误码率和信噪比
通信原理复习题-13通信
13通信工程《通信原理》复习题一、填空1.某四进制系统，4秒钟传输4800个四进制符号，则此系统的传码率R B4=，传信率R b=。
2.模拟调制系统的抗噪声性能主要用来衡量；数字调制系统的抗噪声性能主要用来衡量。
3.AM 调制的可靠性用衡量；DPSK 的可靠性用衡量。
4.某通信系统采用四进制数字序列传输方式，每传输一个码元需T=250×10-6s 时间，其传信率为，码元速率为，若传输了5s ，检测到50个码元误码，其误码率为。
5.八进制数字通信系统的误码率为10-5，系统的传输速率为600b/s ，则接收端在_______h 内能接收到144个错误码元。
6.已知能量信号f(t)的傅氏变换为F(w)，则根据帕塞瓦尔定理可得其能量为E==。
7.设一数字传输系统传送16进制码元，码元传输速率为2400波特，则此时系统的信息传输速率为；如果系统的误码率为10－4，则1小时内错误的码元个数为；如果系统的误比特率为2.5×10-5，则10分钟内错误的比特个数为。
1.1200B ，2400b/s 2.信噪比，误码率 3.信噪比，误码率4.8000，4000，2.5×10-35.206.，7. 9600b/s ， 864 ，21.61.在分析信道时，根据乘性干扰k(t)是否随时间变化，将信道分为_____信道和信道。
2.无失真传输系统的传输函数H 〔w 〕=____ 。
1.恒参，随参 2.3.已知调制信号 ，载波为t π410cos 2，则其DSB信号的表达式为。
4. 将n 路频率X 围为0.3~4KHz 的话音信号用FDM 方法进行传输，若采用AM 调制方式则n 路话音信号的最小传输带宽为，若采用SSB 调制方式则n 路话音信号的最小传输带宽为。
〔不考虑防护频带〕8nKHz ，4nKHz5.已知 ，设调频器灵敏度为 ，试求其已调波功率、载频、最大频偏、已调波带宽、调制信号表达式。
误码率BER与信噪比SNR的关系解析[1]
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C/N = PCarrier (dBm) − Pnoise (dBm)
2.1.3 频谱仪分辨率带宽(RBW)
-------- 式 2
对于频谱分析仪，分辨率带宽（RBW :Resolution Bandwidth）实际上是频谱仪内部滤 波器的带宽（决定选择性的IF滤波器的3dB带宽），设置它的大小，能决定是否能把两个相 临很近的信号分开。比如，模拟对讲机相邻信道是25KHz，你就必须把RBW设置成比25KHz 小，才能把两个信道的载波分离出来，所以相同的频谱在不同的分辨率下有不同的效果，如 下图：
图六 4FSK 误码率与载噪比 C/N 关系示意图
2.2.2 S/N 与 C/N 的关系 虽然 S/N 与 C/N 一个反映的是音频信号质量，而另一个反映的是 RF 信号质量，但是在 本质上两者是一样的， 除开解调器引入的噪声以及基带处理对噪声的抑制， 两者应该是一个 相当的值，即 S/N=C/N。 而这里存在一个比较关键的问题，即在频谱仪上测得的噪声信号功率并非我们真正要求 的输出总噪声功率，讲到这里，我们关联到分辨率带宽（RBW）这个概念，我们在频谱仪 中得到的功率其实是在分辨率带宽内总的功率之和 PN − RBW （dBm），所以是随RBW的设置 而改变的，为了统一我们将噪声功率归一化到1Hz,，称为等效噪声功率密度，即
C/N = C / N 0 − 10logB
也即，忽略解调器电路的影响，
S/N = C / N N − RBW + 10logRBW − 10logB
-------- 式 5
Jophen lv 2008‐05‐20
S/N = Psignal (dBm) − Pnoise (噪比
图二 载噪比 C/N 示意图
00FF数据通信 北京邮电大学2012年阶段作业
数据阶段作业一一、判断题（共10道小题，共50.0分）1、误码率与信噪比成正比。
（标准答案: B 错误）2、第一类部分响应系统的冲激响应波形有符号间干扰，不宜做为基带形成网络。
（标准答案: B 错误）3、数字数据传输系统中主要采用X.51建议。
（标准答案: B 错误）4、单边带调制的频带利用率是双边带调制的2倍。
（标准答案: A 正确）5、正交调幅系统M越大越好。
（标准答案: B 错误）6、国际电报2号码是5单位代码。
（标准答案: A 正确）7、信号码元与传输代码总是相同。
（标准答案: B 错误）8、数字调制中频带利用率最高的是正交调幅。
（标准答案: A 正确）9、相对调相的参考相位为0。
（标准答案: B 错误）10、四相数字调相与4QAM的矢量图一样，所以它们是一回事。
（标准答案: B 错误）11、数据通信系统中的数据终端设备一律是计算机。
（标准答案: B 错误）12、数据通信系统中的DCE一律为调制解调器。
（标准答案: B 错误）13、X.50建议的复用方式是比特交织。
（标准答案: B 错误）14、频带传输系统与基带传输系统的主要区别在于增加了调制、解调器。
（标准答案: A 正确）15、DDN是传输网。
（标准答案: A 正确）16、理论上讲，只有横截滤波器N时，才能消除符号间干扰。
（标准答案: A 正确）17、数据传送速率大于数据传信速率。
（标准答案: B 错误）18、数据与数据信号不是一回事。
（标准答案: A 正确）19、我国DDN一般采用分层结构。
（标准答案: A 正确）20、X.51建议比X.50建议用得多。
（标准答案: B 错误）21、三种基本调制方式中，FSK的频带利用率最低。
（标准答案: A 正确）22、基带数据传输系统中的基带形成滤波器对应着一个物理设备。
（标准答案: B 错误）23、基带传输的信道是电缆信道。
（标准答案: A 正确）24、数据链路与数据电路是一回事。
（标准答案: B 错误）25、二线和四线线路均可以实现全双工数据传输。
通信原理公式
通信原理公式
通信原理的数学公式如下：
1. 香农公式：
C = B * log2(1 + S/N)
其中，C是信道容量，B是信道带宽，S是信号的平均功率，N是噪声的功率。
2. 奈奎斯特准则：
最大传输速率 = 2B * log2(V)
其中，B是信道带宽，V是每个信号点所能表示的离散数。
3. 傅里叶变换：
X(f) = ∫ x(t)e^(-j2πft) dt
其中，X(f)表示信号在频域上的频谱，x(t)表示信号在时域上的波形。
4. 采样定理：
B >= 2fmax
其中，B是采样频率，fmax是信号的最高频率成分。
5. 时域与频域转换：
x(t) = ∑ X(f)e^(j2πft) df
其中，x(t)表示信号在时域上的波形，X(f)表示信号在频域上的频谱。
6. 误码率与信噪比关系：
P(e) ≈ Q(sqrt(2SNR))
其中，P(e)是误码率，SNR是信噪比。
这些公式在通信原理中起着重要的作用，在分析和设计通信系统时可以利用这些公式进行计算和评估。
信噪比的计算公式
信噪比的计算公式信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）是衡量信号与噪声强度之比的物理量。
在无线通信领域中，信噪比是一项非常重要的指标，它可以描述信号传输的质量和可靠性。
信噪比的计算公式如下：SNR = 10*log10(Ps/Pn)其中，SNR为信噪比，Ps为信号的功率，Pn为噪声的功率。
噪声通常是由于环境干扰、电器杂音、电磁波干扰等引起的。
信号可以是语音、图像、数据等电信号的形式。
信噪比可以衡量信号强度和噪声强度的差异，以判断信号是否能够被正确接收解码。
信噪比通常以分贝（dB）为单位来表示，使用对数形式可以更好地描述信号的变化范围。
分贝是一种常见的衡量单位，它可以将两个物理量之间的比率转换为以对数为基础的单位。
在实际应用中，计算信噪比需要对信号和噪声进行测量。
信号功率的测量可以通过信号源的输出功率来得到。
噪声功率的测量则需要在没有信号输入的情况下测量系统的输出功率，并减去系统的噪声功率。
不同类型的通信系统和设备有不同的信噪比要求。
在无线通信中，信噪比的要求取决于所使用的调制方式、传输距离、接收机灵敏度等因素。
通常情况下，信噪比越高，信号的质量越好，通信的可靠性也越高。
在数字通信系统中，信噪比对数据的影响非常显著。
当信噪比较低时，传输的数据容易受到误码的影响，导致接收端无法正确解码。
因此，在设计数字通信系统时，需要考虑适当的信噪比要求，以确保数据的可靠传输。
信噪比还有一种常见的表示方法，即误码率（Bit Error Rate，BER）。
误码率表示在传输过程中，接收端错误解码的比例。
信噪比和误码率之间存在一种数学关系，可以通过一些统计模型进行精确计算。
总之，信噪比是衡量信号与噪声强度之比的物理量。
它对无线通信系统的性能和可靠性有着重要影响。
通过计算信号的功率和噪声的功率，可以得到信噪比的数值。
在实际应用中，信噪比的要求取决于通信系统的具体需求，需要权衡不同因素来确定合适的数值范围。
不同调制模式下的误码率与信噪比关系
不同调制模式下的误码率与信噪比的关系一．原理概述调制（modulation ）就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。
一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。
基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。
这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。
调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。
而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（也称为信宿）处理和理解的过程。
调制的种类很多，分类方法也不一致。
按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。
用模拟信号调制称为模拟调制；用数据或数字信号调制称为数字调制。
按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制（如对非相干光调制）等。
调制的载波分别是脉冲，正弦波和光波等。
正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式，后两者合称为角度调制。
此外还有一些变异的调制，如单边带调幅、残留边带调幅等。
脉冲调制也可以按类似的方法分类。
此外还有复合调制和多重调制等。
不同的调制方式有不同的特点和性能。
本文简单介绍了数字正弦波调制的误码率与信噪比的关系。
数字调制即基于调制器输入信息比特，从一组可能的信号波形（或符号）组成的有限集中选取特定的信号波形。
如果共有M 种可能的信号，则调制信号集S 可表示为对于二进制调制方案，一个二进制信息比特之间映射到信号，S 就只包含两种信号。
对于更多进制的调制方案（多进制键控），信号集包含两种以上的信号，每种信号（或符号）代表一个比特以上的信息。
对于一个大小为M 的信号集，最多可在每个符号内传输2log M 个比特信息。
1. 二进制相移键控（BPSK ）在二进制相移键控中，幅度恒定的载波信号随着两个代表二进制数据1和0的信号1m 和2m 的改变而在两个不同的相位间跳变，通常这两个相位差为180°，如果正弦载波的幅度为c A ，每比特能量21=2b c b E A T ，则传输的BPSK 信号为： 2(t)=t+) 0t (1)b BPSK c c b bE s f T T πθ≤≤二进制的或者 22(t)=t++) =-t+) 0t (0)b b BPSK c c c c b b bE E s f f T T T ππθπθ≤≤二进制的我们将1m 和2m 一般化为二进制数据信号(t)m ，这样传输信号可表示为：t+)BPSK c c s f πθ 对于AWGN （加性高斯白噪声）信道，许多调制方案的比特差错率用信号点之间的距离（星座图中相邻点的欧几里得距离）的Q 函数得到。
《数据通信原理》综合练习题与答案
《数据通信原理》综合练习题与答案北京邮电大学高等函授教育、远程教育《数据通信原理》综合练习题与答案第一部分练习题一、填空题1、白噪声是________________________________________________________________。
2、高斯噪声是______________________________________________________________。
3、散粒噪声和热噪声均是____________________________________________________。
4、数据通信中常用的二进制代码有_____________________、_____________________、_______________________和____________________________。
5、国际电报2号码是_______________单位代码。
6、数据通信系统主要由_________________________、__________________________和____________________________ 三部分组成。
7、数据电路由_______________________和__________________________组成。
8、数据链路由_________________________和_______________________ 组成。
9、主机的主要功能是____________________________。
10、若每秒传送N个M进制的码元，则码元传输速率为_________________，信息传输速率为____________________________。
11、数据信号的基本传输方式有_______________________、______________________和__________________________。
信道模型分析实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过仿真和理论分析，了解不同信道模型的基本原理和特性，掌握信道模型在实际通信系统中的应用，并对不同信道模型进行性能比较。
二、实验内容1. 研究背景及意义信道模型是通信系统中的基础理论，它描述了信号在传输过程中受到的干扰和衰减。
信道模型分析对于优化通信系统性能、提高通信质量具有重要意义。
2. 实验方法（1）MATLAB仿真：使用MATLAB软件对以下信道模型进行仿真：AWGN信道、瑞利信道、莱斯信道、对数正态信道等。
（2）理论分析：对信道模型的基本原理、特性进行理论分析，包括信道容量、误码率等性能指标。
3. 实验步骤（1）熟悉MATLAB软件，掌握基本运算操作和图形绘制指令。
（2）学习加性白高斯噪声（AWGN）信道模型，通过MATLAB生成正态随机数，绘制信号波形和序列柱状图。
（3）分析信号频谱，对信号进行傅里叶变换，绘制信号时域波形图和频谱图。
（4）模拟AM调制解调，分析经过AWGN信道前的已调信号的时域波形图和频谱图，以及经过AWGN信道后的已调信号的时域波形图和频谱图。
（5）仿真瑞利信道、莱斯信道、对数正态信道，对比分析不同信道模型下的信道容量和误码率。
三、实验结果与分析1. AWGN信道在AWGN信道中，信号经过噪声干扰后，信噪比（SNR）下降。
通过仿真和理论分析，得出以下结论：（1）信噪比与误码率呈反比关系。
（2）随着信噪比的提高，误码率逐渐降低。
2. 瑞利信道瑞利信道是典型的衰落信道，其信道容量和误码率如下：（1）信道容量与信噪比成正比。
（2）误码率与信噪比呈非线性关系。
3. 莱斯信道莱斯信道是另一种典型的衰落信道，其信道容量和误码率如下：（1）信道容量与信噪比成正比。
（2）误码率与信噪比呈非线性关系。
4. 对数正态信道对数正态信道是一种非衰落信道，其信道容量和误码率如下：（1）信道容量与信噪比成正比。
（2）误码率与信噪比呈非线性关系。
5. 不同信道模型性能比较通过对AWGN信道、瑞利信道、莱斯信道、对数正态信道的仿真和理论分析，得出以下结论：（1）在相同信噪比下，瑞利信道和莱斯信道的误码率较高。
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摘要：比特误码率（RBE）是衡量一个通信系统优劣的重要指标之一。
对如何利用System View仿真软件测试和生成一个通信系统的RBE测试曲线的实例进行了研究，并对此次仿真过程中的关键问题加以论述。
关键词：比特误码率；BCH码；卷积码；仿真
2误码率测试仿真原理及其仿真的关键问题
2.1误码率测试仿真原理
在仿真系统中，信道模拟成一个高斯噪声信道（AWGN），输入信号经过AWGN信道后在输出端进行硬判断，当带有噪声的接收信号大于判决电平时，输出判为1，此时的原参照信号如果为0，则产生误码。
为了便于对各个系统进行比较，通常将信噪比用每比特所携带的能量除以噪声功率谱密度来表示，即Eb/N0，对基带信号，定义信噪比为：
这里的A为信号的幅度（通常取归一化值），R=1/T是信号的数据率。
在仿真过程中，为了能得到一个通信系统的RBE曲线，通常需要在信号源或噪声源后边加入一个增益图符来控制信噪比的大小，System View仿真时应用此种方法（在噪声源后面加入增益图符）。
受控的增益图符需要在系统菜单中设置全局关联变量，以便每一个测试循环完成后将系统参数改变到下一个信噪比值，全局关联变量的设置方法在下述内容中介绍。
2.2全局关联变量的设置
当一个高斯噪声信道的RBE测试模型设置基本完毕后，并不能绘出完整正确的RBE/RSN 曲线，还必须将噪声增益控制与系统循环次数进行全局变量关联，使信道的信噪比（RSN）由0 dB开始逐步加大，即噪声逐步减小，噪声每次减小的步长与循环次数相关。
设置的方法是：单击System View主菜单中的“Tools”选项，选择“Global Parameter Links”，这时出现如图1所示参数设置栏，在“Select System Token”中选择要关联的全局变量，图中选择了Gain 图符，如果设定每次循环后将信噪比递增1 dB，即噪声减小1 dB，则应在算术运算关系定义栏“Define Algebraic Relation F［Gi,Vi］”内将F［Gi,Vi］的值设置为-c1，这里c1为系统变量“Current System Loop”的系统循环次数。
2.3设置系统仿真时间
在进行系统仿真之前首先必须对定时参数进行设置，系统的定时设定直接影响着系统仿真的效果甚至仿真结果的正确性。
同时，定时参数的设置也直接影响系统仿真的精度，因此选取定时参数必须十分的注意，这也是初学者应重点掌握的内容，采样速率过高增加仿真的时间，过低则有可能得不到正确的仿真结果。
单击设计窗口工具栏上的系统定时按钮则弹出系统定时设定窗口。
在进行定时窗口设置时要注意以下几点：
（1）起始和终止时间控制了系统运行的时间范围，System View要求终止时间值应大于起始时间值。
（2）采样速率/采样间隔控制着时间步长，这2个值是相互关联的2个系统参数
改变其中一个数值，系统会自动修改另一个。
System View是基于数字信号处理的模型分析软件，因此不论是模拟系统还是数字系统，System View总是要执行数字化处理。
所以采样速率的选取必须遵循采样定律，否则将产生错误，很多System View仿真错误就是由此产生的。
对于连续时间系统的仿真，系统的采样率必须定义为该系统最高频率的3～4倍。
（3）采样点数指定了系统仿真过程中总的采样点个数，其基本运算关系为：
采样点数=(终止时间－起始时间)×采样速率＋1
根据这个关系式，在采样速率不变时，System View将遵循下列规则自动修改参数：
①如果用户改变了采样点数，则System View不改变起始时间，但会根据新的采样间。