通信原理正弦载波数字调制
通信原理填空
通信原理填空1.数字通信系统包括信源、信源编码、信道编码，信道、解调、信道解码、信源解码和收信者。
2.数字信号的基带传输与载波传输的区别是：信道的条件不同：基带传输是在有线信道中传输，载波传输是在无线信道或光信道中传输。
3.脉冲编码调制主要包括：抽样、量化和编码三个部分。
4.一般情况下，在一个分组码码组内纠正t个误码，同时检测e （e>t）个误码，要求最小码距dmin≧e+t+1.；在一个分组码码组内检测e个误码，要求最小码距dmin≧e+1；；在一个分组码码组内检测t个误码，要求最小码距dmin≧2t+1.。
某一分组码中，码组间最小码距5，在一个码组内该分组码最多可以检测出4个误码，最多可以纠正2个误码。
5.香农信道容量公式为C=Wlog2（1+S/N），由此公式可知，当信道带宽无限增大时，信道容量仍然是有限的。
由定理可知：在码长及发送信息速率一定的情况下，为减小编码错误概率应增大信道容量。
6.设基带信号为m(t)，载波为coswct，则单边带上边带信号的一般表示式为s(t)=1/2m(t)coswct-1/2m(t)sinwct.7.设计最佳线性滤波器的两种准则是：最大输出信噪比准则、最小错误概率准则。
8.非线性调制是指已调信号的频谱中将出现与调制信号无对应线性关系的分量。
9.非均匀量化是指量化间隔是不相等的量化。
10.循环码的主要性质包括封闭性、循环性和线性。
11.若信息速率为Rb，码元速率为Rs，每个码元有N 种可能出现的符号，则它们之间的关系满足：Rb=Rslog2N(b/s)。
12.设输出信号s(t)，则匹配滤波器的时域冲激响应h(t)为：h(t)=kS(T-t).13.一个产生最长线性反馈移位寄存器序列（即m序列）的n级移位寄存器，其本原多项式F(x)必须满足的三个条件为：F(x)是既约的，既不能再分解因式；F(x)可整除xm+1,m=2n-1;;F(x)不能整除xq+1，q<m。
通信原理教程7-8数字调制系统详解
将上两式代入y(t)式，得到： A cos0 t nc (t ) cos0 t ns (t ) sin 0 t y(t ) nc (t ) cos0 t ns (t ) sin 0 t 或
[ A nc (t )]cos0 t ns (t ) sin 0 t y (t ) nc (t ) cos0 t ns (t ) sin 0 t
14
第16讲 基本的数字调制系统之一
二进制频移键控（2FSK）
基本原理
表示式：
A cos(1t 1 ) s(t ) A cos( 0 t 0 ) 当发送“ 1”时 当发送“ 0”时
调频器 s(t)
产生方法：
调频法： 相位连续
A(t)
频率源0
开关电路
开关法： 相位不连续
“1” “0” “1” “ 1” “ 0” “ 1”
T
2019/3/7 第16讲 基本的数字调制系统之一
T
T
T
3
二进制振幅键控(2ASK)
基本原理
0t T 表示式： s(t ) A(t ) cos(0t ) 式中，0 ＝ 2f0为载波的角频率； 当发送“ 1”时, A A(t ) 当发送“0”时。 0
假定判决门限值等于h，并规定当V > h时，判为 收到“1”；当V h时，则判为“0”。 可以计算出，
1 当大信噪比时，误码率为： P e
e r / 4
2
2019/3/7
第16讲 基本的数字调制系统之一
13
【例】设有一个2ASK信号传输系统，其中码元速率RB = 4.8 106 Baud，接收信号的振幅A = 1 mV，高斯噪声的单 边功率谱密度n0 =2 10-15 W / Hz。试求：1）用包络检波 法时的最佳误码率；2）用相干解调法时的最佳误码率。 解：基带矩形脉冲的带宽为1/T Hz。2ASK信号的带宽应该 是它的两倍，即2/T Hz。故接收端带通滤波器的最佳带宽应 为: B 2/T = 2RB =9.6 106 Hz 2 8 n B 1 . 92 10 W 故带通滤波器输出噪声平均功率等于: n 0 2 6 A 10 因此其输出信噪比等于： r 26 1
大学课程通信原理第5章-模拟调制系统课件
调制信号：原始基带信号
模拟调制：调制信号取值连续 数字调制：调制信号取值离散
正弦波模拟调制
载波：携带调制信号的信号
正弦波调制：正弦型信号作为载波 脉冲调制：脉冲串作为载波
正弦波数字调制 脉冲模拟调制 脉冲数字调制
2
1 调制的定义和分类(2)
正弦波模拟调制
调制信号：模拟信号：m(t)
0 0
A 2
M
c
M
c
已调信号的频谱是调制信号频谱的线性搬移。
线性调制
4
2.1 幅度调制的原理(2)
幅度调制器的一般模型
mt
ht
sm t
ht H
cos ct
sm t m t cos ct h t
Sm
1 2
M
c
M
c
H
m t ,ht 不同
双边带调幅(DSB) 标准调幅(AM)
载波分量
DSB分量
m ' t
sAM t
m0
S AM
m0
c
c
1 2
M
'
c
M
'
c
where m ' t M ' .
12
2.1 幅度调制的原理(8)
调幅系数
m ' t
AM
max 1 m0
已调信号的包络与调 制信号成比例变化.
m't
sAM t
m0
m0 m '(t )
sAM t m0 m '(t)
单边带调幅(SSB)
残留边带调幅(VSB) 5
常规调幅AM：H(ω)为全通网络，m(t) 有直流成 分。
通信原理第六章 数字信号的频带传输
通信原理ICommunication Theory安建伟北京科技大学通信工程系第六章 数字信号的频带传输6.1 引言 6.2 二进制数字信号正弦型载波调制 6.3 四相移相键控 6.4 M进制数字调制 6.5 恒包络连续相位调制第6章数字信号的频带传输6.1 引言1.数字信号的正弦型载波调制数字信号 d(t) 调制 频带信号 带通信道s ( t ) = A c o s ( 2 π ft + ϕ ) = F ( d ( t ))用数字基带信号去控制正弦型载波的某参量： ¾ 控制载波的幅度，称为振幅键控(ASK)； ¾ 控制载波的频率，称为频率键控(FSK)； ¾ 控制载波的相位，称为相位键控(PSK)。
3北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输2. 数字信号的分类 （1）二进制及M进制(M>2)； （2）按是否满足叠加原理分类： 线性调制及非线性调制； （3）按已调符号约束关系分类 无记忆调制及有记忆调制。
4北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输6.2 二进制数字信号的正弦载波调制1. 二进制通断键控（OOK或2ASK） 2. 二进制移频键控（2FSK） 3. 二进制移相键控（2PSK或BPSK） 4. 2PSK的载波同步 5. 差分移相键控（DPSK）5北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输 (OOK) 6.2.1 二进制通断键控二进制通断键控(OOK： On-Off Keying) 又名二进制振幅键(2ASK)，它是以单极性 不归零码序列来控制正弦载波的导通与关 闭。
即正弦载波的幅度随数字基带信号而 变化。
6北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输1. OOK信号的产生a) 模拟法n = −∞∑+∞a nδ ( t − nTb )b (t ) =a n = 0 或1脉冲成形 滤波器 冲激响应 g T ( t )n = −∞∑+∞a n g T ( t − nTb )sO O K (t ) A cos(2π f c t )b) 键控法载波 cosωct开关电路1 0KSOOK(t)b(t)7北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输¾时域表示b( t ) =n = −∞∑a∞ngT ( t − nTb )其中b(t)为单极性矩形不归零脉冲序列。
通信原理第4章(2014年北邮上课精简版)
η AM
边带功率 = AM总功率
调制指数a（调幅系数）
ＡＭ 信号表达式
S AM (t ) = [1 + m (t ) ] Ac cos ωc t
其中 1 + m(t ) 中的直流为 １，交流为 m(t ) 。为了包络解调 不失真恢复原始基带信号，要求 m ( t ) ≤ 1 。 ＡＭ 信号一般表示为 S AM (t ) = Ac 1+ amn (t ) cos ωc t ，
第4章 模拟调制系统
本章的主要内容
一、调制的目的、定义和分类 二、幅度调制（ＡＭ、ＤＳＢ、ＳＳＢ、ＶＳＢ）
n n n
时域和频域表示、带宽 调制与解调方法
抗噪声性能 三、角度调制（ＦＭ、ＰＭ）
n n n n
基本概念 单频调制时：调频和调相信号的时域表示 宽带调频信号的带宽
抗噪性能 四、频分复用
《通信原理》
解：
(2) 基带信号为随机信号时已调信号的频谱特性 在一般情况下，基带信号是随机信号，如语音信号。此时
，已调信号的频谱特性用功率谱密度来表示。 AM已调信号是一个循环平稳的随机过程，其功率谱密度为 其自相关函数时间平均值的傅里叶变换。 分析可知，在调制信号为确知信号和随机信号两种情况下， 分别求出的已调信号功率表达式是相似的。 参见教材７０页。
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
H(w) 1 -w c 0 1 0 wc w wc w
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
通过推导（参见教材 ７１－７２ 页），可得 ＳＳＢ 信号的时域表达式
S SSB (t) = Ac m(t ) cos ωct m Ac m (t )sin ωct
1112通信原理考题A答案.
2011-2012学年度第2学期期末考试试题（A卷）课程名称：通信原理使用班级：09050641-09050642一、填空题：（每空1分，共30分）1通信的任务是（传递消息中所包含的信息或克服距离上的障碍快速而准确地传递消息）。
2按照消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为（单工）、（半双工）和（全双工）。
3门限效应是指（当输入信噪比降低到一定情况时,输出信噪比急剧恶化的现象）。
4非线性调制包括（幅度调制）和（相位调制）。
5带通信号的最小抽样频率等于（2B（1+k/n））。
6基带传输与频带传输的最主要区别是（是否采用载波调制）。
7当码间串扰非常严重时，眼图中的“眼睛”会完全闭合（睁开、闭合）起来。
8非均匀量化与均匀量化的主要区别是（量化间隔是否相等）。
9已知二元信息序列为0001100000010000000100001000100010010，则其AMI码为（00-110-10000010000-1100000-10010），HDB3码为（00+1-10+1000+V0-1000-V+1-1+B00+V0-100+10）。
10正弦载波数字调制有三种基本形式,分别为（幅度键控或ASK）、（频移键控或FSK）和（相移键控或PSK）。
11在2PSK输出解调时存在0， 相位模糊，解决办法是采用（ 2DPSK ）。
12脉冲编码调制包括（抽样）、（量化）和（编码）。
13（n，k）分组码中，有（ k）位信息码元，有（ n-k ）位监督码元。
14循环码具有的性质有（线性）、（封闭性）和（循环性）。
15一般情况下，在一个分组码码组内纠正t个误码，要求最小码距dmin ( 2t+1 )。
16 m序列的全称是（最长线性反馈以为寄存器序列）。
17按照同步的功用把同步分为载波同步，（群同步），（码元同步）和（网同步）。
二、简答题（每题5分，共40分）1、说明通信系统的组成及各部分的功能。
信息源发送设备信道接收设备受信者（2分）信息源：将各种消息转换为原始电信号；发送设备：产生适合在信道中传输的信号；信道：用来将来自发送设备的信号传送到接收端；接收设备：将信号放大和反变换，从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号；受信者：传送消息的目的地，把原始电信号还原成相应的消息；（5分）2、为什么通信系统中要对基带信号采取调制的方式进行传输？1）、提高频带利用率; （2分）2）、便于信号的接收; （4分）3）、提高传输的可靠性（5分）3、从抗噪声性能、频带利用率、调制解调等方面对各种模拟调制系统进行比较。
通信原理第五章(正弦载波数字调制系统)习题及其答案
第五章（正弦载波数字调制系统）习题及其答案【题5－1】设发送数字信息为 011011100010，试分别画出 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。
【答案5－1】2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形如下图所示。
【题5－2】已知某2ASK 系统的码元传输速率为103Band ，所用的载波信号为()6cos 410A π⨯。
1）设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK 信号波形示意图；2）求2ASK 信号的带宽。
【答案5－2】1）由题中的已知条件可知310B R Baud =因此一个码元周期为3110s B T s R -==载波频率为664102102s f Hz ππ⨯==⨯载波周期为61102T s -=⨯所以一个码元周期内有2000个载波周期。
如下图所示我们画出2ASK 信号的波形图，为简便，我们用两个载波周期代替2000个载波周期。
2）根据2ASK 的频谱特点，可知其带宽为222000B B R Hz T ===【题5－3】设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 或 2000 HZ 。
1）若发送数字信息为011010，试画出相应的ZFSK 信号波形；2）试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调？3）若发送数字信息是等可能的，试画出它的功率谱密度草图。
【答案5－3】1）由题意可画出ZFSK 信号波形如下图所示。
2）由于ZFSK 信号载波频差较小，频谱有较大重叠，采用非相干解调时上下两个支路有较大串扰，使解调性能降低。
由于两个载频人与人构成正交信号，采用相干解调可减小相互串扰，所以应采用相干解调。
3）该2FSK 信号功率谱密度草图如下图所示。
【题5－4】假设在某2DPSK 系统中，载波频率为 2400 Hz ，码元速率为 1200 Band ，已知相对码序列为11000101ll 。
0910通信原理考题A
2009-2010学年度第2学期期末考试试题（A卷）课程名称：通信原理使用班级：07050641-07050642一、（每空1分,共30分）(1)通信系统由信源、（）、信道、噪声源、（）和受信者组成。
(2)某离散消息Xi的发生概率为p（Xi），则此消息所携带的信息量I（Xi）为（）。
（3）非线性调制的特点（）。
（4）在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK性能 (大于，等于，还是小于)2FSK。
（5）一般情况下，在一个分组码码组内纠正t个误码，要求最小码距d min ( )。
（6）门限效应是指（）。
(7)数字调制信号,有三种基本信号形式（）、（）和（）。
(8)带通信号的最小抽样频率等于（）。
(9)脉冲编码调制包括（）、（）和（）。
(10) 基带传输与频带传输的最主要区别是（）。
（11）已知二元信息序列为011010000100011000010010，则其AMI码为（），HDB3码为（）。
(12)循环码具有的性质有（）、（）和（）。
（13）m序列的全称是（）。
（14）（7，3）循环码，有（）位信息码元，有（）位监督码元。
（15）同步包括四种方式分别为位同步、（）同步、（）同步和（）同步。
(16)非均匀量化与均匀量化的区别是（）。
（17）在二进制确知信号的通信中，（）信号是最佳的信号形式之一。
（18）在保证小信号区间量化间隔相同条件下，（）位非线性编码等效于（）位线性编码。
二、简答（可画框图说明，每题5分，共30分）（1）写出香农公式，该公式能够说明什么？（2）什么是码间串扰？产生码间串扰的原因？无码间串扰的基带传输系统的条件是什么？（3）什么是频分复用和时分复用？（4）简述差错控制编码的基本原理。
（5）什么是匹配滤波器？它的冲激响应是什么？画出匹配滤波器在二元确知信号最佳接收中的原理方框图。
（6）简述如何利用m序列发生器实现伪随机序列？三、分析计算题（40分）1黑白电视图像每幅含有200000个像素,每个像素有16个等概出现的亮度等级.要求每秒钟传输30帧图像.若信道输出S/N=30dB,计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽.2 已知二元序列为1010110101010110，画出以下情况的2ASK，2FSK，2PSK和2DPSK波形：3已知某线性反馈移位寄存器的特征多项式系数的八进制表示为107，若移位寄存器的起始状态为全1。
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（1）相干解调电路复杂，包络解调电路简单； （2）小信噪比时，相干解调的误码性能比包络解调好； （3）大信噪比时，两者误码性能趋于一致。
结论：小信噪比时，使用相干解调 大信噪比时，采用包络解调
第6章 正弦载波数字调制 6.2.2 二进制数字频率键控（2FSK）
一、调制的实现
cos 2f1t cos 2f 2t
载波f1 载波f2
概念图
S(t) e(t)
S(t)
6.2.2 二进制数字频率调制
振荡器 f1
基带 S(t) 信号 输入
倒相器
控制门 1
S(t)
相加器
e(t) 输出
振荡器 f2
控制门 2
频率键控法产生2FSK信号的方框图
6.2.2 二进制数字频率调制 二、2FSK的频谱有带宽
2FSK信号可分解成两个2ASK信号
输出信号为0
要使信号通过信道，必须在传输前对信号频谱进行搬 移，搬移到信道的通带范围内，这种信号频谱的搬移 过程称为调制，接收端频信号频谱反搬移的过程称为 解调。
第6章 正弦载波数字调制
X(f)
1
modulation
1[X( f 2
fc) X ( f
fc )]
2000
1[X( f 2
fc) X ( f
P(0)b f0 ( x)dx P(1)b f1( x)dx
1 2
erf
c
r 2
判决门限b=a/2，r为信噪比：
r
a2
2
2 n
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
2、包络解调x(t)[a nc (t)]2 ns2 (t) nc2 (t) ns2 (t)
发“1” 时 发“0” 时
发“1”时，瞬时值服从莱斯分布，发“0”时瞬时值服从瑞
数字基带信号可以同时控制载波的若干个参数。
第6章 正弦载波数字调制
本章主要内容： 1、2ASK 2、2FSK 3、2PSK 4、2DPSK 5、QPSK、OQPSK 6、MSK 7、QAM 这些调制技术的实现方法及性能
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
一、2ASK调制方法
开关
载波发生器
e(t) 已调信号2ASK
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK） 三、2ASK信号的功率谱及带宽
2ASK信号功率谱示意图
B f 2
2 ASK
b
f b 是数字基带信号的码元速率
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK） 四、2ASK系统性能（6.3中的部分内容）
计算由于噪声影响所造成的码元错误概率。方法是： （1）求出用于取样判决的瞬时值的概率密度函数； （2）根据判决门限，求出系统误码率公式。
6.2.2 二进制数字频率调制
2FSK信号频谱
带宽为： B2FSK f1 f 2 2 fb
6.2.2 二进制数字频率调制 三、2FSK解调
1、过零检测法
即用计算信号过零点数目的方法来解调2FSK信号。
a
b
c
d
e
f
放大 限幅
微分
整流
脉冲 形成
-fc
fc )]
demodulation
fc
X(f) 1
-fc
fc
3400
调制实现方法：用基带信号控制载波的某个参量。
第6章 正弦载波数字调制
根据基带信号的不同，调制分为： 数字调制：基带信号为数字信号 模拟调制：基带信号为模拟信号 根据所用载波的不同，调制有： 正弦载波调制：载波为正弦信号 脉冲调制：载波为脉冲信号 注：没有特别指明，载波均为正弦信号。
本章介绍的是数字正弦载波调制，简称数字调制。
第6章 正弦载波数字调制
数字正弦载波调制：即用数字基带信号去控制正弦波 的某个参量，以达到数字基带信号频谱般移的目的。
基本的数字调制方式： 数字振幅调制（ASK）：数字基带信号控制载波振幅 数字频率调制（FSK）：数字基带信号控制载波频率 数字相位调制（PSK）：数字基带信号控制载波相位
1、相干解调
y t i
yt
带通
zt
xt
低通
抽样
S(t)
滤波器
滤波器
判决器
cos 2fct
2ASK相干解调方框图
定时脉冲
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
2、包络解调
y t
i
带通
滤波器
包络 检波器
低通 滤波器
S(t)
抽样 判决器
2ASK信号的包络解调
定时脉冲
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK） 包络解调各点的波形
利分布。
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
p P(0)P(1/ 0) P(1)P(0 /1) e P(0) P( x b) P(1) P( x b)
P(0)b f0 ( x)dx P(1)0b f1( x)dx
1
r
e4
2
条件是“0”“1 ”等概，信噪比r》1时。
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
Acos 2fct
S(t) 数字基带信号
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
an 基带信号 形成器
st
S2 ASK (t)
相成器
带通 滤波器
形成单极性全占空信号
cos 2fct
用相乘器实现2ASK调制示意图
2ASK信号
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
二、2ASK信号解调
2ASK信号的解调方法有两种：相干解调和非相干解调（包络 解调）
【重点】 1. 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的调制解 调原理、方法、时域波形及系统抗噪声性能分析的方 法和分析结论； 2. QPSK、DQPSK信号的调制解调原理及方法。 【难点】 1. 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的调制解 调原理、方法、时域波形及系统抗噪声性能分析的方 法和分析结论； 2.QPSK、DQPSK信号的调制解调原理及方法。
通信原理
第6章 正弦载波数字调制
为什么要调制？ 数字基带信号：频谱（功率谱）集中在零频率附近。 带通信道：传输特性是带通型的。
H(f )
fc
fc
f
问题：数字基带信号能在带通型信道上直接 传输吗？
第6章 正弦载波数字调制
X(f) 1
H(f) 1
2000
基带信号
f(Hz)
5000
带通信道
10000
1、相干解调 取样判决器输入端的瞬时值为：
x(t)
a
nc nc (t
(t) )
发“1” 时 发“0” 时
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
相干检测时2ASK系统误码率的几何表示
6.2.1 二进制数字振幅键控（2ASK）
p P(0)P(1/ 0) P(1)P(0 /1) e P(0) P( x b) P(1) P( x b)