第四章 模拟通信系统
通信原理习题和答案
log
2
32
5.7（5 bit / 符号)
平均信息速率为： R b R B H 2000 5.75 11.5(kbit/s) （2）当个符号等概出现时，信息源发出的平均信息速率最高。
H max log 2 M log 2 64 6(bit / 符号) R bmax R B H max 2000 6 12(kbit/s)
表达式为
f
(t) cosct
，频域表达式为
1 [F ( 2
c
)
F (
c )]
。
10 、 设 调 制 信 号 为 f t 载 波 经 调 制 信 号 调 制 后 的 表 达 式 为 ：
st Atcosct t 0 其中 c 为载波角频率，0 为载波初相位。若
RB 300band
Rb 300bit / s
2、、现有一个由 8 个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互
独立，每个符号的宽度为 0.1ms。计算： （1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作 2
小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输， 在工作 2 小时后发现了 27 个差错比特（若每符号至多出错 1 位），求传输 的误比特率和误符号率。
T＝1ms，所以码元速率为： RB4
1 T
1000 Baud
信息速率为： Rb RB4 I 1000 2 2000(bit / s)
5、某信息源由 64 个不同的符号所组成，各个符号间相互独立，其中 32 个符号的出现概率均为 1/128，16 个符号的出现概率均为 1/64，其余 16 个符 号的出现概率均为 1/32。现在该信息源以每秒 2000 个符号的速率发送信息， 试求：
第4章模拟通信系统简介
时域
付里叶变换
频域
图 4-3 付里叶变换
4
付里叶变换有许多重要的性质和定理，其中调制定理在通信
系统中的应用最为广泛，调制定理实际上是对信号的频谱进行搬
移，这是通信系统中调制技术的关键所在。调制定理的表述为
若 f (t) F ()
则
f
(t) cos(Ct)
1 [F (
2
C
)
F (
2．调幅指数 mAM 若设基带信号为 f (t) Am cos(mt m ) ，对应的常规调幅信号为
sAM (t) [ A0 f (t)]cos(ct c ) [ A0 Am cos(mt m )]cos(ct c )
A0 1
Am A0
cos( m t
13
4.2 振幅调制
模拟通信系统的振幅调制简称调幅，它是一种线性频谱搬移技术。 调幅主要常规（普通）调幅（AM）、抑制载波的双边带调幅（DSB-SC）、 单边带调幅（SSB）和残留边带调幅（VSB）。
4.2.1 常规调幅（AM）
1．常规调幅（AM）信号
常规调幅信号的时域表达式为
sAM (t) A(t) cos(ct c )
（4-2）
式中 A(t) 调幅信号的包络，由于它受到了基带信号 f (t) 的调制，因而它
是随时间变化的，它不是一个常量。 A(t) 的数学表达式为
14
A(t) A0 f (t)
（4-3）
式中 A0 为未调载波的振幅，f (t) 为基带信号。进一步可将（4-2）
式写为
s AM (t) [ A0 f (t)]cos(ct c )
下边带
通信原理教案李白萍
通信原理教案李白萍第一章：通信原理概述1.1 通信系统的定义解释通信系统的概念强调通信系统在现代社会中的重要性1.2 通信系统的分类介绍模拟通信系统和数字通信系统的区别解释无线通信和有线通信的区别1.3 通信系统的基本组成介绍发送端、接收端和信道的基本功能强调调制、解调、编码和解码在通信系统中的作用1.4 通信系统的性能指标介绍传输速率、误码率和信号失真度等性能指标解释这些指标对通信系统的影响第二章：模拟通信系统2.1 模拟通信系统的原理解释模拟通信系统的基本原理强调调制和解调在模拟通信系统中的作用2.2 模拟通信系统的优点和缺点介绍模拟通信系统的优点和缺点强调模拟通信系统在特定应用场景中的适用性2.3 模拟通信系统的应用实例举例说明模拟通信系统在实际应用中的应用强调模拟通信系统在特定行业中的重要性第三章：数字通信系统3.1 数字通信系统的原理解释数字通信系统的基本原理强调编码、解码和数字调制在数字通信系统中的作用3.2 数字通信系统的优点和缺点介绍数字通信系统的优点和缺点强调数字通信系统在现代通信中的重要性3.3 数字通信系统的应用实例举例说明数字通信系统在实际应用中的应用强调数字通信系统在不同行业中的广泛应用第四章：无线通信系统4.1 无线通信系统的原理解释无线通信系统的基本原理强调无线传输技术和频率分配在无线通信系统中的作用4.2 无线通信系统的优点和缺点介绍无线通信系统的优点和缺点强调无线通信系统在现代社会中的便利性和局限性4.3 无线通信系统的应用实例举例说明无线通信系统在实际应用中的应用强调无线通信系统在不同行业中的广泛应用第五章：通信系统的性能评估5.1 通信系统的性能评估方法介绍常用的通信系统性能评估方法强调性能指标在评估通信系统性能中的重要性5.2 误码率的计算和降低解释误码率的计算方法介绍降低误码率的技术和策略5.3 信号失真度的分析和补偿分析信号失真度的原因和影响介绍信号失真度的补偿技术和方法第六章：信号传输技术6.1 信号传输的基本概念介绍信号传输的定义和目的强调信号传输在通信系统中的重要性6.2 同轴电缆传输信号解释同轴电缆的结构和传输原理介绍同轴电缆在不同通信系统中的应用6.3 光纤传输信号解释光纤的结构和传输原理强调光纤通信系统的优点和应用领域第七章：调制与解调技术7.1 调制的基本概念解释调制的定义和目的强调调制在通信系统中的重要性7.2 模拟调制技术介绍调幅、调频和调相的原理和应用强调不同调制技术的优缺点和适用场景7.3 数字调制技术介绍振幅调制、频率调制和相位调制的原理和应用强调数字调制在现代通信系统中的重要性第八章：编码与解码技术8.1 编码的基本概念解释编码的定义和目的强调编码在通信系统中的重要性8.2 模拟编码技术介绍模拟编码的原理和应用强调不同编码技术的优缺点和适用场景8.3 数字编码技术介绍数字编码的原理和应用强调数字编码在现代通信系统中的重要性第九章：信号接收与处理技术9.1 信号接收的基本概念解释信号接收的定义和目的强调信号接收在通信系统中的重要性9.2 模拟信号接收技术介绍模拟信号接收的原理和应用强调不同接收技术的优缺点和适用场景9.3 数字信号接收技术介绍数字信号接收的原理和应用强调数字信号接收在现代通信系统中的重要性第十章：通信系统的安全与隐私10.1 通信系统安全的基本概念解释通信系统安全的重要性强调保护通信系统免受攻击的必要性10.2 加密技术在通信系统中的应用介绍加密技术的原理和应用强调加密技术在保护通信系统安全中的重要性10.3 隐私保护在通信系统中的重要性解释隐私保护的概念强调隐私保护在通信系统中的重要性第十一章：多路复用与解复用技术11.1 多路复用的基本概念解释多路复用的定义和目的强调多路复用在提高通信系统效率中的重要性11.2 模拟多路复用技术介绍频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM）的原理和应用强调不同多路复用技术的优缺点和适用场景11.3 数字多路复用技术介绍数字时分多路复用（TDMA）、数字频率分配（DAMA）和码分多址（CDMA）的原理和应用强调数字多路复用在现代通信系统中的重要性第十二章：信号处理技术在通信系统中的应用12.1 信号处理的基本概念解释信号处理的目的和重要性强调信号处理技术在通信系统中的应用12.2 滤波器在通信系统中的应用介绍滤波器的作用和类型强调不同滤波器在通信系统中的重要性12.3 信号处理技术在无线通信系统中的应用介绍信号处理技术在无线通信系统中的应用实例强调信号处理技术在提高通信系统性能中的重要性第十三章：现代通信技术的发展趋势13.1 5G通信技术介绍5G通信技术的基本概念和特点强调5G通信技术在推动通信技术发展中的重要性13.2 物联网（IoT）技术解释物联网的概念和应用领域强调物联网技术在通信系统中的应用和前景13.3 边缘计算在通信系统中的应用解释边缘计算的概念和作用强调边缘计算在提高通信系统性能中的重要性第十四章：通信系统的实际应用案例分析14.1 移动通信系统案例分析分析移动通信系统的实际应用案例强调移动通信系统在现代社会中的重要作用14.2 互联网接入技术案例分析分析互联网接入技术的实际应用案例强调互联网接入技术在提供高速互联网服务中的重要性14.3 卫星通信系统案例分析分析卫星通信系统的实际应用案例强调卫星通信系统在不同行业和场景中的重要性第十五章：通信系统的未来发展方向15.1 量子通信技术介绍量子通信的基本概念和特点强调量子通信在提供绝对安全通信中的重要性15.2 集成光学通信技术解释集成光学通信的概念和优势强调集成光学通信在提高通信系统性能中的重要性15.3 通信系统智能化发展介绍通信系统智能化的发展趋势强调智能化技术在提高通信系统效率和可靠性中的重要性重点和难点解析本文教案涵盖了通信原理和相关技术的各个方面，包括通信系统概述、模拟和数字通信系统、无线通信系统、信号传输和接收技术、多路复用与解复用技术、编码与解码技术、通信系统的安全与隐私、信号处理技术在通信系统中的应用、现代通信技术的发展趋势、通信系统的实际应用案例分析以及通信系统的未来发展方向。
模拟通信系统课程设计
模拟通信系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握模拟通信系统的基本概念、原理及组成；2. 学习并了解模拟信号调制与解调的方法及其特点；3. 掌握幅度调制、频率调制和相位调制的数学表达及其应用；4. 了解模拟通信系统的性能指标及其影响。
技能目标：1. 能够分析并构建简单的模拟通信系统；2. 能够运用所学知识解决模拟通信中遇到的实际问题；3. 能够利用模拟调制技术对信号进行处理，提高通信质量；4. 能够通过实验和仿真验证模拟通信系统的性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生关注通信技术发展，提高对通信工程学科的兴趣；2. 增强学生团队协作能力，培养良好的沟通与表达能力；3. 培养学生严谨的科学态度，树立正确的价值观；4. 激发学生的创新意识，提高实践操作能力。
课程性质：本课程为高中年级信息技术课程，旨在帮助学生掌握模拟通信系统的基本知识，提高实际操作能力。
学生特点：高中年级学生具备一定的数学基础和物理知识，对通信技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生实际情况，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重培养学生的动手能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习奠定基础。
二、教学内容1. 模拟通信系统基本概念：通信系统的定义、分类及模拟通信系统的特点；教材章节：第一章第一节。
2. 模拟信号及其特性：模拟信号的数学表达、波形特性及其频率成分；教材章节：第一章第二节。
3. 调制与解调技术：幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）的原理及其应用；教材章节：第二章。
4. 模拟通信系统的性能分析：噪声、失真及其对通信质量的影响；教材章节：第三章。
5. 模拟通信系统实例：分析实际应用中的模拟通信系统，如无线电广播、电视等；教材章节：第四章。
6. 实践与实验：模拟信号调制与解调实验，利用软件进行通信系统仿真；教材章节：第五章。
教学内容安排与进度：第一周：模拟通信系统基本概念、模拟信号及其特性；第二周：调制与解调技术；第三周：模拟通信系统的性能分析；第四周：模拟通信系统实例及实践与实验。
通信原理第四章
• 2、调幅（AM）信号 如果输入的基带信号带有直流分量，h(t) 是理想理想低通滤波器，得到的输出信 号是有载波分量的双边带信号，表示为：
m(t) m0 m(t)
如果满足m0＞∣m,(t) ∣max 调幅（AM）信号
其时域与频域的表示为：
Sm (t) m(t) cosc
m0 m(t)cosc
c f
3 108 20 103
1.5 104 (m)
式中，λ为波长（m）；c为电磁波传播速度 （光速）（m/s）；f为音频（Hz）。
• 可见，要将音频信号直接用天线发射出 去，其天线几何尺寸即便按波长的百分 之一取也要150米高（不包括天线底座或 塔座）。因此，要想把音频信号通过可 接受的天线尺寸发射出去，就需要想办 法提高欲发射信号的频率（频率越高波 长越短）
Sm
()
1 2
M
(
c
)
M
(
c
)H
()
• 确定H（ω）
•从接收端入手
•VSB信号的解调和SSB信号一样不能用包络 检波，而要采用相干解调法
•通过解调的公式推导说明残留边带滤波器 的传输函数在载频附近必须具有互补对称 特性
• Sm(t)
LPF
m(t)
•
S (t ) =cosωct
－c 0
c
(f) 已 调 信 号 频 谱
调幅AM示意图
• 3、单边带（SSB）信号
从上述的双边带调制（AM和DSB）中可知，上 下两个边带是完全对称的，即两个边带所包含 的信息完全一样。那么在传输时，实际上只传 输一个边带就可以了，而双边带传输显然浪费 了一个边带所占用的频段，降低了频带利用率。 对于通信而言，频率或频带是非常宝贵的资源。 因此，为了克服双边带调制这个缺点，人们又 提出了单边带调制的概念。
通信原理历届试题
第四章模拟通信系统1. 设有一双边带信号X c(t) = x(t)cos「t。
为了恢复x(t),用信号COSj c t •如去与X c(t)相乘。
为了使恢复出的信号是其最大可能的90%,相位二的最大允许值为。
A 二< 25.8°2. 用相干解调来接收双边带信号A cos • • x t cos • •吐。
已知f x =2KHz，输入噪声的单边功率谱密度n°= 2 10」W/Hz。
若保证输出信噪功率比为20db，要求A值为。
A 0.1265V3. 实际的调制器常常除了平均功率受限以外，还有峰值功率受限。
假设DSBAM调制的调制信号X(t)二0.8 cos 200二t ,载频信号C(t)二10 cos 2二口(仁100 Hz)，调幅度为0.8。
求：(1)DSB和AM已调信号的峰值功率。
A 32 ,162(2)DSB和AM已调信号的峰值功率和两个边带信号功率和之比值。
A 0・5,0・14. 出三级产生上边带信号的频谱搬移过程(标明频率) ，其中f c1 =50KHz ,f c2 =5MHz , f c3 =100 MHz , 调制信号为话音，其频谱为300 ――3000Hz。
、产生上边带信号的方框图如图P4.4所示。
A 5.若频率为10KHz ,振幅为1V的正弦调制信号，以频率为100MHz的载频进行频率调制，已调信号的最大频偏为1MHz。
（1）此调频波的近似带宽A 2.02MHz（2）若调制信号的振幅加倍，此时调频波带宽A 4.02MHz（3）若调制信号的频率也加倍，此时调频波带宽A 4.04MHZ6. 在50门的负载电阻上，有一角调制信号，其表示式为8 3x c（t）二10 cos[ 10 二t 3sin 2二-10 t] （V）（1）平均功率为A 1W（2）最大频偏A 3KHz（3）传输带宽A 8KHz（4）最大相位偏移A 3弧度（5）能否判定是调频波还是调相波A不能7. 假设音频信号x（t）经调制后在高频信道传输。
通信原理 第四章 模拟信号的数字化
8 7 6
12
11 10
1100
1011 1010 1001
段落码 c2 c3 c4
111 110 101
9
8
7 6 5
1000
0111 0110 0101
5
4 3 2
100
011 010 001
4
3 2 1
0100
0011 0010 0001
1
000
0
0000
18
4.4.3 PCM系统的量化噪声
2 b 2 mi a i 1 mi 1 M
式中，sk为信号的抽样值，即s(kT) sq为量化信号值，即sq(kT) f(sk)为信号抽样值sk的概率密度 E表示求统计平均值 M为量化电平数 mi a iv
q i a i v
v 2
求信号sk的平均功率 ：
S E ( s k ) s k f ( s k )dsk
S / Nq 22(B/fH )
上式表明，PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽 B按指数规律增长。
19
4.5 差分脉冲编码调制
4.5.1差分脉冲编码调制(DPCM)的原理
线性预测基本原理
线性预测 利用前面的几个抽样值的线性组合来预测当前的抽样值 预测误差 当前抽样值和预测值之差 由于相邻抽样值之间的相关性，预测值和抽样值很接近，即误 差的取值范围较小。 对较小的误差值编码，可以降低比特率。
正极性
负极性
折叠二进制码的特点： 有映像关系，最高位可以表示极性，使编码电路简化； 误码对小电压影响小，可减小语音信号平均量化噪声。
17
13折线法中采用的折叠码
通信原理第四章
第 4章模拟调制系统
4.1幅度调制（线性调制）的原理
定义： 幅度调制：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。 幅度调制器的通用模型如图 4 - 1 所示。
4/169 12:07
m(t)
×
h(t)
sm(t)
cos ω ct
图 4 - 1幅度调制器的一般模型
6
由 于 ： x (t )e jωct ⇔ X (ω − ω c )
1 [δ (t ) + j ] ⇔ u (ω )
2
πt
⇒
sUSB(t)
=
1[m(t)*(δ 4
(t)
+
j πt
)]e
jωct
+
1 [m(t) *(δ 4
(t)
−
j πt
)]e−
jωct
= 1[m(t) + jmˆ (t)]ejωct + 1[m(t) − jmˆ (t)]e−jωct
如图4 - 7所示。
38/169 12:07
1 m(t) 2
t
Hh(ω)
1 2
m(t)
£π -2
± sSSB(t)
sSSB
(t)
=
1 2
m(t)
cos ωct
∓
1 2
mˆ
(t) sin
ωct
1 2
mˆ (t)
sin
ωct
图 4 –7 相移法形成单边带信号
39/169 12:07
cosωct
25/169 12:07
DSB调制结论： 1. 由频谱结构可知，发射信号没有载波分
通信原理课件——第四章
τ 宽为无穷大。
如上所述，脉冲宽度τ越大，自然抽样信号的带宽越小， 这有利于信号的传输。但增大τ会导致时分复用的路数减小， 显然考虑τ的大小时，要兼顾带宽和复用路数这两个互相矛 盾的要求。
二、平顶抽样
平顶抽样又称为瞬时抽样，从波形上看，它与自然抽样 的不同之处在于抽样信号中的脉冲均具有相同的形状— —顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样 值，如图4-11（a）所示。在实际应用中，平顶抽样信号 采用脉冲形成电路（也称为“抽样保持电路”）来实现， 得到顶部平坦的矩形脉冲。
图4-25 PCM系统的原理图
4.5.2 PCM
[例4.5.1]
4.5.3 PCM系统的抗噪声性能分析
4.6 语音压缩编码
4.6.1语音压缩编码技术的概念
通常，人们把话路速率低于64kb/s的语音编码方 法，称为语音压缩编码技术。常见的语音压缩编 码有差值脉冲编码调制（DPCM）、自适应差值脉 冲编码调制（ADPCM）、增量调制（DM或M）、自 适应增量调制（ADM）、参量编码、子带编码 （SBC）等。
第四章 模拟信号的数字传输
4.1 引言 4.2 抽样 4.3 量化 4.4 编码 4.5 脉冲编码调制系统 4.6 语音压缩编码 4.7 图像压缩编码
4.1 引言
图4-1 PCM通信系统原理图
图4-2 PCM信号形成过程示意图
4.2 抽样
所谓抽样是把时间上连续的模拟信号变成 一系列时间上离散的样值序列的过程，如 图4-3所示。
4.3 量化
图4-13 量化的输入和输出
4.3.1均匀量化
图4-14 量化过程及量化误差
[例4.3.1]
第四章 DCS的通信系统
强。
调制（Modulate）和解调（Demodulate）用的设备称调制解 调器（MODEM）。
信 号 的 传 送 续
三 种 常 用 的 调 制 方 式
4 ( 1)
4 信号的传送(续2)
•数字数据的数字信号传送，
未调制：称基带信号，媒体的通频带全部被1路信号占 用；传输距离一般不超过1km。长距离使用可加中继器。 加调制：称宽带信号，频分多路复用；传输距离可达 10km。
4.3.2 奇偶校验
奇偶校验码是一种最常见的检错码，它分为垂直奇 （偶）校验(如RS232中的校验方式)、水平奇（偶）校验与 水平垂直奇（偶）校验（即方阵码）。奇偶校验方法简单， 但检错能力差，一般只用于通信要求较低的环境。 奇校验： 偶校验： D0 D1 D2…… DN DC =1 D0 D1 D2…… DN DC =0
9 传输介质(续2)
C 空间：
短波：108 Hz ,如一种数传电台可传送9600波特率的 信号。 微波：109-1010 Hz。远距离通讯。
红外：1014-1015Hz。近距离通讯。
10 网络的拓扑结构
星形
树形
环形
总线型
互连形
工业控制网络中常用的是总线型、树形和环形
4.2 计算机通讯系统的构成
2 数据帧
帧 （Frame），是数据在网络上传输的基本单位。
同步帧和异步帧各举一例说明：
A、异步通讯的数据帧：
采用小帧结构。例如RS－232C 的帧格式：
起始位（0） 1位
数据位 5-8位
校验位 0-1位
结束位（1） 1-2位
例
在RS232中，待发送的数据是0111 0000B，采 用偶校验，1位停止位。则发送的数据帧是：
第四章模拟通信系统计算题
第四章模拟通信系统计算题1．用调制信号()()cos 2*1000s t t π=对幅度为1、频率为4KHz 的正弦载波分别座AM 、DSB 、SSB （上边带）调制（1）定性画出已调信号的时域波形（2）画出它们的解调框图略2．已知零均值模拟基带信号()m t 的带宽为m f ，平均功率为()21m t =，取值范围为[]5,5-+。
用()m t 对载波cos 2c f t π进行调制得到已调信号为()()31cos 2c t s t m f t π⎡⎤⎣⎦=+，c m f f >>。
(1)求()s t 的平均功率；(2)画出从()s t 中解调()m t 的框图；解：(1)平均功率211392+⨯=(2)3、某调角系统如下图示，已知()()5210cos 2*102sin 400s t t t ππ=+伏。
（1）对于调制信号()f t 来说，()1s t 和()2s t 是调相波还是调频波？（2）写出已调信号()1s t 的表达式；（3）分别求出()1s t 和()2s t 的调制指数、最大频偏及带宽；（4）求出已调信号()2s t 的总功率。
答：(1)调频波；(2)()()4110cos 100.1sin 400s t t t ππ=+；(3)200Hz m f =，()1s t 的调制指数为0.1，最大频偏是20Hz ，带宽近似为400Hz （或440Hz ）；()2s t 调制指数是2，最大频偏是400Hz ，带宽近似为1.2KHz 。
(4)50W 。
4．假定解调器输入端的信号功率比发送端的信号功率低60dB，信道中加性高斯噪声的双边功率谱密度为13010/2N W Hz -=，基带调制信号是频率为15kHz 的正弦信号，输出信噪比要求30dB，求下列不同情况下的发送功率。
（1）DSB-SC 调幅；（2）SSB 调幅；（3）最大频偏为60kHz 的调频。
答：90310N W -=⨯，310oS N ⎛⎫= ⎪⎝⎭。
模拟通信系统课件.
通信技术专业教学资源库 石家庄邮电职业技术学院
谢谢
主讲： 孙青华教授
2、模拟通信系统的优缺点
优点： 直观且容易实现
缺点： （1） 保密性差 （2） 抗干扰能力弱
模拟通信用模拟信号 就是连续起伏的波形来传递信号 二是抗干扰能力弱 电信号在传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰 因此模拟通信的优点是直观且容易实现 模拟通信系统的缺点 一是保密性差 模拟通信尤其是微波通信和有线通信 噪声和信号混合后难以分开 很容易被窃听 从而使得通信质量下降 只要收到模拟信号 就容易得到通信内容 线路越长 噪声的积累也就越多
3、模拟通信系统小结
主要组成 功能 信源 连续消息 变换成电 信号 调制器 转换成适 合信道传 输的信号 信道 信号传输 通道 噪声源 泛指信道 中的干扰 解调器 信宿
恢复基 电信号恢复 带信号 成原始的连 续消息
模拟通信系统中信源负责将连续消息变换成电信号 最后信宿将电信号恢复成原始的连续消息 通过信道传输到接收端 接收端的解调器将基带信号恢复出来 传输过程中的各种干扰抽象的表现为噪声源 由此形成完整的模拟通信系统 然后又调制器将基带信号转换成适合信道传输的频带信号
1、模拟通信系统组成
模拟通信系统模型
通常在一个通信系统里可能还有滤波 放大 天线辐射与接收 控制等过程 模拟通信系统的组成可由一般通信系统模型略加改变而成，如上图所示 即将基带信号转换成其适合信道传输的信号 和把电信号恢复成最初的连续消息（收端信宿完成） 这一变换由调制器完成 三是频谱具有带通形式 必须指出 它们是通信过程中的重要方面 从消息的发送到消息的恢复 且中心频率远离零频 而其它过程对信号变化来说 事实上并非仅有以上两种变换 因而已调信号又常称为频带信号 一般不能直接作为传输信号而送到信道中去 由信源输出的电信号（基带信号）由于它具有频率较低的频谱分量 因此模拟通信系统里常有第二种变换 对信号传输而言 没有发生质的作用 由于上面两种变换对信号形式的变化起着决定性作用 只不过是对信号进行了放大和改善信号特性等 模拟通信系统主要包含两种重要变换 一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别用调制器 一是把连续消息变换成电信号（发端信源完成） 解调器所代替 在收端同样需经相反的变换 已调信号有三个基本特性 它由解调器完成 一是携带有消息 经过调制后的信号通常称为已调信号 二是适合在信道中传输
北邮通信原理基础知识题
第二章 确定信号分析
2.01, 在我国古代，常用烽火来传递敌军来袭的消息。从信号的角度来看，烽火属于 2.02, 目前，第三代移动通信(3G)标准一共有
信号。
个，其中
是由我国自行提出的国际标准。 ， ， 三种方式。 系
2.03, 对于点对点通信，按照消息传送的方向和时间，可以为 2.04, 通信系统按照信号类型可以分为
函数。
f (t ) Fne j 2 nf0t ，则该信号的功率谱密度的表达式为
n
P( f )
。
2.18, 某理想低通滤波器的表达式为 H ( f ) rect
f 2W
j 2 f ， 其中 rect 表示矩形窗函数， 则该系统的时域表 e
达式为 h( t)
调制。 图像和声音占用带
宽
M，图像与声音中心频率间隔
M。在发送端对图像信号进行调制时往往还加入一个
。
离散大载波，这样主要是为了接收端能够进行
4.02, 在 FM 调制中，由于输出信号在不同频率点所叠加的信道噪声功率不同，因此在发送端往往先对信号进
行
4.03, 在
再调制，在接收端解调之后再通过
还原信号。 。当该离散载频
X s (t ) 在同一时刻的互相关函数 RX c X s (0)
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布， (t ) 服从
分布。
第四章 模拟通信系统
4.01, 黑白广播电视信号中的图像信号采用
调制， 伴音信号则采用
。
平均简化为
平均，从而大大简化了运算。
3.06, 设 (t ) 是高斯白噪声经过一个带宽为 B 的低通滤波器后的输出，今以 B 的速率对 (t ) 进行抽样，则抽样
现代通信系统第四章-模拟通信系统
现代通信系统第四章模拟通信系统,],m t M W W B W *⇔∈-=几个物理量和表达式、参数：调制信号（基带信号）：，()()[]()cos 2()(),m c c m m sf f c t A f ts t S f B π=⇔载波:已调信号:第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统一、调幅系统——载波幅度随着调制信号线性变化（一）、AM 系统()[1()]cos 2AM c a c a s t A k m t f t k π=+，为调制灵敏度max (1)()1(2)a c k m t f W<第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统一、调幅系统（一）、AM 系统()[()()][()()]22c a c AM c c c c A k A S f f f f f M f f M f f δδ=-+++-++B AM =2B m第1节各种调制系统的原理和带宽一、调幅系统（一）、AM系统特点：1、优点：调制、解调简单2、缺点：浪费功率、浪费带宽第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统一、调幅系统（二）、DSB －SC 系统()()cos 2DSB c c s t A m t f tπ=第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统一、调幅系统（二）、DSB －SC 系统()[()()]2c DSB c c A S f M f f M f f =-++B =2B第1节各种调制系统的原理和带宽一、调幅系统（二）、DSB－SC系统特点：1、相对与AM，调制解调比较复杂2、抑制了载波，提高了功率效率第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统一、调幅系统（三）、SSB 系统1()(),()m m t d m t ττ+∞'=的希尔伯特变换t πτ-∞-⎰第1节各种调制系统的原理和带宽一、调幅系统（三）、SSB系统特点：1、提高了功率效率，节省了带宽2、实现更复杂，对滤波器陡峭程度的要求严格第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统一、调幅系统（四）、VSB 系统A ()()()[()()]()cS f S f H f M f f M f f H f ==-++第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统一、调幅系统（四）、VSB 系统()()cos2VSB c y t s t f tππ=()()[()()]2VSB c c Y f S f f f f f δδπ⇒=*++-第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统二、角度调制——载波相角或频率随着调制信号线性变化（一）、角度调制原理()cos ()c i s t A t θ=+0:()2():()()()22()i c p ti c f i c f PM t f t k m t FM f t f k m t t f t k m d θπθππττ==+⇒=+⎰相位调制频率调制()cos 2()PM c c p ts t A f t k m t f π⎡⎤=+⎣⎦⎡=0()cos 22()FM c c f s t A t k m d ππττ⎤+⎢⎥⎣⎦⎰第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统二、角度调制（一）、角度调制原理()cos 2()PM c c p ts t A f t k m t π⎡⎤=+⎣⎦⎡0()cos 22()FM c c f s t A f t k m d ππττ⎤=+⎢⎥⎣⎦⎰第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统二、角度调制（二）、FM 信号的频谱和带宽()cos 2m m m t A f tπ=⎡[]()cos 2sin 2cos 2sin 2f m k A s t A f t f t A f t f t πππβπ⎤⇒=++⎢⎥第1节各种调制系统的原理和带宽第四章模拟通信系统二、角度调制（二）、FM 信号的频谱和带宽2()2()2()2(1)2(1)FM m f m m m m m f m B f f k A f f f f Wk A βββ=∆+=+=+=+=+较大时22FM f m mB k A f f β===∆较大时，第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统一、接收机模型和假设1、加性高斯白噪声，N0/2；信道无失真2、信道无失真第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统一、接收机模型和假设()()[,],()cos 2)m c c m t M f f W W B W c t A f t π⇔∈-==调制信号（基带信号）：，载波:已调信号()(),m m ss t S f B ⇔已调信号:第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统二、AM 系统的抗噪声性能()[1()]cos 2AM c a c s t A k m t f tπ=+/22222/21cos 41()()lim [12()()]2a T c s in AMc a T T f t P s t A k m t k m t dt T π-→∞+⇒==++⎰/2/2(1cos 4)11lim lim ()(1cos 4)T T c f t dt k m t f t dt ππ+++⎰⎰⎧⎫第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统二、AM 系统的抗噪声性能（一）、同步解调()()cos 2[()()]cos 2[1()]cos 2cos 2[()cos 2()sin 2]cos 2c AM c c a c c I c Q c c y t x t f t s t n t f tA k m t f t f t n t f t n t f t f t πππππππ==+=++-()sin 4(1cos 4)()(1cos 4)()(1cos 4)n t f t A f t A k m t f t n t f t ππππ+++第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统二、AM 系统的抗噪声性能（二）、包络检波()()()[1()]cos 2()cos 2()sin 2()cos[2()]AM c a c I c Q c c x t s t n t A k m t f t n t f t n t f t r t f t t ππππψ=+=++-=+22第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统二、AM 系统的抗噪声性能（二）、包络检波22(2)小信噪比情形，()[[1()]()]()c a I Q r t A k m t n t n t =+++第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统二、AM 系统的抗噪声性能（二）、包络检波——门限效应22(2)小信噪比情形，()[[1()]()]()c a I Q r t A k m t n t n t =+++第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统三、DSB-SC 系统的抗噪声性能22(c A 22())421()()42o n in c in in m t SNR P G A SNR P m t ==⨯=四、SSB 系统的抗噪声性能第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统五、FM 系统的抗噪声性能2()cos 22()()tcFM c c s in As t A f t k m d P ππττ⎡⎤=+⇒=⎢02f ⎥⎣⎦⎰()()()cos 22()()cos 2()sin 2FM t x t s t n t A f t k m d n t f t n t f t ππττππ=+⎡⎤=++-0c c f I c Q c ⎢⎥⎣⎦⎰第四章模拟通信系统第2节各种调制系统的抗噪声特性五、FM系统的抗噪声性能角噪声特性三角噪声特性21N第2节各种调制系统的抗噪声特性第四章模拟通信系统五、FM 系统的抗噪声性能2()cos 22()()tcFM c c s in As t A f t k m d P ππττ⎡⎤=+⇒=⎢02f ⎥⎣⎦⎰()()()cos 22()()cos 2()sin 2FM t c c f I c Q c x t s t n t A f t k m d n t f t n t f t ππττππ=+⎡⎤=++-0⎢⎥⎣⎦⎰第2节各种调制系统的抗噪声特性六、各种调制系统的性能指标比较（一）前提）前提◆1、相同的调制信号，带宽W相同；相同的已调信号功率；◆2、相同的已调信号功率；◆3、相同的噪声特性，No相同◆比较：已调信号带宽、接收端的输出信噪比第四章模拟通信系统第2节各种调制系统的抗噪声特性六、各种调制系统的性能指标比较（二）比较结果）比较结果1、B FM>B AM=B DSB>B VSB>B SSB第3节频分复用和多级调制第四章模拟通信系统一、频分复用第3节频分复用和多级调制二、多级调制前一级的已调信号作为下一级的调制信号，进一步调制◆时域和频域特性◆抗噪声性能分析（方法和结论）◆性能比较。
模拟通信系统课程设计报告
模拟通信系统课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解模拟通信系统的基本概念、原理及组成部分；2. 掌握模拟调制、解调技术及其在通信系统中的应用；3. 学会分析模拟通信系统的性能指标，如信号失真、噪声影响等；4. 了解模拟通信系统在实际应用中的优势和局限性。
技能目标：1. 能够运用模拟调制、解调技术设计简单的通信系统；2. 能够分析并解决模拟通信系统中出现的常见问题；3. 能够运用所学知识对模拟通信系统的性能进行评估和优化；4. 能够运用相关软件工具对模拟通信系统进行仿真实验。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信科学的兴趣和热情，激发其探索精神；2. 增强学生的团队合作意识，培养其在团队中分工协作的能力；3. 培养学生严谨、细致的科学态度，提高其分析和解决问题的能力；4. 培养学生对国家通信事业的认同感，增强其社会责任感和使命感。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平和接受能力，通过启发式、探究式教学，使学生在掌握基础知识的同时，提高实际操作能力和综合运用能力。
课程目标明确，分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估的实施。
二、教学内容1. 模拟通信系统基本概念：信号、信道、噪声等；2. 模拟调制技术：调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等；3. 模拟解调技术：同步解调、非同步解调等；4. 模拟通信系统性能分析：失真、带宽、信噪比等；5. 模拟通信系统实际应用案例：无线电广播、电视传输等；6. 模拟通信系统仿真实验：使用相关软件工具进行模拟通信系统搭建与测试。
教学内容依据课程目标，按照以下教学大纲进行组织和安排：第一周：模拟通信系统基本概念及原理；第二周：模拟调制技术及其分类；第三周：模拟解调技术及其应用；第四周：模拟通信系统性能分析及优化；第五周：模拟通信系统实际应用案例学习；第六周：模拟通信系统仿真实验操作。
教学内容与课本紧密关联，涵盖教材中模拟通信系统的相关章节，确保学生能够系统地学习和掌握模拟通信知识。
通信系统原理(第二版)第4章模拟通信系统
03
模拟通信系统的噪声与失 真
噪声对通信系统的影响
噪声干扰信号
噪声会干扰信号的传输， 导致信号质量下降。
降低通信质量
噪声的存在使得通信系统 的传输质量下降，影响通 信效果。
增加误码率
噪声会导致信号的误码率 增加，影响数据的正确传 输。
信噪比与误码率的关系
信噪比越高，误码率越低
01
信噪比是信号与噪声的比值，信噪比越高，表示信号质量越好，
优势
数字通信系统具有抗干扰能力强、传输质量高、可实现多媒体通信等优势。
前景
随着5G、物联网等技术的不断发展，数字通信系统的应用将更加广泛，成为未来通信的主流方向。
THANKS
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模拟通信系统的性能指标
传输带宽
模拟信号的传输带宽是指传输 信号所占用的频率范围。
信噪比
信噪比是指信号功率与噪声功 率的比值，是衡量模拟通信系 统性能的重要指标。
失真
失真是指模拟信号在传输过程 中产生的畸变或失真程度，包 括线性失真和非线性失真。
抗干扰能力
抗干扰能力是指模拟通信系统 在存在噪声和干扰的情况下，
失真度量
失真度是衡量信号失真程度的重要指 标，可以通过失真度量来评估信号质 量。
补偿技术发展
随着通信技术的发展，补偿技术也在 不断进步，未来将会有更加高效和智 能的补偿方法出现。
04
模拟通信系统的性能优化
频分复用与频分多址
频分复用
将多个信号调制到不同的载波频率上，实现多路信号同时传 输。
频分多址
调相（PM）
调相是通过改变载波信号的相位来传 递信息，具有抗干扰能力强、传输带 宽较窄等优点。
调幅（AM）调制
模拟通信系统-new资料
t
S A M f A 2 0 ( f f c ) ( f f c ) 1 2 M ( f f c ) M ( f f c )
M(f)
1
t
fH
0
fH
f
s AM ( f )
t
A0
1
A0
2
fc
0
fc
f
4.2.1调幅（AM）：波形分析
m(t)
O
A0+m(t)
O
cos 2fct
O
s AM (t)
mˆ ( t )
傅里叶变换
M ˆfM f jsg nf
H hfM ˆ(f)/M f
称传递函数Hh(f)为希尔伯特滤波器
4.2.3 单边带调制（SSB）：用相移法形成单边带信号
s S S B t 1 2 m ( t ) c o s 2 f c t1 2 m ˆ ( t ) s i n 2 f c t
4.1.2 调制的基本特征和分类
模拟调制
连续变化的模拟量：
单音正弦波
m (t )
调制器
sm (t )
离散的数字量： 二进制数字脉冲
C (t )
数字调制 单频正弦波
连续波形 连续载波调制
脉冲波形 脉冲载波调制 矩形周期脉冲
4.1.2 调制的基本特征和分类
m (f ) m (t )
线性调制 非线性调制 调制器
O
t
当满足条件m(t)maxA0时，AM信号的包络与调制信号成正比
可以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号
m(t)max >A0将会出现过调幅现象而产生包络失真
重要参数调幅度m
t
满调幅m=1，此时m(t)max=A0
通信原理：第四章 模拟通信系统 (2)
VSB的原理、频谱特征、残留边带滤波器的特点、调制解调方法 PM、FM的原理、信号表达式、调制指数、相位偏移常数、频率偏
移常数、PM和FM的关系。单音频角度调制信号的频谱分析及带宽 计算。 窄带调角的信号表达式及其在间接调频中的作用 调频方法（直接调频、间接调频）。定性了解鉴频方法（普通鉴 频器、锁相鉴频器）。 FM在大信噪比下的信噪比分析。输出噪声的抛物线特征。 FMD的原理和典型应用实例。
2
df
f W 2N0W 3
3Ac2
信噪比
S Ac2 N i 2N0B
S ( N )o FM
3 2
2 f
(
PR N0W
)
25
门限效应 预加重和去加重
PR NoW
门限
20(
1)
频分复用
超外插接收机
26
性能比较
有效性比较
SSB>VSB>AM,DSB>FM
可靠性比较
FM>SSB,DSB>VSB>AM
调频系统
瞬时频率：
fi (t)
fc
1
2
d (t)
dt
瞬时频率偏移： 1
2
d (t)
dt
fi (t)
fc
K f m(t)
最大频偏： fmax K f max | m(t) |
f
fmax W
18
PM和FM信号表示
PM
(t) Kpm(t)
d dt
(t )
Kp
d dt
m(t)
sPM (t) Ac cos[2fct K pm(t)]
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第四章模拟通信系统4.1将模拟信号与载波相乘得到双边带抑制载波调幅（DSB-SC）信号，设(1)画出DSB-SC的信号波形图；(2)写出DSB-SC信号的傅式频谱，画出它的振幅频谱图；(3)画出解调框图。
解：(1)(2)可化为于是(3)4.2 已知是某个AM已调信号的展开式(1)写出该信号的傅式频谱，画出它的振幅频谱图；(2)写出的复包络；(3)求出调幅系数和调制信号频率；(4)画出该信号的解调框图。
解：(1)的频谱为振幅频谱图如下由此可见，此调幅信号的中心频率为，两个边带的频率是10KHz和12KHz，因此调制信号的频率是1KHz。
载频分量是。
(2)的复包络的频谱为(3)由复包络可以写出调制信号为因此调幅系数为0.5，调制信号的频率是1KHz。
(4)4.3现有一振幅调制信号，其中调制信号的频率f m=5KHz，载频f c=100KHz，常数A=15。
(1)请问此已调信号能否用包络检波器解调，说明其理由；(2)请画出它的解调框图；(3)请画出从该接收信号提取载波分量的框图。
解：(1)此信号无法用包络检波解调，因为能包络检波的条件是，而这里的A=15使得这个条件不能成立，用包络检波将造成解调波形失真。
(2)(3)4.4 已知已调信号波形为，其中调制信号为，是载波频率。
(1)求该已调信号的傅式频谱，并画出振幅谱；(2)写出该已调信号的调制方式；(3)画出解调框图；解：(1)由于因此(2)调制方式为上边带调制。
(3)4.5 某单边带调幅信号的载波幅度，载波频率，调制信号为(1)写出的Hilbert变换；(2)写出下单边带调制信号的时域表达式；(3)画出下单边带调制信号的振幅频谱。
解：(1) ，(2)下单边带调制信号为(3) 由，以及：故振幅频谱图如下：4.6 下图是一种SSB-AM的解调器，其中载频f c=455KHz。
(1)若图中A点的输入信号是上边带信号，请写出图中各点表示式；(2)若图中A点的输入信号是下边带信号，请写出图中各点表示式，并问图中解调器应做何修改方能正确解调出调制信号？解：记为基带调制信号，为其Hilbert变换，不妨设载波幅度为2（）。
(1)A：B：C：D：E：F：G：(2)当A点输入是下单边带信号时，各点信号如下：A：B：C：D：E：F：G：如欲G点输出，需将最末端的相加改为相减即可，如下图示：4.7 下图是VSB调幅信号的产生框图。
请画出相应的相干解调框图，并说明解调输出不会失真的理由。
解：解调框图如下，其中理想低通的截止频率是W。
接收信号为带通信号，可写成，其中是的复包络。
用载波对进行相干解调后，得到的输出是。
不考虑噪声，那么是DSB信号通过带通系统后的输出。
DSB信号的复包络是其频谱为。
的等效低通是因此的复包络的频谱为由于本题条件中是实函数，再由下图可知，因此，，即，说明解调输出没有失真。
4.8 某调频信号，求其平均功率、调制指数、最大频偏以及近似带宽。
解：平均功率为最大频偏为记为调制信号，为调频灵敏度，则由于，故，所以的频率是，因此调频指数为近似带宽为4.9 调角信号，其中载频f c=10MHz，调制信号的频率是f m=1000Hz。
(1)假设是FM调制，求其调制指数及发送信号带宽；(2)若调频器的调频灵敏度不变，调制信号的幅度不变，但频率f m加倍，重复(1)题；(3)假设是PM调制，求其调制指数及发送信号带宽；(4)若调相器的调相灵敏度不变，调制信号的幅度不变，但频率f m加倍，重复(3)题。
解：(1) ，。
最大频偏。
由此可得调制指数为信号带宽近似为(2)此时最大频偏不变，但因成为，所以调制指数成为，近似带宽成为(3) ，。
调相指数为最大频偏为信号带宽近似为：(4) 此时，调相指数仍然是。
最大频偏为信号带宽近似为：。
4.10 下图中的模拟基带信号不含直流分量，且其频谱在零频率附近为0，K为充分大的常数，载频远远大于的带宽。
写出的表达式，并指出它们的调制类型。
解：它是下边带的SSB调制。
这是标准调幅（AM）。
这是窄带调频信号。
是FM调制。
是PM调制。
4.11 双边带调幅信号的功率谱密度如图(a)示，在传输中受到功率谱密度为的加性白高斯噪声的干扰，接收端用图(b)所示的解调框图进行解调。
求解调输出的信噪比。
解：由图(a)可知，的带宽是W，的功率是记的功率为，由可知因此LPF输出中的信号分量为，因此输出的信号功率为BPF输出端的噪声是窄带高斯噪声：其中的功率都是。
LPF输出的噪声分量是，所以输出的噪声功率是因此输出信噪比是。
4.12 某模拟广播系统中基带信号的带宽为，峰均功率比（定义为，其中是的平均功率）是5。
此广播系统的平均发射功率为40KW，发射信号经过80dB 信道衰减后到达接收端，并在接收端叠加了功率谱密度为W/Hz的白高斯噪声。
(1)若此系统采用SSB调制，求接收机可达到的输出信噪比；(2)若此系统采用调幅系数为0.85的标准幅度调制(AM)，求接收机可达到的输出信噪比。
解：记到达接收机的已调信号为，记其功率为，则(1)采用SSB时，不妨以下单边带为例，接收机输入端的有用信号为其中是载波频率，是的Hilbert变换。
按照Hilbert变换的性质，、的功率都是。
故而。
接收机前端可采用频带为的理想BPF限制噪声，于是输入到解调器输入端的噪声为其中的功率都是采用理想相干解调时的解调输出为，因此输出信噪比是，即23dB(2) 采用AM调制时，解调器输入的有用信号为：其中调制指数，，的功率是接收机前端可采用频带为的理想BPF限制噪声，于是输入到解调器输入端的噪声为其中的功率都是。
采用理想的包络检波器得到的输出为，因此输出信噪比是由于由此得，即14.02dB4.13 有12路话音信号，它们的带宽都限制在范围内。
将这12路信号以SSB/FDM方式复用为m(t)，再将m(t)通过FM方式传输，如图(a)所示。
其中SSB/FDM的频谱安排如图(b)所示。
已知调频器的载频为f c，最大频偏为480KHz。
(1)求FM信号的带宽；(2)画出解调框图；(3)假设FM信号在信道传输中受到加性白高斯噪声干扰，求鉴频器输出的第1路噪声平均功率与第12路噪声平均功率之比。
解：(1)的带宽为48KHz，所以FM信号的带宽近似为(2)解调框图如下。
其中，。
第i个BPF的通带为。
LPF的截止频率是4KHz。
(3)鉴频器输出的噪声功率谱密度与成正比，即其中K是常系数。
落在第1路频带范围内的输出噪声功率为落在第12路频带范围内的输出噪声功率为所以，相当于26dB4.14 一射频方向性天线的等效噪声温度T a为55K，天线输出经过一个损耗为2dB的馈线连接至接收机前置射频放大器输入端，该射频放大器的功率增益K p为20dB，等效带宽为10MHz，噪声系数为2dB，设室温为T=300K，求：(1)前置设频放大器的等效噪声温度；(2)馈线与前置射频放大器级联的等效噪声系数或等效噪声温度(3)求馈线输入点的等效噪声功率谱密度解：(1)记为放大器的等效噪声温度。
放大器自身的噪声折合到它的输入端的功率为因此(2)设馈线和放大器级联的总等效噪声温度是，总的噪声系数是。
馈线自身的噪声折合到它的输入端是，是馈线的噪声系数。
前置射频放大器的噪声折合到馈线输入端是，于是馈线和放大器总的噪声等效至馈线输入端是因此，即4dB(3)馈线输入端的总噪声功率是，总噪声温度是总的单边噪声功率谱密度为4.15 已知某模拟基带系统中调制信号的带宽是W=5kHz。
发送端发送的已调信号功率是，接收功率比发送功率低60dB。
信道中加性白高斯噪声的单边功率谱密度为。
(1)如果采用DSB-SC，请(a)推导出输出信噪比和输入信噪比的关系；(b)若要求输出信噪比不低于30dB，发送功率至少应该是多少？(2)如果采用SSB，重做第(1)问。
解：(1)(a)解调输入信号可写为输入信噪比为解调输出为，输出信噪比为因此(b)输入信噪比输出信噪比故瓦。
(2)(a)解调输入信号可写为输入信噪比为解调输出为，输出信噪比为因此(b)输入信噪比输出信噪比故瓦。
4.16 已知某调频系统中，调频指数是，到达接收端的FM信号功率是，信道噪声的单边功率谱密度是，基带调制信号的带宽是W，还已知解调输出的信噪比和输入信噪比之比为。
(1)求解调输出的信噪比；(2)如果发送端把基带调制信号变成，接收端按照这种情形设计调制器，问输出信噪比将大约增大多少分贝？解：(1)输入信噪比是输出信噪比是(2)此时变成了，输出信噪比是原来的4倍，即增加了6dB。
4.18 两个不包含直流分量的模拟基带信号m1(t)、m2(t)被同一射频信号同时发送，发送信号为，其中载频f c=10MHz，K是常数。
已知m1(t)与m2(t)的傅氏频谱分别为及，它们的带宽分别为5KHz与10KHz。
(1)请计算s(t)的带宽；(2)请写出s(t)的傅氏频谱表示式；(3)画出从s(t)得到m1(t)及m2(t)的解调框图。
解：(1)由两个DSB及一个单频组成，这两个DSB的中心频率相同，带宽分别是10KHz和20KHz，因此总带宽是20KHz；(2)(3)4.18 设。
(1)求的平均功率；(2)若用做AM幅度调制，求调制效率作为调制指数的函数，并就的情形画出。
解：(1)是频率分别为1、2、…、N Hz的N个余弦信号，其功率均为。
因此的功率是，的平均功率是。
(2)，将的幅度归一化，得其功率为调制指数是a，因此AM信号是其效率为当N＝3时的取值范围是，的图形如下4.19 若SSB信号发送端的载波相位是0，解调器的本地载波的相位是。
求解调输出中有用信号的功率占总输出信号功率的比率。
解：问题也相当于发送的载波相位是，本地载波相位是0。
于是发送信号是其复包络是相干解调器的参考载波是，所以解调输出是复包络的实部（忽略系数）其中有用信号是，其功率是无用信号是，其功率是因此有用信号所占的功率比例是4.21 设、是频谱分布在300~3400Hz内的两个话音信号，功率都是1。
今发送，问(1)接收端如何解出、？(2)若叠加了一个双边功率谱密度为的白高斯噪声，求支路的输出信噪比。
解：(1)其中BPF的中心频率是，带宽是。
(2) BPF输出的噪声是其平均功率是这一路解调输出的有用信号是，其功率为1；输出噪声是，故输出信噪比是。
4.21 下图所示系统中调制信号的均值为0，功率谱密度为白高斯噪声的双边功率谱密度为。
(1)写出的复包络，画出其功率谱密度；(2)图中的BPF应该如何设计？(3)求相干解调器的输出信噪比。
解：(1)由图可见，的表达式为因此的复包络为是解析信号，因此的傅氏谱是因此的功率谱密度是(2)由于是下单边带信号，所以BPF的通频带应该是(3)为方便计算，我们假设LPF的幅度增益是，这个假设对问题没有影响。