第四章模拟通信系统
通信原理(樊昌信)PPT课件
sin 0t
c2 (t)
A点的信号为： f1(t) cos0t f2 (t) sin 0t
是两个互相正交的双边带信号，采用相干解调，所以：
c1(t) 2 cos0t
看上支路：
c2 (t) 2sin 0t
2 f1(t) cos2 0t 2 f2 (t) sin 0t cos0t
2 f1(t) cos2 0t 2 f2 (t) sin 0t cos0t f1(t)(1 cos 20t) f2 (t) sin 20t
出端同时得到 f1(t)及f2 (t)。试确定接收端的 c1(t)及c2 (t)。
f1 (t )
cos 0t
c1 (t )
LPF
f1 (t )
A
f2 (t)
LPF
f2 (t)
sin 0t
c2 (t)
f1 (t )
cos 0t
c1 (t )
LPF
f1 (t )
A
f2 (t)
LPF
f2 (t)
BSm Bm
单边带按所选取边带的不同，可分为上边带调制和 下边带调制，单边带数学模型可为：
m(t) 乘法器 单边带滤波器h(t)
Sm (t)
cos ct
下边带时域表达式为：
Sm
(t)
1 2
m(t)
cos ct
1 2
mˆ (t)
sin
ct
上边带的时域表达式为：
Sm
(t)
1 2
m(t)
cos ct
1 2
t
m(t)mˆ (t)dt 0
mˆ (t) 和 m(t) 的希尔伯特变换是正交的。
对于幅度调制，由于它的频谱完全是基带信号频谱 结构在频域内的简单搬移，这种搬移是线性的，并不改 变信号的频谱结构，所以，幅度调制也称为线性调制。
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。
现代通信原理模拟调制系统
现代通信原理
第四章 模拟调制系统
-1-
本章知识点
4.1 引言 调制的概念 调制的分类 调制的作用 4.2 幅度调制(线性调制） 幅度调制基本原理 线性调制系统性能分析 4.3 角度调制（非线性调制） 基本概念 调频信号表达式 调相信号表达式 单音调制 调频信号的产生与解调方法 4.5 频分复用FDM 4.6 复合调制与多级调制
用滤波发产生SSB信号
m(t) hSSB（t） sSSB(t)
cos(ct)
HSSB（）
滤波法
sssb t mt cosct hssb t
1 S SSB ( ) [ M ( c ) M ( c )]H SSB ( ) 2
-25-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
-2-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
现代通信原理 Principle of Modern Communications
4.1 引言
调制的基本概念 m(t) 调制信号
调制器 sm(t) 已调信号
c(t) 载波信号 调制：按 调制（基带）信号的变化规律去改变高频 载波某一（些）参数，把基带信号搬移到给定信道 通带（处在较高频段）内的过程。
T 2
T 2
m(t )dt
PAM
载波功率Pc
2 m0 m'2 t 2 2
边带功率PS
-19-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
(整理)通信原理复习提纲-
10级通信原理内容提纲第一章 绪论1． 通信系统的组成和各部分的功能；2． 通信系统的两个主要性能要求、在模拟和数字通信系统中分别反映为哪个指标。
3． 信源信息量的有关计算● 单个符号的信息量：I=−log 2p(x) bit ● 平均每符号的信息量：211()()()()log()/M Miiii i i H x p x I x p x p x bit symbol ====-∑∑● 信源等概时平均每符号的信息量：H(x)=log 2M bit/symbol ● 整个消息的信息量：I=N·H(x)=I 1+I 2+···+I N bit 4． 比特率、符号率、频带利用率的概念，以及有关计算 ● R b =R s ×每符号所含比特数 bit/s ，对信源有R b =R s ·H(x) ● R b =R s ·log 2M bit/s ，M 个符号等概下5． 误符号率与误比特率的概念、二者关系，以及有关计算 * 说明：本课程中，“比特（bit ）”有两种含义，一是信息量单位，一是二进制的“位”，应根据具体情况判断是哪种含义。
本章内容基本，要求全面掌握。
第二章 随机信号分析本章内容注重概念、结论、参数的物理意义、必要的计算推导，特定函数的付利叶变换与反变换关系。
以下ξ(t )表示随机过程。
1． ξ(t )的概率密度函数与概率分布的关系，E[ξ(t )]、D[ξ(t )]、R(t 1,t 2)的定义及简单计算，广义平稳ξ(t )的定义及判定。
2． 平稳ξ(t )的功率谱密度与R(τ)的关系。
3． 正态分布统计特性特点，一维正态分布概率密度表达式及其参数的物理意义。
4． 白噪声及带限白噪声的功率谱密度和自相关函数的有关计算和结论。
5． 窄带随机过程的统计特性结论。
6． 平稳ξ(t )通过线性系统的统计特性结论。
本章内容，重点掌握基本概念如要点1、3、5、6，并进行相应的随机信号分析。
第四章通信系统教学设计
第四章通信系统教学设计导言通信系统是现代信息传输和交流的重要组成部分，在技术发展迅速的今天，掌握通信系统的基本原理和设计方法变得越来越重要。
本文主要介绍了通信系统教学设计的相关内容，包括教学目标、教学内容、教学方法以及教学评价等方面的设计。
一、教学目标通信系统教学的目标是帮助学生全面了解通信系统的基本原理和设计方法，掌握通信系统各个组成部分的工作原理以及其在实际应用中的作用。
具体目标如下：1. 掌握通信系统的基本概念和基本原理；2. 熟悉通信系统的各个组成部分及其工作原理；3. 了解不同类型通信系统的特点和应用场景；4. 能够设计简单的通信系统并进行实验验证。
二、教学内容通信系统教学的内容主要包括以下几个方面：1. 通信系统的基本概念和基本原理：介绍通信系统的定义、组成部分以及通信过程的基本原理，包括信号的传输与调制、解调、编码与解码等内容。
2. 通信系统的组成部分：详细介绍通信系统的各个组成部分，包括发送端、传输链路以及接收端等，对每个组成部分的工作原理进行深入分析和讲解。
3. 通信系统的应用：介绍通信系统在不同领域的应用场景，例如电信领域、无线通信领域以及互联网通信领域等，通过实例的方式让学生更加直观地了解通信系统的实际应用。
4. 通信系统的设计与实践：通过具体案例进行通信系统的设计与实践，让学生动手实践，加深对通信系统设计过程的理解和掌握，同时培养学生的动手能力和解决问题的能力。
三、教学方法通信系统教学应采取多种教学方法相结合的方式，既注重理论教学，又注重实践教学。
具体方法如下：1. 授课式教学：通过讲解、演示等方式，系统地介绍通信系统的基本原理和相关概念，引导学生理解和掌握知识。
2. 实验教学：设置通信系统实验课程，让学生亲自动手实践，通过实验学习通信系统的工作原理和设计方法，培养学生的实践能力和解决问题的能力。
3. 讨论式教学：组织学生进行小组讨论和案例分析，引导学生思考和解决实际问题，培养学生的独立思考和合作能力。
第4章模拟调制系统
A0
A0 f (t )max
0
t
A0 f (t )max
过调制示意图
单音调制(单频调制)的调制信号为:
s AM (t ) ( A0 Am cos m t )cos 0 t A0 (1
AM 调幅指数
f (t ) Am cos m t
Am A0
A0
m
0
S
m
AM ( )
1/2 0
A0
带宽： BAM 2m
0
0
2 m
已调信号的带宽是基带信号带宽的两倍。 注意：带宽是指频谱的正频率部分。
AM信号的频谱
由于已调信号的频谱只是把基带信号的频谱搬移到±ω0 处， 而没有产生新的频谱成分，因此AM属于线性调制。
三、 调幅信号的功率分配
f (t )
f ( t ) cos 0 t
×
cos 0 t
/ 2 / 2
sin 0 t
希尔伯特变换：
t j 0 F ( ) F H ( ), H ( ) j 0
s SSB ( t )
(t ) f
× f ( t ) sin c t
3.按调制实现的功能不同来划分：
①幅度调制：载波信号的幅度随调制信号线性变化的调制。 ②频率调制：载波信号的频率随调制信号线性变化的调制。
③相位调制：载波信号的相位随调制信号线性变化的与输入调制信号的频谱之间是线性搬移
②非线性调制：已调信号频谱与输入调制信号的频谱之间是非线性搬移 注意：线性并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性 关系，实际上任何一种调制过程都是非线性变换过程
第四章模拟调制系统习题（30道）
第四章 模拟调制系统 习题（30道）1. 已知调制信号 m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt)，载波为cos104πt，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表达试，并画出频谱图。
解：方法一：若要确定单边带信号，须先求得m(t)的希尔伯特变换 m ’（t）=cos（2000πt-π/2）+cos（4000πt-π/2） =sin（2000πt ）+sin（4000πt ） 故上边带信号为S USB (t)=1/2m(t) cos w c t -1/2m ’(t)sin w c t =1/2cos(12000πt )+1/2cos(14000πt ) 下边带信号为S LSB (t)=1/2m(t) cos w c t +1/2m ’(t) sin w c t=1/2cos(8000πt )+1/2cos(6000πt ) 其频谱如图所示。
方法二：先产生DSB 信号：s m (t)=m(t)cos w c t =···，然后经过边带滤波器，产生SSB 信号。
2. 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。
若次信号的传输函数H(w )如图所示。
当调制信号为m(t)=A[sin100πt +sin6000πt ]时，试确定所得残留边带信号的表达式。
解：设调幅波sm(t)=[m 0+m(t)]coswct，m0≥|m(t)|max，且s m (t)<=>S m (w)根据残留边带滤波器在f c 处具有互补对称特性，从H(w)图上可知载频f c =10kHz ，因此得载波cos20000πt。
故有sm(t)=[m0+m(t)]cos20000πt=m0cos20000πt+A[sin100πt+sin6000πt]cos20000πt=m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt)+sin(26000πt)-sin(14000πt)Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)-σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)-σ(w+14000π)+σ(w-14000π)残留边带信号为F(t)，且f(t)<=>F(w)，则F(w)=Sm(w)H(w)故有：F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[0.55σ(w+20100π)-0.55σ(w-20100π)-0.45σ(w+19900π)+ 0.45σ(w-19900π)+σ(w+26000π) -σ(w-26000π)f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[0.55sin20100πt-0.45sin19900πt+sin26000πt]3.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.5*10-3W/Hz，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，已调信号的功率为10kW.若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：1.）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)?2.）解调器输入端的信噪功率比为多少?3.）解调器输出端的信噪功率比为多少?4.）求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图型表示出来。
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
第四章 模拟通信系统习题
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（）。
通信原理第六版课后答案及思考题答案
5-2 数字基带信号有哪些常见的形式？它们各有什么特点？它们的时域表示式如何？
答：数字基带信号常见的形式有： 第一：单极性码波形特点：在码元时间内或者有电压或者无电压，电极性单一。 第二：双极性码波形特点：二进制符号0，1分别与正，负电位相对应。 第三：单极性归零码波形特点：它的电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都回到零电位。 第四：双极性归零码波形特点：每一符号都有零电位的间隙产生。 第五：差分码波形特点：波形所代表的信息符号与码元本身电位无关，而仅与相邻码元的电位变化有关。 第六：多元码波形特点：一个脉冲可以代表多个二进制符号。
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：随参信道的特点：第一：对信号的衰耗随时间而变化； 第二：传输的时延随时间而变化；第三：多径传播。信号在随参信道中传输时会发生衰落现象是因为：多径传播的结果使确定的载波信号变成了包络和相位受到调制的窄带信号；从频谱上看，多径传输引起了频率弥散，即由单个频率变成了一个窄带频谱。
3-6 信道中常见的起伏噪声有哪些？它们的主要特点是什么？
6-1 什么是数字调制？它和模拟调制有哪些异同点？
答：数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息， 在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。 模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接收端则对载波信号的调制参量连续的进行估计。
6-2 什么是振幅键控？2ASK信号的波形有什么特点？
第四章习题
（3）根据调制器的功能不同，调制分为：幅度调制，频率 调制和相位调制。
（4）根据调制器的频谱搬移特性，调制分为：线性调制， 非线性调制。
4．2 幅度调制的原理
幅度调制是调制信号去控制载波的振幅，使其按调
制信号的规律而变化的过程。
调相信号：w
Kp
dm(t) dt
max
调频信号：w
Kf
m(t) max
调制指数：是指调角信号总相角偏离未调载波总相角的最 大偏移量，也即该调角信号的最大相位偏移。
调相信号 ：
mp
Kp
m(t) max
调频信号：m f
t
K
f
m( )d
max
窄带调频
在最大频率偏移或相应的最大相位偏移较小时,即:一般
所谓“信噪比”是指信号和噪声的平均功率之比
4.3.1 分析模型
n(t)
sm(t)
＋
带通 sm(t) 滤波器 ni(t)
解调器
mo(t) no(t)
图、 解调器的抗噪声性能的模型
ni (t) 即为平稳高斯窄带噪声： ni (t) nc (t)coswct ns (t)sin wct ni (t) V (t) cos[wct (t)]
wc
)
Sm (w
wc
)]
相干解调低通滤波器输出信号频谱为 ：
M 0 (w)
1 4
M
(w)[ H
(w
wc )
H
(w
wc )]
为了保证相干解调的输出无失真的恢复调制信号：
H(w wc ) H(w wc ) 常数 w wH
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 ⎛⎫= ⎪⎝⎭。
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
通信原理重点知识总结
第一章绪论1、通信的目的：传递消息中所包含的信息。
2、信息：是消息中包含的有效内容3、模拟信号信号的参量取值是连续(不可数、无穷多）的（抽样信号未量化仍为模拟信号）数字信号信号的参量取值是可数的有限的4、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统;按照传输媒介、通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统5、模拟消息⇔原始电信号（基带信号);基带信号⇔已调制信号(带通信号）6、数字通信系统模型信源编码与译码目的：①提高信息传输的有效性②完成模/数转换信道编码与译码目的:增强抗干扰能力，提高可靠性基本的数字调控方式有振幅键控（ASK）、频移键控(FSK)、绝对相移键控(PSK)、相对(差分)相移键控(DPSK)按同步的公用不同，分为载波同步、位同步、群（帧）同步、网同步7、数字通信的特点优点①抗干扰能力强,且噪声不积累②传输差错可控③便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。
（便于将来自不同信源的信号综合到一起传输）④易于集成，使通信设备微型化，重量轻⑤易于加密处理，且保密性好缺点：①需要较大的传输带宽②对同步要求高8、按信号复用方式分类:频分复用、时分复用、码分复用按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统频分复用是用频谱搬移的方法是不同信号占据不同的频率范围;时分复用是用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同的信号。
9、单工、半双工和全双工通信单工通信：消息只能单方向传输的工作方式半双工通信:通信双方都能收发消息，但不能同时收发的工作方式全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方10、信息及其度量P（x）表示信息发生的概率，I表信息中所含的信息量上式中对数的底:若a = 2，信息量的单位称为比特（bit) ，可简记为b若a = e，信息量的单位称为奈特（nat)，若a = 10,信息量的单位称为哈特莱(Hartley）。
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第四章模拟通信系统
14
随机调制信号
模拟调制信号m(t)是随机过程M(t)的样本函数，调幅信 号s(t)是随机过程S(t)的样本函数，它们在时间域以自相 关函数，在频率域以功率谱密度来描述
设M(t)是均值为零，自相关函数为RM(t)的广义平稳随机 过程,则DSB-SC AM信号s(t)的均值也为零，即：
-fc -fc+F0 0 -fc+F0 fc
DSB-SC AM的功率谱
下边带的功率谱
第四章模拟通信系统
f
19
DSB-SC AM信号的相干解调
这里假设加性噪声为零则接受信号r(t)与s(t)相同即:
r ( t) s ( t) A C m ( t) c2 o fC t sC ) (
要进行解调首先应当从接受信号中恢复出载波信号,然后将载波与r(t)相乘, 在经过带宽为W的理想低通滤波器即可恢复出m(t).其数学描述如下:
一种方法是：通过正弦型载波调制 降低通型的模拟基带信号变换为频 带信号，其频带中心频率在fc附近。 （ fc 》W）
载波信号
c(t)=AcCos(2πfct+ Φc)
第四章模拟通信系统
3
调制的种类
按照m（t）的变换规律去控制载波的幅 度或是载波的频率或相位，分别称为
幅度调制（AM） 角度调制
DSB-SC AM信号的平均功率则是两者的乘积
第四章模拟通信系统
17
第四章模拟通信系统
18
m(t)及DSB-SC AM的功率谱密度图
PM( f ) 1
PS上( f )
-F0
0
F0
m(t)的功率谱
PS( f )
A
2 C
4
f
-fc-F0 -fc
0
fc fc+F0 f
上边带的功率谱
PS下( f )
-fc-F0 -fc -fc+F0 0 -fc+F0 fc fc+F0 f
第四章 模拟通信系统
模拟调制技术
第四章模拟通信系统
1
4.1 引言
模拟信号定义: 在时间上和幅度上是连续的. 通常,模拟信号是随机过程M(t)的一个样本
m(t) 基带信号:f=0(直流)附近的低通型信号
第四章模拟通信系统
2
4.1 引言
若要在频带信道中传输信号，则要 将信号变换到信道对应的频带。
此调幅信号的数学表达式为
s(t)=m(t)*c(t)=m(t)Accos(ωct+φc)
第四章模拟通信系统
9
4.2.1 双边带抑止载波调幅
基带调制信号
m(t )
sm (t) A m (t)c o s c t 0
h (t )
s(t)A cosct0
SmfA 2[M (ffc)M (ffc)]
在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化 幅度调制信号
频率调制（FM） 相位调制（PM）
第四章模拟通信系统
4
正弦型载波调制的作用
频谱搬移：在通信系统中将基带信号的低通频谱搬移 到载波频率上，使得所发送的频带信号的频谱匹配与 频带信道的带通特。
复用：通过调制技术还可以在一个信道内同时传送多 个信源的消息。由于携带每个消息的已调信号带宽比 频带的信道的总带宽窄得多，通过调制技术将个消息 的频谱搬移到互不重叠的频带上，可以在一个信道内 同时传送多路信号，简称为复用。
E[S(tA )c]E[M(t2)f]ctcos
其自相关函数
R s(t,t) A c 2R M ()[2 cfco c s2 ofc (s 2 t)] 2
第四章模拟通信系统
15
随机调制信号
从上式中可以看出 Rs (t,t ) 是以t为自变量的中
期性自相关函数,其周期 T p 1 2 fc
第四章模拟通信系统
7
4.2 幅度调制
定义：正弦载波的幅度是随模拟基带信号m（t） 的变化规律成正比地变化。
分类： 双边带抑制载波调幅（DSB-SC） 具有离散大载波的双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB-SC） 残留边带调幅（VSB）
第四章模拟通信系统
8
4.2.1 双边带抑制载波调幅
产生：利用均值为零的模拟基带信号m（t）与 正弦载波c（t）直接相乘得到
因此S(t)是一个循环平稳过程,它的平均自相关函数
Rs(
)
1 TP
TP / 2 TP / 2
Rs
பைடு நூலகம்(t,
t
)dt
Ac2 RM ( ) cos 2 fc
2
第四章模拟通信系统
16
随机调制信号
DSB-SC AM 信号的平均功率是 R s ( 0 ) ,即
Rs (0)
AC2 2
RM (0)
式中Ac2/2是载波分量的平均功率,RM(0)是模拟基带信号 的平均功率
r(t)co 2 fC ts ) ( A C m (t)co 2fC ts( C )co 2fC ts( C )
设调制信号m(t)的傅式频谱为M(f),载波信号c(t) 的频谱为C(f),则
S(f)M(f)*C(f)M(f)*A[c(ffc)(ffc)]
2 A[cM(ffc)M(ffc)]
2
第四章模拟通信系统
12
确定信号的频谱特性
|M(f) |
-fc
0
fc
|S(f)|
|C(f)|
-fc-W -fc+W 0
fc-W fc+W
-w 0 w
注意！ 经调制后信道带宽变为2W
第四章模拟通信系统
13
几点说明
|f|>fc的频率分量为上边带，|f|<fc为下边带 上下边带均对应M(f)的所有频率分量，说明上
下边带携带了相同的消息。称此调幅信号为双 边带调幅信号 该调幅信号的一个重要特征是不包含离散的直 流载频分量，这是由于模拟基带信号的频谱成 分中不含离散的直流分量。
通过采用不同的调制方式兼顾通信的有效性和可靠性。
第四章模拟通信系统
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正弦型载波调制的作用
原始信号
调制器
调制：发送端把基带信号频谱 搬移到给定信道通带内的过程
原始信号
解调器
解调：在接收端把已搬到给定信道 通带内的频谱还原为基带信号的过程
第四章模拟通信系统
6
本章的内容
本章着重讨论幅度调制及角度调制信号 的表示式，频谱分析，解调原理及其在 信道加性白高斯噪声干扰下的解调性能； 多路信号的频分复用；简述超外差接受 的工作原理介绍通信系统中接受机的噪 声系数及等效噪声温度两个重要参数。
频谱搬移是线性的 在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构 在频域内的简单搬移
线性调制
第四章模拟通信系统
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调幅信号的相位翻转
当m(t)过横轴零点时将使已调信号发生 相位翻转
sm (t) A m (t)c o s c t 0
基带信号m(t)
DSB-SC AM信号波形
第四章模拟通信系统
11
确定信号的频谱特性