《通信原理》_樊昌信第5章
樊昌信《通信原理》(第7版)名校考研真题(模拟调制系统)【圣才出品】
第5章 模拟调制系统 一、填空题1.AM 、SSB 、FM 系统中,有效性最好的是 __,可靠性最好的是 __。
[华中科技大学2002研]【答案】SSB ;FM【解析】AM 、SSB 、FM 系统的带宽及调制制度增益如表5-1所示。
表5-12.用基带信号m (t )=2cos4000πt 对载波c (t )=20cos2πf c t 进行调频,若调频的调制指数是βf =9,则调频信号的时域表达式s (t)=______,其信号带宽B =______Hz 。
[北京科技大学2010研]【答案】;B =40000【解析】(1)若调制信号为单一频率的正弦波,即,则调频信号的时域表达式为()cos()m m m t A t ω=由题意可知 A 0=20,,βf =9,ωm =4000π所以(2)带宽B =2(1+)f m ,又f m =,所以B =40000。
3.模拟通信系统中,若载波的幅度由模拟基带信号()m t 的变化规律去控制,则称为幅度调制;若载波的频率由模拟基带信号()m t 的变化规律去控制,则称为______。
[北科2011研]【答案】频率调制【解析】模拟通信系统中,可以把调制信号的消息载荷于载波的幅度变化中,也可以载荷于载波的频率中,前者称为幅度调制,后者称为频率调制。
4.模拟通信系统中,己调信号带宽与有效性之间的定性关系为______,接受机输出信噪比与可靠性之间的定性关系为______。
[华中科技大学2002研]【答案】已调信号带宽越宽,有效性越差;接收机输出信噪比越高,可靠性越好。
【解析】模拟通信系统中,有效性可用有效传输频带来度量,同样的信息所用的调制方式不同,调制信号的频带宽度也不同,带宽越大,有效性越差。
可靠性通常用接收端解调器输出的信噪比来度量,输出的信噪比越高,通信质量就越好。
0()cos[sin()]c f m s t A t t ωβω=+2c c f ωπ=f β20002m =πω二、判断题1.标准调幅AM信号的包络调制解调属于线性解调方式。
通信原理第七版课后答案樊昌信
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: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等概时的平均信息速率为(2)平均信息量为则平均信息速率为 s 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 -=== 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=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 === 。
习题1.6 设一个信息源输出四进制等概率信号,其码元宽度为125 us 。
试求码元速率和信息速率。
解:B 6B 118000 Bd 125*10R T -=== 等概时,s kb M R R B b /164log *8000log 22===习题1.7 设一台接收机输入电路的等效电阻为600欧姆,输入电路的带宽为6 MHZ ,环境温度为23摄氏度,试求该电路产生的热噪声电压的有效值。
通信原理第七版课后答案樊昌信
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)平均信息量为比特977.1516log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为sb 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 Bd5*10BBRT-===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96log961*4832log321*16)(log)()(log)()(22264121+=-=-=∑∑==iiiiMiixPxPxPxPXH=5.79比特/符号因此,该信息源的平均信息速率。
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第5章模拟调制系统思考题5-1 何谓调制?调制在通信系统中的作用是什么?答:(1)调制是指把信号转换成适合在信道中传输的一种过程。
广义的调制分为基带调制和带通调制(又称载波调制)。
(2)调制在通信系统中的作用:①将基带信号的频谱搬至较高的频率上,提高发射效率;②将多个基带信号分别搬移到不同的载频处,实现信道的多路复用,提高信道利用率;③扩展信号带宽,提高系统抗干扰能力。
5-2 什么是线性调制?常见的线性调制方式有哪些?答:(1)线性调制又称幅度调制,是指由调制信号去控制高频载波的幅度,使之随调制信号作线性变化的过程。
波形上,幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。
(2)常见的线性调制有调幅、双边带调制、单边带调制和残留边带调制。
5-3 AM信号的波形和频谱有哪些特点?答:(1)AM信号的波形特点:AM波的包络与调制信号的形状完全一样。
(2)AM信号的频谱特点:①AM信号的频谱有载频分量、上边带和下边带三部分组成;②上边带的频谱结构和原调制信号的频率结构相同,下边带是上边带的镜像;③带宽是基带信号带宽的2倍。
5-4 与未调载波的功率相比,AM信号在调制过程中功率增加了多少?答:由于AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成,而只有边带的功率才与带宽相关,也就是说载波分量并不携带信息,因此AM信号在调制过程中功率增加了调制信号的功率。
5-5 为什么要抑制载波?相对AM信号来说,抑制载波的双边带信号可以增加多少功效?答:(1)抑制载波的原因:抑制载波可以提高调制效率,节省载波功率,若不存在载波分量,信号的调制效率是100%,即全部功率都用于信息传输。
(2)对于AM信号,抑制载波的双边带可以使其调制效率提高到100%。
5-6 SSB信号的产生方法有哪些?各有何技术难点?答:(1)SSB信号的产生方法:①滤波法,滤波法是指先产生一个双边带信号,然后让其通过一个边带滤波器,滤除不要的边带,即可得到单边带信号;②相移法,相移法是指利用相移网络,对载波和调制信号进行适当的相移,以便在合成过程中将其中的一个边带抵消而获得SSB信号。
《通信原理》樊昌信__课后习题答案
解:(1)g1(t)=g(t) G(f)
g2(t)= -g(t) -G(f)
功率谱密度:
双极性二进制信号的功率谱:
(2)有。
故
5.7设一个基带传输系统接收滤波器的输出码元波形h(t)如图5.3所示。
(1)试求该基带传输系统的传输函数H(f);
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:
(2) 若其信道传输函数C(f)=1,且发送滤波器和接收滤波器的传输函数相同,即GT(f)=GR(f),试求GT(f)和GR(f)的表示式。
解:(1)
(2)
故
5.8设一个基带传输系统的传输函数H(f)如图5.4所示。
(1)试求该系统接收滤波器输出码元波形的表示式;
(2) 若其中基带信号的码元传输RB=2f0,试用奈奎斯特准则衡量该系统能否保证无码间串扰传输。
解:信噪比为:r=2
解:输入信号码元序列:0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0
相对码元序列:0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0
相对相位序列:0π0πππ0ππ0 0 0 0
绝对相位序列:0πππ0 0ππ0π0 0 0
第七章同步
7.2设载波同步相位误差等于10o,信噪比r等于10dB。试求此时2PSK信号的误码率。
等效矩形带宽为:
通信原理教程(第三版)樊昌信部分课后习题答案
A
T
O
T
t
5
(1)由图 5-21 得
图 5-2 习题图 1
g (t)
A1
2 T
t
,
t
T 2
0
其他
g(t) 的频谱函数为:
G(w) AT Sa2 wT 2 4
由 题 意 , P0 P1 P 1/ 2 , 且 有 g1(t) = g(t) , g 2 (t) =0 , 所 以
第一章: 信息量、平均信息速率、码元速率、信息速率 第二章:
习题 设随机过程 X(t)可以表示成:
X (t) 2cos(2t ), t
式中, 是一个离散随机变量,它具有如下概率分布:P( =0)=,
P( = /2)=
试求 E[X(t)]和 RX (0,1) 。
解 E[X(t)]=P( =0)2 cos(2t) +P( = cost
T /2 T /
2
2
cos(2
t
)
*
2
cos
2
(t
)
dt
2 cos(2 ) e j2t e j2t
P( f )
RX
(
)e
j
2
f
d
(e
j
2
t
e j2t )e j2
f d
( f 1) ( f 1)
1
习题 试求 X(t)=A cost 的自相关函数,并根据其自相关函数求 出其功率。
(1) 试写出该信号序列功率谱密度的表达式,并画出其曲线; (2) 该序列中是否存在 f 1 的离散分量若有,试计算其功率。
gT(t)
1
T / 2 图/ 25-4 习0 题图 / 2 T / 2 t 解:(1)基带脉冲波形 g(t) 可表示为:
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【答案】FM、SSB/DSB、AM
【解析】在模拟通信系统中,可靠性的指标为解调器输出信噪比 S0/N0,信噪比越大,
可靠性越高。
即为窄带调频的带宽。
3.AM 系统在______情况下会出现门限效应。 【答案】包络检波且小信噪比 【解析】门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的,AM 系统在包络检波的 非线性解调作用中,当输入信噪比低于门限值时(输入信号幅度远小于噪声幅度),将会出 现门限效应,这时解调器的输出信噪比将急剧恶化,有用信号被噪声扰乱,系统无法正常工 作。
2.下面列出的方式当中,( )属于非线性调制。 A.单边带调制 SSB B.双边带调制 DSB C.残留边带调制 VSB D.频率调制 FM 【答案】D 【解析】线性调制是指已调信号的频谱是调制信号频谱的搬移。ABC 三项,均属于线
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号取 4kHz 作为标准带宽。
二、填空题 1.残留边带滤波器的传输特性 H(ω)应满足______。 【答案】H(ω+ωc)+H(ω-ωc)=常数,|ω|≤ωH;或者说,在载频两边具有 互补对称特性 【解析】残留边带滤波器的 H(ω)应在载频两边具有互补对称(奇对称)特性,即需 满足 H(ω+ωc)+H(ω-ωc)=常数,|ω|≤ωH。
5.在多路载波电话系统中,采用单边带方式进行频分多路复用,其一个标准的 12 路 基群信号的副载波间隔是( )。
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A.3.8kHz
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通信原理樊昌信课后习题答案
习题解答《通信原理教程》樊昌信第一章 概论某个信息源由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=⨯=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++-=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。
通信原理第5章(樊昌信第七版)剖析
DSB调制器
sDSB t m t cos ct
条件: m t 0
m t
cos ct
sDSB t
1 SDSB M c M c 2
m
m(t ) max A0
m<1 正常调幅 m>1 过调幅
m=1 临界状态,满调幅(100 )
A m(t )
A
0
A m(t )
A m(t )
A
A
t
0
t
0
t
sAM (t )
sAM (t )
sAM (t )
0
t
t
t
m 1
m 1
m 1
高调幅度的重要性!
AM
Ps m 2 (t ) PAM A02 m 2 (t )
AM
m(t ) max A0 m 2 (t ) „ A0 2 故AM „ 50% AM功率利用率低!
载波 ---不含有用信息 ,却“浪费”大部分的发射功率。 当然,
AM正是利用这种“浪费”去换取解调的“便宜”,即包检。
边带 ---包含有用信息m(t), 满调幅时,边带功率最大。
定义调幅系数 m(用百分比表示时,又称调幅度) ——反映基带信号改变载波幅度的程度:
12
AM信号的缺点
sAM t A0 cos c t m t cos ct
AM信号功率:
PAM
A02 m 2 (t ) Pc Ps 2 2 载波功率 边带功率
Ps m 2 (t ) PAM A02 m 2 (t )
调制效率(功率利用率):
通信原理教程第三版樊昌信部分课后习题答案
第一章:信息量、平均信息速率、码元速率、信息速率第二章:习题2.1 设随机过程X (t )可以表示成:式中,θ是一个离散随机变量,它具有如下概率分布:P (θ=0)=0.5,P (θ=π/2)=0.5试求E [X (t )]和X R (0,1)。
解:E [X (t )]=P (θ=0)2cos(2)t π+P (θ= π/2)2cos(2)=cos(2)sin 22t t t ππππ+- 习题2.2 设一个随机过程X (t )可以表示成: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:为功率信号。
习题2.6 试求X (t )=A cos t ω的自相关函数,并根据其自相关函数求出其功率。
解:R (t ,t+τ)=E [X (t )X (t+τ)] =[]cos *cos()E A t A t ωωτ+功率P =R(0)=22A 习题2.10 已知噪声()t n 的自相关函数()ττk -e 2k R n =,k 为常数。
(1)试求其功率谱密度函数()f P n 和功率P ;(2)画出()τn R 和()f P n 的曲线。
解:(1)222()()2(2)k j j n n k k P f R e d e e d k f τωτωττττπ-+∞-+∞--∞-∞===+⎰⎰ (2)()n R τ和()f P n 的曲线如图2-2所示。
图2习题2.16 设有一个LC 低通滤波器如图2-4所示。
若输入信号是一个均值为0、双边功率谱密度为02n 的高斯白噪声时,试求 (1) 输出噪声的自相关函数。
(2)解:(1)LC 低通滤波器的系统函数为H(f)=2221221422j fCf LC j fL j fC ππππ=-+输出过程的功率谱密度为20021()()()21i n P P H LCωωωω==- 对功率谱密度做傅立叶反变换,可得自相关函数为00()exp()4Cn C R L Lττ=- (2) 输出亦是高斯过程,因此 第三章:习题3.1 设一个载波的表达式为()5cos1000c t t π=,基带调制信号的表达式为:m(t)=1+cos200t π。
通信原理第六版樊昌信第5章课件
波器的输出频谱为
Sd
()
1 2
M
( ) H
(
c
)
H
(
c
)
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第5章 模拟调制系统
Sd
()
1 2
M
( ) H
(
c
)
H
(
c
)
显然,为了保证相干解调的输出无失真地恢复调制信
号m(t),上式中的传递函数必须满足:
H( c ) H( c ) 常数, H 式中,H - 调制信号的截止角频率。
上述条件的含义是:残留边带滤波器的特性H()在c处必
SSB信号的性能 SSB信号的实现比AM、DSB要复杂,但SSB
调制方式在传输信息时,不仅可节省发射功率,而 且它所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。 它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。
20
第5章 模拟调制系统
5.1.4 残留边带(VSB)调制
原理:残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种折中方 式,它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点,又解决了 SSB信号实现中的困难。在这种调制方式中,不像SSB那 样完全抑制DSB信号的一个边带,而是逐渐切割,使其残 留—小部分,如下图所示: M
通信原理
第5章 模拟调制系统
1
第5章 模拟调制系统
基本概念
调制 - 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一 种过程。
广义调制 - 分为基带调制和带通调制(也称载波调
制)。
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。
调制信号 - 指来自信源的基带信号
载波调制 - 用调制信号去控制载波的参数的过程。
[ A02 cos2 ct m2 (t) cos2 ct 2A0m(t) cos2 ct 若 m(t) 0
通信原理(第六版)樊昌信曹丽娜_第六版--课后思考题及习题答案
第一章绪论1.1以无线广播和电视为例,说明图1-1模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中,信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点:1.抗干扰能力强;2.传输差错可以控制;3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化;5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低;6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。
另外,电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽,一路数字电话约占64KHZ。
1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换;信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力;加密与解密的功能是保证传输信息的安全;数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输;同步的功能是在首发双方时间上保持一致,保证数字通信系统的有序,准确和可靠的工作。
通信原理第六版-思考题答案-樊昌信-曹丽娜-编著
通信原理第六版-思考题答案-樊昌信-曹丽娜-编著第一章绪论1-1 以无线广播和电视为例,说明图1-1模型中信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么?1-2 数字通信有那些特点?答:第一,数字传输抗干扰能力强,尤其在中继时,数字信号可以再生而消除噪声的积累;第二,传输差错可以控制,从而改善了传输质量;第三,便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理;第四,数字信息易于做高保密性的加密处理;第五,数字通信可以综合传递各种消息,使通信系统功能增强。
1-3 按消息的物理特征,通信系统如何分类?答:根据消息的特征不同,通信系统可以分为:第一:电报通信系统;第二:电话通信系统;第三:数据通信系统;第四:图像通信系统。
1-4 按调制方式,通信系统如何分类?答:按调制方式,通信系统可以分为:基带传输和频带传输。
1-5 按传输信号的特征,通信系统如何分类?答:按传输信号的特征,通信系统可以分为:模拟通信系统和数字通信系统。
1-6 按传送信号的复用方式,通信系统如何分类?答:按传送信号的复用方式,通信系统可以分为:频分复用,时分复用和码分复用。
1-7 通信方式是如何确定的?答:通信方式是根据消息的传送方向与时间关系确定的。
1-8 通信系统的主要性能指标是什么?答:通信系统的主要性能指标是:传输速率和差错率。
1-9 什么是误码率?什么是误信率?它们之间的关系如何?答:所谓误码率,是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,或者更确切起的说,误码率即是码元在传输系统中被传错的概率。
所谓误信率,又称误比特率,是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例,或者更确切地说,它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
二者之间的关系:它们都是表示差错率的。
1-10 什么是码元速率?什么是信息速率? 它们之间的关系如何?答:码元速率是指每秒钟传送码元的数目,单位为“波特“,常用符号“B”表示。
信息速率是指每秒钟传递的信息量,单位是比特/秒。
通信原理第5章(樊昌信第七版)
s p t sVSB t 2 cos ct
sVSB t
sp t
LPF
sd t
S p S VSB c S VSB c
S VSB
c(t ) 2 cos c t
1 M c M c H 2
SSB信号的特点
优点之一是频带利用率高。传输带宽为AM/DSB的一半:
BSSB BAM / 2 f H
因此,在频谱拥挤的通信场合获得了广泛应用,尤其在 短波通信和多路载波电话中占有重要的地位。
优点之二是低功耗特性,因为不需传送载波和另一个边 带而节省了功率。这一点对于移动通信系统尤为重要。
m
m(t ) max A0
m<1 正常调幅 m>1 过调幅
m=1 临界状态,满调幅(100)
A m(t )
A
0
A m(t )
A m(t )
A
A
t
0
t
0
t
sAM (t )
sAM (t )
sAM (t )
0
t
t
t
m 1
m 1
m 1
高调幅度的重要性!
AM
Ps m 2 (t ) PAM A02 m 2 (t )
幅度调制 频率调制 相位调制
m(t )
调制器
sm (t )
按载波信号 c(t)的类型分
连续波调制 脉冲调制
c(t )
7
本章研究的模拟调制方式:
——是以正弦信号 c(t ) A cos(c t ) 作为载波的
通信原理教程+樊昌信+习题答案第五章
第五章习题习题5.1 若消息码序列为1101001000001,试求出AMI 和3HDB 码的相应序列。
解: A MI 码为 3HDB 码为习题5.2 试画出A MI 码接收机的原理方框图。
解:如图5-20所示。
图5-1 习题5.2图习题 5.3 设)(1t g 和)(2t g 是随机二进制序列的码元波形。
它们的出现概率分别是P 和)1(P -。
试证明:若k t g t g P =-=)](/)(1[121,式中,k 为常数,且10<<k ,则此序列中将无离散谱。
证明:若k t g t g P =-=)(/)(1121,与t 无关,且10<<k ,则有1)()]()([212=-t g t g t g P即 )()1()()()(2221t g P t g t Pg t Pg -=-=0)()1()(21=-+t g P t Pg所以稳态波为 ∑∑--+-=)()1()()(s 2s 1nT t g P nT t g P t v0)]()1()([s 2s 1=--+-=∑nT t g P nT t g P即0)(=w P v 。
所以无离散谱。
得证!习题5.4 试证明式()()()()⎰+-=1011d 2sin 2sin 4W f ft W f H Wt t h ππ。
证明:由于⎰∞∞-=df e f H t h ft j π211)()(,由欧拉公式可得⎰⎰⎰∞∞-∞∞-∞∞-+=+=fft f H ftdf f H fft ft f H t h d 2sin )(j 2cos )(d )2sin j 2)(cos ()(1111ππππ由于)(1f H 为实偶函数,因此上式第二项为0,且⎰∞∞-=f ft f H t h d )2cos()(2)(11π10100010010111000001001011+--+-++-+-+k a令,'d d ,'f f W f f =+=,代入上式得⎰⎰⎰∞-∞-∞-+++=++=WWW fWt ft W f H f Wt ft W f H f t W f W f H t h d 2sin 2sin )(2d 2cos 2cos )(2'd ])'(2cos[)'(2)(1111πππππ由于)(1f H 单边为奇对称,故上式第一项为0,因此⎰⎰+=+=∞-WW fftt W f H W fftt W f H W t h 0111d 2sin )(2sin 4d 2sin )(2sin 2)(ππππ习题5.5 设一个二进制单极性基带信号序列中的“1”和“0”分别用脉冲)(t g [见图5-2的有无表示,并且它们出现的概率相等,码元持续时间等于T 。
通信原理第六版习题答案
通信原理第六版习题答案【篇一:通信原理_(第六版)_(樊昌信)_课后答案完整版】db=10^(40/10)=10000 100%调制时制度增(2)(2)b=2*fh*(mf+1)=96mhz 输出信噪比so/no=40db=10^(40/10)=10000 制度(3)是不是很晕。
可以别理我上面那么规范的解题。
画个模型你就清楚了呵呵(4)发送端c---信道---带通滤波器---a解调器b(5)书上给出的公式si/ni是a处的,so/no是b处的这里要求的是发射功率,也就是c处的。
信号经过信道传输功率会衰减,所以只要求出解调器输入端的信号功率,乘上信道损耗就ok了第一章绪论第二章确定信号和随机信号分析【篇二:通信原理(第六版)课后答案】xt>通信原理第六版(樊昌信曹丽娜著)国防工业出版社课后答案第一章绪论第二章确定信号和随机信号分析【篇三:通信原理(第六版)课后思考题及习题答案】以无线广播和电视为例,说明图1-1模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中,信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点:1.抗干扰能力强;2.传输差错可以控制;3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化;5.设备便于集成化、微机化。
通信原理(第七版)-樊昌信-第五章-模拟通信系统-重要知识点
通信原理(第七版)-樊昌信-第五章-模拟通信系统-重要知识点1.调制的⽬的:(1)将信号转换为适合在信道中传输的已调信号;(2)实现多路复⽤,提⾼信道利⽤率;(3)改善系统抗噪声性能;2.调制⽅法:2.1 滤波法:Sm(t)= [ m(t)· coswc·t ] * h(t);2.2 移像法:Sm(t)= Si(t)· coswc·t + Sq(t) · sinwc·t;其中:Si(t) = m(t) * hi(t);Sq(t) = m(t) * hq(t);hi(t) = h(t)· coswc·t;hq(t) = h(t)·sinwct;3.AM(hi(t) = 1;hq(t) = 0):3.1 调制框图:3.2 表达式:为了将原始信号的波形通过包络描述出来,必须将其移动到x轴之上,即:A0 >= |m(t)max| or 调幅指数:m = |m(t)max| / A <= 13.3 因为调制将信号搬移到远处,⼜因为信号频谱本⾝就有x轴左右对称,那么其已调信号带宽为:B = 2*fH3.4 看3.2得到前半部分的功率是(注意:开始m(t)功率为Pm):后半部分类推得AM信号的平均功率:3.5 那么其调制效率或者功率利⽤率:3.6 噪声:Nt = n0/2 *2Bbpf = n0 * Bbpf = 2*n0*fm3.7 解调器输⼊噪声⽐:Si / Ni = (Ps+ Pc)/2*no*fm3.8 解调器输出:3.8.1 噪声与信号:噪声:经过低通,去直流之后,N0 = 1/4 * Ni(因为n0(t) = 1/2 * nc(t))信号:经过低通,去直流之后,S0 = 1/4 * Pm = 1/2 * Ps(因为:m0(t) = 1/2 * m(t))3.8.2 输出信噪⽐:So/No = ( 1/2 * Ps )/(1/4 * Ni)3.9 调制增益:GAm = (So/No )/(Si / Ni ) = 2*ps/(Pc + Ps)100%调制时候即A = |m(t)|max :调制效率 = (A0²/2) / (A0²/2 + A0²) = 1/3调制增益 GAm = 2/3(观察3.5与3.9)3.10 门限效应:⾮相⼲解调器(包络检波)的⾮线性解调作⽤引起的,使⽤⾮相⼲解调时候,⼩信噪⽐,使得输出信噪⽐不是随着输⼊信噪⽐减⼩⽽减⼩,⽽是急剧恶化的现象;3.11 优缺点:缺点:功率利⽤率低;优点:包络检波电路简单,解调器输出信号为有⽤信号的2倍;应⽤:中短波调幅⼴播;4.DSB-SC将AM的A0给去掉,就没Pc了;4.1 信号:4.2 带宽:2*fm4.3 输⼊信噪⽐:Si / Ni = = Ps / 2*no*fm = Ps / Ni4.4 输出信噪⽐:So/No = ( 1/2 * Ps )/(1/4 * Ni)(相⼲解调,⾳译包络不能反应m(t)了)4.5 调制增益GDsb = 24.6 调制效率:14.7 优缺点:缺点:相⼲解调电路复杂;优点:调制效率⾼;应⽤:作为SSB、VSB信号的基础;5.SSB:⽤滤波器滤出⼀个边带;5.1 信号:5.2 带宽:B = fm(因为是单边带)5.3 输⼊信噪⽐:Si / Ni = = Ps / 2*no*fm = Ps / Ni5.4 输出信噪⽐:So/No = ( 1/4 * Ps )/(1/4 * Ni)(因为是单边带,功率减半)5.5 调制增益 GSsb = 15.6 调制效率:15.7 优缺点:优点:带宽减少了⼀半,节省发射功率;缺点:都相移pi/2很困难;6.VSB: 介于SSB与DSB的折中(哈哈,⼈⽣的⼤道理啊)6.1 信号(我们由解调器我们的解调⽅式及我们需要的信号波形,逆推出H(w)满⾜的关系式):Svsb(w) = H(w)* SDsb(w)6.⾓度调制:6.1 ⼀般表达式:6.2 单⾳调频: 将m(t)信号表达式带⼊其FM信号的定义式⼦中去得: Δf = Kf * Am / 2pi 最⼤频偏6.2.1 带宽:6.2.2 G:(⼤信噪⽐)(⼩信噪⽐)6.2.3 预加重与去加重:预加重:因为上图,在信道噪声介⼊之前,⼈为提⾼信号的⾼频分量,使得信噪⽐上升;去加重:将⾼频噪声衰减,增强低频信号分量(因为调频⼴播中⾳乐、语⾳在低频)7.补充:。
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第5章 模拟调制系统 章
5.1.4 残留边带(VSB)调制
原理:残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种折中方 式,它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点,又解决了 SSB信号实现中的困难。在这种调制方式中,不像SSB那 样完全抑制DSB信号的一个边带,而是逐渐切割,使其残 留—小部分,如下图所示: M (ω ) —
第5章 模拟调制系统 章
调制的目的 提高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,以实现 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,还 可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 调制方式 模拟调制 数字调制 常见的模拟调制 幅度调制:调幅、双边带、单边带和残留边带 角度调制:频率调制、相位调制
带宽:它是带有载波分量的双边带信号,带宽是基带信 号带宽 fH 的两倍: B = 2 f 功率:
AM H
当m(t)为确知信号时,
2 PAM = s AM (t ) = [ A0 + m(t )]2 cos 2 ωc t 2 = [ A0 cos 2 ωct + m 2 (t ) cos 2 ωct + 2 A0 m(t ) cos 2 ωc t
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第5章 模拟调制系统 章
SSB信号的频谱 S SSB (ω ) = S DSB (ω ) ⋅ H (ω ) 上边带频谱图:
−ω c
SDSB (ω )
ωc
H USB (ω )
ω
−ω c
S USB (ω )
ωc
ω
−ω c
ωc
ω
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第5章 模拟调制系统 章
滤波法的技术难点 滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性 例如,若经过滤波后的话音信号的最低频率为300Hz, 则上下边带之间的频率间隔为600Hz,即允许过渡带为 600Hz。在600Hz过渡带和不太高的载频情况下,滤波 器不难实现;但当载频较高时,采用一级调制直接滤波 的方法已不可能实现单边带调制。 可以采用多级(一般采用两级)DSB调制及边带滤波的 方法,即先在较低的载频上进行DSB调制,目的是增大 过渡带的归一化值,以利于滤波器的制作。再在要求的 载频上进行第二次调制。 当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用了。
若保留上边带,则有
sUSB (t ) =
两式仅正负号不同
1 1 1 Am cos(ωC + ωm )t = Am cos ωm cos ωc t − Am sin ωm sin ωc t 2 2 2
1 1 1 Am cos(ωC − ωm )t = Am cos ωm t cos ωc t + Am sin ωmt sin ωc t 2 2 2
若 m (t ) = 0 则 A2
PAM
0
m 2 (t ) = + = Pc + PS 2 2
式中
Pc = A02/2
Ps = m 2 (t ) / 2
- 载波功率, - 边带功率。
10
第5章 模拟调制系统 章
调制效率 由上述可见,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,载波分 量并不携带信息。有用功率(用于传输有用信息的边带 功率)占信号总功率的比例称为调制效率:
1 SAM (ω) = π A0[δ (ω +ωc ) +δ (ω −ωc )] + [M(ω +ωc ) + M(ω −ωc )] 2
若m(t)为随机信号,则已调信号的频域表示式必须 用功率谱描述。 sm ( t ) m (t ) 调制器模型
⊕
A0
⊗
cos ωc t
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第5章 模拟调制系统 章
波形图
通信原理
1
通信原理
第5章 模拟调制系统 章
2
第5章 模拟调制系统 章
基本概念
调制 - 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一 种过程。 广义调制 - 分为基带调制和带通调制(也称载波调 制)。 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。 调制信号 - 指来自信源的基带信号 载波调制 - 用调制信号去控制载波的参数的过程。 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。 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,其作用是将已调信 3 号中的调制信号恢复出来。
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第5章 模拟调制系统 章
滤波法及SSB信号的频域表示
滤波法的原理方框图 - 用边带滤波器,滤除不要的边带:
m (t )
⊗
sDSB ( t )
H (ω )
sSSB ( t )
c (t )
图中,H(ω)为单边带滤波器的传输函数,若它具有如下理 1, ω > ωc 想高通特性: H (ω ) = HUSB (ω ) = 0, ω ≤ ωc 则可滤除下边带。 1, ω < ωc 若具有如下理想低通特性: H (ω ) = H LSB (ω ) = 0, ω ≥ ωc 则可滤除上边带。
6
第5章 模拟调制系统 章
5.1.1调幅(AM) 调幅( 调幅 )
时域表示式 sAM (t ) = [ A0 + m(t )]cos ωct = A0 cos ωct + m(t )cos ωct 式中 m(t) - 调制信号,均值为0; A0 - 常数,表示叠加的直流分量。 频谱:若m(t)为确知信号,则AM信号的频谱为
若保留下边带,则有
sLSB (t ) =
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第5章 模拟调制系统 章
将上两式合并: 1 1 s SSB (t ) = Am cos ω m t cos ω c t m Am sin ω m t sin ω c t 2 2 式中,“-”表示上边带信号,“+”表示下边带信号。 希尔伯特变换:上式中Am sinωmt可以看作是Am cosωmt 相移 π/2的结果。把这一相移过程称为希尔伯特变换,记为 “ ^ ”,则有
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第5章 模拟调制系统 章
对残留边带滤波器特性的要求
由滤波法可知,残留边带信号的频谱为
SVSB (ω ) = S DSB (ω ) ⋅ H (ω ) = [ M (ω + ωc ) + M ω − ωc )] H (ω )
1 2
为了确定上式中残留边带滤波器传输特性H(ω)应满足的 H( ) 条件,我们来分析一下接收端是如何从该信号中恢复原基带信 号的。
频谱图
由频谱可以看出,AM信号的频谱由
t 载频分量 上边带 下边带 三部分组成。 t 上边带的频谱结构与原调制 信号的频谱结构相同,下边 t 带是上边带的镜像。
M (ω )
−ωH
ωH
ω
载频分量
载频分量
SAM (ω )
−ωc
上边带 下边带 下边带
ωc
ω
上边带 9
第5章 模拟调制系统 章
AM信号的特性
SDSB (ω )
sDSB ( t )
t
−ω c
ωc
12
ω
第5章 模拟调制系统 章
调制效率:100% 优点:节省了载波功率 缺点:不能用包络检波,需用相干检波,较复杂。
5.1.3 单边带调制(SSB)
原理:
双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频 谱M(ω)的所有频谱成分,因此仅传输其中一个边带即可。 这样既节省发送功率,还可节省一半传输频带,这种方 式称为单边带调制。 产生SSB信号的方法有两种:滤波法和相移法。
ηmax = 1/3
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第5章 模拟调制系统 章
5.1.2 双边带调制(DSB)
时域表示式:无直流分量A0
s DSB (t ) = m(t ) cos ωc t
2
频谱:无载频分量 1 SDSB (ω) = [M (ω + ωc ) + M (ω − ωc )] 曲线:
t
M (ω )
−ω H
t
ωH
ω
η AM
m2 (t ) PS = = PAM A02 + m 2 ( t )
2 当m(t) = Am cos ωmt时,m 2 (t ) = Am / 2
代入上式,得到
η AM
2 Am = 2 = 2 2 2 A0 + m ( t ) 2 A0 + Am
m2 ( t )
当|m(t)|max = A0时(100%调制),调制效率最高,这时
ˆ Am cosωmt = Am sinωmt
这样,上式可以改写为
sSSB (t ) =
1 1 $ Am cos ωmt cos ωct m Am c os ωmt sin ωct 2 2
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第5章 模拟调制系统 章
1 1 $ sSSB (t ) = Am cos ωmt cos ωct m Am c os ωmt sin ωct 2 2 把上式推广到一般情况,则得到 1 1 ˆ s SSB ( t ) = m ( t ) cos ω c t m m ( t ) sin ω c t 2 2 式中, m(t )是m(t )的希尔伯特变换 ˆ
4
第5章 模拟调制系统 章
5.1幅度调制(线性调制)的原理 幅度调制(线性调制) 幅度调制
一般原理
表示式: c(t ) = Acos (ωct + ϕ0 ) 设:正弦型载波为 式中,A — 载波幅度; ωc — 载波角频率;
ϕ0 — 载波初始相位(以后假定ϕ0 = 0)。
则根据调制定义,幅度调制信号(已调信号)一般 可表示成 sm (t ) = Am (t ) cos ω c t 式中, m(t)— 基带调制信号。