通信原理第五版第6章数字调制

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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。

移动通信原理第6次课-第6章BPSK数字调制

• 典型的扩频通信系统方框图如下。 • 我们在前面已经学习了信源编码、扩频加扰部分，下面继续学习数字调制。 • 扩频信号是数字信号，是不能直接上无线信道传输的。必须将数字信号调制到正弦或余弦模拟信号上才能上无线信道传输。
第6章数字调制技术
6.1 关于数字调制的概念
• 下图表明了一个两电位数字信号序列经过短短几十米双绞线传输后的衰减情况。
6.1.2 数字调制基本原理 • 通常余弦波信号表示为： • s(t) = a(t)cos[w(t)+j(t)] • 其中，t是时间； a(t)是幅度；w(t)是角频率； j(t)是相位。 • 数字调制就是用基带数字信号0和1去控制余弦信号的幅度、角频率和/或相位的变化。随着余弦波在无线信道里传输，基带数字信号也传输了出去。因此，这种余弦波被称为载波；它被基带数字信号调制后成为调制信号。
• 由于一般信道都是通频带有限的带通信道，脉冲信号中的高频成分将受到严重衰减，信号前沿由陡峭变得平缓，幅度也受到衰减，数字信号将严重变形。这些不良变化将导致接收机在对数字信号识别时出错。 • 上述在短距离上直接传输数字信号的方法叫做基带传输。 • 如果需要在长距离的有线信道和无线信道上传输数字信号必须采用频带传输技术，即由高频载波信号来载荷数字信号，这就是数字调制。
• 分别调制载波幅度、频率和相位的2ASK(振幅键控)、2FSK(频移键控)和2PSK(相移键控) 调制波形如下：
6.1.3 数字调制的分类
• 数字调制的分类如下表：不恒定 ASK（幅度键控）包络 QAM（正交幅度键控） MQAM（星座调制）数字 FSK BFSK(二进制频移键控) 调 (频移键控) MFSK(多进制频移键控) 制
数字信号控制的相位，它有有限的M个不同取值，每个相位携带的信息量I = log 2 M (bit)。 • 例如，当M=2，φk的每一相位携带1bit信息：0或1；当M=4， φk的每一相位携带2bit信息：00、01、10或11；当M=8，φk 的每一相位携带3bit信息：000、001、010、011、100、101、 110或111。 • 在发送端，数字调制器输出的载波信号相位将随输入不同的数字信号而改变。对于一个数字信号，Sk(t)的相位φk将取一个特定的值与之对应。

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。

通信原理第六章数字信号的频带传输

通信原理ICommunication Theory安建伟北京科技大学通信工程系第六章数字信号的频带传输6.1 引言 6.2 二进制数字信号正弦型载波调制 6.3 四相移相键控 6.4 M进制数字调制 6.5 恒包络连续相位调制第6章数字信号的频带传输6.1 引言1.数字信号的正弦型载波调制数字信号 d(t) 调制频带信号带通信道s ( t ) = A c o s ( 2 π ft + ϕ ) = F ( d ( t ))用数字基带信号去控制正弦型载波的某参量： ¾ 控制载波的幅度，称为振幅键控(ASK)； ¾ 控制载波的频率，称为频率键控(FSK)； ¾ 控制载波的相位，称为相位键控(PSK)。

3北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输2. 数字信号的分类（1）二进制及M进制(M>2)；（2）按是否满足叠加原理分类：线性调制及非线性调制；（3）按已调符号约束关系分类无记忆调制及有记忆调制。

4北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输6.2 二进制数字信号的正弦载波调制1. 二进制通断键控（OOK或2ASK） 2. 二进制移频键控（2FSK） 3. 二进制移相键控（2PSK或BPSK） 4. 2PSK的载波同步 5. 差分移相键控（DPSK）5北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输 (OOK) 6.2.1 二进制通断键控二进制通断键控(OOK： On-Off Keying) 又名二进制振幅键(2ASK)，它是以单极性不归零码序列来控制正弦载波的导通与关闭。

即正弦载波的幅度随数字基带信号而变化。

6北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输1. OOK信号的产生a) 模拟法n = −∞∑+∞a nδ ( t − nTb )b (t ) =a n = 0 或1脉冲成形滤波器冲激响应 g T ( t )n = −∞∑+∞a n g T ( t − nTb )sO O K (t ) A cos(2π f c t )b) 键控法载波 cosωct开关电路1 0KSOOK(t)b(t)7北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输¾时域表示b( t ) =n = −∞∑a∞ngT ( t − nTb )其中b(t)为单极性矩形不归零脉冲序列。

《通信原理》课后习题答案及每章总结(樊昌信,国防工业出版社,第五版)第六章

《通信原理》习题参考答案第六章6-1. 设发送数字信息为011011100010，试分别画出OOK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。

解：6-4. 假设在某2DPSK 系统中，载波频率为2400Hz ，码元速率为1200B ，已知相对码序列为1100010111：（1）试画出2DPSK 信号波形（注：相位偏移ϕ∆可自行假设）；（2）若采用差分相干解调法接收该信号时，试画出解调系统的各点波形；（3）若发送信息符号0和1的概率分别为0.6和0.4，试求2DPSK 信号的功率谱密度。

解：（1）载波频率为码元速率的2倍0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 OOK 2FSK 2PSK2DPSK 2DPSK 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1（2）相干解调系统的原理框图如下：1 1 0 0 0 1 0 1 1 1abcdef（3） )]2400()2400([41)]()([41-++=-++=f P f P f f P f f P P s s c s c s E ，其中：∑+∞∞---++--=)()(])1([)()()1(2212221s s ss s mf f mf G a P Paf f G a a P P f P δ∑+∞∞--+=)()(04.0)1(196.022s s s mf f m Sa f f Sa f δππ)(04.0)()1200/(sin 115222f f f δππ+= ∴⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=2222)2400()2400(1200sin )2400()2400(1200sin 2.29f f f f P E ππ )]2400()2400([01.0-+++f f δδ6-5. 设载频为1800Hz ，码元速率为1200B ，发送数字信息为011010：（1）若相位偏差︒=∆0ϕ代表“0”、︒=∆180ϕ代表“1”，试画出这时的2DPSK 信号波形；（2）又若︒=∆270ϕ代表“0”、︒=∆90ϕ代表“1”，则这时的2DPSK 信号的波形又如何？（注：在画以上波形时，幅度可自行假设。

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。

通信原理讲义-第六章数字信号的载波传输1二进制调制

数字信号的调制可以看成特殊调制信号的模拟调制，类似模拟调制的情况，数字调制也是用调制信号调制载波的三个参数：振幅、频率、相位。相应地称为：幅度键控、频率键控、相位键控。
6.1 二进制数字调制

二进制数字调制是指调制信号为二进制基带信号，这种调制信号仅有两种电平，表示为“1”和“0”：二进制数字调制又分为：二进制幅度键控二进制频率键控二进制相位键控
数字基带信号二进制幅度键控s2ASK(t)
载波Acoswct
二进制幅度键控解调（非相干）
带通滤波器
1 0.5 0 -0.5 -1 0 1 0.5 0 -0.5 -1 0 1 0.5 0 -0.5 -1 0 100 200 300 400 500 600 100 200 300 400 500 600 100 200 300 400 500 600
1 A1 0 0 0 1 ……

由调频理论，调制后信号的瞬时频率 w(t)=w0+KFMf(t) 而对单极性二元基带信号只有两种电平： f(t)=0或1，故：w1= w0+KFM w2= w0。
二进制频率键控调制后的时域波形
1
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1
二进制差分相位键控的调制方法
二元单极性码输入相对码差分编码二进制差分相位键控DPSK输出
Acos(wct)
载波发生器
差分编码原理：
后一位与新生成的前一位码做模2和得到新生成的码
绝对码：1 0 0 1 0 1 1 0 相对码：1 1 1 0 0 1 0 0
二进制差分相位键控的解调（相干）

通信原理与技术第6 章模拟信号的数字化

第6 章模拟信号的数字化本章教学要求：1、掌握低通型抽样定理、PCM 基本工作原理。

掌握均匀量化原理、非均匀量化原理（A 律13折线）和编码理论。

2、理解时分复用和多路数字电话系统原理。

3、了解PCM 抗噪声性能、DM 和DPCM 系统原理。

§6.1 引言一、什么是模拟信号数字化？就是把模拟信号变换为数字信号的过程，即模数转化。

这是本章欲解决的中心问题。

二、为什么要进行模数转换？由于数字通信的诸多优点，数字通信系统日臻完善。

致使许多模拟信源的信号也想搭乘数字通信的快车；先将模拟信号转化为数字信号，借数字通信方式（基带或频带传输系统）得到高效可靠的传输，然后再变回模拟信号。

三、怎样进行数字化？就目前通信中使用最多的模数转换方法—脉冲编码调制（PCM）为典型，它包含三大步骤：1.抽样（§2 和§3）；2.量化（§4）；3.编码（§5）1.抽样：每隔一个相等的时间间隙，采集连续信号的一个样值。

2.量化：将量值连续分布的样值，归并到有限个取值范围内。

3.编码：用二进制数字代码，表达这有限个值域（量化区）。

2、解调3、抽样定理从频谱图清楚地看到，能用低通滤波器完整地分割出一个F（ω）的关键条件是ωs≥2ωm，或f s≥2f m。

这里2f m 是基带信号最大频率，2f m 叫做奈奎斯特抽样频率。

抽样定理告诉我们，只要抽样频率不小于2f m，从理想抽样序列就可无失真地恢复原信号。

二、带通抽样带通信号的带宽B=f H-f L，且B<<f H，抽样频率f s 应满足f s=2B(1+K/N)=2f H/N 式中，K=f H/B-N，N 为不超过f H/B 的最大整数。

由于0≤K<1，所以f s在2B～4B 之间。

当f H >> B 即N >>1 时f S =2B。

当f S > 2B(1+R/N) 时可能出现频谱混叠现象（这一点是与基带信号不同的）例：f H= 5MHz，f L = 4MHz，f S =2MHz 或3MHz 时，求M S(f)§6.3 脉冲幅度调制（PAM）理想抽样采用的单位冲击序列，实际中是不存在的，实际抽样时采用的是具有一定脉宽和有限高度的窄脉冲序列来近似。

通信原理第6章模拟信号的数字传输

可见：量化电平增加一倍，即编码位数每增加一位，量化信噪比提高6分贝。
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第6章模拟信号的数字传输
11
6.1.2 量化
对于正弦信号，大信号出现概率大，故量化信噪比近
似为

Sq Nq
dB

6k

2
(dB）
对于语音信号，小信号出现概率大，故量化信噪比近似为
取样定理描述：一个频带限制在 0 ~ f H内的连续信
号
m(t ) ，如果取样速率
fs

2
f
，则可以由离散样值
H
序列ms (t)无失真地重建原模拟信号 m(t) 。
取样定理证明：
ms (t) m(t) Ts (t)
M s ( f ) M ( f ) Ts ( f )
Ts ( f )
第６章模拟信号的数字传输
1、数字通信有许多优点:
抗干扰能力强，远距离传输时可消除噪声积累差错可控，利用信道编码可使误码率降低。易于和各种数字终端接口中；易于集成化，使通信设备小型化和微型化易于加密处理等。
2、实际中有待传输的许多信号是模拟信号
语音信号；图像信号；温度、压力等传感器的输出信号。
于前一个时刻的值上升一个台阶；每收到一个代码 “0”就下降一个台阶。编码和译码器
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第6章模拟信号的数字传输
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6.2.2 △Ｍ系统中的噪声
采用△Ｍ实现模拟信号数字传输的系统称为△Ｍ系统
△Ｍ系统中引起输出与输入不同的主要原因是：量化误差和数字通信系统误码引起的误码噪声。
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第6章模拟信号的数字传输

通信原理6.6恒包络调制

6 正弦载波数字调制：小结3
AWGN信道条件下，且频带利用率相同，进制数大于四时，QAM比MPSK的抗噪声性能优，功率利用率高；
MSK和GMSK等调制方式与普通的ASK、 FSK、PSK或DPSK和QAM调制方式相比，已调信号对邻道的干扰小，有效提高了频谱资源的使用效率。
6 正弦载波数字调制：小结4
1
m 11
f2 fc 4TS (N
) 4T
MSK的相位特点:
相位约束条件：
k
k1
(ak
ak
1
)
2
(k
1)
k 1
k 1 (k 1)
当ak ak1 当ak ak1
若 0 0 则 k 0 或（mod 2 )
MSK信号的特点
振幅恒定频偏固定h=0.5 相位变化π/2 码元周期是四分之一载波周期的整数倍码元转换时刻相位连续
MSK（最小频移键控）
k (t)
ct
ak
2TS
t
k
1
1 d k (t) 2 dt
fc
ak 4Ts
fc 4TS 1
fc 4TS
调制指数：
h
1 2Ts
Ts
0.5
a1 a1
MSK（最小频移键控）
一般2FSK两个波形的相关系数:
sin2 ( f2 f1)Ts sin4fcTs
2 ( f 2 f1 )Ts
4f cTs
相关系数为0的条件是:
f
f2
f1
n 1 2TS
n的最小值是1，对应最小正交频移键控。
MSK（最小频移键控）
上式还表明，MSK信号在每一码元周期内必须包含四分之一载波周期的整数倍。fc

通信原理第六章题库总合

填空题1. 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。

2.采用相干解调方式时，相同误码率条件下，2ASK,2FSK,2PSK系统所需信噪比数量关系为（2ASK>2FSK>2PSK）3.MSK信号时包络恒定，（相位连接），（带宽最小）并且严格正交的2FSK信号。

4二进制调制中，载波的幅度，频率或相位有（2）种变化，，相应的调制方式有（2ASK,2FSK,2PSK/2DPSK）5对正弦载波的振幅，频率或相位进行键控，便可获得（振幅键控）（频移键控）（相位键控）三种基本的数字调制方式。

6在误码率Pe相同的条件下，对信噪比r的要求：2ASK比2FSK高（3）dB,2FSK 比2PSK高（3）dB,2ASK比2PSK高（6）dB。

7 如果理想MPSK数字调制传输系统的带宽为12KHz,则该系统无码间串扰最大信息传输速率为（12㏒2Mkb/s）8模拟调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是（连续变化的），而键控法产生的2FSK信号的相位在相邻码元之间（不一定连续）9. 2ASK信号中的调制信号s(t)是（单极性）非归零数字基带信号，而在2PSK 中的调制信号s(t)是（双极性）非归零数字基带信号。

10数字带通传输系统的最高频带利用率是（1）Baud/Hz,8PSK的系统的信息传输速率为1500b/s,其无码间干扰传输的最小带宽为（500）Hz.11 二进制数字调戏系统，当码元速率相同时，（2FSK）系统带宽最宽，抗噪声性能方面，（OOK）最差。

12对于2DSK、2ASK、2FSK通信系统，按可靠性好坏，排列次序为（2DPSK、2ASK、2FSK），按有效性好坏，排列次序为（2DPSK（2ASK）、2FSK）13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）14设信息速率为2.048Mbit/s,则2DPSK信号带宽为（4.096Mbit/s,），QPSK信号的带宽为（2.048Mbit/s,）。

通信原理-第六版-课后答案

思考题第一章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。

二者之间的关系：在二进制下，二者在数值上相等，只是单位不同；在N进制下，设信息速率为Rb(bit/s),码元速率为Rbn(B),则有：Rb=Rbn*log2N(bit/s)1-12 什么是信源符号的信息量？什么是离散信源的信息熵？答：信源符号的信息量是它出现的概率P(x)的函数。

无线通信原理与应用-6.6 恒包络调制

Tb 0
cos 2
fmt cos 2
fstdt

sin 2 ( fm fs )Tb 2 ( fm fs )Tb

sin 4 fcTb 4 fcTb
为了易于区分两个信号，希望它们是正交的，
即要求ρ＝0：
第一项等于零：2π(2fd)Tb=n π，即：fd＝n/4Tb，第二项等于零：4πfcTb>>1，或4πfcTb=nπ
过零点
过零点
后面，我们令cos( )=C(t)，令sin( )=S(t)。
16
附加相位函数6
17
附加相位函数7
由此，我们知道，
当ak=＋1时，Ik=Qk ；
当ak=－1时，Ik=－Qk 。
差分编码关系
此外，根据相位连续条件，我们还可以证明，
(Tb=n/4fc)，即：每个码元期间包含四分之一载波周期的整数倍。
8
MSK信号的正交性1
由前面的结论，对于MSK有：
f
＝
d
1 4Tb
故相关系数ρ的的第一项等于零，这里取 n＝1。
可见：MSK为频差（带宽）最小的正交 FSK调制，故称为“最小频移键控调制 ”，或“快速频移键控调制(FFSK)”
s(
t
)

cos
2fct
cos
t 2Tb
cos
xk

sin
2fct
ak
sin
t 2Tb
cos
xk

。
Ik
cos
t 2Tb
cos
2f c t

Qk
sin
t 2T b

通信原理第六章数字基带传输系统

来源：来源：计算机输出的二进制数据模拟信号→ A/D →PCM码组上述信号所占据的频谱是从直流或低频开始的，故称数数字基带信号。字基带信号
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基本概念
2、数字信号的传输
1）基带传输基带传输——数字基带信号不加调制在某些基带传输具有低通特性的有线信道中传输，特别是传输距离不太远的情况下； 2）频带传输频带传输——数字基带信号对载波进行调制频带传输后再进入带通型信道中传输。
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传输码结构设计的要求
码型变换或成形是数字信息转换为数字信号的过程，码型变换或成形是数字信息转换为数字信号的过程，不数字信息转换为数字信号的过程同的码型将有不同的频谱结构，对信道有着不同的要求。同的码型将有不同的频谱结构，对信道有着不同的要求。
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引言数字基带信号码波形基带传输的常用码型基带脉冲传输和码间干扰无码间干扰的基带传输特性
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6.３基带传输的常用码型３
在实际的基带传输系统中，在实际的基带传输系统中，并不是所有类型的基带电波形都能在信道中传输。型的基带电波形都能在信道中传输。对传输用的基带信号有两个方面的要求：对传输用的基带信号有两个方面的要求：（ 1 ）对代码的要求，原始消息代码必须编对代码的要求，成适合于传输用的码型；传输码型的选择）成适合于传输用的码型；（传输码型的选择）对所选码型的电波形要求，（2）对所选码型的电波形要求，电波形应适合于基带系统的传输。（基带脉冲的选择）。（基带脉冲的选择适合于基带系统的传输。（基带脉冲的选择）

通信原理教程第6章数字基带调制

6.1.2 数字通信中的一些基本概念
1．信息量
常用的信息量单位为比特（bit）。对二进制离散信源，若输出的二进制序列中，符号“0”和“1”等概出现，且各符号之间统计独立，则此信源输出的每个符号所包含的信息量为1bit。在“0”和“1”不等概出现，或各符号之间相关时，每符号携带的平均信息量小于 1bit 。
2．信息传输速率与码元速率
3．误比特率与误符号率
在实际通信环境中，由于噪声以及信道特性不理想，数字信号经信道传输后会存在错误。误比特率定义为传输过程中出现错误的比特数与传输的总比特数之比值；误符号率定义为传输过程中出现错误的符号数与传输的总符号数之比值。对二进制传输系统，二者相等。
图6-3 差分编码
在电报通信中，常把1称为传号，把0称为空号。若用电平跳变表示1，称为传号差分码。若用电平跳变表示0，则称为空号差分码。传号差分码和空号差分码分别记作NRZ（M）和NRZ（S）。
例6.1
绝对码： 1 0 1 0 0 1 1 相对码：1 0 0 1 1 1 0 1 差分码并未解决简单二元码所存在的问题，但是这种码型与信息1和0之间不是绝对的对应关系，而只具有相对的关系，因此它可以用来解决相移键控信号解调时的相位模糊的问题。由于差分码中电平只具有相对意义，所以又称为相对码。
（2）双极性非归零码
用正电平和负电平分别表示1和0，在整个码元期间电平保持不变。双极性码无直流成分，可以在电缆等无接地的传输线上传输，因此得到了较多的应用。
（3）单极性归零码
此码常记作RZ码。与单极性非归零码不同，RZ码发送1时高电平在整个码元期间T内只保持一段时间t，在其余时间则返回到零电平，发送0时用零电平表示。 t/T称为占空比，通常使用半占空码。单极性归零码可以直接提取位定时信号，是其他码型提取位定时信号时需要采用的一种过渡码型。

通信原理思考题答案

通信原理思考题答案第一章绪论1.1信息和信息的区别是什么？信息和信号有什么区别？答：消息必须转换成为电信号，才能在通信系统中传输。

人们接受消息，关心的消息中包含的有效内容就是信息。

信息是消息中包含的有意义的内容，或者说是有效内容。

信号是消息的载体。

1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？答：信源编码的目的是压缩编码。

信号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：调制包含调节或调制的意义。

调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性想适应，使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。

1.8数字通信系统有哪些性能指标？答：可靠性和有效性。

使用以下指标进行测量：传输率、错误率、频带利用率和能量利用率。

1.10无线信道和有线信道的类型是什么？答：无线信道的种类：视线传播、地波和天波、散射；有线信道的种类：明线、对称缆和同轴电缆1.13什么是多路径效应？答：多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间,其接收信号的强度,将由各直射波和反射波叠加合成。

多径效应会引起信号衰落。

1.16什么是快衰落？什么是慢衰落？答：多径效应引起的衰落通常被称为“快速衰落”。

这种“缓慢下降”是几天的下降。

第二章信号2.11何谓平稳随机过程？广义平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别？答：如果随机过程x（T）的统计特征与时间起点无关。

广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，但只与T1和T2之间的间隔有关。

2.12什么是窄带平稳随机过程？答：若信号或噪声的带宽和其“载波”或中心频率相比很窄。

2.14何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？答：白噪声是指功率谱密度均匀分布在整个频域的噪声。

在所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。

2.15什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？答：高斯白噪声：如果噪声的振幅分布服从高斯分布，且其功率谱密度均匀分布，则称为高斯白噪声。

2.23无失真信号传输的条件是什么？答：第三章模拟调制系统3.1调制的目的是什么？答：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。

通信原理数字调制系统

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调制信号为二进制数字信号时的调制方式统称为二进制数字调制，这类调制中，载波的某个参数（如幅度、频率或相位）只有2种变化状态。常见二进制数字调制方式：二进制振幅键控(2ASK)，二进制频移键控(2FSK)，二进制相移键控(2PSK)。要求掌握：时域表达式、波形图；频域表达式、频谱图；调制解调器框图、调制解调器工作原理的数学描述；抗高斯白噪声的性能。
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（2）相干解调
BPF x(t) LPF
cosω ct
r(t)
抽样判决
cp(t)
载波同步 e0(t)
位同步器
x(t)
r(t) cp(t)
无码间串扰
r（t）与包络检波中不同，有正、负值，其它同包络检波。
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6.2.2
2FSK （二进制移频键控）
1、2FSK信号的时域表达
正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频点间变化，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为
－ fc －fs －fc － fc ＋fs
0 fc －fs fc fc ＋fs f
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为了限制频带宽度，可以采用带限信号作为基带信号。图给出
基带信号为升余弦滚降信号时，2ASK信号的功率谱密度示意图。
PB( f )
－B
0
B
f
(a) 基带信号功率谱
PASK( f )
－ fc －B
－fc
－ fc ＋B
s2 FSK (t ) [ an g (t nTs )]cos 1t [ an g (t nTs )]cos 2t