第 07 章 数字带通传输系统_习题
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。
通信原理各章习题集的答案
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 。
通信原理思考题及作业解答
思考题作业题解答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:衡量数字通信系统有效性的性能指标有:码元传输速率R B 、信息传输速率R b 、频带利用率η。
衡量数字通信系统可靠性的性能指标有:误码率P e 和误信(比特)率P b 。
1–12 何谓码元速率和信息速率?它们之间的关系如何?答:码元速率R B 是指单位时间(每秒)传送码元的数目,单位为波特(Baud ,B )。
信息速率R b 是指单位时间内传递的平均信息量或比特数,单位为比特/秒(b/s 或bps )。
码元速率和信息速率的关系: 或 其中 M 为M 进制(M =2 k ,k = 1, 2, 3, …)。
1–13 何谓误码率和误信率?它们之间的关系如何?答:误码率P e 是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例。
误信率P b 是指错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例。
在二进制中有:P e =P b 。
第1章 绪论( 习题 )1–4 一个由字母A 、B 、C 、D 组成的字,对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码:00代替A ,01代替B ,10代替C ,11代替D ,每个脉冲宽度为5ms 。
(1) 不同的字母是等可能出现时,试计算传输的平均信息速率;(2) 若每个字母出现的可能性分别为P A =1/5,P B =1/4,P C =1/4,P D =3/10,试计算传输的平均信息速率。
解:(1) 平均每个字母携带的信息量,即熵为2(比特/符号)每个字母(符号)为两个脉冲,其宽度为2×5 ms =10-2(s )则平均信息速率为:2(比特/符号)/10-2(秒/符号)=200(b/s )(2) 平均信息量为985.1310log 1034log 4125log 51)(222=⨯+⨯⨯+⨯=x H (比特/符号) 平均信息速率为:H (x )/10-2=1.985/10-2=198.5(b/s )1–7 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为2400 B ,试求该系统的信息速率。
通信原理答案第7章
第七章 习题已知一低通信号m(t)的频谱为:M(f)=⎪⎩⎪⎨⎧≤-f f f其他,0200,2001,假设以f s =300Hz 的速率对m(t)进行抽样,试画出一抽样信号m s (t)的频率草图。
解:M s (ω)=300∑∞-∞=⋅-n n M )600(πω1.已知一低通信号m(t)的频谱为:M(f)=⎪⎩⎪⎨⎧≤-f f f其他,0200,2001,假设以f s =400Hz 的速率对m(t)进行抽样,试画出一抽样信号m s (t)的频率草图。
解:M s (ω)=400∑∞-∞=⋅-n n M )800(πω2. 采用13折线A 率编码,设最小的量化级为1个单位,已知抽样脉冲值为+635单位。
试求此时编码器输出码组,并计算量化误差(段内码用自然二进制码) 解:I m =+635=512+36+27输出码组为:c1c2c3c4c5c6c7c8=11100011 量化误差为273. 采用13折线A 率编码,设最小的量化级为1个单位,已知抽样脉冲值为-95单位。
试求此时编码器输出码组,并计算量化误差(段内码用折叠二进制码) 解:-95= -(64+74⨯+3) c5c6c7c8=0000输出码组为:c1c2c3c4c5c6c7c8=00110000 量化误差为74. 采用13折线A 率编码器电路,设接收端收到的码组为“01010011”,最小量化单位为1个单位,并已知段内码为折叠二进码。
试问译码器输出为多少单位。
解:I 0= -(256+4.5⨯16)=-3285. 采用13折线A 率编码器电路,设接收端收到的码组为“01010011”,最小量化单位为1个单位,并已知段内码为自然二进码。
试问译码器输出为多少单位 解:I 0= -(256+3.5⨯16)=-3126. 单路话音信号的最高频率为4KHz ,抽样速率为8kHz ,将所得的脉冲由PAM 方式或PCM方式传输。
设传输信号的波形为矩形脉冲,其宽度为τ,且占空比为1。
通信原理第7章(樊昌信第七版)
整理知识 梳理关系 剖析难点 强化重点
归纳结论 引导主线 解惑疑点 点击考点
曹丽娜
樊昌信
编著
国防工业出版社
谢谢!
3 QPSK 解调
原理:分解为两路2PSK信号的相干解调。
x 带通 输入 滤波器 低通 x1 (t ) 滤波器 位定时 低通 滤波器 抽样 判决 抽样 判决
a
并/串 变换 输出
y (t ) cos c t
sin c t
x 载波 恢复
x2 (t )
b
存在问题:存在900的相位模糊(0, 90, 180, 270) 解决方案:采用四相相对相位调制,即QDPSK。
QPSK 特点:
01
Q 11
相位跳变:0°,± 90°,± 180° 跳变周期 2Tb 带宽 B=Rb
0
I
误码性能与BPSK相同
00
10
最大相位跳变:180°
发生在0011或0110交替时,
即双比特ab同时跳变时,信号点沿对角线移动。
21
QPSK 缺点:
最大相位跳变180°,使限带的QPSK信号包络起
744多进制差分相移键控mdpsk1基本原理?qdpsk与qpsk的关系如同2dpsk与2psk关系?4dpsk也称qdpsk?qdpsk的矢量图与qpsk的矢量图相似只是参考相位是前一码元的载波相位n??双比特码元ab载波相位naba方式b方式0?111110?10?10?1111109018027022531545135参考相位a?矢量图aba前一码元载波相位t?波形t参考相位atc?cos?也有法正交调相法和相位选择法?仅需在qpsk调制器基础上增添差分编码码变换2qdpsk调制tc?sin2??差分编码将绝对码ab
《通信原理》课堂练习题(1-9)
《通信原理》课堂练习题(1-9)第1-5章1、一个多进制数字通信系统每隔0.8m向信道发送16种可能取值的电平值中的一个。
则每个电平值所对应的比特数是;符号率(波特)为;比特率为2、一离散无记忆信源(A、B、C、D),各符号发送概率分别为1/2、1/4、1/8、1/8。
则此信源每个符号包含的信息熵为;若信源每毫秒发出一个符号,则此信源每秒输出的信息量为3、若离散信源输出16进制独立等概随机序列,则此信源输出的每个符号所包含的信息量为;若16进制符号不是等概出现,则此信源输出的每个符号所包含的平均信息量为4、由电缆、光纤、卫星中继等传输媒质构成的信道是信道;由电离层反射、对流层散射等传输媒质构成的信道是信道。
5、窄带信号通过随参信道多径传播后,其信号包络服从分布,称为型衰落。
当信号带宽超过多径传播的最大时延差引起的相关带宽时,会产生衰落。
6、信源编码是的编码,以提高通信的;信道编码是的编码,以提高通信的7、香农信道容量公式是在条件下推导得到的。
8、在模拟通信系统中,已调信号带宽越,有效性越好;解调器输出信噪比越,可靠性越好。
9、说明调频系统的特点:10、在民用中波广播AM接收机中采用的解调器是;该解调方式的缺点是在调频系统中,解调输出噪声的功率谱密度的特点是在调频系统中采用预加重和去加重技术的目的是11、在VSB系统中,无失真传输信息的两个条件是、12、已知收音机中的中波波段为535KHZ-1605KHZ,若各台间设0.5KHZ的防护频带,则此波段收音机最多能接收多少台节目?13、信道带宽3KHZ,信号在信道中受到单边功率谱密度为10-6W/HZ的加性高斯白噪声的干扰,信号平均功率为9W。
求(1)信道容量(2)若信道加宽到原来的10倍,并保持信道容量不变,那么信号平均功率要改变多少dB?(log23001≈11.55,30010.1≈2.23)14、某数码摄像机每30m产生一幅40万像素的彩色图像,每个像素由RGB三种颜色构成,各有32个灰度等级。
(完整word版)数字基带传输系统作业题及答案
数字基带传输系统作业题填空题1数字基带系统产生误码的原因是抽样时刻的和的影响。
2.数字基带系统中常采用均衡器和系统来改善系统的性能。
3.为了衡量基带传输系统码间干扰的程度,最直观的方法是______________。
4.双极性数字基带信号,等概时码速率f s的离散分量,不等概时f s的离散分量。
5.有限长横向滤波器的作用是码间串扰。
6.码间串扰是在对某码元识别时,其它码元在该的值。
判断题:1.利用显示均衡波形的眼图可以改善传输性能。
2.对于频带限制在(0,4f)Hz的时间连续信号m(t),要想无失真的从抽样信mHz。
号中恢复出m(t),抽样频率至少要为4fm简答题1.第一类部分响应系统输入数字码a n为11001,试写出预编码后的所有可能b nc分别是什么?码以及相关编码后的n2.无码间干扰时,基带传输系统的误码率取决于哪些参数?怎样才能降低系统的误码率?3.(15分)已知信息代码为100000110000011;(1)试确定相应的AMI码及HDB3码;(2)并分别画出他们的单极性不归零波形图;(3)设数字基带传输系统的频带宽度为9KHZ,若采用α=0.5的滚降系统特性,请确定无码间串扰的最高传码率及频带利用率。
4. ( 12分)若传送的数据为11000001100110000101,则相应的HDB3码为何?如果数据等概且独立地取1或0,相应的HDB3码通过某数字基带系统传送,其系统响应h(t)= cos(πt/4Ts) 0≤ t ≤3Ts Ts为码宽,0 其它t简要说明该系统是否存在码间串扰?5.二进制数字基带信号1011000101,通过第I类部分响应系统进行传输。
1.试画出第I类部分响应系统原理方框图;2.由上述基带码通过第I类部分响应系统的变换过程验证信号传输的正确性。
6. 数字基带传输系统的传输特性H(ω)如下图,当传输速率分别为f b=2w、f b=3w时,画图分析在抽样点上是否有码间串扰?1.码间串扰;加性噪声;2.时域;部分响应;3.眼图;4..不存在.存在5..减小6.抽样时刻(╳)(╳)1.a n: 1 0 1 0 1预编码后b n码:0 1 1 0 0 1c码: 1 2 1 0 1相关编码后n之比,而与2.无码间干扰时基带传输系统的误码率依赖于信号峰值A与噪声均方根值n采用什么样的信号形式无关,但这里的信号形式必须是能够消除码间干扰的。
最新通信原理第六版(樊昌信)第7章 数字带通传输系统教学教材
通信原理第7章数字带通传输系统●概述⏹ 数字调制:把数字基带信号变换为数字带通信号(已调信号)的过程。
⏹ 数字带通传输系统:通常把包括调制和解调过程的数字传输系统。
⏹数字调制技术有两种方法:◆ 利用模拟调制的方法去实现数字式调制; ◆ 通过开关键控载波,通常称为键控法。
◆ 基本键控方式:振幅键控、频移键控、相移键控⏹数字调制可分为二进制调制和多进制调制。
●7.1 二进制数字调制原理⏹7.1.1 二进制振幅键控(2ASK )◆基本原理:☐“ 通- 断键控(OOK)” 信号表达式☐波形振幅键控 频移键控 相移键控⎩⎨⎧-=”时发送“以概率,”时发送“以概率0P 101P t,Acos )(c OOK ωt e 11()s t 载波2ASK◆2ASK 信号的一般表达式其中T s - 码元持续时间;g (t ) - 持续时间为T s 的基带脉冲波形,通常假设是高度为1 ,宽度等于T s 的矩形脉冲; a n - 第N 个符号的电平取值,若取则相应的2ASK 信号就是OOK 信号。
◆2ASK 信号产生方法➢模拟调制法(相乘器法)➢键控法◆2ASK 信号解调方法☐☐ 相干解调( 同步检测法)()tt s t e c ωcos )(2ASK =∑-=ns n nT t ga t s )()(⎩⎨⎧-=PP a n 1,0,1概率为概率为))开关电路2e 2e☐非相干解调过程的时间波形◆功率谱密度2ASK 信号可以表示成式中 s (t ) -二进制单极性随机矩形脉冲序列 设:P s (f ) - s (t ) 的功率谱密度 P 2ASK (f ) - 2ASK 信号的功率谱密度 则由上式可得由上式可见,2ASK 信号的功率谱是基带信号功率谱P s (f ) 的线性搬移(属线性调制)。
知道了P s (f ) 即可确定P 2ASK (f ) 。
由6.1.2节知,单极性的随机脉冲序列功率谱的一般表达式为式中 f s = 1/T s G (f ) - 单个基带信号码元g (t )的频谱函数。
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”。
通信原理课后思考题及习题答案
通信原理(第六版)课后思考题及习题答案(总81页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章绪论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。
通信原理第七章数字带通传输系统课件
xDSL技术利用数字带通传输系统实现宽带接入,提供了高速上 网、视频通话等服务。
光纤通信系统
光纤通信系统利用数字带通传输系统实现长距离、高速、大容量 的数据传输,广泛应用于城域网、骨干网等。
卫星通信系统中的数字带通传输系统
卫星电视接收系统
数字带通传输系统用于卫星电视接收系统中传输电视信号,实现 了覆盖广泛的电视节目服务。
无线局域网(WLAN)
WLAN利用数字带通传输系统实现无线高速上网,提供了灵活的接入方 式和便捷的数据传输服务。
03
全球定位系统(GPS)
GPS通过数字带通传输系统发送和接收信号,实现了高精度的定位和导
航功能。
有线通信系统中的数字带通传输系统
有线电视网络
数字带通传输系统用于有线电视网络中传输电视信号,提供了高 清晰度、稳定的电视节目服务。
通信原理第七章数 字带通传输系统课 件
contents
目录
• 数字带通传输系统的基本概念 • 数字带通传输系统的调制技术 • 数字带通传输系统的解调技术 • 数字带通传输系统的性能分析 • 数字带通传输系统的实际应用案例
01
CATALOGUE
数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统的定义
数字带通传输系统是指利用调制 技术将数字信号转换为适合在带 通频段上传输的信号的一种通信
差错控制技术
采用各种差错控制技术,如奇偶校验、循环冗余校验、自动重传等, 可以降低误码率,提高抗干扰性能。
带通传输系统的频带利用率
频带利用率
数字带通传输系统的频带利用率 是指在有限的频带资源内传输尽 可能多的信息。
调制方式
采用高效的调制方式,如QPSK、 16QAM、64QAM等,可以有效 提高频带利用率。
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。
通信原理题目
第一章绪论填空1、在八进制中(M=8),已知码元速率为1200B,则信息速率为 3600b/s 。
2、在四进制中(M=4),已知信息速率为2400b/s,则码元速率为 1200B 。
3、数字通信与模拟通信相比较其最大特点是_占用频带宽和__噪声不积累_。
4、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量,可靠性用差错率衡量。
5、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号,数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。
消息:指通信系统传输的对象,它是信息的载体。
是信息的物理形式信息:是消息中所包含的有效内容。
信号:是消息的传输载体!信息源的作用就是把各种消息转换成原始信号。
发送设备:产生适合在信道中传输的信号,使发送信号的特性和信道特性相匹配,具有抗信道干扰的能力,可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。
简答1、码元速率与信息速率的关系R b=R B log2M R b信息传输速率R B码元速率 M 是进制 T B码元长度 R B=1/T B2、按传输信号的复用方式,通信系统如何分类答:按传输信号的复用方式,通信系统有三种复用方式,即频分复用、时分复用和码分复用。
频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围;时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间;码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。
3、解释半双工通信和全双工通信,并用实际通信系统举例说明半双工,双向不同时通信,如:对讲机;双工,双向同时通信,如:移动通信系统4、简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能,画出系统框图。
信源:把各种消息转换成原始信号。
信道:用来将来自发送设备的信号传送到发送端。
信宿:传送消息的目的地。
信源编码/译码:提高信息传输的有效性,二是完成模/数转换。
信道编码/译码:作用是进行差错控制。
加密解密:为了保证所传信息的安全。
数字调制解调:把数字基带信号的频谱搬移到高频处,形成适合在信道传输的带通信号。
通信原理答案第7章
第七章 习题已知一低通信号m(t)的频谱为:M(f)=⎪⎩⎪⎨⎧≤-f f f其他,0200,2001,假设以f s =300Hz 的速率对m(t)进行抽样,试画出一抽样信号m s (t)的频率草图。
解:M s (ω)=300∑∞-∞=⋅-n n M )600(πω1.已知一低通信号m(t)的频谱为:M(f)=⎪⎩⎪⎨⎧≤-f f f其他,0200,2001,假设以f s =400Hz 的速率对m(t)进行抽样,试画出一抽样信号m s (t)的频率草图。
解:M s (ω)=400∑∞-∞=⋅-n n M )800(πω2. 采用13折线A 率编码,设最小的量化级为1个单位,已知抽样脉冲值为+635单位。
试求此时编码器输出码组,并计算量化误差(段内码用自然二进制码) 解:I m =+635=512+36+27输出码组为:c1c2c3c4c5c6c7c8=11100011 量化误差为273. 采用13折线A 率编码,设最小的量化级为1个单位,已知抽样脉冲值为-95单位。
试求此时编码器输出码组,并计算量化误差(段内码用折叠二进制码) 解:-95= -(64+74⨯+3) c5c6c7c8=0000输出码组为:c1c2c3c4c5c6c7c8=00110000 量化误差为74. 采用13折线A 率编码器电路,设接收端收到的码组为“01010011”,最小量化单位为1个单位,并已知段内码为折叠二进码。
试问译码器输出为多少单位。
解:I 0= -(256+4.5⨯16)=-3285. 采用13折线A 率编码器电路,设接收端收到的码组为“01010011”,最小量化单位为1个单位,并已知段内码为自然二进码。
试问译码器输出为多少单位 解:I 0= -(256+3.5⨯16)=-3126. 单路话音信号的最高频率为4KHz ,抽样速率为8kHz ,将所得的脉冲由PAM 方式或PCM方式传输。
设传输信号的波形为矩形脉冲,其宽度为τ,且占空比为1。
通信原理(第七版)思考题及答案
第一章绪论1.以无线广播和电视为例,说明图1-3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。
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。
数字基带传输系统练习题
数字基带传输系统练习题一、填空题1. 数字基带传输系统中,最基本的信号是______信号。
2. 在数字基带传输系统中,为了提高传输速率,常采用______技术。
3. 码间串扰是指______。
4. 眼图是用来衡量______的质量。
5. 线性码型和非线性码型的主要区别在于______。
二、选择题A. NRZ码B. RZ码C. AMI码D. 双相码A. 传输速率B. 信号带宽C. 信道特性D. 信号幅度A. ASKB. FSKC. PSKD. QAMA. 高电平B. 低电平C. 零电平D. 任意电平A. 增加信号带宽B. 优化信道特性C. 降低传输速率D. 提高信号幅度三、判断题1. 数字基带传输系统中,信号传输速率与信号带宽成正比。
()2. 眼图可以直观地反映码间串扰的大小。
()3. NRZ码和RZ码的抗噪声性能相同。
()4. AMI码可以保证信号的平均功率为零。
()5. 双相码的频谱中不含直流分量。
()四、简答题1. 简述数字基带传输系统的基本组成。
2. 什么是码间串扰?如何衡量码间串扰的大小?3. 简述眼图的作用。
4. 线性码型和非线性码型的优缺点分别是什么?5. 如何提高数字基带传输系统的抗噪声性能?五、计算题1. 已知数字基带传输系统的传输速率为2Mbps,信号带宽为1MHz,求该系统的码间串扰系数。
2. 一个数字基带传输系统的信号传输速率为1.5Mbps,信道带宽为0.75MHz,求该系统的最大传输距离。
3. 已知一个AMI码序列为“+1 1 +1 +1 1 +1 1 1”,求其对应的NRZ码序列。
4. 一个数字基带传输系统的信号传输速率为2Mbps,采用双相码调制,求该系统的最小信号带宽。
5. 已知一个数字基带传输系统的信号传输速率为4Mbps,信道带宽为2MHz,求该系统的最大传输速率。
六、分析题2. 在数字基带传输系统中,如果信道存在频率选择性衰落,试分析其对系统性能的影响,并提出相应的解决措施。
答案 第七章 数字带通传输系统
第七章 数字带通传输系统1、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。
2、已知码元传输速率R B =103 Bd ,接收机输入噪声的双边功率谱密度n 0/2=10-10 W/Hz ,今要求误码率P e =10-5,试分别计算出相干OOK 、非相干2FSK 、差分相干2DPSK 以及2PSK 等系统所要求的输入信号功率。
思路 只要求出接收机带通滤波器输出噪声功率就可以由误码率公式得到P e =10-5的信噪比,从而得出信号功率。
题中已给出噪声的功率谱密度,但没有给定收滤波器带宽。
由于OOK(即2ASK)系统、2DPSK 系统、2PSK 系统都是线性系统,它们的频带利用率为1/(1+α)(Bd/Hz)。
若收滤波器为升余弦滚降特性,其等效噪声带宽为1000 Hz ,可用此等效带宽求噪声功率。
设α=1,且收滤波器的频率特性是带宽为2000 Hz 的理想矩形,我们以此为标准进行计算。
非相干2FSK 解调器由两个非相干2ASK 解调器构成,两个收滤波器的带宽与线性系统一样。
解: 设OOK 、差分相干2DPSK 以及2PSK 的收滤波器的频率特性是带宽为2000 Hz 的理想矩形,非相干2FSK 接收机的两个支路带通滤波器的频率特性也是带宽为2000 Hz 的理想矩形。
在此条件下,接收机输入噪声功率为 N=(10-10×2×2000) W=4×10-7 W (1) 相干OOK(2ASK)系统 由误码率公式P e =⎪⎪⎭⎫⎝⎛2r Q =10-5 得 r=NS=36.13 S=(36.13×4×10-7) W=1.45×10-5W (2) 非相干2FSK 系统 由误码率公式P e =215210-=re 得 r=21.6 S=(21.6×4×10-7) W=0.86×10-5 W (3) 差分相干2DPSK 系统 由误码率公式 P e =51021--=r e得 r=10.8 S=(10.8×4×10-7) W=0.43×10-5 W (4) 相干2PSK 系统 由误码率公式 P e =Q(r 2)=10-5得 r=9.03 S=(9.03×4×10-7) W=0.36×10-5 W3、已知2FSK 信号的两个频率f 1=980 Hz ,f 2=2180 Hz ,码元速率R B =300 Bd ,信道有效带宽为3000 Hz ,信道输出端的信噪比为6 dB 。
第_07_章_数字带通传输系统_习题.
LOGO第7 章数字带通传输系统7-2 7-3 7-4 7-5 7-7 7-8 7-9 7-11 仅为解题要点,而非完整解答7-13 7-15 7-17 7-18 7-207-15 RB 103 B , n0/2 1010 W/Hz , Pe 105 B 2RB 2000 Hz n2 n0B 4107 W ; r Si /n2 2ASK 相干解调 2FSK 非相干解调1 r Pe erfc 105 2 4 1 r Pe exp 105 2 2 Si 14.55 μW Si 8.66 μW Si 4.33 μW Si 3.64 μW 1 2DPSK Pe exp r 105 差分相干解调 2 2PSK 相干解调 1 Pe erfc r 105 2 Page #11 通信原理第 7 章数字带通传输系统 Copyright 2009 DyNE All rights reserved7-17,18 QPSK 00 10 01 11 10 01 11 10 11 QDPSK A方式 QDPSK B方式 00 00 01 假设载波为 cosct 信码 QPSK QDPSK A 方式 QDPSK B 方式通信原理第 7 章数字带通传输系统 Page #12 1 0 1 1 0 0 0 1 Copyright 2009 DyNE All rights reserved7-20 最小理论带宽: 2PSK 最高频带利用率为 1 bit/Hz 4PSK 最高频带利用率为log24 2 bit/Hz MPSK 最高频带利用率为 log2M bit/Hz 带宽不变,比特率加倍,则最高频带利用率加倍 b 4 bit/Hz 需要 M 16,可采用 16PSK,16QAM 等通信原理第 7 章数字带通传输系统 Page #13 Copyright 2009 DyNE All rights reserved。
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非相干解调时的误码率
相干解调时的误码率
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2 = 3´10-12 W, P = 10-4 2ASK:A = 5 V, sn e
P2FSK(f )
1000
2000
f (Hz)
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2FSK 包络检波 (图略,参见教案) 2FSK 相干解调 (图略,参见教案) RB = 1000 B ; '1' ~ 3000 Hz , '0' ~ 1000 Hz B2FSK = | f2-f1 | + 2⋅fs = 2000 + 2´1000 = 4000 Hz
P2FSK(f )
1000
2000
3000
f (Hz)
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2PSK 调制器与相干解调 (图略,参见教案) RB = 1200 B, fs = 1200 Hz, fc = 2400 Hz an 0 1 0 0 1 1 2PSK P = 0.6, 1-P = 0.4; g1(t) = -g2(t) = g(t); G(f ) = TsSa(pfTs)
B2FSK = | f2-f1 | + 2⋅fs = 4.4 MHz BBP = 2⋅RB = 4 MHz
非相干接收 相干接收
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r = 10 dB, r = 10 倍 2PSK 相干解调
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LOGO
仅为解题要点,而非完整解答
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7-17、18
QPSK 00 10 11 假设载波为 coswct 01 10 11 01 10 11 QDPSK A方式 00 QDPSK B方式 00 01
0
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RB = 1200 B, fc = 1800 Hz; 一个码元内含 1.5 个载波周期 定义 Dj 为后一码元起始相位与前一码元结束相位之差
an 起始相位 2DPSK 起始相位 2DPSK
0
0
1
0
1
0
0
180
1
180
0Hale Waihona Puke 0-90 18090
180
90
180
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2ASK:RB = 2´106 B, n0 = 6´10-18 W/Hz, a = 40 mV B = 2RB = 4´106 Hz
hb = 4 bit/Hz
需要 M = 16,可采用 16PSK、16QAM 等
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2ASK: RB = 1000 Baud , Ts = 10-3 s wc = 4p´106 Hz ,
Tc = 0.5´10-6 s fc = 2´106 Hz
每个码元包含的载波周期数为: Ts/Tc = 2000 个 第一零点带宽为:B = 2/Ts = 2000 Hz
信码
QPSK QDPSK A 方式 QDPSK B 方式
1
0
1
1
0
0
0
1
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最小理论带宽: 2PSK 最高频带利用率为 1 bit/Hz 4PSK 最高频带利用率为 log24 = 2 bit/Hz MPSK 最高频带利用率为 log2M bit/Hz 带宽不变,比特率加倍,则最高频带利用率加倍
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2FSK:模拟调频法、键控法 (图略,参见教案) RB = 1000 B ; '0' ~ 2000 Hz , '1' ~ 1000 Hz an 0 1 1 0 1 0 2FSK 从功率谱可以看出, 若采用非相干解调, 上下支路滤波输出 存在严重串扰。 宜采用相干解调。
非相干解调:
相干解调
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2FSK:RB = 2´106 B, n0 = 6´10-18 W/Hz, a = 40 mV
f1 = 10 MHz, f2 = 10.4 MHz
2DPSK 相干解调 + 码反变换
2DPSK 差分相干解调
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RB = 103 B, n0/2 = 10-10 W/Hz, Pe = 10-5 B = 2⋅RB = 2000 Hz 2 2 sn = n0B = 4´10-7 W; r = Si /sn 2ASK 相干解调 2FSK 非相干解调 2DPSK 差分相干解调 2PSK 相干解调