此输出噪声)(t n o 的功率谱密度kHz f Hz W f P f P nc no 4)/(101)(41)(3≤⨯==-， μ 功率谱图略4-6 解 方法如上题 （1）为常数，其中其他，，K kHzf kHz K H ⎩⎨⎧≤≤=010096)(ω（2）125=i i N S （3）125=oo N S4-7 解练习题4-7图 接收机模型（1）设双边带信号，则输入信号功率（2）双边带信号采用相干解调的输出为，故输出信号功率（3）因，则故输出信噪比或由，得4-8 解设发射机输出功率为，损耗，已知，（1）DSB/SC方式：因，则又因，则所以（2）SSB/SC 方式：因，则又因，则所以讨论 若要获得相同的输出信噪比，采用DSB 传输是所需的小于SSB 的。
现代通信原理与技术 第二版 (张辉 曹丽娜 著) 第一、二章 课后答案
2.23×
10含 =8.028×
106 (bit)
(2)等 概率时有最大信息熵 ,由 式 (1-3)得
H m a 冬 = l b 5 2 . 3 ( b t / 符 号 )
此时平均信息速率最大 ,故 有最大信息量
r碰 x=T.R:.刀 吨 =36o0× 1000× 2.33=8,352× 10‘ (bit)
题 解 笞
0,008,试 求 e和 v的 信息量
评注 等 橇卒 一妇 1-5 设
知英文字母 e和 v出 现 的概率分别 为 0,105和
若该 系统改为传送 解 (1)
各码元独立等汪辛
(2) 1-6 某
萧 b = ∴ 一 ⑺ P h 一 ⑾ b ⒍ = 8 ⒇ Φ ω
一
b ⒍
鹉
= ⒊
⒛
Φo
v的 信息量
解 因 为各铜
1-8 已
知二
传输速率为多少法
∵
笫 1=纶
・9・
凡 =R:1bM=风
lb4=⒛
0(b/s)
(2)平 均信息量为
H=÷ lb5+÷ lb4+÷ b订/符 号 ) lb4十 击 lb詈
=1,985【
则平均信息速率为
R=: bR・ H1o =o× 195185 .8=9.【 b 淹 )
评注 等 概 率时才 能获得 最 大信 息速率 ,这 是 因为 等概 率时有 最 大熵 。 一 数字传输 系统传送 二 进制码元 的速率为 2400B,试 1-5 设 求该 系统 的信 息速率 , 若该系统改为传送 十六进制信号码元 ,码 元速率不变 ,则 这时的系统信息速率为多少 ?(设 ) 各码元独立等概率 出现 。 解 (1) (2) 风 R、 =风 =⒛ 00【b/s) =风 lb16=2400× 4=9600(b/s)
第5章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)分析
第5章 数字基带传输系统 图5-3 几种常见的基带信号波形
第5章 数字基带传输系统
2. 双极性不归零波形
在双极性不归零波形中。脉冲的正、负电平分别对应于二 进制代码1、0，如图 5-3(b)所示，由于它是幅度相等极性相反 的双极性波形， 故当0、1符号等可能出现时无直流分量。 这 样，恢复信号的判决电平为 0，因而不受信道特性变化的影响， 抗干扰能力也较强。故双极性波形有利于在信道中传输。
第5章 数字基带传输系统
目前，虽然在实际应用场合，数字基带传输不如频带传 输那样广泛，但对于基带传输系统的研究仍是十分有意义的。 一是因为在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用 了这种传输方式；二是因为数字基带传输中包含频带传输的 许多基本问题，也就是说，基带传输系统的许多问题也是频 带传输系统必须考虑的问题；三是因为任何一个采用线性调 制的频带传输系统可等效为基带传输系统来研究。因此， 本章先介绍数字基带传输，关于模拟基带信号的数字化传输 和数字频带传输将分别在第6章和第7章中讨论。
抽样判决器 它是在传输特性不理想及噪声背景下，在规 定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽 样判决，以恢复或再生基带信号。而用来抽样的位定时脉冲则 依靠同步提取电路从接收信号中提取，位定时的准确与否将直 接影响判决效果，这一点将在第11章中详细讨论。
图 5 - 2 给出了图 5 - 1 所示基带系统的各点波形示意图 。
信道 它是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道， 如市话电缆、架空明线等。信道的传输特性通常不满足无失真 传输条件，甚至是随机变化的。另外信道还会进入噪声。 在 通信系统的分析中，常常把噪声n(t)等效，集中在信道中引入。
第5章 数字基带传输系统 接收滤波器 它的主要作用是滤除带外噪声，对信道特性 均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。
第3章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)
导致输出数字序列发生错误是不独立的，则编码信道模型要
比图 3 - 6 或图 3 - 7 所示的模型复杂得多，信道转移概率表 示式也将变得很复杂。
第3章 信道与噪声
图3-7
给出了一个多进制无记忆编码信道模型。
第3章 信道与噪声
3.2
恒参信道及其传输特性
恒参信道的信道特性不随时间变化或变化很缓慢。 信道特 性主要由传输媒质所决定，如果传输媒质是基本不随时间变化
C(ω)基本不随时间变化，即信道对信号的影响是固定的或变
化极为缓慢的，这类信道称为恒定参量信道，简称恒参信道； 另一类信道是传输函数C(ω)随时间随机快变化， 这类信道 称为随机参量信道，简称随参信道。
第3章 信道与噪声
在常用物理信道中，C(ω)的特性有三种典型形式。第一
种形式C(ω)是常数，或在信号频带范围之内是常数。这种信 道可以用加性噪声信道数学模型来表示， 如图 3 - 3 所示。 信号通过信道的输出为 r(t)=so(t)+n(t)=csi(t)+n(t) (3.1 - 4)
第3章 信道与噪声 信道的一般组成如图 3 - 1 所示。所谓调制信道是指图 3 1中从调制器的输出端到解调器的输入端所包含的发转换装置、
媒质和收转换装置三部分。 当研究调制与解调问题时，我们
所关心的是调制器输出的信号形式、解调器输入端信号与噪 声的最终特性，而并不关心信号的中间变换过程。因此，定 义调制信道对于研究调制与解调问题是方便和恰当的。 在数字通信系统中， 如果研究编码与译码问题时采用编 码信道，会使问题的分析更容易。
如果信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中的一些转换装
置，这种信道称为广义信道。 狭义信道按照传输媒质的特性可分为有线信道和无线信道 两类。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光纤等。
第11章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)
第11章 同步原理
(2) 自同步法。
发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信 号中提取同步信息的方法，称为自同步法。
自同步法是人们最希望的同步方法，因为可以把全部功 率和带宽分配给信号传输。在载波同步和位同步中，两种方 法都有采用，但自同步法正得到越来越广泛的应用。而群同 步一般都采用外同步法。
供每帧的起止标记，在接收端检测并获取这一标志的过程， 称为帧同步。因此，在接收端产生与“字”、“句”及“帧” 起止时刻相一致的定时脉冲序列的过程统称为群同步。
第11章 同步原理 (4) 网同步。 在获得了以上讨论的载波同步、位同步、群同步之后， 两点间的数字通信就可以有序、准确、可靠地进行了。然而，
1 2 1 2 e(t ) [m(t ) c2
2
(11.2-2)
上式的第二项包含有载波的倍频2ωc的分量。若用一窄带滤 波器将2ωc频率分量滤出，再进行二分频，就可获得所需的 相干载波。基于这种构思的平方变换法提取载波的方框图如 图 11 -1 所示。 若 m(t)=±1 ，则抑制载波的双边带信号就成为二相移相 信号（2PSK），这时 1 1 cos2ωct e(t)=［m(t)cosωct］= (11.2-3) 2 2
vd=Kd sin4θ
(11.2-16)
第11章 同步原理
图 11 – 5 M 方环提取载波
第11章 同步原理 另一种方法基于Costas环的推广，图 11- 6 示出了从4PSK 信号中提取载波的Costas环。可以求得它的等效鉴相特性与式
（11.2 - 16）一样。 提取的载波也具有90°的相位模糊。 这
种方法实现起来比较复杂，在实际中一般不采用。
第11章 同步原理
第12章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)
传输过程中出现1个错误,则接收到的码组可能是“01”或“10”。 由于“01”和“10”两种编码是禁用码组,因此我们可以判定接收到
的码组出现了错误。同样,若发送端发送的是“11”编码,如果码组
在传输过程中出现1个错误,则接收到的码组也可能是“01”或 “10”,我们也可以判定接收到的码组出现了错误,从而实现了检测 错误。通过这种简单的重复编码就可以实现对码组中一个错误的 检测。但是这种编码不能实现对两个或两个以上的错码进行检测, 也不能纠正错码。
机性,接收端送给用户的正确数据信息也是随机到达的,因此 不适合实时数据传输;
(6)当信道干扰增大时,数据传输中错误增多,这将导致系
统通信效率降低。
第12章 差错控制编码
检错重发系统称为自动要求重发
ARQ(AutomaticRepeatreQuest)系统。图12-1是检错重发差错 控制系统的组成框图。检错重发系统有三种主要工作方式: 发送等候(SWARQ)工作方式、连续工作方式和混合工作方 式。连续工作方式又可分为退N或往返重发N方式(GBNARQ) 和选择性重发方式(SNARQ)。
第12章 差错控制编码
图12-1 检错重发差错控制系统的组成
第12章 差错控制编码
发送等候(SWARQ)工作方式是一种简单的检错重发方
式,其工作过程如图12-2所示。图中1,2,3,…是发送的数据 组;ACK是接收数据没有错误的应答信号,请求发送端发送新 数据组;NAK是接收数据中出现错误的应答信号,请求发送端 重新发送前一数据组。由图12-2可以看出,发送端每发送完 一个数据组都要等待接收应答信号。若应答信号是ACK,则 发送新数据组;若应答信号是NAK,则重新发送前一数据组。 这种检错重发方式简单、易于实现,并且误码率可以做得很 低,适用于半双工通信及数据网之间的通信。
的码组出现了错误。同样,若发送端发送的是“11”编码,如果码组
在传输过程中出现1个错误,则接收到的码组也可能是“01”或 “10”,我们也可以判定接收到的码组出现了错误,从而实现了检测 错误。通过这种简单的重复编码就可以实现对码组中一个错误的 检测。但是这种编码不能实现对两个或两个以上的错码进行检测, 也不能纠正错码。
机性,接收端送给用户的正确数据信息也是随机到达的,因此 不适合实时数据传输;
(6)当信道干扰增大时,数据传输中错误增多,这将导致系
统通信效率降低。
第12章 差错控制编码
检错重发系统称为自动要求重发
ARQ(AutomaticRepeatreQuest)系统。图12-1是检错重发差错 控制系统的组成框图。检错重发系统有三种主要工作方式: 发送等候(SWARQ)工作方式、连续工作方式和混合工作方 式。连续工作方式又可分为退N或往返重发N方式(GBNARQ) 和选择性重发方式(SNARQ)。
第12章 差错控制编码
图12-1 检错重发差错控制系统的组成
第12章 差错控制编码
发送等候(SWARQ)工作方式是一种简单的检错重发方
式,其工作过程如图12-2所示。图中1,2,3,…是发送的数据 组;ACK是接收数据没有错误的应答信号,请求发送端发送新 数据组;NAK是接收数据中出现错误的应答信号,请求发送端 重新发送前一数据组。由图12-2可以看出,发送端每发送完 一个数据组都要等待接收应答信号。若应答信号是ACK,则 发送新数据组;若应答信号是NAK,则重新发送前一数据组。 这种检错重发方式简单、易于实现,并且误码率可以做得很 低,适用于半双工通信及数据网之间的通信。
第5章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)
依靠同步提取电路从接收信号中提取，位定时的准确与否将直
接影响判决效果，这一点将在第11章中详细讨论。 图 5 - 2 给出了图 5 - 1 所示基带系统的各点波形示意图 。
第5章 数字基带传输系统
图5-2 基带系统个点波形示意图
第5章 数字基带传输系统
其中， (a) 是输入的基带信号，这是最常见的单极性非归 零信号；(b)是进行码型变换后的波形； (c)对(a)而言进行了码 型及波形的变换，是一种适合在信道中传输的波形； (d)是信 道输出信号，显然由于信道频率特性不理想，波形发生失真 并叠加了噪声；(e)为接收滤波器输出波形, 与(d)相比，失真和 噪声减弱；(f)是位定时同步脉冲; (g)为恢复的信息，其中第4 个码元发生误码，误码的原因之一是信道加性噪声，之二是 传输总特性（包括收、发滤波器和信道的特性）不理想引起 的波形延迟、展宽、拖尾等畸变，使码元之间相互串扰。此 时，实际抽样判决值不仅有本码元的值，还有其他码元在该 码元抽样时刻的串扰值及噪声。显然，接收端能否正确恢复 信息，在于能否有效地抑制噪声和减小码间串扰， 这两点也 正是本章讨论的重点。
由于v(t)是以Ts为周期的周期信号，故
v(t )
可以展成傅氏级数 式中
n
Pg (t nT ) (1 P) g
1 s
2
(t nTs )
(5.2 - 11)
v(t )
m
C
TS / 2
m
e
j 2mf s t
1 Cm Ts
TS / 2
第5章 数字基带传输系统
第5章 数字基带传输系统
5.1 数字基带传输概述
5.2 数字基带信号及其频谱特性
第2章 现代通信原理与技术 西安电子科技大学(张辉 曹丽娜 编著第二版)
为随机过程ξ(t)的二维分布函数。 如果存在
2 F ( x ,x ; t t ) 2 1 2 1 , 2 f( x ,x ; t t ) 1 2 1 2 x x 1 2
(2.1-4)
则称f2(x1,x2; t1,t2)为ξ(t)的二维概率密度函数。
同理，任给t1, t2, …, tn∈T, 则ξ(t)的n维分布函数被定义为
时刻的统计特性，而没有说明随机过程在不同时刻取值之间的 内在联系，为此需要进一步引入二维分布函数。
任给两个时刻t1,t2∈T，则随机变量ξ(t1)和ξ(t2)构成一个二元 随机变量{ξ(t1), ξ(t2)}，称 F2(x1,x2; t1,t2)=P｛ξ(t1)≤x1, ξ(t2)≤x2｝ (2.1-3)
2.1.2随机过程的统计特性
随机过程的两重性使我们可以用与描述随机变量相似的 方法， 来描述它的统计特性。
设ξ(t)表示一个随机过程，在任意给定的时刻t1∈T， 其 取值 ξ(t1) 是一个一维随机变量。而随机变量的统计特性可以 用分布函数或概率密度函数来描述。我们把随机变量 ξ(t1)小 于或等于某一数值x1的概率P［ξ(t1)≤x1］，简记为F1(x1, t1)， 即
函数或实现），记作 xi(t) ，所有可能出现的结果的总体 {x1(t),
x2(t)， …, xn(t)， …}就构成一随机过程，记作ξ(t)。简言之， 无穷多个样本函数的总体叫做随机过程，如图 2 - 1 所示。
图 2- 1 样本函数的总体
显然，上例中接收机的输出噪声波形也可用图 2 - 1 表示。 我们把对接收机输出噪声波形的观测可看作是进行一次随机 试验，每次试验之后，ξ(t)取图 2 - 1 所示的样本空间中的某一 样本函数，至于是空间中哪一个样本，在进行观测前是无法 预知的，这正是随机过程随机性的具体表现。其基本特征体