通信原理15
通信原理知识点
第一章1、通信的目的就是传输消息中所包含的息。
消息就是信息的物理表现形式,信息就是消息的有效内容。
、信号就是消息的传输载体。
2、根据携载消息的信号参量就是连续取值还就是离散取值,信号分为模拟信号与数字信号.,3、通信系统有不同的分类方法。
按照信道中所传输的就是模拟信号还就是数字信号(信号特征分类),相应地把通信系统分成模拟通信系统与数字通信系统。
按调制方式分类:基带传输系统与带通(调制)传输系统。
4、数字通信已成为当前通信技术的主流。
5、与模拟通信相比,数字通信系统具有抗干扰能力强,可消除噪声积累;差错可控;数字处理灵活,可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输;易集成,成本低;保密性好等优点。
缺点就是占用带宽大,同步要求高。
6、按消息传递的方向与时间关系,通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。
7、按数据码先排列的顾序可分为并行传输与串行传输。
8、信息量就是对消息发生的概率(不确定性)的度量。
9、一个二进制码元含1b的信息量;一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时,信源的熵有最大值。
10、有效性与可靠性就是通信系统的两个主要指标。
两者相互矛盾而又相对统一,且可互换。
在模拟通信系统中,有效性可用带宽衡量,可靠性可用输出信噪比衡量。
11、在数字通信系统中,有效性用频带利用率表示,可靠性用误码率、误信率表示。
12、信息速率就是每秒发送的比特数;码元速率就是每秒发送的码元个数。
13、码元速率在数值上小于等于信息速率。
码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。
第二章14、确知信号按照其强度可以分为能量信号与功率信号。
功率信号按照其有无周期性划分,又可以分为周期性信号与非周期性信号。
15、能量信号的振幅与持续时间都就是有限的,其能量有限,(在无限长的时间上)平均功率为零。
功率信号的持续时间无限,故其能量为无穷大。
16、确知信号的性质可以从频域与时域两方面研究。
17、确知信号在频域中的性质有4种,即频谱、频谱密度、能量谱密度与功率谱密度。
通信原理-基础知识习题及答案
通信原理基础知识 习题集一 填空题1.在数字通信系统中，其重要的质量指标“有效性”和“可靠性”分别对应（传输速率 ）和（差错率）。
2.一个均值为零的平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从（ 瑞利分布），而其相位的一维分布是（均匀分布），如果再加上正弦波后包络一维分布服从（ 莱斯分布（广义瑞利分布））。
3.若线性系统的输入过程()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是（ 高斯 ）型的。
4.通过眼图，可以观察到（ 码间串扰 ）和（ 高斯白噪声 ）的大小。
5.对2ASK 、2FSK 和2PSK 三种系统的性能进行比较，其中有效性最差的是（ 2FSK ）系统，可靠性最好的是（2PSK ）系统。
6.2PSK 信号在接收端因为载波同步系统中的分频，可能产生载波相位状态转移，发生对信号的错误解调，这种现象称为（倒π现象）。
7. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为（随参信道）和（恒参信道）两大类。
8.基带传输系统的总误码率依赖于（信号峰值）和（噪声均方根值）之比。
9.调制信道对信号的干扰分为（加性干扰）和（乘性干扰）两种。
10.若线形系统的输入过程是高斯型的，则输出是（高斯）型的。
11.通断键控信号（OOK ）的基本的解调方法有（非相干解调/包络检波法）及（相干解调/同步检测法）。
12.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.包络检波法的系统误码率取决于（系统输入信噪比）和（归一化门限值）。
14.起伏噪声又可分为（热噪声）、（散弹噪声）及（宇宙噪声）。
15.数字基带信号的功率谱密度可能包括两部分即（连续谱）和（离散谱）。
16.二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）和（键控法）。
17.模拟信号是利用（抽样）、（量化）和（编码）来实现其数字传输的。
18.模拟信号数字传输系统的主要功能模块是（A/D ）、（数字传输系统）和（D/A ）。
通信原理教程第二版答案
通信原理教程第⼆版答案通信原理教程第⼆版答案《通信原理》习题第⼀章第⼀章习题习题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。
1解:E的信息量: I,log,,logPE,，，,log0.105,3.25bE222，，PE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:11 I,log,,logP(A),,log,2bA222P(A)4335 I,,log,2.415bI,,log,2.415bI,,log,1.678bB2C2D2161616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1 R,,100BdB,32，5，10等概时的平均信息速率为R,RlogM,Rlog4,200bsbB2B2(2)平均信息量为11316516 H,log4，log4，log，log,1.977⽐特符号222244163165则平均信息速率为 R,RH,100，1.977,197.7bsbB习题1.4 试问上题中的码元速率是多少,11解: R,,,200 BdB,3T5*10B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1《通信原理》习题第⼀章M6411H(X),,P(x)logP(x),,P(x)logP(x),16*log32，48*log96,ii,ii22223296i,i,11=5.79⽐特/符号因此，该信息源的平均信息速率。
通信原理实验15曼彻斯特码编解码实验
实验十五曼彻斯特码编解码实验实验内容1. 熟悉曼彻斯特码编码实验2．熟悉曼彻斯特码译码实验一、实验目的1．掌握曼彻斯特码的编解码规则的过程2．掌握曼彻斯特码的编解码原理3. 学习通过CPLD编程实现曼彻斯特码编译码实验二、实验电路工作原理在实际的基带传输系统中，并不是所有码字都能在信道中传输。
例如，含有直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。
同时，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取收定时信号，而收定时信号却又依赖于传输的码型，如果码型出现长时间的连“0”或连“1”符号，则基带信号可能会长时间的出现0电位。
从而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。
实际的基带传输系统还可能提出其它要求，因而对基带信号也存在各种可能的要求。
归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：①对各种代码的要求，期望将原始信息的符号编制成适合于传输用的码型，②对所传码型的电波波形要求，期望电波波形适宜于在信道中传输。
前一问题称为传输码型选择，后一问题称为基带脉冲的选择。
这是两个既有独立性又有联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。
传输码（又称线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。
在较为复杂的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：①能从其相应的基带信号中获取定时信息；②相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分；③不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；④尽可能地提高传输码型的传输效率；⑤具有内在的检错能力，等等。
曼彻斯特码（Manchester code）又称裂相码、双向码，是一种用电平跳变来表示1或0的编码，它是计算机网络中常用的两种编码方法（曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码）。
未经编码的二进制基带数字信号就是高电平和低电平不断交替的信号。
至于用低电平代表1或0都是可以的。
使用这种最简单的基带信号的最大问题就是当出现一长串的连1或0时，在接收端无法收到的比特流中提取位同步信号。
通信原理各章习题的答案解析
第一章 通信系统概论一 填空选择题1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化（便于集成）等_。
2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK 系统指标具体用_传输速率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM 系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。
3.已知二进制数字信号在2分钟共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率为600B ，信息速率为600b/s ；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4；若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为1800b/s 。
4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。
6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。
7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )A.信息传输速率B.符号传输速率C.频带利用率D.以上都包括8.在码元速率相同条件下，m 进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log 2m 倍。
9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。
10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和 数字通信系统11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者是指消息传输的 质量问题。
12．设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。
13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。
14.某四元制信源，各符号对应的概率分别为21、41、81、1，则该信源符号的平均信息量为 1.75b/符号 。
通信原理的原理
通信原理的原理
通信原理是指将信息从发送方传输到接收方的过程。
其原理主要涉及三个关键要素：发送器、传输媒介和接收器。
首先，发送器将待传输的信息转化为信号。
这个过程称为编码。
编码可以采用不同的方式，例如将声音转化为电信号、将文字转化为光信号等。
然后，编码后的信号通过传输媒介进行传输。
传输媒介可以是电磁波、光纤、导线等。
不同的媒介有不同的特点和适用范围。
最后，接收器接收到传输的信号，并将其解码还原为原始的信息。
解码的过程与编码相反，它将信号转化为人们能够理解的形式，例如声音、文字等。
在整个通信过程中，信号可能会受到多种干扰和衰减。
为了保证信息的可靠传输，信号可以通过各种方式进行处理和增强，例如加入纠错码、调制解调等技术。
总结起来，通信原理包括编码、传输和解码三个关键步骤，通过发送器、传输媒介和接收器实现信息的传输和还原。
通过不断的技术创新和改进，人们可以实现更快、更稳定的信息传输。
通信原理
1、抽样定理，恢复原信号条件、方法 原理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率<H f ，则以间隔时间为T ≤1/2H f 的周期性冲击脉冲对它抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定。
条件：H s f f 2≥（抽样频率≥最低抽样速率2H f —奈奎斯特抽样速率）。
方法：当H s f f 2≥，用一个截止频率为H f 的理想低通滤波器就能够从抽样信号中分离出原信号。
2、量化分类①均匀量化：缺点：是信号的动态范围受到较大的限制，信号小时，量噪比小；要满足条件，则编码位数多，设备复杂。
②非均匀量化：实现方法：样值通过压缩器后在均匀量化。
A 、μ3、PCM （脉冲编码调制）：通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换为二进制符号的过程。
4、数字调制方法，二进制数字调制原理、信号产生方法、解调方法 方法：①利用调制的方法去数字式调制；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波实现。
原理：①二进制振幅键控（2ASK ）：利用载波的振幅变化（只有两种变化，对应0、1）来传递数字信息，而其频率与初始相位保持不变。
表达式：t t s t e c ASK ωcos )()(2=，)()(s nn nT t g a t s -=∑；②二进制频移键控（2FSK ）：利用载波的频率变化来传递数字信息。
（*一个2FSK 信号可以看成两不同载频2ASK 信号的叠加）表达式：)]cos()([)cos()([)(212n s nn n S n n FSK t nT t g a t nT t g a t e θωϕω+-++-=∑∑；③二进制相移键控（2PSK ）：...载波相位...。
表达式：)cos()(2n c PSK t A t e ϕω+=。
（*可以看成一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘）。
信号产生方法：①2ASK/OOK ：模拟调制法与键控法。
②2FSK ：模拟调频电路来实现和键控法。
两者差异：调频法产生的2FSK 信号在相邻码元之间是相位是连续变化的，键控法产生的信号，是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元间的相位不一定连续。
通信原理简答题答案
通信原理第六版课后思考题第1章绪论1、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；两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。
2、画出模拟通信系统的一般模型。
3、何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，有以下特点：1）传输的信号是离散式的或数字的；2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；3）抗干扰能力强，因为信号可以再生，从而消除噪声积累；4）传输差错可以控制；5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；6）便于加密，可靠性高；7）便于实现各种信息的综合传输3、画出数字通信系统的一般模型。
答：4、按调制方式，通信系统如何分类？答：分为基带传输和频带传输5、按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM）7、通信系统的主要性能指标是什么？第3章随机过程1、随机过程的数字特征主要有哪些？它们分别表征随机过程的哪些特征？答：均值：表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。
方差：表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。
相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。
2、何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？答：严平稳：随机过程(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。
广义平稳：1）均值与t无关，为常数a。
2）自相关函数只与时间间隔=-有关。
严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。
4、平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱的关系如何？答：自相关函数性质：(1)R(0)=E[]——的平均功率。
(2)R()=R(-)——的偶函数。
(3)——R()的上界。
通信原理各章习题集的答案解析
第一章 通信系统概论一 填空选择题1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化（便于集成）等_。
2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK 系统指标具体用_传输速率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM 系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。
3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率为600B ，信息速率为600b/s ；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4；若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为1800b/s 。
4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。
6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。
7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )A.信息传输速率B.符号传输速率C.频带利用率D.以上都包括8.在码元速率相同条件下，m 进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log 2m 倍。
9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。
10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和 数字通信系统11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者是指消息传输的 质量问题。
12．设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。
13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。
14.某四元制信源，各符号对应的概率分别为21、41、81、1，则该信源符号的平均信息量为 1.75b/符号 。
中科院 现代通信原理 黄志蓓_lecture15
Lecture 15数字信号的载波传输IILecture 15 数字信号的载波传输II多进制数字调制♦MASK ♦MPSK ♦MFSK正交幅度调制（QAM ）部分响应正交幅度调制（QPR ） 最小频移键控（MSK ）各数字调制方法比较多进制幅度键控(MASK)tcos )nT t (g a )t (S c n b n MASK ω⎥⎦⎤⎢⎣⎡−=∑∑−=−−=⎟⎠⎞⎜⎝⎛10121012101M i i M M P P ,P ,P ,P A ,A ,A ,A ""多进制幅度键控(MASK)s MASK (t )多进制相移键控(MPSK)π相0相π相0相π/2相3π/2相π相0相π/2相3π/2相π/4相-π/4相3π/4相-3π/4相多进制相移键控(MPSK)π/2相-π/2相π/4相-π/4相3π/4相-3π/4相参考相位π/8相3π/8相5π/8相7π/8相-π/8相-3π/8相-5π/8相-7π/8相已调信号t sin sin )nT t (g t cos cos )nT t (g )t cos()nT t (g )t (S c n n b c n n b nn c b PSK ωϕωϕϕω⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−⎥⎦⎤⎢⎣⎡−=+−=∑∑∑令a n =cos φn ,b n =sin φn可看作两个正交载波进行MASK 调制后信号的叠加。
MPSK n bc nn b c n S (t )a g(t nT )cos t b g(t nT )sin t ωω⎡⎤=−⎢⎥⎣⎦⎡⎤−−⎢⎥⎣⎦∑∑多进制相移键控(MPSK)Δφ A B π/4 1 1 3π/4 0 1 5π/4 0 0 7π/4 1a (1)a (0)b (0)b (1)(1,1)(1,0)(0,0)(0,1)QPSK 信号的产生s(t) 4PSK串/并 变换器环形调制器1环形调制器2振荡器 相移π/2ΣQPSK 信号的产生输入 输出串/并变换逻辑选相电路带通滤波器四相载波发生器QPSK 信号的产生位定时x(t)相乘器低 通滤波器抽 样 判决器振荡器相移π/2相乘器低 通滤波器抽 样 判决器串/并 变换器QPSK 信号的解调)t cos()t (s )t (x n c ϕω+=输入相位φncos φn 的极性sin φn 的极性判决器输出A B π/4++113π/4-+015π/4--007π/4+-1QPSK 信号的产生多进制数字调频(MFSK)i=0,1,…M-1tcos A )t (s i MPSK ω=二进制码 控制振荡器f 1振荡器f 2 振荡器f L开关电路逻辑电路多进制数字调频(MFSK)定时动态滤波f 1动态滤波f 2动态滤波f L采样判决器包络检波1 包络检波2包络检波LLecture 15 数字信号的载波传输II多进制数字调制♦MASK ♦MPSK ♦MFSK正交幅度调制（QAM ）部分响应正交幅度调制（QPR ） 最小频移键控（MSK ）各数字调制方法比较正交幅度调制(QAM)矢量图QI QI(a)16PSK (b)16QAM正交幅度调制(QAM)时域表达式t sin )t (y t cos )t (x )t (S c c QAM ωω+=∑∑−=−=kb k kb k )kT t (g y )t (y )kT t (g x )t (xCos ωc t二进制 L-QAM 信号信息 Sin ωc t电 平转 换串-并变 换电 平转 换LPFLPF 乘法器乘法器加法器正交幅度调制(QAM)调制(0011)(0010)(0001)(0000)(0111)(0110)(0101)(0100)(1011)(1010)(1001)(1000)(1111)(1110)(1101)(1100)a 1a 2b 1b 2+3 0 0x a 1 a 2+1 0 1-1 1 0-3 1 1y b 1b 2+300+101-110-311L-QAM 信号 cos ωc t 位同步sin ωc t位同步载 波提 取╳ ╳ 相移90o判决 )t (x ˆl aˆa ˆ1判决 l bˆb ˆ1)t (y ˆ正交幅度调制(QAM)解调解调器两个支路信号用某判决电平L 对x k ，y k 进行判决∑∑−=−=kb k kb k )kT t (g y )t (y ˆ)kT t (g x )t (xˆ()()()k k k ,x L LˆxL ,x L L ⎧>⎪=⎨<⎪⎩01若若()()k k k ,y L Lˆy (L ),y L L⎧>⎪=⎨<⎪⎩01若若正交幅度调制(QAM)解调四电平QAM ：L=0，+2，-2还原出二进制码x k a 1k a 2k +3 0 0 0 0 0 +1 0 1 0 1 0 -3 1 0 1 1 0 -1 1 1 111)(x ˆk 0)(xˆk 2+)(xˆk 2−)(x ˆ)(x ˆ)(x ˆaˆ);(x ˆaˆk k k k k k 220021−⊕+⊕==正交幅度调制(QAM)解调Lecture 15 数字信号的载波传输II多进制数字调制♦MASK ♦MPSK ♦MFSK正交幅度调制（QAM ）部分响应正交幅度调制（QPR ） 最小频移键控（MSK ）各数字调制方法比较部分响应正交幅度控制(QPR)在多电平正交幅度调制中，同相分量和正交分量基带信号采用部分响应信号，即得QPR 信号对x k ，y k 进行相关编码∑∑−=−−=−==1010N i ik i k N i i k i k y d Y x c XLecture 15 数字信号的载波传输II多进制数字调制♦MASK ♦MPSK ♦MFSK正交幅度调制（QAM ）部分响应正交幅度调制（QPR ） 最小频移键控（MSK ）各数字调制方法比较MSK 基本原理FSK 信号表达其中 MSK—相位连续FSK 且βFM =0.5[][])t (t cos A )t (S dt )t (s t cos A )t (S c FSK c FSK ϕωθωΔω+=++=∫或θωΔϕ+=∫dt )t (s )t (∑−=kb k )kT t (g a )t (s bb b FM T .f f f 250222πωΔπωΔΔβ=⇒===第k 个码元时间内MSK 信号可表示为[])t (t cos A )t (S k c MSK ϕω+=bb T )k (t kT 1+≤≤bk k k T a a dt )t (d 2πωΔϕ⋅=⋅=其中kb k k k T ta dt dt)t (d )t (ϕπϕϕ+⋅==∴∫222211111πϕϕϕπϕπϕϕ⋅⋅−+=∴+=+⇔=−−−−−k )a a (T ta T t a )kT ()kT (k k k k kb k k b k b k b k MSK 基本原理)t (k ϕπ2ππ−π2−T b3T b4T b5T b6T b2T bt111100MSK 基本原理MSK 相位网格k b c k k b c kb kc k b k c k b k c k b k c k b k c MSK cos T t sin t sin a cos T t cos t cos cos T t a sin t sin cos T t a cos t cos )T ta sin(t sin )T t a cos(t cos )T ta (t cos )t (S ϕπωϕπωϕπωϕπωϕπωϕπωϕπω⎟⎠⎞⎜⎝⎛−⎟⎠⎞⎜⎝⎛=⎟⎠⎞⎜⎝⎛−⎟⎠⎞⎜⎝⎛=+−+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=2222222MSK 信号的产生--正交调幅法令x k =cos φk ，y k =a k cos φkMSK c c S (t )x(t )cos t y(t )sin tωω=− x(t)s(t) S MSK (t)y(t)cos ωc t相移90o 串/并╳╳╳ ╳∑ 相移90o 延迟T b bT t cos 2πMSK 信号的产生--正交调幅法M SK 信号 cos(ωc t+π/2) 数据乘法器乘法器 积分判决积分判决2(i+1)T s (2i+1)T sc k c k c cos t (t )cos t cos (t )ππωϕωϕω⎛⎞⎡⎤+⋅+=−+⎡⎤⎜⎟⎣⎦⎢⎥⎝⎠⎣⎦222项MSK 信号的解调T s2T st1110090o -90o 180o-180oT s 2T stv(t)1-1(00)或(01)(10)或(11)k k v(t )cos (t )sin (t )πϕϕ⎡⎤=−=⎡⎤⎣⎦⎢⎥⎣⎦2MSK 信号的解调Lecture 15 数字信号的载波传输II多进制数字调制♦MASK ♦MPSK ♦MFSK正交幅度调制（QAM ）部分响应正交幅度调制（QPR ） 最小频移键控（MSK ）各数字调制方法比较各种数字调制的比较调制方式表示式带宽解调误码率P eP e 近似值(ρ>>1)振幅键控(ASK)0:01:Acos ωc t 2B同步包络频移键控(FSK)0: cos ω2t 1:cos ω1t2Δf+2B 相干最佳非相干相移键控(PSK)0:Acos ωc t1:Acos(ωc t+π)2B相干差分相移键控(DPSK)0:Acos(ωc t+φ0)1:Acos(ωc t+ φ0+π)2B相干差分相干)(erfc 221ρ)(erfc 221ρ)(erfc ρ21)(erfc ρ()[]2211ρerf−ρ−e 21ρ−e 21221/e ρ−221/e ρ−421/e ρ−ρπρ−e 2141/e ρπρ−221/eρπρ−各种数字调制的比较—抗噪声性能对同一种数字调制，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率 对于不同的调制方式，若误码率P e 一定，PSK 性能最好，FSK 次之，ASK 最差 若都采用相同的解调方式，若误码率Pe 相同，所需要的信噪比2ASK 比2FSK 高3dB ，2FSK 比2PSK 高3dB－8－4048121610－710－610－110－210－310－410－5P e非相干DSK 相干ASK非相干ASK差分相干DPSK相干DSK 相干PSKFSKFSK各种数字调制的比较频带宽度：MSK最小对信道特性变化的敏感性：ASK最敏感 设备的复杂程度发送端：设备复杂程度不相上下接收端：相干比非相干复杂同为非相干接收时，2DPSK设备最复杂。
通信原理实验思考题答案
通信原理实验指导书思考题答案实验一思考题P1-4：1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用？答：位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题，在整个通信系统中，发送端按照确定的时间顺序，逐个传输数码脉冲序列中的每个码元，在接收端必须有准确的抽样判决时刻（位同步信号）才能正确判决所发送的码元。
位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接收端得到一连串的码元序列，这一连串的码元序列代表一定的信息。
通常由若干个码元代表一个字母（符号、数字），而由若干个字母组成一个字，若干个字组成一个句。
帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。
尤其在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送的。
克服距离上的障碍，迅速而准确地传递信息，是通信的任务，因此，位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。
2、自行计算其它波形的数据，利用U006和U005剩下的资源扩展其它波形。
答：在实验前，我们已经将四种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并存放在固定的地址中。
当单片机U006（89C51）检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后，一方面通过预置分频器调整U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类，通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间，输出相应的数字信号。
该数字信号经过D/A转换器U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需模拟信号。
自行扩展其它波形时要求非常熟悉信号源模块的硬件电路，最好先用万用表描出整个硬件电路。
此题建议让学生提供设计思路，在设计不成熟的情况很容易破坏信号源。
提示如下：工作流程同已有的信号源，波形的数据产生举例如下：a=sin(2.0*PI*(float)i/360.0)+1.0;/产生360个正弦波点，表示一个周期波形数据/k=(unsigned char)(a/2.0*255.0);/数字化所有点以便存储/将自己产生的360个点追加到数据存储器U005（2864）并存放在后续的固定的地址中，根据单片机U006（89C51）编程选中对应U005的地址，循环周期显示输出即为我们所设计的波形。
(完整版)通信原理简答题
答：同步码：帧同步码共7位“0011011”，安排在偶帧TS0的a2~a8码位
监视码：区分奇偶帧的监视码为1位“1”，安排在奇帧TS0的a2码位.
对告码：帧失步对告码安排在奇帧TS0的a3码位,失步用“1”表示，同步用“0”表示。
难度：难
2、若消息码序列为1101001000001，试写出AMI和HDB3码的相应序列。
答案：AMI：+1-10+100-100000+1（-1+10-100+100000-1）
HDB3：+1-10+100-1000-v0+1（-1+10-100+1000+v00-1）
难度：难
3、什么是码间串扰？它是怎样产生的？对通信质量有什么影响？
难度：难
10、什么是码间串扰？它是怎样产生的？对通信质量有什么影响？
答案：码间串扰是由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。码间串扰严重时，会造成错误判决。
难度：难
11、如何评价模拟通信系统及数字通信系统的有效性和可靠性答案：短波电离层反射信道、对流层散射信道等则属于随参信道。
难度：中
8、如图为传输信道的模型，试写出相互间的关系表达式并作简要解释？
答案：相互间的关系表达式为：
表达式解释：输出 中 为乘性干扰，主要由信道的传输特性决定； 为加性干扰主要指外界叠加的干扰。
难度：较难
8．简述恒参信道和随参信道对数字信号传输的影响及克服方法？
难度：较难
1、什么叫抽样、量化和编码？
通信原理简答题题库部分
简答题：1、数字通信有何优点答案：差错可控；抗干扰能力强,可消除噪声积累；便于加密处理,且保密性好；便于与各种数字终端接口,可用现代化计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储；便于集成化,从而使通信设备微型化;难度：较难2、在PCM 系统中,信号量噪比和信号系统带宽有什么关系答案： )/(22/H f B q N S =,所以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;难度：难3、非均匀量化的目的是什么答案：首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次,非均匀量化时,量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比;难度：较难3、 什么是奈奎斯特准则 什么是奈奎斯特速率答案：为了得到无码间串扰的传输特性,系统传输函数不必须为矩形,而容许具有缓慢下降边沿的任何形状,只要此传输函数是实函数并且在f=W 处奇对称,称为奈奎斯特准则;同时系统达到的单位带宽速率,称为奈奎斯特速率;难度：难4、 什么是带通调制 带通调制的目的是什么答案：用调制信号去调制一个载波,使载波的某个些参数随基带信号的变化规律去变化的过程称为带通调制;调制的目的是实现信号的频谱搬移,使信号适合信道的传输特性;难度：难5、 若消息码序列为1101001000001,试写出AMI 和HDB3码的相应序列;答案：AMI ：+1-10+100-100000+1-1+10-100+100000-1HDB3：+1-10+100-1000-v0+1-1+10-100+1000+v00-1难度：难6、 什么是多径效应答案：在随参信道当中进行信号的传输过程中,由于多径传播的影响,会使信号的包络产生起伏,即衰落；会使信号由单一频率变成窄带信号,即频率弥散现象；还会使信号的某些频率成分消失,即频率选择性衰落;这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应;难度：中8、什么是调制 调制在通信系统中的作用是什么答案：所谓调制,是指按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程;作用是：将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号；实现信道的多路复用；改善系统抗噪声性能;难度：难9、FM 系统的调制制度增益和信号的带宽的关系如何 这一关系说明什么问题 答案：m FM f FM f B m G 223=;说明在大信噪比的情况下,宽带调频系统的制度增益是很高的,也就是说抗噪声性能好;难度：难10、什么是码间串扰 它是怎样产生的 对通信质量有什么影响答案：码间串扰是由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰;码间串扰严重时,会造成错误判决;难度：难11、如何评价模拟通信系统及数字通信系统的有效性和可靠性答案：模拟通信系统：已调信号带宽越小,有效性越好,解调器输出信噪比越高,可靠性越好; 数字通信系统：频带利用率越高,有效性越好,误码率越小,可靠性越高;难度：中12、简述CRC 编码校验过程答案：a 在发端,将待发送数据多项式Tx 乘以x k ,其中k 为生成多项式Gx 的最高次幂;b 将Tx x k 除以生成多项式Gx,得;c 将Tx x k 十Rx 所对应的比特序列作为一个整体送入信道发送;d 在收端,对接收序列对应的多项式)x ('T x k 进行同样的运算,即得到余数多项式(x)R';e 比较两余数多项式Rx 和(x)R';若(x)R'＝Rx,则认为传输正确；若(x)R'≠Rx,则认为传输有错;难度：难13、试画出DPSK 系统差分相干解调系统框图;答案：难度：较难14、增量调制中会产生哪两种噪声,分别是怎样形成的,如何改善答案：调制会产生两种噪声：一般噪声和过载量化噪声,前者是有在量化时抽样值与量化电平的误差产生的,后者是由于台阶信号的变化速度赶不上模拟信号的变化速度造成的,要改善前者可通过减小量化台阶,改善后者可通过增大采样频率来实现难度：较难15、数字通信有哪些特点答案：与模拟通信相比,数字通信的优势主要有：抗干扰能力强,数字信号可以再生而消除噪声积累；传输差错可控,能改善传输质量；易于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；易于加密,可靠性高；易于实现各种信息的综台传输;但数字通信的缺点是：系统设备复杂,对同步要求高,比模拟通信占据更宽的系统频带等;难度：中16、按消息的物理特征,通信系统如何分类答案：按消息的物理特征,通信系统可以分为电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等;难度：中17、按调制方式;通信系统如何分类答案：按调制方式,通信系统可以分为基带传输系统和频带调制传输系统;难度：易18、按传输信号的特征,通信系统如何分类答案：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难度：易19、按传送信号的复用方式,通信系统如何分类答案：按传送信号的复用方式,通信系统可分分为频分复用通信系统、时分复用通信系统和码分复用通信系统等;难度：易20、通信方式是如何确定的答案：对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种;若消息只能单向传输,这种工作方式则为单工通信方式；若通信双方都能收发消息．但不能同时进行收发,这种工作方式则为半双工通信方式；若通信双方可同时进行收发消息,这种工作方式则为全双工通信方式;难度：中未来通信技术的发展趋势如何21、通信系统的主要性能指标是什么答案：通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性;有效性是指在传输一定的信息量所消耗的信道资源的多少,信道的资源包括信道的带宽和时间；而可靠性是指传输信息的准确程度;有教性和可靠性始终是相互矛盾的;在一定可靠性指标下,尽量提高消息的传输速率；或在一定有效性条件下,使消息的传输质量尽可能提高;根据香农公式,在信道容量一定时．可靠性和有效性之间可以彼此互换;难度：较难22、什么是误码率 什么是误信率 它们之间的关系如何答案：误码率e P 是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,即码元在传输系统中被传错的概率;误信率b P 是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例,即码元的信息量在传输系统中被丢失的概率;二进制系统中误码率e P 与误信率相等,但在多进制系统中,误码率e P 与误倍率b P 一般不相等,通常b e P P ;难度：较难23、什么是码元速率 什么是信息速率 它们之间的关系如何答案：码元速率B R 定义为每秒钟传送码元的数目,单位为“波特”,常用符号“B ”表示,又称为码元传输速率或传码率;信息速率b R 定义为每秒钟传递的信息量,单位是比特/秒bit/s 或bps;设通信系统传送N 进制码元,则码元速率B R 与信息速率b R 之间的关系为()s bit N R R B b 2log =或()B NR R b B 2log = 难度：难24、未来通信技术的发展趋势如何答案：未来通信技术主要以数字通信为发展方向;随着光纤通信的不断发展,有线通信将以光纤通信为发展方向,当前主要研究单模长波长光纤通信、大容量数宇传输技术和相干光通信;卫星通信集中体现在调制／解调、纠错编码／译码、数字信号处理、通信专用超大规模集成电路、固态功放和低噪声接收、小口径低旁瓣天线等多项新技术的发展;移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化;难度：难1、什么是多径效应答案：在随参信道当中进行信号的传输过程中,由于多径传播的影响,会使信号的包络产生起伏,即衰落；会使信号由单一频率变成窄带信号,即频率弥散现象；还会使信号的某些频率成分消失,即频率选择性衰落;这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应;难度：中2、什么是调制信道答案：调制信道是为了方便研究调制与解调问题而定义的;它是指通信系统中调制器输出端到解调器输入端的部分;难度：中3、什么是编码信道答案：编码信道是为了便于研究数字通信系统中的编码与译码问题而定义的;它是指通信系统中编码器输出端部分到译码器输入端的部分;难度：中4、什么是恒参信道答案：若信道的传输特性基本不随时间变化,即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢, 这类信道称为恒定参量信道,简称为恒参信道;难度：中5、什么是随参信道答案：若信道的传输特性随时间随机快变化,这类信道称为随机参量信道,简称为随参信道; 难度：中6、哪些属于恒参信道答案：目前常见的信道中,明线、对称电缆、同轴电缆、光纤、微波中继、卫星中继等属于恒参信道难度：中7、哪些属于随参信道答案：短波电离层反射信道、对流层散射信道等则属于随参信道;8、如图为传输信道的模型,试写出相互间的关系表达式并作简要解释答案：相互间的关系表达式为：表达式解释：输出中为乘性干扰,主要由信道的传输特性决定；为加性干扰主要指外界叠加的干扰;难度：较难8．简述恒参信道和随参信道对数字信号传输的影响及克服方法答案：恒参信道信号传输的影响是引起幅频特性和相频特性的畸变,从而最终导致产生码间干扰;克服方法主要是采用均衡技术;随参信道对信号传输的影响是引起衰落,克服方法主要是分集接收;难度：较难9．何为香农公式中的“三要素” 简述信道容量与“三要素”的关系答案：香农公式中“三要素”为：信道带宽、噪声功率谱密度和信号平均功率;“三要素”的关系：理论上当时信道容量；即使传输带宽无穷大,此时的信道容量也是有限的,因为此时的噪声功率也趋于无穷大; 难度：难10．试用香农公式来解释调频方式与调幅方式性能上的优劣关系;答案：香农公式表示在信道容量一定的情况下,信道带宽越宽有效性下降,则要求信道提供的信噪比可以越小可靠性提高,即可以提高抗干扰能力;对于调幅方式,其占用的频带要比调频方式占用的频带小,而抗干扰能力则要比调频方式的差,这正好符合香农公式所反映的两者间关系难度：较难1、什么叫抽样、量化和编码答案：抽样：将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号；量化：对时间上离散的信号处理,使其在幅度上也离散；编码：将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程难度：易2、在PCM系统中,信号量噪比和信号系统带宽有什么关系答案：)/(22/H f BqNS,所以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;难度：难3、非均匀量化的目的是什么答案：首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次,非均匀量化时,量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比;难度：较难4、抽样的任务是什么抽样后的信号称为什么答案：抽样的任务是让原始的模拟信号在时间上离散化,抽样后的信号为PAM信号.难度：易5、为什么要进行量化 8位二进制码可以表示多少种状态答案：量化是让信号在幅度上离散化,8位二进制码表示28=256种状态6、PCM 通信能否完全消除量化误差 为什么答案：量化是用有限个值代替了无限个值,用量化值和其所代表的样值之差来作为量化噪声,该噪声只能通过增加量化级数,即减小量化级长的方法来减弱,但无法消除;难度：中7、PCM 通信中发端抽样后和收端分路后各有一个3.4KHZ 的低通波波器,这两者作用各有什么不同答案：发端滤波器的作用是：限制输入信号的最高频率,以免抽样电路对该信号抽样时不满足抽样定理而产生折迭噪声,收端滤波器的作用是：从PAM 信号中检出包络线,即取出原始信号的波形低频分量,实现原始模拟信号的还原;难度：较难8、对于均匀量化编码,若信号幅度Vm 小一倍,信噪比变化多少答案： S/N=6n+2+20lgVm/V=20 ,Vm 减小一倍,则S/N 减小6dB难度：较难9、抽样后为什么要加保持电路答案：抽样进为防止相邻话路样值在公共通道上挨得太近会导致串音以及样值脉冲顶部不平坦导致不能选取量化标准.抽样脉冲的宽度通常取得很小,一般远小于一个时隙的宽度,即n 位码宽,所以在抽样后编码前加保持电路,将样值脉宽展宽为一个时隙宽度;难度：难10、非均匀量化的实质是什么答案：压缩扩张和均匀量化结合形成非均匀量化,在发端均匀量化前通过扩张提高小信息的幅度,即可提高信噪比,在收端再通过相逆压缩对小信息幅度还原;难度：较难11、自适应量化的基本思想是什么 自适应预测的基本思想又是什么答案：自适应量化是使量化级差跟随输入信号变化,使不同大小的信号平均量化误差最小,从而提高信噪比；自适应预测的基本思想是使预测系数跟随输入信号而变化,从而保证预测值与样值最接近,即预测误差最小;难度：较难12、PCM 基群系统常用的测试指标有那些答案：传输电平和净衰减、频率特性、总信噪比、空闲信道噪声、路际可懂串音防卫度; 难度：易13、FM 系统的调制制度增益和信号的带宽的关系如何 这一关系说明什么问题 答案：m FM f FM f B m G 223;说明在大信噪比的情况下,宽带调频系统的制度增益是很高的,也就是说抗噪声性能好;难度：难14、根据低通型抽样定理试讨论、何时出现的情况为抽样频率,为信号的最高频率 答案：当时频谱前后相连,采用截止频率为的理想低通滤波器可以还原出信号；当时频谱间有一些空隙,同样可以采用截止频率为的理想低通滤波器还原出信号；在时频谱产生重叠现象,此时还原不出原始信号;显然前两种可以不失真地还原出原始信号,考虑到理想低通无法实现因此实际可行的为难度：中15、简述平顶抽样带来的失真及弥补方法答案：平顶抽样带来的失真的弥补方法：在接收端的低通滤波器前加一个特性为的补偿网络;难度：难16、试比较冲击抽样、自然抽样和平顶抽样的异同点答案：平顶抽样自然抽样由以上两种抽样后的频谱不难看出：两种抽样后的频谱排列规律是一样的,但幅度有所不同,其中自然抽样后的频谱没有产生频谱失真,可以还原出原始信号；而平顶抽样后频谱产生了失真因此还原出的信号存在失真干扰,通常要采取均衡措施;难度：中17、简述带通型信号的抽样不易采用低通型抽样定理进行抽样的原因答案：带通型信号是指信号的带宽的信号,该信号若采用低通型抽样定理进行抽样可以符合抽样要求,但将带来频谱利用不合理,抽样速率较高的现象,因此应采用带通型抽样定理进行抽样可以降低抽样速率;难度：较难1、简述为何要构造群同保护电路试说明此电路工作在不同状态时所起的作用;答案：分析群同步系统可以看出,由于噪声和干扰的影响当有误码存在时,有漏同步的问题,另外由于信息码中也可能偶然出现群同步码,这样就产生假同步的问题;假同步和漏同步都使群同步系统不稳定和不可靠;为此要增加群同步的保护措施,以提高群同步的性能;这就是建立群同步电路的原因;4分常用的保护措施是将群同步保护电路的工作划分为两种状态,即捕捉态和维持态;捕捉态时,判决门限提高,减小假同步概率；维持态时,判决门限降,降低漏同步概率;4分1、信源编码和信道编码有什么区别 为什么要进行信道编码答：信源编码是完成A/D 转换;信道编码是将信源编码器输出的机内码转换成适合于在信道上传输的线路码,完成码型变换;难度：中简述CRC 编码校验过程答案：a 在发端,将待发送数据多项式Tx 乘以x k ,其中k 为生成多项式Gx 的最高次幂;b 将Tx x k 除以生成多项式Gx,得;c 将Tx x k 十Rx 所对应的比特序列作为一个整体送入信道发送;d 在收端,对接收序列对应的多项式)x ('T x k 进行同样的运算,即得到余数多项式(x)R';e 比较两余数多项式Rx 和(x)R';若(x)R'＝Rx,则认为传输正确；若(x)R'≠Rx,则认为传输有错;难度：难1、时分多路复用的概念是什么答：时分多路复用就是在一条信道的传输时间内,将若干路离散信号的脉冲序列,经过分组、压缩、循环排序,成为时间上互不重迭的多路信号一并传输的方式;难度：易2、30/32路PCM 设备的同步,监视,对告码组是如何安排的答：同步码：帧同步码共7位“0011011”,安排在偶帧TS 0的a 2~a 8码位监视码：区分奇偶帧的监视码为1位“1”,安排在奇帧TS0的a2码位.对告码：帧失步对告码安排在奇帧TS0的a3码位,失步用“1”表示,同步用“0”表示; 难度：难3、第23路信令在什么位置答：在F 8的TS16的后4bit难度：较难4、对某一话路来说,每秒抽样多少个样值 对于30/32路PCM 基群端机来说,每秒钟共抽样多少次解：一路信号,每秒抽样8k 次,对PCM 基群来说,每秒共抽样30×8k=240k 次难度：易5、对于30/32路PCM 基群端机来说,每秒钟共抽样多少次答：对PCM 基群来说,每秒共抽样30×8k=240k 次难度：中6、定时系统要产生哪些脉冲信号 它们的作用如何答： CP 主时钟脉冲：控制PCM 设备的发送速率;D1~8位脉冲：用于编解码CH1~30路脉冲：用于抽样和分路;F0~F15 复帧脉冲：供信令信号用难度：难6、什么是准同步复接和同步复接答案；同步复接是指被复接各输入支路的时钟都是由同一个总时钟统一供给,即各支路的时钟频率完全相等的复接方式;准同步复接是指参与复接的各低次群使用各自的时钟,但各支路的时钟在一定的容差范围内,这种复接方式在复接前必须将各支路的码速都调整到统一的规定值后才能复接;难度：中7、说明正码速调整的含义答案：又称为“脉冲插入法”,是能过插入一些脉冲来调整各支路数码率,从而达到被复接的各支路的数码率完全一致的目的;难度：中8、SDH与PDH相比有何优点：答案：1. 1.5M和2M系列在STM-1等级上得到统一;2. 采用模块化结构,方便网络的组建;3. 采用字节复用,适用交换技术发展;4. 帧结构中安排了大约占信息5%的维护管理比特,使网管功能大大加强;5. 将标准光接口综合进多种不同网元;6. 采用同步复用,上下电路方便7. 和现有的PDH能完全兼容,同时还能容纳各种新的业务信号;难度：中9、简述PCM30/32路基群速率2Mb/s复接到STM-1的复接步骤答案：标称速率为2Mb/s的信号先进入C-12,作适配处理后的C-12输出速率为2.224Mb/s,现加上VC-12POH便构成了VC-12,速率为2.24Mb/s.TU-12PTR用来指明VC-12相对于TU-12的相位,经速率调整后和相位对准后的TU-12,速率为 2.304Mb/s;再经均匀的字节间插组成TUG-23×2.304Mb/s,7个TUG-2经同样的单字节间插组成TUG-3加上塞入字节后速率达49.536Mb/s;然后由3个TUG-3经单字节间插并加上高阶POH和塞入字节后,构成VC-4净负荷,速率为150.336Mb/s,再加上0.576Mb/s的AU-4 PTR就组成AU-4,速率为150.912Mb/s,单个AU-4直接进入AUG,一个AUG加上容量为 4.608Mb/s的段开销即为STM-1的标称速率为155.52Mb/s;难度：难1、什么是奈奎斯特准则什么是奈奎斯特速率答案：为了得到无码间串扰的传输特性,系统传输函数不必须为矩形,而容许具有缓慢下降边沿的任何形状,只要此传输函数是实函数并且在f=W处奇对称,称为奈奎斯特准则;同时系统达到的单位带宽速率,称为奈奎斯特速率;难度：难2、若消息码序列为1101001000001,试写出AMI和HDB3码的相应序列;答案：AMI：+1-10+100-100000+1-1+10-100+100000-1HDB3：+1-10+100-1000-v0+1-1+10-100+1000+v00-1难度：难3、什么是码间串扰它是怎样产生的对通信质量有什么影响答案：码间串扰是由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰;码间串扰严重时,会造成错误判决;难度：难4、增量调制中会产生哪两种噪声,分别是怎样形成的,如何改善答案：调制会产生两种噪声：一般噪声和过载量化噪声,前者是有在量化时抽样值与量化电平的误差产生的,后者是由于台阶信号的变化速度赶不上模拟信号的变化速度造成的,要改善前者可通过减小量化台阶,改善后者可通过增大采样频率来实现难度：较难5、什么叫奈奎斯特准则答案：奈奎斯特准则:理想低通特性数字脉冲的传输速率fb是等效理想低通信道截止率fc 的两倍,即以fb=2fc的速率传输信号时,可实现无码间干扰传输;当数字信号序列通过某一信道传输时,无码间干扰的极限速率是fb=2fc,信道最大传输利用率为2b/s·Hz难度：难6、AMI码的缺点是什么答案：不能限制长连O和长连1,不利于时钟提取;难度：易7、带限传输对数字信号有什么影响码间干扰是怎样形成的答案：理论上数字信息的频带为无穷大,这样无限带宽的信号通过实际的信道传输时,由于实际信道带宽有限,信号波形必然会产生失真,从而产生码间干扰.难度：较难8、怎样用示波器观察眼图,眼图恶化说明什么含义答案：示波器采用外同步,扫描同期必然为TB码元同期或TB的整数倍,这样,就在荧光屏上出现一个或几个接收到的均衡波形,由于示波器的余辉作用,使多个波形迭在一起,这样在荧光屏上显示类似人眼的图形;眼图恶化说明信噪比降低,误码率增加;难度：较难1、什么是调制调制在通信系统中的作用是什么答案：所谓调制,是指按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程;作用是：将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号；实现信道的多路复用；改善系统抗噪声性能;难度：难2、什么是带通调制带通调制的目的是什么答案：用调制信号去调制一个载波,使载波的某个些参数随基带信号的变化规律去变化的过程称为带通调制;调制的目的是实现信号的频谱搬移,使信号适合信道的传输特性;难度：难3、常用的数字键控方式用哪些ASK幅度键控：用基带数字信号对高频载波信号的幅度进行控制的方式;FSK移频键控：用基带数字信号对载波信号的频率进行控制的方式2PSK绝对移相键控：用基带数字信号对载波的相位进行控制方式2DPSK相对移相键控：2DPSK信号的产生方法和绝对移相一样,只需将输入码序列先变换为相对码序列,然后用此相对码去进行绝对移相,便可以获得 2DPSK信号;难度：难4、模拟和数字调制其原理是一样的,但在实现时为何数字调制却不采用模拟调制电路来实现答案：这是由于数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况,因此从调制的原理上看是完全一致的,数字调制不采用模拟调制器来实现的原因是数字调制可以利用数字信号的开关特。
通信原理习题课2015第一次
习题课（from 1~7）第四章 信道4-6某个信源由A 、B 、C 和D 4个符号组成。
设每个符号独立出现，其出现概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16，经过信道传输后，每个符号正确接收的概率为1021/1024，错为其它符号的条件概率(/)i j P x y 均为1/1024，试求出该信道的容量C 。
解：根据离散信道信道容量的定义，()max[()(|)]p x C H X H X Y =-。
即，以()p x 为变量，取()(|)H X H X Y -的最大值。
4441114441111(|)()(|)()(|)log(|)1102110241()(|)log ()[log 3*log1024](|)102410211024102110241[log 3*log1024]*10.0335/102410211024j j j i j j j i i j j i j j j i j i j H X Y p y H X y p y p x y p x y p y p x y p y p x y bit symbol ==========+=+=∑∑∑∑∑∑ (1) 通过上述计算发现，对题中所给的对称信道，(|)H X Y 是一个常数，与()p x 无关。
因此，最大化()(|)H X H X Y -简化为最大化()H X 。
根据题意，X 有4种可能，因此()2/H X bit symbol ≤，则()max[()(|)]20.0335 1.9665/p x C H X H X Y bit symbol =-=-=(2)@知识点：离散信道信道容量的定义。
在离散对称信道下，通过计算可知(|)H X Y 是与输入无关的常数。
这使得信道容量的计算得到简化。
@注意：题中的概率值(/)i j P x y ，不是信道转移概率，而是后验概率。
信道转移概率定义为(/)j i P y x ，计算需要严格按照信道容量的定义()max [()(|)]p y C H Y H Y X =-进行，这时需要搜索C 最大时对应的概率值。
通信原理
通信原理1、衡量一个通信系统的有效性和可靠性，模拟和数字通信系统采用不同的定量指标，数字通信系统通常采用传输速率或频带利用率作为有效性指标。
2、设某离散信源有三个消息符号，它们出现的概率分别为1/4、1/4、1/2，各符号出现是相对独立的，则该信源的平均信息量为 1.5bit/符号。
3、恒参信道对信号传输的影响是确定的或变化极其缓慢的，其幅度-频率畸变是指信号中不同频率分量分别受到信道不同的衰减，对模拟通信影响较大，会导致信号波形畸变，输出信噪比下降。
4、调制信道模型可用线性时变网络来表示，其对信号的影响可分为乘性干扰和加性干扰两种，通常用于模拟通信中。
5、计算机终端通过电话信道传输计算机数据，电话信道带宽为3.4kHz，信道的输出信噪比为20dB，则信道容量为22.6 bps 。
6、在模拟调制系统中进行包络检波解调时，当输入信噪比小到某值时，包络检波器会把有用信号扰乱为噪声，即存在门限效应现象。
7、在数字基带系统中，采用滚降余弦系统的目的是便于减小码间干扰和定时提取。
8、某调频波)t400sin8t2000cos(20)t(sπ+π=，信号的带3600 Hz 。
9、单路话音信号的最高频率为4kHz，抽样频率为8kHz。
设抽样后按16级均匀量化编码，再进行2DPSK调制，则已调信号的第一零点带宽为64kHz 。
10、设输入抽样器的信号为门函数)t(Gτ，宽度ms20=τ，若忽略其频谱第8个零点以外的频率分量，则其最小抽样速率为800 Hz 。
11、信息传输速率一般分为传码率和传信率，前者的单位是“波特”，后者的单位是“比特/秒”。
12、通信系统的主要性能指标可分为两类，即有效性指标和可靠性指标。
13、在实际使用的物理信道中，传输函数如果对信号的影响是固定的，这类信道称为恒参信道；如果传输函数随时间随机快变化，则称为随参信道。
14、角度调制是调频和调相的统称，其特点是高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒定。
通信原理
1．非均匀量化的特点为信号幅度小时，量化间隔也小。
2．信号能量相同，并采用相干解调方式时，在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK 、2FSK 、2PSK 从优到差的次序2PSK ，2FSK,2ASK 。
3．CCITT 规定，数字通信中语音信号的抽样频率是16kHz 。
4．实验中，我们可以通过眼图观察码间干扰的情况。
5．下列会造成码元干扰的是脉冲信号通过低通产生不可避免的拖尾。
6．A 律13折线中，段内码有4位。
7．实际应用中，经常采用2DPSK ，而不是2PSK 的原因是2DPSK 提取相干载波不存在相位模糊问题。
8．已知一个4进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率是9600bit/s 。
9．以下有线信道不是传输电信号的是光纤。
10．数字通信中，在对语音信号进行量化时通常采用非均匀量化。
11．2ASK 和2DPSK 的带宽分别为 B g ASK f B B 222== 和 B g P S K f B B 222== 。
12．模拟信号数字化要经过 抽样 、 量化 和 编码 三个过程。
13．基带系统产生误码的主要原因是 码间串扰 和 噪声 。
14．线性分组码的最小码距为4，若用于纠正错误，能纠正___1___位错误；若用于检测错误能检测 3 位错误。
15．衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输的 速度 问题，而后者是指消息传输的 质量 问题。
16．在残留边带调制系统中，为了不失真地恢复出原信号，其传输函数)(w H 应满足H c VSB c VSB f f K f f H f f H ≤=-++,)()( 其中K 为常数 _。
17．数字通信系统中，差错控制的主要工作方式有 检错重发法（ARQ ） 、 前向纠错发（FEC ） 和 反馈校验法（IF ） 。
18．模拟信号解调方式中非相干解调输入信噪比下降到门限电平以下时会产生输出信噪比急剧恶化。
19．在相同的大信噪比下，通断键控信号（OOK ）同步检测时的误码率比包络检波时的误码率 低 。
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（或优）7.8 dB
代价： 带宽扩展 6倍。 2( 1) 6
2020/3/25
山东大学 曹叶文 教授
10
(2) FM 5
(S N
)o,FM
|dB
10
lg(
3 2
52
)
(
S N
)b
|dB
S 15.7 ( N )b |dB
(
S N
)b,th
|dB
10lg(20 (5
1))
20.8dB
意味: 若解调器输入端的信噪比工作在门限SNR=20.8 dB 之上的话，则FM系统和基带系统相比，输出信噪比改善 了（或优）15.7 dB
S
S
( N )o,FM 10 lg( N )o,FM
10
lg(
3 2
22
)
(
S N
)b
|dB
S 7.8 ( N )b |dB
(S N
)b,th
10lg(20 (2
1))
17.8dB
意味: 若解调器输入端的信噪比工作在门限之上的话，比如说
SNR=17.8，则FM系统和基带系统相比，输出信噪比改善了
出现门限效应的原因： 解调器的非线性。
问题：相干解调会出现门限效应吗？ 答案：否
2020/3/25
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二、FM中的门限效应
门限效应的分析和调制指数门限值的推导，涉及到多 方面的知识并且超出了本书分析的范围
在此，只给出FM中的门限效应的结果。可以证明： FM系统接收端的 门限（解调器所需的最低信噪比）应为：
S N
o,b
PR N0W
Pmn
Pm
max | m(t) |2
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（III）
Bc W
2
一 、 引言
• 高信噪比的假设
这种高信噪比的假设，常在非线性调制系统中使用。
角度调制方案中的噪声分析是建立在解调器输入瑞的信噪 比很高的假设前提下。根据这种关键假设，可以看出解调器输 出端的信号和噪声分量是加性的，因而能够通过数学的方法近 似地对其进行性能分析。
o
3 2 PMn
S N
b
得:
S N
o
60
2 (
1) PM n
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例 5.3.1
设计一个FM系统，要求接收端的SNR达到40 dB， 并且以最小的发射功率发射。已知：信道带宽为 120kHz，消息信号带宽为10kHz，均值功率对峰值 功 率 之 比 ， 即 PMn 0.5 ， 单 边 噪 声 功 率 谱 密 度 为 N0 108W / Hz 。 设信号经过信道的传输损耗是 40dB。
代价： 带宽扩展 12倍。 2( 1) 12
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最大调制指数β下，所能达到的SNR
通常，如果使用可用带宽的最大值，则必须选择最大可能的 β值，以使系统工作在门限之上。下面是满足条件的β值：
S N
b,th
PR N0W
20(
1)
将上式代入下式 :
S N
特别是在低信噪比的情况下，信号和噪声相互混合， 不能从噪声中分辨出信号，因此再定义信噪比作为性 能指标是没有意义的。在这种情况下，不能从噪声中 识别出信号，因此会出现失真。
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门限效应
定义：当解调器的输入端的信噪比低于某个门限时， 解调器的信号输出信噪比将急剧下降，且在此门限之 下，解调出的消息信号出现明显的失真，这个现象称 之为门限效应。
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•实际情况
实际上，一般这种假设是完全不正确的。ＦＭ解调器 输出端的信号和噪声过程通过一个复杂的非线性函数 完全混合在一起。只有在高信噪比的假设下，这种特 殊的非线性函数可以用加性形式近似。
根据FM解调过程非线性特征，没有理由认为调制器 输入端信号和噪声分量的加性特性会导致解调器输出 瑞信号和噪声分量的加性特性。
S N
b,th
PR N0W
20(
1)
根据上面的关系，得以下3个结论 ：
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（1） 给定接收功率．就可以计算出系统工作在门限以上 的β最大允许值。
max
PR 20N0W
1
给定接收功率, FM系统允许的最大调制指数
（2）给定分配带宽 Bc ，可以根据Carson准则 Bc 2( 1)W
有：
PM
m2 (t)
1 2
Am2
PM n
PM (max m(t) )2
1 2
Am2
Am2
1 2
根据FM系统的输出信噪比及门限公式：
S ( N )o,FM
3PM
n
2 FM
(
S N
)b
3 2
2 FM
(S N
)b
(
S N
)b,th
20(FM
1)
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(1) FM 2
求出合适的β 即： Bc 1
2W
PR N0W 20( 1)
N0W
20
Bc 2W
10N0Bc
给定信道带宽，所需的最低接收功率
（3）调制指数β取值越大，所需的信噪比的最低值越大。
具体地，见下图：
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S N
o，FM
3 2Pmn
S N
o,b
S N
o，DSB,SSB
• 第5章模拟通信系统中的噪声影响
5.3.1角度调制的门限效应 * 模拟通信系统的比较
2020/3/25
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回顾：FM系统性能
条件：高输入信噪比
S N o
PSo Pno
3
S N
o
P 2 P mn
3
2 F
Pmn
S N S N
b b
, PM , FM
（I）
（II）
b,th
20(
1)
条件： 单音基带信号下
模拟调制系统：解调后的信噪比与输入信噪比关系
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例：假定m(t)是单音信号，且有
(1) FM 2
(2) FM 5
N )b,th
解： 对于正弦信号： m(t) Am cosmt
S N
o,DSB,SSB
S ( N )o,AM
(
S N
)o,b
,
其中
a2 Pmn 1 a2Pmn
S/N o
10log 3 2Pmn
S/N o,b
,
FM
S/N S/N , for DSB, SSB
o
o,b
S/N o
10log（a2Pmn
（/ 1
a2Pmn）） S/N o,b
,
AM
S N
求：系统所要求的发射功率是多少?
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解：
第一步：首先，确定β，即：
根据Carson准则：
带宽限制下，调制指数限制
Bc
2(
1)W
Bc 2W
1
120KHz 2 10KHz