樊昌信通信原理第8章 新型数字调制(7版)资料
通信原理(第7版)-第8章新型数字调制
课件制作：曹丽娜
c1 o 0 ) s s1 i (n 0 ) T B s (1 i 0 n )[ ( 1 c 0 ) T B o 1 ] 0 s(
可化简为
sin 1(0)TB0
即仅要求
f1f0n/2TB
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§8.2.2 MSK信号的基本原理
M
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AM
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L M
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复合相移法： 用两路独立的QPSK信号叠加，即可形成 16QAM信号。
AM AM
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大圆上的4个红点表示 第一个QPSK信号矢量的 位置。
16QAM信号的产生
在 QAM 中，载波 的振幅和相位同时受基带信号控制，因此，
它的一个码元可表示为：
ek(t)A kcos(ctk) kTBt(k1)TB
展开为：
e k(t) X kc o sc t Y ks inc t
式中： 表明：
Xk = Akcosk，Yk = -Aksink Ak、k、 Xk和Yk分别可以取多个离散值
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7
3
f0 2100Hz= 4 RB
1 （一个码元周期 TBs 内画 4 周载正波弦）波）
9
1
f1 2 700Hz= 4 RB
2 （一个码元周期 TTBs 内画 4 周载正波弦）波）
（2）MSK信号时间波形如图所示：
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图 7-37 MSK 信号时间波形
通信原理第7版课件樊昌信版
? 2 F2 (x1，x2；t1, t2 ) ?x1?x2
?
f2 ( x1，x2；t1，t2 )
二维概率密度函数
大家好
? n 维分布函数 n 维概率密度函数
大家好
§3.1.2 随机过程的数字特征 ---描述随机过程的主要特性
? 均值 ---随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心
? E ??(t)??
t1
t2
t
? 特性描述 ：
大家好
§3.1.1 随机过程的分布函数
? 一维分布函数 ---描述孤立时刻的统计特性
F1(x1，t1) ? P[t?() 1 ? x1]
?F1 (x1，t1 ) ? ?x1
f1(x1，t1 )
一维概率密度函数
? ? ? 二维分布函数 F2 (x1，x2；t1，t2 ) ? P? (t1 ) ? x1， (t2 ) ? x2 ?
—— 自变量的 递减 函数
erf (c0) ? 1 erf (?c ) ? 0
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erfc()x ? 1 ? erf ()x
erf (? x) ? ? erf (x) erf (? x)c ? 2 ? erf (x) c
利用误差函数，可将F(x)表示为：
意义：
F
(x)
?
? ?? ?
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例
解题 第1步：判断? (t)是否平稳，即求其统计平均值
思路：
若均值为常数，且自相关函数只与时间
间隔? 有关， 则? (t) 是广义平稳的。 第2步：求? (t) 的时间平均值
第3步：比较 统计平均值 和 时间平均值
解题 过程： 参见教材41页
(樊昌信第七版)通原第8章
发送端
信道
yi (t )
带通 滤波器
y1 (t )
2 cos1t
相乘器
sT (t ) ni (t )
Pe
2
x2 (t )
y2 ( t )
2 cos 2t
18
第8章 新型数字带通调制技术
sin[(1 0 )Ts 1 0 ] sin[(1 0 )Ts 1 0 ] 1 0 1 0 sin(1 0 ) sin(1 0 ) 0 1 0 1 0
通信原理
1
通信原理
第8章 新型数字带通调制技术
2
第8章 新型数字带通调制技术
8.1 正交振幅调制(QAM)
信号表示式：
这种信号的一个码元可以表示为
sk (t ) Ak cos( 0t k ) kT t (k 1)T 式中，k = 整数；Ak和k分别可以取多个离散值。
20
f1 f 0 n / 2Ts
第8章 新型数字带通调制技术
8.2.2 MSK信号的基本原理
MSK信号的频率间隔
MSK信号的第k个码元可以表示为 ak sk (t ) cos(ct t k ) (k 1)Ts t kTs 2Ts
式中，c － 载波角载频； ak = 1（当输入码元为“1”时， ak = + 1 ； 当输入码元为“0”时， ak = - 1 ）； Ts － 码元宽度； k － 第k个码元的初始相位，它在一个码元宽度 中是不变的。
收，则要求初始相位是确定的，在接收端是预知的，这时
可以令1 - 0 = 0。 于是，下式 cos(1 0 ) sin(1 0 )Ts sin(1 0 )[cos( 1 0 )Ts 1] 0
通信原理 樊昌信 第8章
f0 ( x)
1 2 n
( x A)2 ex p 2 2 n
21
上两式的曲线如下： 在-A到+A之间选择
一个适当的电平Vd作
为判决门限，根据判 决规则将会出现以下
几种情况：
当 x Vd 对 “1” 码 当 x V d 当 x V d 对 “ 0” 码 当 x Vd
(B /H z)
12
理想低通传输函数的频带利用率为2Baud/Hz 。
这是最大的频带利用率，因为如果系统用高于的码元速率 传送信码时，将存在码间串扰。若降低传码率，则系统的 频带利用率将相应降低。
但理想低通系统在实际应用中存在两个问题：
一是理想矩形特性的物理实现极为困难； 二是理想的冲激响应h(t) 的“尾巴”很长，衰减很慢，当 定时存在偏差时，可能出现严重的码间串扰。
通信原理
1
通信原理
第6章 数字基带传输系统
2
码间串扰
数字基带信号通过基带传输系统时，由于系统（主要 是信道）传输特性不理想，或者由于信道中加性噪声 的影响，使收端脉冲展宽，延伸到邻近码元中去，从 而造成对邻近码元的干扰，我们将这种现象称为码间 串扰。
3
4
(1)频带受限----乘性干扰
经频带受限信道传输的信号: 信道的带宽受限导致前后码元的波形产生畸变和 展宽。这样，前面码元的波形会出现很长的拖尾， 蔓延到当前码元的抽样时刻，对当前码元的判决 造成干扰。
26
二进制单极性基带系统
对于单极性信号, 若设它在抽样时刻的电平取值为+A或
0（分别对应信码“1”或“0” ），则只需将下图中f0(x)
曲线的分布中心由-A移到0即可。
樊昌信通信原理第7版考研笔记和课后题详解
樊昌信通信原理第7版考研笔记和课后题详解樊昌信《通信原理》（第7版）笔记和课后习题（含考研真题）详解内容简介本资料是樊昌信主编的《通信原理》（第7版）的学习辅导书，主要包括以下内容：（1）整理教材笔记，浓缩内容精华。
本书每章的复习笔记均对该章的知识点进行了整理，突出重点和考点。
（2）解析课后习题，提供详尽答案。
本书参考相关辅导资料，对教材的课后习题进行了详细的解答。
（3）精选考研真题，巩固重难点知识。
本书精选了南京大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、北京师范大学、国防科技大学、北京邮电大学等多所名校近年的考研真题，并对所选考研真题进行了详细的解答。
•试看部分内容名校考研真题第1章绪论一、填空题通信使用的频段是按频率划分的，音频的频率范围是______，而卫星或太空通信的频率范围是______。
[同济大学2006研]【答案】0.3~3 kHz；3~30 GHz查看答案二、问答题1．数字化己成为信息社会发展的方向，从通信系统原理出发分析通信系统采用数字信号的优点，并讨论数字通信系统的主要性能指标及其关系。
[同济大学2005研]解：（1）对通信系统而言，采用数字信号的优点有①各种信源信息形式便于用统一的编码格式进行处理与存储，也便于构成进入信道或通信网进行有效与可靠传输的信号方式；②数字编码系列中可以按要求加入有关附加信息代码，以达到控制、管理、纠错等功能；③可设计不同的编码格式，表达码字的码型、波形，提高抗干扰、抗噪声能力；④按香农公式，以增加传输带宽或降低传输速率为代价，使抗噪声能力（信噪比）指数律增大；⑤便于加密与保密通信和信息存储；⑥可以适应各种信道环境进行传输，如数字基带传输；⑦可以进行时分复用、正交复用，采用数字频带传输，可利用指定或适宜的传输频带；⑧实现频分复用、码分复用多址等多用户共享通信资源，有效和可靠地传输。
（2）数字通信系统的主要性能指标及其关系①传输速率（码元传输速率R B，信息传输速率R b），；频带利用率为②差错率（误码率P e，误信率（误比特率）P b），在二进制系统中P e＝P b。
樊昌信《通信原理》(第7版)课后习题(模拟调制系统)【圣才出品】
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。
通信原理樊昌信第七版
通信原理樊昌信第七版通信原理樊昌信第七版（以下简称《樊七版》）是一本系统介绍通信原理的教材。
该教材详细介绍了通信原理的基本概念、原理、技术和应用。
第一章介绍了通信系统的基本概念和组成部分。
通信系统包括信源、信道、调制解调器、编码解码器、传输媒介和接收器等组成部分。
第二章详细介绍了信号的表示与传输。
信号是通信系统中的重要信息载体，通信系统常用的信号类型有连续信号和离散信号。
本章还介绍了常见的调制技术和调制方法。
第三章讲述了模拟调制与解调技术。
模拟调制与解调是常见的信号传输技术，包括调幅、调频和调相等技术。
本章还介绍了调制信号的频谱特性和调制电路的实现方法。
第四章介绍了脉冲调制与解调技术。
脉冲调制与解调是数字通信中常用的技术，包括脉冲编码调制和脉冲位置调制等。
本章还讨论了脉冲调制信号的频谱特性和脉冲调制电路的实现方法。
第五章讲述了数字通信系统的基本原理和技术。
数字通信系统主要包括抽样调制、调制器设计、调制技术的选择和解调器设计等内容。
本章还介绍了常见的数字通信调制技术和解调技术。
第六章详细介绍了通信信道的性质和传输介质的选择。
通信信道是信号传输的媒介，本章讲述了不同传输介质的特性和选择原则。
还讨论了信道容量和信道编码的相关知识。
第七章讨论了信道编码和纠错编码。
信道编码和纠错编码是提高通信系统可靠性和容量的重要技术手段。
本章介绍了常见的信道编码和纠错编码方法，包括奇偶校验、海明码和卷积码等。
第八章介绍了数字通信系统中的多址技术和扩频技术。
多址技术是多用户同时共享信道的重要技术，扩频技术是提高通信系统容量的有效手段。
本书还包括了其他相关的内容，如雷达系统、无线通信系统和光纤通信系统等。
《樊七版》作为通信原理领域的经典教材，系统全面地介绍了通信原理的基本知识和技术，并结合了实际应用。
樊昌信《通信原理》(第7版)配套题库【章节题库7-9章】【圣才出品】
【答案】2Pe（1－Pe） 【解析】码反变换器的功能是将相对码变为绝对码。只有当码反变换器的两个相邻输入 码元中，有一个且仅有一个码元出错时，其输出码元才会出错。设码反变换器输入信号的误 码率是 Pe，则两个码元中前面码元出错且后面码元不错的概率是 Pe（1－Pe），后面码元出 错而前面码元不错的概率也是 Pe（1－Pe）。所以，输出码元发生错码的误码率为 2Pe（1－ Pe）。
7．先将矩形基带信号采用滚降系数为 0.5 的滚降滤波器滤波，然后采用 8PSK 调制方
式实现无码间干扰传输。若传输速率为 30kb／s，需要占用的信道带宽为______。
【答案】15kHz
【解析】对滚降系数α＝0.5，8PSK 无码间干扰传输，传输速率为 30kb／s 的信号，
其需要占用的信道带宽为 B = (1+a )Rb = (1+ 0.5)30 = 15kHz 。
2ASK
在相干解调下的误码率为
Pe
=
1 2
骣
erfc
琪 琪
桫
r 4
；
( ) 2PSK
在相干解调下的误码率为
Pe
=
1 2
erfc
r；
2FSK
在相干解调下误码率为
Pe
=
1 2
骣
erfc
琪 琪
桫
r 2
；
故采用相干解调方式时，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK、
2DPSK、2FSK、2ASK。
2．相同传码率条件下，下面四种方式中，（ ）的频带利用率最低。
(完整版)通信原理——第七章
获得振幅键控、频移键控和相移键控三种基本的数字调制方式。
1
0
1
1
0
1
1
0
1
t
t
t
(a) 振幅键控 （ASK）
(b) 频移键控
(FSK) 正弦载波的三种键控波形
(c) 相移键控
(PSK)
绝对相移键控PSK 相对相移键控DPSK
7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
1
0
0
1
s(t)
课件
第7章
数字带通传输
通信原理（第7版） 樊昌信 曹丽娜 编著
本章内容:
第7章 数字调制
7.1 二进制数字调制原理 2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK
7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能
7.3 二进制数字调制系统的性能比较
7.4 多进制数字调制原理（了解）
7.5 多进制数字调制系统的抗噪声性能（×）
➢ 数字调制：用数字信号控制载波某个参数的过程 ➢ 用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号 。 ➢ 数字带通传输系统（或 数字频带传输系统）：包括调制和解调过程的数
字传输系统 ➢ 调制的作用：
将信号频谱搬移至最佳频段 多路复用，高效利用信道 提高传输质量
数字调制方式：用数字基带信号改变 正弦型载波 的 幅度、频率 或 相
1. 2ASK基本原理
Ts
t
振幅键控是利用载波的幅度变化来
载波
t
传递数字信息，而其频率和初始相
位保持不变。
2ASK
t
2ASK信号的一般表达式可以写为
e2ASK (t) s(t) cosct 单极性
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(数字带通传输系统)【圣才出品】
第7章 数字带通传输系统一、选择题1．在抗加性高斯白噪声方面，性能最好的调制制度是（ ）。
A ．2FSK B ．2ASK C ．2PSK D ．2DPSK 【答案】C【解析】对于相同的解调方式，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2．相同传码率条件下，下面四种方式中，（ ）的频带利用率最低。
A ．2ASK B ．2PSK C ．2FSK D ．2DPSK 【答案】C【解析】在相同传码率的条件下，2222ASK PSK DPSK B B B B T ===，2212FSK BB f f T =-+，传输带宽越宽，频带利用率越低，所以2FSK 的频带利用率最低。
3．在数字调制系统中，采用8PSK 调制方式传输，无码间干扰时能达到的最高频带利用率是（ ）。
A ．1Baud ／HzB ．2Baud ／HzC ．3Baud ／HzD ．4Baud ／Hz 【答案】A【解析】对所有的调制信号，最大频带利用率均为ηB ＝1Baud/Hz 。
二、填空题1．2DPSK 、2ASK 、2PSK 和2FSK 采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能的优劣顺序为______。
【答案】2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK【解析】数字调制系统的抗噪声性能通过系统在信道噪声干扰下的总误码率表征。
2DPSK 在相干解调下的误码率为e P erfc=；2ASK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =；2PSK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =；2FSK 在相干解调下误码率为12e P erfc =； 故采用相干解调方式时，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2．BPSK 采用相干解调时可能出现“反向工作”现象的原因是______；解决方案是______。
【答案】接收端提供的本地载波有180o 相位模糊；采用2DPSK【解析】在2PSK 信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。
樊昌信《通信原理》(第7版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
4.3名校考研真题 详解
5.2课后习题详解
5.1复习笔记
5.3名校考研真题 详解
6.2课后习题详解
6.1复习笔记
6.3名校考研真题 详解
7.2课后习题详解
7.1复习笔记
7.3名校考研真题 详解
8.2课后习题详解
8.1复习笔记
8.3名校考研真题 详解
9.2课后习题详解
9.1复习笔记
9.3名校考研真题 详解
10.2课后习题详解
10.1复习笔记
10.3名校考研真题 详解
11.2课后习题详解
11.1复习笔记
11.3名校考研真题 详解
12.2课后习题详解
12.1复习笔记
12.3名校考研真题 详解13Βιβλιοθήκη 2课后习题详解13.1复习笔记
13.3名校考研真题 详解
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樊昌信《通信原理》（第7版）笔 记和课后习题（含考研真题）详解
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03 读书笔记 05 作者介绍
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通信
真题
第版
复习
樊昌信
编码
系统
笔记
真题
原理 名校
数字
原理
复习
基带
笔记
传输
习题
第章
内容摘要
本书特别适用于参加研究生入学考试指定考研参考书目为樊昌信《通信原理》（第7版）的考生。也可供各大 院校学习樊昌信《通信原理》（第7版）的师生参考。本书是樊昌信主编的《通信原理》（第7版）的配套电子书， 主要包括以下内容：（1）梳理知识脉络，浓缩学科精华。本书每章的复习笔记均对该章的重难点进行了整理，并 参考了国内名校名师讲授该教材的课堂笔记。因此，本书的内容几乎浓缩了该教材的所有知识精华。（2）详解课 后习题，巩固重点难点。本书参考大量相关辅导资料，对樊昌信主编的《通信原理》（第7版）的课后习题进行了 详细的分析和解答，并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。（3）精编考研真题，培养解题思路。本书从历年考 研真题中挑选最具代表性的部分，并对之做了详尽的解析。所选考研真题涵盖了每章的考点和难点，考生可以据 此了解考研真题的命题风格和难易程度，并检验自己的复习效果。（4）免费更新内容，获取最新信息。本书定期 会进行修订完善，补充最新的考研真题和答案。对于最新补充的考研真题和答案，均可以免费升级获得。
通信原理樊昌信第七版
恒参信道
H ( )K ejtd
h(t)K (ttd)
若输入信号为s(t)，则理想恒参信道的输出:
so(t)Ks(ttd)
固定的迟延 固定的衰减 —— 这种情况称为无失真传输
3. 失真 影响 措施
n 幅频失真： H() K
恒参信道 含义？
影响 对 对 模 数 拟 字 信 信 号 号 ： ： 造 产 成 生 波 码 形 间 失 串 真 扰 误 信 码 噪 率 比 增 下 大 降
设发送信号为 s(t)Acosct
幅度恒定 频率单一
经过n条路径传播（各路径有时变的衰落和时延）
则接收信号为
r(t) a1(t)cosc t 1(t)a2(t)cosc t 2(t)
第i条路径 接收信号振幅
an(t)cosctn(t)
n
ai(t)coscti(t) 传输时延
i1
n
ai(t)coscti(t) i1
0 Pn(f)df Pn(f0)
l 平均功率：
NPn(f)df
物理 意义
通过宽度为Bn的矩形滤波器的噪声功率 = 通过实际接收滤波器的噪声功率。
本章内容:
第4章 信道
信道分类
信道模型
恒参/随参信道特性和对信号传输的影响
信道噪声
信道容量
定义·分类
模型·特性
n 明线
1880年纽约街貌
n 对称电缆
导体 绝缘层 双绞线 Twisted Rair
有线信道
特点 每对呈扭绞状，以减
由多对
双绞线组成
小各线对的相互干扰。
非屏蔽双绞线
缺点 传输衰减大/距离短，
(UTP)
（便宜、易弯曲、易安装）
通信原理第七版课后答案樊昌信
第一章习题之马矢奏春创作习题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暗示。
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 -===设一个信息源由64个分歧的符号组成，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 === 。
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===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，试求该电路发生的热噪声电压的有效值。
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(新型数字带通调制技术)【圣才出品】
第8章 新型数字带通调制技术一、填空题1．64QAM 信号可由两路载波正交的 进制ASK 信号叠加而成。
【答案】八【解析】64QAM 信号的构成方法之一便是可由两路载波正交的八进制ASK 信号叠加而成。
2．MSK 与2PSK 相比， 的旁瓣更小， 的主瓣带宽较窄。
【答案】MSK ，MSK【解析】在给定信道带宽的条件下，与2PSK 信号相比，MSK 信号的主瓣带宽较窄，功率谱密度更为集中，其旁瓣下降得更快。
3．若信息速率为R b ，则2DPSK 、MSK 、QPSK 、16QAM 信号的谱零点带宽分别为 、 、 、 Hz 。
【答案】2b R 、1.5b R 、b R 、0.5b R【解析】按主瓣带宽计算：222DPSK B b B R R ==，0.752 1.5MSK b B B R T =?，222log b QPSK B b R B R R M ===，162212log 162b QAM B b R B R R ===。
4．设子信道码元持续时间为T B，则OFDM中各相邻子载波的频率间隔为Hz；频带利用率为b／（s·Hz）。
【答案】【解析】设在OFDM系统中共有N路子载波，子信道码元持续时间为T B。
则各相邻子载波的频率间隔等于最小容许间隔Δf＝1／T B（Hz）；每路子载波均采用M进制的调制，则它占用的频带宽度为频带利用率为5．当信息速率相同时，MSK信号的带宽______2PSK信号的带宽，MSK信号的相位______。
【答案】小于；连续【解析】当信息速率相同时，MSK信号的带宽为B MSK＝1.5R b，2PSK信号的带宽为B2PSK＝2R b，故MSK信号的带宽小于2PSK信号的带宽；MSK信号的相位在码元转换时刻是连续的。
6．设信源发送的二进制符号序列为0111001，每个符号时间宽度为T，试画出MSK 信号附加相位轨迹图（设初相位为0）______。
【答案】【解析】MSK 信号的相位在码元转换时刻是连续的，在一个码元周期内，附加相位线性变化±π/2。
樊昌信《通信原理》(第7版)配套题库【课后习题1-6章】【圣才出品】
第1章绪论思考题1-1以无线广播和电视为例，说明教材图1-3模型中信源、信宿及信道包含的具体内容是什么？答：（1）在无线电广播中①信源：从声音转换而成的原始电信号。
②信宿：从复原的原始电信号转换成的声音。
③信道：载有声音和影像的无线电波。
（2）在电视系统中①信源：从影像转换而成的电信号。
②信宿：从复原的原始电信号转换成的影像。
③信道：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？答：（1）数字信号是指载荷消息的信号参量仅有有限个取值的信号；模拟信号是指载荷消息的信号参量取值为连续（不可数、无穷多）的信号。
（2）两者的根本区别在于载荷消息信号参量的取值是连续的还是离散可数的。
时间域上的连续与否不能作为区分模拟信号和数字信号的标准。
1-3何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？答：（1）数字通信是指利用数字信号来传递信息的一种通信系统。
其中主要有信源编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等组成部分。
（2）数字通信的优缺点：①优点：a．抗干扰能力强，且噪声不积累。
数字通信特有的抽样判决再生的接收方式使得其拥有较强的抗干扰能力。
b．传输差错可控。
在数字通信系统中，可通过信道编码技术进行检错与纠错，降低误码率，提高传输质量。
c．易于加密处理，且保密性好。
d．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。
e．易于集成，使通信设备微型化，重量减轻。
f．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。
②缺点：可能需要较大的传输带宽。
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：数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是：（1）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；（2）信道编码和译码功能是进行差错控制，从而增强数字信号的抗干扰能力；（3）加密与解密的功能是保证传输信息的安全；（4）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；（5）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。
通信原理樊昌信课件
不同（an不同），前者为单极性，后者为双极性。因此， 我们可以直接引用2ASK信号功率谱密度的公式来表述
2PSK信号的功率谱，即
P2PSK (
f
)
=
1 4
[Ps
(
f
+
fc) +
Ps ( f
−
fc )]
应当注意，这里的Ps(f)是双极性矩形脉冲序列的功率谱。
10
第7章数字带通传输系统
由第6章知，双极性全占空矩形随机脉冲序列的功率谱密度
2DPSK信号相位：(0) π 0 0 π π π 0 π π
或
(π ) 0 π π 0 0 0 π 0 0
相应的2DPSK信号的波形如下：
(a)绝对码
1
1
0
1
0
(b)相对码
0
1
0
0
1
1
参考
(c)2DPSK t
由此例可知，对于相同的基带信号，由于初始相位不同，2DPSK信 号的相位可以不同。
即：2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元的相对
式中
e2PSK (t) = s(t )cosωct
∑ s(t) = an g(t − nTs )
n
这里，g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲，而an的统计特性为
an =
1, − 1,
概率为 P 概率为1 − P
5
第7章数字带通传输系统
即发送二进制符号“0”时（an取+1），e2PSK(t)取0相位； 发送二进制符号“1”时（ an取 -1）， e2PSK(t)取π相位。 这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信 号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。 典型波形
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振幅环个数：应少，有利于实现自动增益控制；
相位的个数：应少，有利于实现载波相位跟踪。
(0,4.61) 垂直4ASK星座 (0,2.61) (-3,3) abcd (-3,1) (-2.61,0) (2.61,0) (4.61,0) (3,1) (3,3)
（-4.61,0)
(-1,-1) (0,-2.61) (-3,-3)
它的一个码元可表示为：
ek (t ) Ak cos(ct k )
展开为：
kTB t (k 1)TB
ek (t ) X k cos ct Yk sin ct
式中：
Xk = Akcos
k，Yk
= -Aksin
k
Ak、
表明：
k、
Xk和Yk分别可以取多个离散值
MQAM信号可由两路载波正交的
微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通
信等领域获得广泛应用。
举例 对比
最大振幅同为AM
最小 距离
最小 距离
16QAM信号
16PSK信号
2 AM d1 0.47 AM 3
d 2 2 AM sin 0.39 AM 16
——此最小距离代表噪声容限的大小。
MQAM信号的谱零点带宽
BMQAM
2 Rb 2RB log 2 M
∵ MQAM利用两个同频正交载波在同一带宽内实现了两
路并行的LASK信号的传输，∴ MQAM的频带利用率:
MQAM
Rb 1 1 2 log 2 L log 2 M B 2 2
(bps/Hz)
以上两式适用于其他线性数字调制信号。
复合相移法： 用两路独立的QPSK信号叠加，即可形成
16QAM信号。
AM
大圆上的4个红点表示 第一个QPSK信号矢量的 位置。 在这4个位置上可以叠 加上第二个QPSK矢量 ，后者的位置用虚线小 圆上的4个小黑点表示。
AM
16QAM信号的解调
——信号点在水平轴和垂直轴上 投影的电平数均有4个（+3、+1、-1、-3），对应低通滤 波器输出的4电平基带信号，因而4电平判决器应有3个判 决电平：+2、0、-2。 4 电平判决器对 4 电平基带信号进行判决和检测，再 经 4-2 电平转换和 并/串 变换器最终输出二进制数据。
在实际中，往往需要对2-L电平转换后的L电平基带信号 进行脉冲成形滤波，以抑制已调信号的带外辐射。
脉冲成形滤波器通常是滚降系数为
这时，MQAM信号的带宽:
的升余弦滤波器。
(1 ) Rb B (1 ) RB log 2 M
频带利用率：
log 2 M b （bps/Hz） (1 )
M ASK信号叠加而成
正交调幅法： 用两路正交的4ASK信号叠加，即可形成
16QAM信号。 方形 MQAM 利用两个同频正交载波
AM
在同一带宽内
实现了 两路并行的 L ASK信号的传输。
L M
输入的二进制序列（每4个“abcd”比特为一组）经过串/并变换器 输出速率减半的两路并行序列（上支路ac和下支路bd）；然后分别 经过2- 4电平变换，形成4电平基带信号X (t) 和Y (t)。 X (t) 和Y (t)分别与相互正交的两路载波相乘（调制），形成两路 互为正交的4ASK信号，最后将两路信号相加即可得到16QAM信号。
M=64、256时，QAM信号的星座图：
64QAM信号矢量图
256QAM信号矢量图
注： QAM星座图除方型结构外，还有星型或其他结构
星座结构影响系统性能！
星座结构
——不仅影响到已调信号的功率谱特性， ——而且影响已调信号的解调及其性能。
设计准则
若信号功率相同，选择信号点间距离最大的结构， 若最小距离相同，选择平均功率最小的星座结构。
课 件
第8章
新型数字调制
通信原理（第7版）
樊昌信 曹丽娜 编著
本章内容:
正交振幅调制 （QAM）
最小移频键控（MSK）
7章 数字调制 第8章第 新型数字调制
高斯最小移频键控（GMSK）
正交频分复用（OFDM）
§8.1
正交振幅调制 （QAM）
（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）
—— 这意味着在相同噪声条件下，系统的误码率增大
针对 问题
解决途径
M 增加，距离越来越小
解决 途径
增大相邻信号点间的距离
Q&A
如何增大距离，以减小误码率呢 ？
容易想到的一种办法：
——增大圆周半径（信号功率 ）来增大相邻信号点的
距离， -----往往会受发射功率的限制。
设计思想
一种更好的设计思想：
比较：
噪声容限越大，抗噪声性能就越强。
d1 d 2
表明：16QAM 比16PSK 的噪声容限大，抗噪能力强
。
d2超过d1约1.57 dB（最大功率(振幅)相等条件下 d2超过d1约4.12 dB（平均功率相等条件下）
）
16QAM是最具有代表性的MQAM信号，此外：
M=4时，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号
一种振幅和相位联合键控的数字调制技术
需求背景
观察MPSK的星座图
问题引出
所有信号点（•）平均分布在同
： 一个圆周上。圆周半径等于信号幅度。
01
010 011 110 111 101 100
0
1
00 10
11
001 000
在信号幅度相同（即功率相等）条件下： ——进制数 M 增加，星座图上相邻信号点的距离越小
(-1,1)
水平4ASK星座 (3,-3)
2种振幅值 8种相位值
(0,-4.61)
星型16QAM
方型16QAM
3种振幅值 12种相位
在多径衰落信道中，信号振幅和相位取值越多，受到的 影响越大，因而星型 比方型更具有吸引力。 但方型星座的QAM信号的产生与接收更易实现。
16QAM信号的产生
在 QAM 中，载波 的振幅和相位同时受基带信号控制，因此，
——在不增大圆半径基础上（即不增加信号功率）， 重新安排信号点的位置，以增大相邻信号点的距离。 (星座结构)
这种思想的可行性方案：
一种把 ASK 和 PSK 结合起来的调制方式。 振幅 和 相位 联合键控的调制方式。
——正交振幅调制 QAM :
QAM是一种振幅和相位联合键控的调制方式，其频 谱利用率高，抗噪声性能优于MPSK，在中大容量数字