四主体通信框图

四主体通信框图
四主体通信框图

总述:为了方便理解,以浏览器显示数据和控制数据分为两个传输过程,实际两个传输过程采用异步同时传输。

1.浏览器显示数据

过程:Arduino收集数据,以报文帧格式传输给树莓派,树莓派向服务器发送POST 请求(更新数据的请求),服务器做出相应处理后;浏览器显示页面每隔一段时间向服务器发出GET请求(对传感器数据的请求),服务器以Ajax数据传输方式异步更新Brower中的数据。

2.浏览器控制数据

过程:树莓派每隔一段时间便向服务器发送GET请求,若服务器数据库无变动,树莓派则不向Arduino发送命令帧;若服务器数据库变动,即浏览器向服务器发送GET请求(请求控制数据URL),服务器收到后,Response控制数据页面,当改动控制数据时,浏览器向服务器发送POST请求(更新控制数据表单),此时,服务器对树莓派的GET请求做出响应,以Json格式传输给树莓派;树莓派以命令帧格式传输给Arduino,Arduino校验无误后返回响应帧。

参考知识:

1.HTTP的请求方式:

①GET 通过请求URI从服务器得到资源,例如请求一张图片,让服务端发送给我数据

②POST向服务端提交数据时使用(用于添加新的内容),例如在网站上注册登录或者发微博等都是POST

③HEAD类似GET,但是不会返回具体数据,检查GET的对象是否存在以及对

象的(mata数据)

④PUT是用于修改服务器的数据内容,一般用POST代替它,只有在做restful API 中会使用PUT

⑤DELETE比较少用,一般用POST代替

⑥OPTIONS用于客户端向服务端询问,看服务端能支持哪些HTTP的请求方式

2.Ajax数据传输格式:

AJAX即“A synchronous J avascript A nd X ML”(异步JavaScript和XML),是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术。

AJAX = 异步JavaScript和XML(标准通用标记语言的子集)。

AJAX 是一种用于创建快速动态网页的技术。

通过在后台与服务器进行少量数据交换,AJAX 可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下,对网页的某部分进行更新。

传统的网页(不使用AJAX)如果需要更新内容,必须重载整个网页页面。3.JSON数据交换格式:

JSON(JavaScriptObject Notation) 是一种轻量级的数据交换格式。它基于ECMAScript的一个子集。JSON采用完全独立于语言的文本格式,但是也使用了类似于C语言家族的习惯(包括C、C++、C#、Java、JavaScript、Perl、Python 等)。这些特性使JSON成为理想的数据交换语言。易于人阅读和编写,同时也易于机器解析和生成(一般用于提升网络传输速率)。

1、何谓通信系统通信系统由哪些部分组成各组成部分的作用是

1、何谓通信系统通信系统由哪些部分组成各组 成部分的作用是 1 何谓通信系统?通信系统由哪些部分组成?各组成部分的作用是什么? 解:用电信号(或光信号)传输信息的系统,称为通信系统。 通信系统的差不多组成如图1所示,它由输入变换器、输出变换器、发送设备、接收设备和信道等组成。 图1 通信系统的差不多组成 信源确实是信息的来源。 输入变换器的作用是将信源输入的信息变换成电信号。 发送设备用来将基带信号进行某种处理并以足够的功率送入信道,以实现信号有效的传输。 信道是信号传输的通道,又称传输媒介。 接收设备将由信道传送过来的已调信号取出并进行处理,还原成与发送端相对应的基带信号。 输出变换器将接收设备送来的基带信号复原成原先形式的信息。 若基带信号为模拟信号时,图1.1所示为模拟通信系统;若基带信号为数字信号时,图1.1所示为数字通信系统。 2、通信系统什么缘故要采纳调制技术? 解:采纳调制技术可使低频基带信号装载到高频载波信号上,从而缩短天线尺寸,易于天线辐射,实现远距离传输;其次,采纳调制能够进行频分多路通信,实现信道的复用,提升信道利用率。 3、广播发射机组成框图如图2所示,各组成部分输出电压波形也示于图中,试指出各小方格的名称,讲明其作用。 图2 广播发射机组成框图

解:方格1为振荡器,用来产生高频信号。 方格2为倍频器,用来将振荡器产生的高频信号的频率整倍数升高到所需值,该信号即为发射机的载波信号。 方格3为调制信号放大器,为音频放大器,用来放大话筒所产生的柔弱话音信号,供给调制器。 方格4为振幅调制器,把音频信号装载到高频载波上,输出高频调幅信号,并以足够大的功率输送到天线,然后辐射到空间。 4、超外差式接收机中混频器有什么作用? 解:混频器是超外差式接收机中的关键部件,它的作用是将接收机接收到的不同载频已调信号变为频率较低且固定的中频已调信号。例如,广播接收机中把接收到的调幅信号载频均变为465kHz中频,将调频信号载频均变为10.7MHz中频。由于中频是固定的,且频率降低了,因此,中频选频放大器能够做到增益高、选择性好且工作稳固,从而使接收机的灵敏度、选择性和稳固性得到极大的改善。 5、线性与非线性电阻器件有何区不?非线性器件有何要紧作用。 解:理想线性电阻器件的伏安特性曲线是线性的,参量只有一个R,其值与外加电压或电流大小无关。 非线性电阻器件的伏安特性曲线是非线性的,需引入3个参量,才能比较完整地反映它的特性,而这些参量与外加电压或电流有关。3个参量分不为静态(直流)电导、动态(交流)电导和平均电导。静态电导适用于电路的直流分析,动态(交流)电导适用于电路的动态分析(其中,时变动态(交流)电导适用于频率变换电路的分析),而平均电导适用于功率放大和振荡电路的分析。 非线性器件能产生新的频率重量,具有频率变换作用。

通信系统原理复习题

《通信系统原理》试题 一、单项选择题 1.在抗加性高斯白噪声性能方面,2ASK、2FSK、2PSK从差到优的次序。 (A) 2FSK、2ASK、2PSK (B)2ASK、2FSK、2PSK (C) 2ASK、2PSK、2FSK (D)2PSK、2FSK、2ASK 2.AM信号一般采用解调,SSB和DSB信号一般采用解调。 (A)包络,同步(B)鉴频器,同步 (C)相干,差分相干(D)同步,包络 3.根据香农公式,假设信道容量为C,信道信息传输速率为R,则在时,理 论上可实现无差错传输。 (A)R=C (B)R>C (C)R≤C (D)R≠C 编码后过最多出现( )个连续0。 4.二进制序列经过HDB 3 (A)2 (B)3 (C)4 (D) 5 5.为实现数字信号的最佳接收,采用最小均方误差准则设计的最佳接收机是()。 (A)相关接收机;(C)理想接收机 (B)匹配滤波器;(D)以上都不是 为:()。 6.若要纠正2个错码,则分组码的最小码距 d min (A)3 (B)4 (C)5 (D)6 7.2PSK信号的带宽是基带信号带宽的()倍。 (A)0.5 (B)1 (C)2 (D)3 8.电话信道的带宽是3400Hz,若要求传输6800bit/s,则要求信道的最小信噪比是

()。 (A)1 (B)3 (C)4 (D)7 9.一个二进制数字通信系统,其码元速率为104Baud,连续发送1个小时后,收到的 为()。 错吗为36个,则误码率P e (A)10-6(B)3.6*10-6(C)36*10-6(D)104 10.某信息源发送4个二进制脉冲编码信号A、B、C、D,信号独立出现,其出现概率 分别为1/4,1/8,1/8,1/2,则该信息源信号的平均信息量为()bit/symbol。 (A)0.75 (B)1.75 (C)2.75 (D)3.75 11.在(7,3)线形分组码的一个码组中,信息码元的位数是()。 (A)10 (B)3 (C)4 (D)7 已知某二进制数字基带系统的传输特性如图c1所示,请回答12-16小题。 12.奈氏带宽BN是()。 (A)0 (B)2 (C)2.5 (D)3 13.码元传输速率为()。 (A)0 (B)4 (C)5 (D)6 14.系统带宽为()。 (A)0 (B)2 (C)2.5 (D)3 15.滚降系数为()。

扩频通信的基本原理演示教学

扩频通信的理论基础 1.1扩频通信的基本概念 通信理论和通信技术的研究,是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的,所以有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。 通信系统的有效性,是指通信系统传输信息效率的高低。这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。在模拟通信系统中,多路复用技术可提高系统的有效性。显然,信道复用程度越高,系统传输信息的有效性就越好。在数字通信系统中,由于传输的是数字信号,因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。 通信系统的可靠性,是指通信系统可靠地传输信息。由于信息在传输过程中受到干扰,收到的信息与发出的信息并不完全相同。可靠性就是用来衡量收到信息与发出信息的符合程度。因此,可靠性决定于系统抵抗干扰的性能,也就是说,通信系统的可靠性决定于通信系统的抗干扰性能。在模拟通信系统中,传输的可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。在数字通信系统中,传输的可靠性是用信息传输的差错率来描述的。 扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力,首先在军用通信系统中得到了应用。近年来,扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速,在民用通信系统中也得到了广泛的应用。 扩频通信是扩展频谱通信的简称。我们知道,频谱是电信号的频域描述。承载各种信息(如语音、图象、数据等)的信号一般都是以时域来表示的,即信息信号可表示为一个时间的函数)(t f 。信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。频域和时域的关系由式(1-1)确定: ?∞ ∞--=t e t f f F ft j d )()(π2 ?∞ ∞-=f e f F t f ft j d )()(π2 (1-1) 函数)(t f 的傅立叶变换存在的充分条件是)(t f 满足狄里赫莱(Dirichlet)条件,或在区间(-∞,+∞)内绝对可积,即t t f d )(?∞ ∞-必须为有限值。 扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数(与待传输的信息信号)(t f 无关)扩展后成为宽频带信号,然后送入信道中传输;在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩,恢复为原来待传输信息信号的带宽,从而到达传输信息目的的通信系统。也就是说在传输同样信息信号时所需要的射频带宽,远远超过被传输信息信号所必需的最小的带宽。扩展频谱后射频信号的带宽至少是信息信号带宽的几百倍、几千倍甚至几万倍。信息已不再是决定射频信号带宽的一个重要因素,射频信号的带宽主要由扩频函数来决定。 由此可见,扩频通信系统有以下两个特点: (1) 传输信号的带宽远远大于被传输的原始信息信号的带宽; (2) 传输信号的带宽主要由扩频函数决定,此扩频函数通常是伪随机(伪噪声)编码信号。 以上两个特点有时也称为判断扩频通信系统的准则。

通信系统的组成

通信系统的组成 1.2.1 通信系统的一般模型 实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。以基本的点对点通信为例,通信系统的组成(通常也称为一般模型)如图 1-1 所示。 图 1-1 通信系统的一 般模型 图中,信源(信息 源,也称发终端)的作 用是把待传输的消息转 换成原始电信号,如电 话系统中电话机可看成是信源。信源输出的信号称为基带信号。所谓基带信号是指没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是信号频谱从零频附近开始,具有低通形式,。根据原始电信号的特征,基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号,相应地,信源也分为数字信源和模拟信源。 发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来,即将信源产生的原始电信号(基带信号)变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的,在需要频谱搬移的场合,调制是最常见的变换方式;对传输数字信号来说,发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。 信道是指信号传输的通道,可以是有线的,也可以是无线的,甚至还可以包含某些设备。图中的噪声源,是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。 在接收端,接收设备的功能与发送设备相反,即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。 信宿(也称受信者或收终端)是将复原的原始电信号转换成相应的消息,如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。 图 1-1 给出的是通信系统的一般模型,按照信道中所传信号的形式不同,可进一步具体化为模拟通信系统和数字通信系统。 1.2.2 模拟通信系统 我们把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。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,如图 l-2 所示。这里,一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所代替。 对于模拟通信系统,它主要 包含两种重要变换。一是把连续 消息变换成电信号(发端信息源 完成)和把电信号恢复成最初的 连续消息(收端信宿完成)。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,一般不能直接作为传输信号而送到信道中去。因此,模拟通信系统里常有第二种变换,即将基带信号转换成其适合信道传输的信号,这一变换由调制器完成;在收端同样需经相反的变换,它由解调器完成。经过调制后的信号通常称为已调信号。已调信号有三个基本特性:一是携带有消息,二是适合在信道中传输,三是频谱具有带通形式,且中心频率远离零频。因而已调信号又常称为频带信号。 必须指出,从消息的发送到消息的恢复,事实上并非仅有以上两种变换,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。对信号传输而言,由于上面

扩频通信及matlab仿真

扩 频 通 信 及Matlab 仿 真 江西师范大学 物理与通信电子学院2009级通信工程(2)班姓名xxx 学号xxxxxxxx

目录 一、摘要 (3) 二、数字通信原理 (4) 三、衰落信道与抗衰落技术 (5) 四、多址通行 (6) 五、扩频通信原理 (6) 六、直接序列扩频通信 (8) 七、基于matlab的直接序列扩频仿真 (10) 八、结束语 (13) 九、参考书目 (14) 十、致谢 (15)

摘要 扩频通信即扩展频谱通信,它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信技术自50年代中期美国军方开始研究,一直为军事通信所独占,广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域,直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术现已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。本文根据扩频通信的原理,利用MATALB对扩频通信中最常用的直扩通信系统进行了仿真。

数字通信原理: 1)所谓数字通信就是利用数字传输技术来进行的通信。它包括对模拟信号的编码和调制,传输媒介以及对数字信号的解调和解码。 2)典型的数字通信系统模型如图1-1: 图1-1 信源:信息的来源一般是模拟信号。 信源编码:模拟信号转变为数字信号; 信号压缩处理;信号的高效率编码。 信道编码:检错、纠错编码,提高信号抗干扰能力;

信息加密,防止信息被窃取。 调制变换:波形编码,信号调制,使基带信号适合在特定的 道中传输。 传输媒介:有线、无线信道,网络交互设备。 解调、信道译码、信源译码:对信号作上述处理相反对变换。 信宿:信息的最终传输目的地 衰落信道与抗衰落技术: 1)衰落信道的产生:无线通信是基于电磁波在空间中的传播来实现信息的传递的。无线信道的电波传播特性与电波传播的环境密切相关。电波环境主要包括:地形地貌、各种建筑物、气候气象、电磁干扰、移动体的运动速度和工作频段等。因此在实际应用中不可避免的产生衰落信道。 2)衰落信道主要包括:阴影衰落和多径衰落。 3)抗衰落技术主要包括:①空间分集技术 ②Rake接收方式 ③信道交织技术 ④多载波传输技术 ⑤信道均衡技术 ⑥扩频通信技术等等

无线电通信系统的基本组成(个人整理)

课题一无线电通信系统的基本组成 ◆ 知识点 ¤无线发射设备的基本原理和组成 ¤无线接收设备的基本原理和组成 ¤了解无线接收设备中的超外差接收技术 任务目标 通过本课题的学习,掌握无线通信系统的基本组成,了解超外差接收基本原理。 课题导入 图1-1无线广播系统的组成 如图1-1所示,是我们非常熟悉的收音机收听广播电台节目的示意图。在这个电台节目接收过程中,电台播音员(节目源)、发射机、发射天线、收音机缺一不可,分别完成了信号的产生、变换、发射、传输和接收,组成了一个基本的无线通信系统。当接收本地电台节目时声音效果很好,而当接收外地距离较远电台节目时声音效果有时好,有时差;有时我们还会发现,不同品牌、价位的收音机,其接收效果也各不相同,并且调频波段接收的音质要优于调幅波段,其原因我们会在以后的课题学习中逐步揭示。 除了以上无线广播系统以外,还有很多不同功能,不同使用场合的无线通信设备,例如我们家庭使用的用于接收处理图像的电视接收机,公安部门常使用的对讲机,便于随身携带的移动电

话(手机),教师上课使用的无线教学扩音器等等。虽然其外观、体积、功率、传送信息内容差异很大,但组成这些通信设备最基本的电路结构是极为相同或相似的,高频电子技术所研究的正是组成这些通信系统设备的最基本电路。 相关知识 一、通信系统的基本组成 从发送者到接收者之间信息的传递称为通信。利用电信号传输信息的系统称通信系统,也称电信系统。通信系统基本组成可由如图1-2所示方框图表示。它由输入、输出变换器,发送、接收设备和信道等部分组成。其各部分的含义如下: 图1-2通信系统的基本组成方框图 1.信源 信源是指需要传送的原始信息。如语言、音乐、图像、文字等,往往是以机械振动、光强等物理量为载体呈现。 2.输入变换器 将信源非电物理量转换为电信号的装置。如麦克风将机械振动转换为音频电信号;光电管将光图像信号转换为视频电信号。这些信号频率较低,不便于在信道中传输,常称之为基带信号。根据信源转换为电信号的方式,可分为模拟通信、数字通信: (1)模拟信号:变换后信号电压或电流为随信源物理量线性连续变化的信号。 (2)数字信号:变换后信号电压或电流随信源物理量非连续、离散变化的信号,常采用二进制数字信号。 根据以上不同的信号类型而组成的发射、接收处理的通信系统分别称为模拟通信和数字通信。本课程主要研究的是模拟通信系统。 3.发送设备 发送设备用于将输入的基带电信号变成适合于信道传输的信号。发送设备在无线通信系统中也称发射设备,发射信号常称为射频信号。图1-3(a)为无线电测向信号源,可发射摩尔斯电报码【1】,属无线发射设备。 4.接收设备 接收设备作用是把发送设备发送的有用信号从众多的信号和噪声中选取出来。图1-3(b)为无线电测向机【2】,属无线接收设备。

同济大学通信系统原理(英文班)练习题附答案

Chapter 1 Homework: Fill-in Questions: log M) bits 1. In a M-ary communication system, each symbol contains ( 2 information content. 2. The purpose of communication is to ( transfer information ). Efficiency of the digital communication system can be measured by the specifications such as (R B) , (R b) , ( η). And reliability can be measured by ( P e) , (P b). 3. The basic factors for measuring the merit of a communication system are (efficiency ), and ( reliability ). 4. The main influence of constant parameter channel on signal transmission are usually described by their ( Amplitude-Frequency ) and ( Phase-Frequency ) characteristics. 5. Common characteristics of random parameter channels are (transmission attenuation of the signal is varying with time ), (transmission delay of the signal varies with time ), and (signal arrives at the receiver over several paths ). Multiple-Choice Questions: 1.For analog and digital communications, which is (are) true? ( A B C D ). A. digital communication typically uses more bandwidth. B. analog communication cares more about fidelity C. digital communication cares more about probability for correct decision D. digital communication typically uses analog carrier to carry baseband signals

扩频通信基础知识

扩频通信基础知识

扩频通信基础知识 技术背景: 传统的模拟无线通信一般采用调频(FM)和调幅(AM)两种方式,不能适应高速数据通信的要求。进入八十年代后,数字无线数据通信方式成为主流,其调制方式有振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和相移键控(PSK),其优势是便于采用先进的数字信号处理技术,如均衡技术、编码技术等等,提高了数据传输速率和传输的可靠性。实际的系统如GSM、IS-54等。但是这些系统也存在一些缺陷。一方面,由于无线通信信道的开放性,通信环境不可避免地存在各种各样的突发干扰,使得信号传输的可靠性降低,同时,信道的时域和频域选择性衰落,使得数据传输速率的提高受到限制;另一方面,随着无线业务的快速增长,要求无线网络具备相当的灵活性,以适应业务的发展变化。这些都是常规的无线数字通信难以解决的。这些因素促成了对采用新技术的需求,以提高数据传输速率并进一步提高传输的可靠性。

扩频通信的基本原理和优势: 扩频通信就其调制方式而言,与传统的数据通信没有什么差别,也包括ASK、FSK、PSK以及最近得到迅速发展的QAM,不同之处是在调制之前增加了一个扩频处理环节,把待传送符号用特征码进行扩展,扩展后的符号称为码片;在接收端同样增加了一个解扩处理的环节,将N个码片恢复为一个符号。这即是扩频通信的基本原理。扩频通信的优势是由扩频操作所使用的特征码-伪随机序列(PN CODE)带来的。伪随机码具有双值自相关特性,它保证了同步相关操作获得的输出远大于非同步相关的输出值。这样就大大降低了当两条传播路径的时差在一个码片以上时彼此之间的干扰。这即是通常所说的扩频抗多径原理。同时,相关解扩处理还能够大大降低窄带脉冲干扰,如一般的工业噪声、环境噪声等等。特别值得一提的是,由于解扩处理是对N 个码片的能量进行累加,因此,可以允许接收的信号电平在噪声以下,只要保证累加获得的能量满足信号判决的要求即可。这一性能使得扩频通

通信系统的组成

通信系统的组成 从古到今,人类的社会活动总离不开消息的传递和交换,古代的消息树、烽火台和驿马传令,以及现代社会的文字、书信、电报、电话、广播、电视、遥控、遥测等,这些都是消息传递的方式或信息交流的手段。人们可以用语言、文字、数据或图像等不同的形式来表达信息。但是这些语言、文字、数据或图像本身不是信息而是消息,信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。因此,通信的根本目的在于传输含有信息的消息,否则,就失去了通信的意 义。基于这种认识,“通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。 实现通信的方式很多,随着社会的需求、生产力的发展和科学技术的进步,目前的通信越来越依赖利用“电”来传递消息的电通信方式。由于电通信迅速、准确、可靠且不受时间、地点、距离的限制,因而近百年来得到了迅速的发展和广泛的应用。当今,在自然科学领域涉及“通信”这一术语时,一般均是指“电通信”。广义来讲,光通信也属于电通信,因为光也是一种电磁波。本书中的通信均指电通信。 1.1.1通信系统的一般模型 通信是从一地向另一地传递和交换信息。实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。基于点与点之间的通信系统的模型可用图1 - 1 来描述。 信源是消息的产生地,其作用是把各种消息转换成原始电信号,称之为消息信号或基带信号。电话机、电视摄像机和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。前者属于模拟信源,输出的是模拟信号;后者是数字信源,输出离散的数字信号。 发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来,即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的,在需要频谱搬移的场合,调制是最常见的变换方式。对数字通信系统来说,发送设备常常又可分为信源编码与信道编码。 信道是指传输信号的物理媒质。在无线信道中,信道可以是大气(自由空间),在有线信道中,信道可以是明线、电缆或光纤。有线和无线信道均有多种物理媒质。媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。根据研究对象的不同,需要对实际的物理媒质建立不同的数学模型,以反映传输媒质对信号的影响。这一点将在第3章中讨论。 噪声源不是人为加入的设备,而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的,并且是人们所不希望的。噪声的来源是多样的,它可分为内部噪声和外部噪声,而且外部噪声往往是从信道引入的,因此,为了分析方便,把噪声源视为各处噪声

2013秋川大《通信系统原理》第一、二次作业及答案

《通信系统原理》第一次作业答案 你的得分:100.0 完成日期:2014年12月13日14点33分 一、单项选择题。本大题共20个小题,每小题2.0 分,共40.0分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.用同一个调制信号分别对载波进行以下四种调制,已调信号中占用频带宽度最窄的是: ( B ) A.AM B.SSB C.VSB D.DSB 2.模拟通信系统的可靠性用以下哪种方式来衡量: ( C ) A.频带利用率 B.传信率 C.输出信噪比 D.误码率 3.量化是把时间离散、幅度连续的信号变换为: ( B ) A.时间连续、幅度连续的信号 B.时间离散、幅度离散的信号 C.时间连续、幅度离散的信号 D.时间离散、幅度连续的信号 4.在四进制中(M=4),已知信息速率为2400b/s,则码元速率为: ( B ) A.2400B B.1200B C.4800B D.600B 5.同等条件、正常工作时,模拟调制系统中抗噪声性能最好的是: ( C ) A.AM B.VSB C.FM D.DSB 6.当DPCM系统中量化器电平数为2时,DPCM系统变为: ( D ) A.ADPCM系统 B.PM系统 C.NBFM系统 D.DM系统 7.平稳随机过程的自相关函数是: ( C ) A.只为正的偶函数 B.只为负的奇函数 C.正可负的偶函数 D.可正可负的奇函数 8.平稳随机过程的功率谱密度为: ( A ) A.非负的实偶函数 B.负偶函数 C.可正可负的偶函数 D.可正可负的奇函数 9.下列哪种信号的传输带宽与AM信号传输带宽相同: ( B ) A.基带信号 B.双边带信号 C.单边带信号 D.残留边带信号 10.在抗加性高斯白噪声性能方面,2ASK、2FSK、2PSK从优到差的次序为: ( D ) A.2FSK\2ASK\2PSK B.2ASK\2PSK\2FSK

扩频通信的一般原理及应用

扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列:Spread Sequence)调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。 这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的: 一是信息的频谱扩展后形成宽带传输; 二是相关处理后恢复成窄带信息数据。 正是由于这两大持点,使扩频通信有如下的优点: 抗干扰 抗噪音 抗多径衰落 具有保密性 功率谱密度低,具有隐蔽性和低的截获概率 可多址复用和任意选址 高精度测量等 正是由于扩频通信技术具有上述优点,自50年代中期美国军方便开始研究,一直为军事通信所独占,广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域。直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。 2.1 扩展频谱通信的定义 所谓扩展频谱通信,可简单表述如下:“扩频通信技术是一种信息传输方 式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。

这一定义包含了以下三方面的意思: 一、信号的频谱被展宽了。 我们知道,传输任何信息都需要一定的带宽,称为信息带宽。 例如人类的语音的信息带宽为300Hz --- 3400Hz,电视图像信息带宽为数MHz。为了充分利用频率资源,通常都是尽量采用大体相当的带宽的信号来传输信息。在无线电通信中射频信号的带宽与所传信息的带宽是相比拟的。如用调幅信号来传送语音信息,其带宽为语音信息带宽的两倍;电视广播射频信号带宽也只是其视频信号带宽的一倍多。这些都属于窄带通信。 一般的调频信号,或脉冲编码调制信号,它们的带宽与信息带宽之比也只有几到十几。扩展频谱通信信号带宽与信息带宽之比则高达100 --- 1000,属于宽带通信。 为什么要用这样宽的频带的信号来传输信息呢? 这样岂不太浪费宝贵的频率资源了吗? 二、采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。 我们知道,在时间上有限的信号,其频谱是无限的。例如很窄的脉冲信号,其频谱则很宽。信号的频带宽度与其持续时间近似成反比。1微秒的脉冲的带宽约为1MHz。因此,如果用限窄的脉冲序列被所传信息调制,则可产生很宽频带的信号。 如下面介绍的直接序列扩频系统就是采用这种方法获得扩频信号。这种很窄的脉冲码序列,其码速率是很高的,称为扩频码序列。这里需要说明的一点是所采用的扩频码序列与所传信息数据是无关的,也就是说它与一般的正弦载波信号一样,丝毫不影响信息传输的透明性。扩频码序列仅仅起扩展信号频谱的作用。 三、在接收端用相关解调来解扩 正如在一般的窄带通信中,已调信号在接收端都要进行解调来恢复所传的信息。在扩频通信中接收端则用与发送端相同的扩频码序列与收到的扩频信号进行相关解调,恢复所传的信息。换句话说,这种相关解调起到解扩的作用。即把扩展以后的信号又恢复成原来所传的信息。这种在发端把窄带信息扩展成宽带信号,而在收端又将其解扩成窄带信息的处理过程,会带来一系列好处。弄清楚扩频和解扩处理过程的机制,是理解扩频通信本质的关键所在。

1998-2016年北京交通大学891通信系统原理(一)考研真题及答案解析 汇编

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通信系统的基本组成

通信系统的基本组成 1.2.1 通信系统的一般模型 实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。以基本的点对点通信为例,通信系统的组成(通常也称为一般模型)如图 1-1 所示。 图 1-1 通信系统的一 般模型 图中,信源(信息 源,也称发终端)的作 用是把待传输的消息转 换成原始电信号,如电 话系统中电话机可看成是信源。信源输出的信号称为基带信号。所谓基带信号是指没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是信号频谱从零频附近开始,具有低通形式,。根据原始电信号的特征,基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号,相应地,信源也分为数字信源和模拟信源。 发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来,即将信源产生的原始电信号(基带信号)变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的,在需要频谱搬移的场合,调制是最常见的变换方式;对传输数字信号来说,发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。 信道是指信号传输的通道,可以是有线的,也可以是无线的,甚至还可以包含某些设备。图中的噪声源,是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。 在接收端,接收设备的功能与发送设备相反,即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。 信宿(也称受信者或收终端)是将复原的原始电信号转换成相应的消息,如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。 图 1-1 给出的是通信系统的一般模型,按照信道中所传信号的形式不同,可进一步具体化为模拟通信系统和数字通信系统。 1.2.2 模拟通信系统 我们把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。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,如图 l-2 所示。这里,一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所代替。 对于模拟通信系统,它主要 包含两种重要变换。一是把连续 消息变换成电信号(发端信息源 完成)和把电信号恢复成最初的 连续消息(收端信宿完成)。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,一般不能直接作为传输信号而送到信道中去。因此,模拟通信系统里常有第二种变换,即将基带信号转换成其适合信道传输的信号,这一变换由调制器完成;在收端同样需经相反的变换,它由解调器完成。经过调制后的信号通常称为已调信号。已调信号有三个基本特性:一是携带有消息,二是适合在信道中传输,三是频谱具有带通形式,且中心频率远离零频。因而已调信号又常称为频带信号。

扩频通信的基本概念

扩频通信的基本概念 通信理论和通信技术的研究,是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的,所以有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。 通信系统的有效性,是指通信系统传输信息效率的高低。这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。在模拟通信系统中,多路复用技术可提高系统的有效性。显然,信道复用程度越高,系统传输信息的有效性就越好。在数字通信系统中,由于传输的是数字信号,因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。 通信系统的可靠性,是指通信系统可靠地传输信息。由于信息在传输过程中受到干扰,收到的信息与发出的信息并不完全相同。可靠性就是用来衡量收到信息与发出信息的符合程度。因此,可靠性决定于系统抵抗干扰的性能,也就是说,通信系统的可靠性决定于通信系统的抗干扰性能。在模拟通信系统中,传输的可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。在数字通信系统中,传输的可靠性是用信息传输的差错率来描述的。 扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力,首先在军用通信系统中得到了应用。近年来,扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速,在民用通信系统中也得到了广泛的应用。 扩频通信是扩展频谱通信的简称。我们知道,频谱是电信号的频域描述。承载各种信息(如语音、图象、数据等)的信号一般都是以时域来表示的,即信息信号可表示为一个时间的函数)(t f 。信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。频域和时域的关系由式(1-1)确定: ?∞∞--=t e t f f F ft j d )()(π2 ?∞ ∞-=f e f F t f ft j d )()(π2 (1-1) 函数)(t f 的傅立叶变换存在的充分条件是)(t f 满足狄里赫莱(Dirichlet)条件,或在区间(-∞,+∞)内绝对可积,即t t f d )(?∞ ∞-必须为有限值。 扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数(与待传输的信息信号)(t f 无关)扩展后成为宽频带信号,然后送入信道中传输;在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩,恢复为原来待传输信息信号的带宽,从而到达传输信息目的的通信系统。也就是说在传输同样信息信号时所需要的射频带宽,远远超过被传输信息信号所必需的最小的带宽。扩展频谱后射频信号的带宽至少是信息信号带宽的几百倍、几千倍甚至几万倍。信息已不再是决定射频信号带宽的一个重要因素,射频信号的带宽主要由扩频函数来决定。 由此可见,扩频通信系统有以下两个特点: (1) 传输信号的带宽远远大于被传输的原始信息信号的带宽; (2) 传输信号的带宽主要由扩频函数决定,此扩频函数通常是伪随机(伪噪声)编码信号。 以上两个特点有时也称为判断扩频通信系统的准则。 扩频通信系统最大的特点是其具有很强的抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干扰的能力。这里我们先定性地说明一下扩频通信系统具有抗干扰能力的理论依

扩频通信的基本原理

扩频通信的基本原理 所谓扩展频谱通信,可简单表述如下:“扩频通信技术是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。 扩频通信的基本特点,是传输信号所占用的频带宽度(W)远大于原始信息本身实际所需的最小带宽(B),其比值称为处理增益(Gp): 总之,我们用扩展频谱的宽带信号来传输信息,就是为了提高通信的抗干扰能力,即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。 一、扩频通信系统的主要优点 ●易于重复使用频率,提高了无线频谱利用率 ●抗干扰性强,误码率低。扩频通信在空间传输时所占有的带宽相对较宽,而接收端又采用相关检测的办法来解扩,使有用宽带信息信号恢复成窄带信号,而把非所需信号扩展成宽带信号,然后通过窄带滤波技术提取有用的信号。这祥,对于各种干扰信号,因其在收端的非相关性,解扩后窄带信号中只有很微弱的成份,信噪比很高,因此抗干扰性强。 ●保密性好,对各种窄带通信系统的干扰很小。由于扩频信号在相对较宽的频带上被扩展了,单位频带内的功率很小,信号湮没在噪声里,一般不容易被发现,而想进一步检测信号的参数(如伪随机编码序列)就更加困难,因此说其保密性好。 ●可以实现码分多址。扩频通信提高了抗干扰性能,代价是占用频带宽。但是如果许多用户共用这一宽频带,则可提高频带的利用率。由于在扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制,充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关特性和互相关特性,在接收端利用相关检测技术进行解扩,则在分配给不同用户码型的情况下可以区分不同用户的信号,提取出有用信号。这样在这一频带上许多对用户可以同时通话而互不干扰。 ●抗多径干扰。在无线通信中,长期以来,多径干扰始终是一个难以解决的问题之一。在扩频通信中利用扩频码的自相关特性,在接收端从多径信号中提取和分离出最强的有用信号,或把多个路径来的同一码序列的波形相加合成,都可以起到抗多径干扰的作用。 按照扩展频谱的方式不同,现有的扩频通信系统可以分为以下几种:

无线电通信系统的基本组成(个人)

课题一无线电通信系统的基本组成 ◆知识点 ¤无线发射设备的基本原理和组成 ¤无线接收设备的基本原理和组成 ¤了解无线接收设备中的超外差接收技术 任务目标 通过本课题的学习,掌握无线通信系统的基本组成,了解超外差接收基本原理。 课题导入 图1-1无线广播系统的组成 如图1-1所示,是我们非常熟悉的收音机收听广播电台节目的示意图。在这个电台节目接收过程中,电台播音员(节目源)、发射机、发射天线、收音机缺一不可,分别完成了信号的产生、变换、发射、传输和接收,组成了一个基本的无线通信系统。当接收本地电台节目时声音效果很好,而当接收外地距离较远电台节目时声音效果有时好,有时差;有时我们还会发现,不同品牌、价位的收音机,其接收效果也各不相同,并且调频波段接收的音质要优于调幅波段,其原因我们会在以后的课题学习中逐步揭示。

除了以上无线广播系统以外,还有很多不同功能,不同使用场合的无线通信设备,例如我们家庭使用的用于接收处理图像的电视接收机,公安部门常使用的对讲机,便于随身携带的移动电话(手机),教师上课使用的无线教学扩音器等等。虽然其外观、体积、功率、传送信息内容差异很大,但组成这些通信设备最基本的电路结构是极为相同或相似的,高频电子技术所研究的正是组成这些通信系统设备的最基本电路。 相关知识 一、通信系统的基本组成 从发送者到接收者之间信息的传递称为通信。利用电信号传输信息的系统称通信系统,也称电信系统。通信系统基本组成可由如图1-2所示方框图表示。它由输入、输出变换器,发送、接收设备和信道等部分组成。其各部分的含义如下: 图1-2通信系统的基本组成方框图 1.信源 信源是指需要传送的原始信息。如语言、音乐、图像、文字等,往往是以机械振动、光强等物理量为载体呈现。 2.输入变换器 将信源非电物理量转换为电信号的装置。如麦克风将机械振动转换为音频电信号;光电管将光图像信号转换为视频电信号。这些信号频率较低,不便于在信道中传输,常称之为基带信号。根据信源转换为电信号的方式,可分为模拟通信、数字通信: (1)模拟信号:变换后信号电压或电流为随信源物理量线性连续变化的信号。 (2)数字信号:变换后信号电压或电流随信源物理量非连续、离散变化的信号,常采用二进制数字信号。 根据以上不同的信号类型而组成的发射、接收处理的通信系统分别称为模拟通信和数字通信。本课程主要研究的是模拟通信系统。 3.发送设备 发送设备用于将输入的基带电信号变成适合于信道传输的信号。发送设备在无线通信系统中也称发射设备,发射信号常称为射频信号。图1-3(a)为无线电测向信号源,可发射摩尔斯电报码【1】,属无线发射设备。 4.接收设备

ZY3200101001 通信系统的组成

第一部分:通信原理 第一章通信概述 模块1 通信系统的组成(ZY3200101001) 【模块描述】本模块介绍了通信系统的基本组成,包含通信系统模型、模拟通信和数字通信系统的模型及其优缺点、电力系统通信设备连接情况。通过模型框图示例、流程图形介绍,掌握通信系统的基本组成及特点。 【正文】 一、通信系统模型 通信的目的是传输消息。消息包括符号、文字、话音、音乐、图片、数据、影像等形式。基本的点对点通信都是将消息从发送端通过某种信道传递到接收端。这种通信系统可由图ZY3200101001-1中的模型加以概括。发送端的作用是把各种消息转换成原始电信号。为了使原始信号适合在信道上传输,需要对原始信号进行某种变换,然后再送入信道。信道是信号传输的通道。接收端的作用是从接收到的信号中恢复出相应的原始信号,再转换成相应的消息。图中所示的噪声源是信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。 图ZY3200101001-1通信系统的简化模型 二、模拟通信和数字通信 可以将各种不同的消息分成数字消息(离散消息)和模拟消息(连续消息)两大类。数字消息是指消息的状态是可数的或离散型的,如:符号、文字或数据等。模拟消息是指消息的状态是连续变化的,如:连续变化的语音、图像等。 为了传递消息,各种消息需要转换成电信号,消息和电信号之间必须建立单一的对应关系,这样在接收端才能准确地还原出原来的消息。通常,消息被载荷在电信号的某一参量上,如果电信号的该参量携带着离散消息,则该参量是离散取值的,这样的信号就称为数字信号。如果电信号的该参量是连续取值的,这样的信号就称为模拟信号。按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。 在通信过程中,也可以先将模拟信号变换成数字信号,经数字通信方式传输到接收端,再将数字信号反变换成模拟信号。数字通信与模拟通信相比,更加适应对通信技术越来越高的要求。数字通信的优点主要表现在以下几个方面:数字传输抗干扰能力强,尤其在中继时可以消除噪声的积累;传输差错可以控制,改善了传输质量;便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理;数字信号易于做高保密性的加密处理;数字通信可以综合传递各种消息,增强通信系统的功能。

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