54调频系统的抗噪声性能

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27484通信原理与系统大纲

课程代号：27484 课程名称：通信原理与系统编写学校：南京理工大学编写老师：芮义斌审核老师：谢仁宏Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点《通信原理与系统》课程是江苏省高等教育自学考试电子工程专业的必修课，是为培养自学应考者了解和掌握现代通信系统的基本理论和方法而设置的一门重要的专业基础理论课。

现今是高度信息化时代，信息和通信已成为现代社会的“命脉”。

本课程以现代通信系统为背景，主要讨论如何有效而可靠地传输信息。

本课程不针对特定的某种通信系统，而是从一般通信系统的模型入手，讨论通信系统的组成、工作原理和性能分析；以有效性和可靠性为线索，以模拟通信系统为基础，重点讨论数字通信系统，具体包括数字基带传输系统、数字带通传输系统、数字信号的最佳接收、信源编码、差错控制编码及同步原理。

二、课程目标通过本课程的学习，使自学应考者掌握并理解通信的含义和通信系统的组成；掌握模拟通信调制的原理和系统分析方法；掌握并理解数字基带系统、带通系统及最佳接收系统中的传输技术；掌握信源编码、差错控制编码及同步技术；能够运用所学的原理和方法对简单的通信系统进行分析和设计。

三、与相关课程的联系与区别本课程以《模拟电子线路》、《信号与系统》、《随机过程》等课程为先修课，为后续进一步拓展通信理论和通信技术奠定基础。

四、课程的重点和难点本课程的重点包括模拟调制系统、数字基带系统和数字带通系统的调制解调原理及性能分析等知识点；次重点包括数字信号的最佳接收、模拟信号的数字化及差错控制编码等知识点。

本课程的难点主要是模拟通信系统和数字通信系统的性能分析。

Ⅱ考核目标本大纲在考核目标中，按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。

四个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。

各能力层次的含义是：识记（Ⅰ）：要求考生能够识别和记忆本课程中有关通信、通信系统的相关概念、定义、原理框图、信号表达式、信号波形、重要结论等，并能够根据考核的不同要求，做正确的表述、选择和判断。

通信原理期末考试试题及答案

通信原理期末考试试题及答案一、填空题（总分24，共12小题，每空1分）1、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。

2、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。

3、广义平均随机过程的数学期望、方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关。

4、一个均值为零方差为2n σ的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。

5、当无信号时，加性噪声是否存在？是乘性噪声是否存在？否。

6、信道容量是指：信道传输信息的速率的最大值，香农公式可表示为：)1(log 2NS B C +=。

7、设调制信号为f （t ）载波为t c ωcos ，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为t t f c ωcos )(，频域表达式为)]()([21c c F F ωωωω-++。

8、对最高频率为f H 的调制信号m （t ）分别进行AM 、DSB 、SSB 调制，相应已调信号的带宽分别为 2f H 、 2f H 、 f H 。

9、设系统带宽为W ，则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。

10、PSK 是用码元载波的相位来传输信息，DSP 是用前后码元载波的相位差来传输信息，它可克服PSK 的相位模糊缺点。

11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。

12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A 律对数压缩特性采用 13 折线近似，μ律对数压缩特性采用15 折线近似。

二、填空题1、模拟通信系统中，可靠性最好的是（FM），有效性最好的是（SSB）。

2、在FM通信系统中，采用预加重和去加重技术的目的是（提高解调器输出信噪比）。

3、时分复用的话路数越多，信息速率（越大）。

4、在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是（2PSK），有效性最好的是（2ASK、2PSK）5、均匀量化器的量化信噪比与编码位数的关系是（编码位数增加1位，量化信噪比增大6dB），非均匀量化器可以提高（小）信号的量化信噪比。

5.4调频系统的抗噪声性能

(1)100%调制时AM信号的带宽和发射功率；(2)调
频指数为5时FM信号的带宽和发射功率。
解：(1)AM调制时
BAM 2 fm 2 8 16(MHz)
GAM
2 3
So
40
1010
104
No
Si 1 So 15000
N i GAM No
Si 15000Ni 15000 noB 1.2 103 W
No Ni
3 2
mF2M
BFM fm
3mF2M (mFM 1) 3mF3M BFM 2(1 mFM ) fm
5.4.3 小信噪比时的门限效应小信噪比情况下，解调器输出信噪比急剧恶化，称为门限效应。
5.4.4 预加重和去加重
加有预加重和去加重的调频系统
预加重和去加重电路
5-16 设一宽带FM系统，载波振幅100V，频率为 100MHz，调制信号m(t)的频带限制在5kHz，
m2 (t ) =5000V2，Kf=500πrad/(s∙V)，最大频偏
∆f=75kHz，并设信道噪声功率谱密度是均匀的，其单边谱密度Pn(f)=10-3W/Hz，试求： (1)接收机输入端理想带通滤波器的传输特性H(ω)；
(2)解调器输入端的信噪功率比；
(3)解调器输出端的信噪功率比；
(4)若m(t)以AM调制方法传输，并以包络检波器进行解调，试比较在输出信噪比和所需带宽方面与 FM系统有何不同。
2、频分复用实例调幅广播 . 常规调幅
中波载波：535-1605kHz 短波载波：3.9-18MHz fH=4.5kHz BAM=2fH=9kHz
∆B=9kHz
535 640 828 3.9
1605 f/kHz f/MHz

通信原理简答题答案2（个人整理）

通信原理简答题答案2（个⼈整理）第⼀章绪论1-2何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量值仅可能取有限个值。

模拟信号：电信号的参量取值连续。

两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。

1-3何谓数字通信？数字通信偶哪些优缺点？答：利⽤数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。

优点：抗⼲扰能⼒强，⽆噪声积累传输差错可控；便于现代数字信号处理技术对数字信息进⾏处理、变换、储存；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好。

缺点：⼀般需要较⼤的传输带宽；系统设备较复杂。

1-4 数字通信系统的⼀般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：信源编码：提⾼信息传输的有效性（通过数字压缩技术降低码速率），完成A/D转换。

信道编码/译码：增强数字信号的抗⼲扰能⼒。

加密与解密：认为扰乱数字序列，加上密码。

数字调制与解调：把数字基带信号的频谱搬移到⾼频处，形成适合在信道中传输的带通信号。

同步：使收发两端的信号在时间上保持步调⼀致。

1-5 按调制⽅式，通信系统如何分类？答：基带传输系统和带通传输系统。

1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：模拟通信系统和数字通信系统。

1-7 按传输信号的复⽤⽅式，通信系统如何分类？答：FDM,TDM,CDM。

1-8 单⼯、半双⼯及全双⼯通信⽅式是按什么标准分类的？解释他们的⼯作⽅式。

答：按照消息传递的⽅向与时间关系分类。

单⼯通信：消息只能单向传输。

半双⼯：通信双⽅都能收发消息，但不能同时进⾏收和发的⼯作⽅式。

全双⼯通信：通信双⽅可以同时收发消息。

1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信⽅式？他们的适⽤场合及特点？答：分为并⾏传输和串⾏传输⽅式。

并⾏传输⼀般⽤于设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间的数据传输。

串⾏传输使⽤与远距离数据的传输。

1-10 通信系统的主要性能指标是什么？—答：有效性和可靠性。

1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？答：有效性：传输速率，频带利⽤率。

5.4 调频系统的抗噪声性能

d
器
检波
鉴频器
压
fo
输入频率
(1)大信噪比条件下，包络检波可以近似分离出信号与噪声。（a） (2)小信噪声比条件下，无法分离出信号与噪声，且有明显的门限效应
2
5.4.1 输入信噪比
5.4.1 输入信噪比
设输入调频信号为 sFM (t ) A cos[ct K f m( )d ]
5.4.2 大信噪比时的解调增益
no= 5×10-15 W/Hz SO/NO=40dB
发射机
信道衰减
α=60 dB
解调器
n0 B AM 16 10 5 10
6
15
8.0 10 70.97dbW
8
G AM GFM
n0 BFM 96 106 5 1015 4.8 10 7 63.19dBW
第五章模拟调制系统
5.0 基本概念
5.1 幅度调制的原理
5.2 线性调制系统的抗噪性能 5.3 非线性调制的原理 5.4 调频系统的抗噪性能 5.5 各种模拟系统的比较 5.6 频分复用（FDM）
1
5.4 调频系统的抗噪声性能
抑制调频信号带重点讨论FM非相干解调时的抗噪声性能宽以外的噪声分析模型
So m 2 (t ) No n0 B
若设AM信号为100%调制。且m(t)为单频余弦波信号，则m(t)的平均功率为 m 2 (t ) A2 / 2 2
So A / 2 No n0 B
B为AM信号的带宽，它是基带信号带宽的两倍，B = 2fm 将两者相比，得到
So A2 / 2 N o 2n0 f m
So / N o FM So / N o AM

通信原理(陈启兴版)第4章课后习题答案

第四章模拟调制4.1学习指导4.1.1要点模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。

1.幅度调制幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。

在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。

由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。

但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。

事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。

幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。

如果调制信号m(t)的直流分量为0，则将其与一个直流量A0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为stAmttAtmttAM()0()cosc0cosc()cosc(4-1)如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，则调幅信号的频谱为1S()πA()()M()M()(4-2)AM0cccc2调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。

上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。

由波形可以看出，当满足条件|m(t)|A0(4-3)时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。

否则，出现“过调幅”现象。

这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。

调幅信号的一个重要参数是调幅度m，其定义为m A m(t)Am(t)0max0minAm(t)Am(t)0max0min(4-4)AM信号带宽B AM是基带信号最高频率分量f H的两倍。

AM信号可以采用相干解调方法实现解调。

当调幅度不大于1时，也可以采用非相干解调方法，即包络检波，实现解调。

双边带信号的时域表达式为stmttDSB()()cosc(4-5)其中，调制信号m(t)中没有直流分量。

如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，双边带信号的频谱为1S()M()M()(4-6)DSBcc2与AM信号相比，双边带信号中不含载波分量，全部功率都用于传输用用信号，调制效率达到100%。

通信原理答案

通信原理真题库：填空：#1就消息的传输而言，衡量数字通信系统性能好坏的两项主要指标是__有效__性和___可靠___性。

与二进制系统相比，多进制系统的_________性好，_________性差。

*1．就数字通信系统的性能指标而言，__有效__指标可用传输速率来衡量，具体可用___频带利用率___来表述；___可靠___指标可用差错率来衡量，具体可用___误码率__来表述。

2. 消息中的信息量与消息发生的概率有关，不可能发生事件的信息量为___无穷大___；必然事件的信息量为____0____。

3．四进制信源的四个符号出现的概率分别为1/2、1/4、1/8、1/8，信源的平均信息量为__7/4（b/符号）__；理论上，四进制信源的最大平均信息量为___2（b/符号）___，条件是_____信源的符号要等概率出现_____。

4．信道容量是指单位时间内信道中无差错传输的_____最大平均信息量_____，连续信道的香农信道容量公式为___________。

*4.根据香农公式，若想增加信道容量，可以__增大__信号功率，__减小__噪声功率，____增大___信道带宽。

5.高斯白噪声是指它的____概率密度____函数满足正态分布，同时它的____功率谱密度____函数是常数的一类噪声。

6.当无输入信号时，加性噪声是否存在？___存在___；乘性噪声是否存在？___不存在___。

7. 设基带信号是最高频率为 3.4kHz的语音信号，则AM信号带宽为__6.8KHZ__，SSB信号带宽为__3.4KHZ__，DSB信号带宽为__6.8KHZ__。

8.对于SSB,DSB,VSB,AM,FM,WBFM,频带利用率最高的是__SSB__，频带利用率最低的是__FM___，抗噪声性能最差的是__AM__。

9. 理想基带传输系统在____信道_____、____实际系统____和________________等三个方面都能达到理想要求。

通信原理考试答案试题

第一章一、理解通信系统的基本概念，组成、分类，数字通信的优点、缺点。

二、掌握信息量的计算。

信源熵的三、性能指标：有效性和可靠性掌握信息传输速率，码元传输速率，以及之间的转换关系。

根据已知条件会计算码元传输速率与信息传输速率。

掌握误码率定义，会计算误码率意义与计算。

什么情况下信源熵取最大值。

重要公式：信息量：平均信息量（信源熵）最大熵：等概时：信息速率和码元速率的关系误码率： 1、如果二进制独立等概信号，码元宽度为0.5ms,求RB 和Rb ；四制独立等概信号，码元宽度为0.5ms,求RB 和Rb 。

2、某系统经长期测定，其误码率Pe=10-5，系统码元速率为1200B ，问在多长时间内可能收到360个错误码元。

3.某离散信源集由四个独立符号所组成，它们出现的概率分别为1/2、1/4、3/16、1/16，则信源熵是。

若该信源每秒钟发送2000个符号，则码元传输速率为，信息传输速率为。

4.已知：0,1,2,3码等概率出现的四进制数字信号，每秒传输2000个符号,则码元传输速率为，信息传输速率为。

在半小时内共接收到116个错误码元，试计算系统Pe 的值。

1.了解随机过程的定义：无穷多个样本函数的集合。

随机过程的数字特征：数学期望，方差，相关函数。

2.了解狭义平稳随机过程定义：任意N 维分布都与时间起点无关。

知道什么样的随机过程是广义（宽）平稳随机过程。

1、平稳随机过程的一维时间无关，二维分布只与时间间隔有关2、自相关函数与功率谱密度满足互为傅里叶变换关系3、宽平稳不一定是严平稳，严平稳一定是宽平稳4、平稳随机过程的平均功率，直流功率，交流功率与自相关函数的关系。

5、平稳随机过程的特性---各态历经性（时间平均代替统计平均）6.均值为零，方差为窄带平稳高斯过程，它的同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程，且均值为相等都为0，方差相等都为，在同一时刻上得到的同相分量和正交分量是互不相关的或统计独立的。

(成都大学)通信原理期末习题与部分答案

1. 调制信道对信号的干扰分为乘性干扰和加性干扰两种。

2. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为恒参信道和随参信道两大类。

3. 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有：产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。

4. 常见的随机噪声可分为单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声三类。

5. 数字基带信号()t S的功率谱密度()ωS P 可能包括两部分即连续谱和离散谱。

6. 二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为振幅键控、频率键控和相位键控。

7. 模拟信号是利用抽样、量化和编码来实现其数字传输的。

8. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是模数转换器、数字传输系统和数模转换器。

9.在数字通信中，同步分为载波同步、位同步、群同步和网同步。

10. 通信系统按调制方式可分连续波调制系统和脉冲调制系统；按信号特征可分为模拟通信系统和数字通信系统。

11. 若系统功率传输函数为()ωH，则系统输出功率谱密度()()ωξOP 与输入功率谱密度()()ωξIP 关系为()()ωξOP ＝ ()()ωξIP ｜H （W ）｜212. 随参信道的传输媒质的三个特点分别为对信号的耗衰随时间而变、传输的时延随时间而变、多径传播。

13. 二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为模拟幅度调制法和键控法。

14. 衡量通信系统的质量指标主要有有效性和可靠性，具体对数字通信系统而言，前者常用码率来衡量，后者常用误码率来衡量。

15. 在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。

16. 根据香农公式，理想解调器的输入信噪比i iN S 和带宽c B 与输出信噪比o o N S 和带宽s B 之间满足c B lb(1+ i i N S ) = s B lb(1+ o o N S ) 。

现代通信原理考题题解-浙江大学

参考样卷1（一）填空题 (每空5分)1．根据仙农信道容量公式，信道频带宽度可以和信噪比互换，无限增加信道带宽，能否增大信道容量否2．目前我国移动通信中有下列三种多址方式，频分多址FDMA ，时分多址TDMA ，码分多址CDMA 。

模拟移动通信采用FDMA 多址方式，全球通GMS 采用TDMA 多址方式。

3．已知下列两个码组，C1=（10110），C2-（01000）C2 码组的重量W （C2）=1，C1，C2两码组之间的距离（码距）为W （C1，C2）=4。

4．调频信号鉴频解调器输出噪音功率谱的形状是和频率有抛物线形状关系，改善调频系统信噪比的简单方法是预加重和去加重。

5．数字复接中，帧同步码的作用是接收端识别出帧同步码后，即可建立正确的路序。

；二次群准同步复接中，塞入码的作用是调整码速。

6．在语音信号脉冲编码调制中，采用非均匀量化的目的是降低信息速率，压缩传输频带。

（P129）我国的脉冲编码调制系统，采用哪种对数压缩特性A 率对数压缩特性。

7，设语音信号的最高频率为, 则双边带调幅信号带宽为，调频指数为10的调频信号的带宽为KHz f m FM 8.74)1(2=+β。

8. 计算机局域网（以太网）中采用的数字基带信号的码型为曼切斯特码（数字双相码），与AMI 码相比，HDB3码的主要优点是便于定时恢复。

9．在数字调制性能评价时，常用到Eb/N0，其含义是比特平均能量噪音单边功率密度比，BPSK 与QPSK 调制在相同Eb/N0时误比特率相同，这是否意味相同信息速率时两者信噪比相同不同。

10．多进制数字调制中，基带信号常采用格雷码，其目的是减少解调误码率，设QPSK 信号的0相位对应的格雷码为00，分别给出90，180，270 相位对应的格雷码。

01，11，10。

（二）问答题1．（10分）数据通信开放系统互联模型的七层协议是什么内容调制解调器属于哪一层答：数据通信开放系统互联模型的七层协议是物理层，链路层、网络层、运输层——低层会晤层、表示层、应用层——高层, 调制解调器属于物理层。

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。

通信原理(张会生)课后习题答案

思考题1-1 什么是通信？常见的通信方式有哪些？1-2 通信系统是如何分类的？1-3 何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？1-4 试画出模拟通信系统的模型，并简要说明各部分的作用。

1-5 试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。

1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信具体用什么来表述？1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?习题1-1 设英文字母E出现的概率=0.105，X出现的概率为＝0.002，试求E和X的信息量各为多少？1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。

1-3 设一数字传输系统传送二进制信号，码元速率RB2=2400B，试求该系统的信息速率Rb2=？若该系统改为传送16进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少？1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号，信息速率为3600b/s，试问码元速率应为多少？1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s，试问变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少（码元速率不变）？1-6 已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在l小时内共收到1296个错误码元，试求系统的误码率=？1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s，接收端在0.5小时内共收到216个错误码元，试计算该系统=？l-8 在强干扰环境下，某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s。

（l）试问系统误信率=？（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变？为什么？（3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝？习题答案第一章习题答案1-1 解：1-2 解：1-3 解：1-4 解：1-5 解：1-6 解：1-7 解：1-8 解：思考题2-1 什么是狭义信道？什么是广义信道？（答案）2-2 在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？2-3 试画出调制信道模型和二进制无记忆编码信道模型。

通信原理第3章4-5(电子工业出版社张祖凡)[43页]

分析模型
解调器输入信噪比
解调器输出信噪比
信噪比增益
3.4.6 模拟调制系统的性能比较
SSB、DSB、AM和FM系统的基本性能指标参数
3.4.7 调频系统的门限效应
3.4.8 调频系统的加重技术
3.9
3.4 角度调制系统的原理及抗噪声性能
3.4.1 角度调制信号的时域表示 3.4.2 角度调制信号的频谱特性 3.4.3 调频信号的产生 3.4.4 调频信号的解调 3.4.5 调频系统的抗噪声性能 3.4.6 模拟调制系统的性能比较 3.4.7 调频系统的门限效应 3.4.8 调频系统的加重技术
3.4.2 角度调制信号的频谱特性
单频调制时角度调制信号的频域特性
单频调制时角度调制信号的频域特性
角度调制信号的带宽
一般角度调制信号的频带宽度
角度调制信号的平均功率
3.4.3 调频信号的产生
直接调频法
间接调频法
3.4.4 调频信号的解调
采用鉴频器进行解调
3.4.5 调频系统的抗噪声性能
3.4.1 角度调制信号的时域表示
角度调制信号的时域表示
调相信号的表达式
调频信号的表达式
PM与FM之间的关系
调相指数和调频指数
单频调制时的调相信号与调频信号
单频调制时的最大频移和最大相移
【例 3.5】
某调频器输出 FM 信号的瞬时频率偏移与输入的基带信号 m(t) cos1000πt 成比例变化，最大频偏为 1kHz。已知未调载波 c(t) 3cos(2π 106t) ，如果基带信号幅度增加为 5V 且频率增至 2kHz，写出新调频波的表达式。

4.5调频系统的抗噪性能分析

4.5 调频系统的抗噪性能分析一、概述调频信号的解调大多采用鉴频器方法。

F M 接收机：n （t ）～均值为零，单边功率谱密度为n 0的高斯白噪声 n i （t ）～经带通后，变成带限高斯噪声带通滤波器带宽B 应保证调频信号通过，窄带调频时，B ≈2f Ω宽调频时，B ≈2（m f +1）f Ω，可达n 十~n 百KH Z 带宽限幅器输入()()t n t s i FM +的合成波，其幅度相位均受到噪声影响，通过限幅器后，可消除幅度影响，因此只考虑噪声对相位影响。

鉴频器微分器输出为调频调幅波，包络检出后，通过低通滤波器取出调制信号()t m 0。

由于噪声对相位有影响，又经鉴频器的非线性作用，计算机分析很复杂。

因此也和AM 信号分析一样，考虑两种极端情况，即大信号噪比，和小信噪情况。

使分析简化，以便得到一些有用的结论。

也和调幅一样主要讨论输入，输出信噪比和调制增益。

二、抗噪性能分析（大信噪比情况下）⑴ 解调器输入信号功率i S 和输入噪声功率i N()()[]⎰+ω=dt t m K t A t s F c FM cos 注释：()12212+α=αcos cos()()()[]Ω+=====f m n B n t n N At S S f i i FMi 122100222比较大。

所以输入噪声功率＞一定时，当i AM FM N B B n ,0s ()t ()tBn A B n A N S i i 0202221==/ ⑵ 输出信号功率0S 和输出噪声功率0N调频信号的产生和解调都是非线性作用，计算信号功率时要考虑噪声的影响，计算噪声时要考虑信号的影响。

大噪声比情况下，信号和噪声相互影响可以忽略不计，即计算输出信号时，可假设信号为零。

鉴频器输出信号：()()t m K K t m f d d = 故鉴频器输出信号平均功率：()()()t m K K t m s F d d d 222==其次，假设调制信号()0=t m ，来计算输出噪声功率0N ()0=t m()[]t t n t n t Ac ω-ω+ω∴sin cos cos 高斯噪声之和：输入的未调载波与窄带化成极坐标形式：()[]()()()[]t t t R t t n t t n A c c s c c ϕ+ω=ω-ω+cos sin cos()()[]()()()()t n A t n t t n t n A t R c s s c +=ψ++=arctan2我们只对相位感兴趣。

调幅波波形.ppt

5.1 幅度调制/线性调制的原理
cos 2 f0t 设载波为 c(t) Acos 0t A
(t) 调制信号为 m 已调信号为 s(t)
调制信号 m(t) S’(t) H(f) 已调信号 s(t)
Acosw0t 线性调制器的原理模型
s' (t) m(t) Acos0t m(t) M( f ) m(t) Acos0t S' ( f ) A S' ( f ) [M( f f0 ] M[ f f 0 ] 2

调制的目的：
– 第一，通过调制可以把基带调制信号的频谱搬移到载波频率附近，这就将基带信号变换为带通信号。选择不同的载波频率，就可以将信号的频谱搬移到希望的频段上，这样的频谱搬移或者是为了适应信道传输的要求，或者是为了将多个信号合并起来用做多路传输。 – 第二，通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。 – 第三，调制不仅影响抗干扰能力，还和传输效率有关。具体地说就是不同调制方式产生的已调信号的带宽不同，因此影响传输带宽的利用率。
10年之后，也就是1856年，凯尔文 (Kelven)用微分方程解决了这个问题，他阐明了这实际上是一个频率特性的问题。频率较低的成分可以通过信道，而频率高的成分则被衰减掉了。从此,人们开始认识到，信道具有一定的频率特性，并不是信号中所有的频率成分都能通过信道进行传输，而且这时人们也将注意力转移到了怎样才能有效地在信道中传输信号而不导致出现频率失真，同时也提出问题，就是怎样才能节约信道,这就导致了调制技术的出现。
二、调制的分类调制器模型如图所示。
调制信号 m(t)
调制器
c(t)
已调信号 s(t)
其中： m(t)：源信号，通常用于调制载波c(t)的幅度、频率、相位，也称为调制信号； c(t)：载波信号； s (t)：已调信号，可能是调幅信号，也可能是调频信号等。

《通信原理》期末试卷

通信原理试卷(A)02.12.22学号：姓名：一填空题：（每个空0.5分，共15分）1. 基带传输系统的总误码率依赖于和之比。

2. 调制信道对信号的干扰分为和两种。

3. 若线形系统的输入过程()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是型的。

4.通断键控信号（OOK ）的基本的解调方法有及。

5.随参信道的传输媒质的三个特点分别为、、。

6.根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为和两大类。

7.包络检波法的系统误码率取决于和。

8. 起伏噪声又可分为、及。

9. 数字基带信号()t S 的功率谱密度()ωS P 可能包括两部分即和。

10.二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为和。

11.模拟信号是利用、和来实现其数字传输的。

12.模拟信号数字传输系统的主要功能模块是、数字传输系统和D/A 。

13. 设一分组码（110110）；则它的码长是，码重是，该分组码与另一分组码（100011）的码距是。

二判断题：（正确划“√”，错误划“ ×”；每题0.5分，共5分）1. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。

（）2. 一般说来，通过键控法得到二进制移频建控信号（2FSK ）的相位（n ϕ、n θ）与序列n 无关。

（）3. 任何一个采用线性调制的频带传输系统，总可以由一个等效的基带传输系统所替代。

（）4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。

（）5. 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。

（）6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道， B 与N S 可以互换。

（）7. 恒参信道对信号传输的影响是变化极其缓慢的，因此，可以认为它等效于一个时变的线性网络。

（）8. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若增加信道带宽B ，则信道容量C 无限制地增加。

（）9. 小信噪比时，调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度将随传输带宽的增加而增加。

模拟调制系统的抗噪声性能

SAM(ω)=πA0［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］+
0.5［M(ω+ωc)+M(ω-ωc)］
式中，A0为外加的直流分量； m(t)可以是确知信号，也可以
是随机信号，并且可以认为其平均值m(t) =0。另请注意：信号m(t)是带宽有限的，模拟其调制最系统高的抗频噪声率性能为H或 fH 。
m(t) O
DSB信号包含有两个边带，即上、下边带。由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信息传输的角度来考虑，传输一个边带就够了。这种只传输一个边带的通信方式称为单边带通信。单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。
（1）用滤波法形成单边带信号
H ( )
1
－ c
0
c
(a )
H ( ) 1
－) 制系统的抗噪声性能
幅度调制和角度调制
模拟调制系统的抗噪声性能
1. 幅度调制（线性调制）的原理
幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。幅度调制器的一般模型：
m(t)
×
h(t)
sm(t)
cosct
设调制信号m(t)的频谱为M(ω)，冲激响应为h(t)的滤波器特性为H(ω), 则该模型输出已调信号的时域和频域一般表示式为
PAM=
A02 2
m2(t) 2
pc
ps
式中， PC载波功率，PS 为边带功率。
由此可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关。也就是说，载波分量不携带信息。即使在“满调幅”（|m(t)|max=A0时，也称100％调制）条件下，载波分量仍占据大部分功率，而含有用信息的两个边带占有的功率较小。因此，从功率上讲，AM信号的功率利用率比较低。

通信原理试题库填空题

通信原理填空题库按传送信号的复用方式来分，通信系统有 ___________ __ ， ___ ，___ 。

按传输媒介来分，通信系统可分为和___ __ 。

通信系统按信道中传输的信号不同可以分为 ___ _______ 和_ 。

按工作波段来分，通信分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信和。

信息是指。

数据传送方式可以从不同角度进行区分，若按数据传输的流向和时间关系可分为单工通信、和。

相对于模拟通信，数字通信的缺点是一般需要较大的 ___ ，另外，由于数字通信对同步要求高，因而系统设备复杂。

信息速率与传码率的关系是。

1已知消息 x 出现的概率为 p(x)= ，则该消息的信息量Ｉ = bit 。

16一离散信源由 0、1、2、3 四个符号组成，它们出现的概率是 1/2 、1/4 、1/8 、1/8 ，且每个符号出现独立，则平均信息量是，最大可能平均信息量通信系统的主要性能指标是 ___ ，_ _ 。

消息出现的概率越小，它所含的信息量越 __ ；不可能事件所含的信息量为数字通信系统的有效性一般用 __ 来衡量，可靠性用 __ 来衡量。

某四进制系统， 4 秒钟传输 4800 个四进制符号，则此系统的传码率 R B = ，传信率R b =。

通信系统中通信方式分为三种，广播通信属于，使用同一载频的普通无线对讲机属于，电话属于。

模拟调制系统的抗噪声性能主要用来衡量；数字调制系统的抗噪声性能主要用来衡量。

数字通信系统的有效性一般用 __ 来衡量，可靠性用 _ 来衡量。

码元速率相同时， 8 进制的信息速率是二进制的倍。

每秒传送 N 个 M 进制的码元，则其信息速率为。

1、2、3、1.2.3. 4、4.5. 6. 7.8. 9. 10. 11. 12. 13.14.15.设在 125 s 内传输 256 个二进制码元，则码元传输速率为；若该信码在 2s 内有3 个码元产生错误，则误码率为；码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的倍。

调频信号的解调及抗噪声性能分析

调频信号的解调及抗噪声性能分析1 需求分析应用MATLAB语言编写基本的通信系统的应用程序，进行模拟调制系统，数字基带信号的传输系统的建模、设计与仿真。

所有的仿真用MATLAB程序实现，系统经过的信道都假设为高斯白噪声信道，并用程序画出调制信号，载波，已调信号、解调信号的波形。

2 概要设计通信的目的是传输信息。

通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地。

对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图1所示）。

图1 通信系统一般模型信息源（简称信源）的作用是把各种信息转换成原始信号。

根据消息的种类不同信源分为模拟信源和数字信源。

发送设备的作用产生适合传输的信号，即使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗噪声的能力，并且具有足够的功率满足原距离传输的需求。

信息源和发送设备统称为发送端。

发送端将信息直接转换得到的较低频率的原始电信号称为基带信号。

通常基带信号不宜直接在信道中传输。

因此，在通信系统的发送端需将基带信号的频谱搬移（调制）到适合信道传输的频率范围内进行传输。

这就是调制的过程。

信号通过信道传输后，具有将信号放大和反变换功能的接收端将已调制的信号搬移（解调）到原来的频率范围，这就是解调的过程。

信号在信道中传输的过程总会受到噪声的干扰，通信系统中没有传输信号时也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。

由于这样的噪声是叠加在信号上的，所以有时将其称为加性噪声。

噪声对于信号的传输是有害的，它能使模拟信号失真。

在本仿真的过程中我们假设信道为高斯白噪声信道。

调制在通信系统中具有十分重要的作用。

一方面，通过调制可以把基带信号的频谱搬移到所希望的位置上去，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号。

另一方面，通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力，同时，它还和传输效率有关。

具体地讲，不同的调制方式产生的已调信号的带宽不同，因此调制影响传输带宽的利用率。