第三章调制技术(1)数字带通传输系统
(完整版)通信原理第三章测试题
一．填空 1．对DSB —SC 信号，当采用插入导频法进行载波同步时，插入的条件是（ ）。
2．残留边带滤波器的传输特性H （w ）应该是（ ）。
3．AM 系统在（ ）情况下会出现门限效应。
4．什么是门限效应？AM 信号瞎用包络检波法为什么会产生门限效应？ 5．在残留边带调制系统中，为了不失真地恢复信号，其传输函数H （w ）应满足（ ）。
6．在解调过程中，（ ）的解调方式会产生门限效应，产生门限效应的原因是（ ）。
7．当调频指数满足（ ）时称为窄带调频。
8．相干解调器由（ ）和（ ）组成，信号与噪声可以分开处理，故没有门限效应。
9．门限效应是由包络检波器的（ ）作用所引起的。
10．什么是频分复用？ 填空答案：1．载频处、正交插入2．在载频两边具有互补对称特性 3．在包络检波时且小信噪比时4小信噪比时，解调输出信号无法与噪声分开，有用信号“淹没”在噪声中，这时候输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化。
这种现象称为门限效应。
5．H ()()c c H H ωωωωωω++-=≤常数， 6．非相干解调 非线性应用 7．1f m <<8．相乘器 低通滤波器 9．非线性解调 10．利用调制技术将各路信息信号调制到不同载频上，使各路信号的频谱搬移到各自的子通道内，合成后送入信道传输。
在接收端，采用一系列不同中心频率的带通滤波器分离出各路已调信号，解调后恢复各路相应的基带信号。
1.常见的幅度调制方式：（调幅<AM>)、(双边带<DSB>)、(单边带<SSB>)、(残留边带<VSB>)。
2.如果把语音信号0.3-3.4kHZ 直接通过天线发射，那么天线的长度为（22km ） 3.基带信号控制高频载波的过程叫（调制）4.要保证Ao+f （t ）总是正的，对于所有的t ，必须要求（ ）5.（ ）越大，说明这种调制制度的抗干扰性能越好。
通信原理选择题复习题(1)
第一三章1.数字通信相对于模拟通信具有（B）A.占用频带小 C.传输容量大D.易于频分复用2.某二进制信源，各符号独立出现，若“1”符号出现概率为3/4，则“0”符号的信息量（B）bitA.1B.2C.1.5D.2.53.如果在已知发送独立的符号中，符号“E”出现的概率为0.125 ，则符号“E”所包含的信息量为（C）A.1bitB.2bitC.3bitD.4bit4.离散信源输出五个不同符号，若各符号概率分别为1/2 ，1/4 ，1/8 ，1/16 ，1/16 ，则该信源的熵为多少（B）A.1.5bit/ 符号B.1.875 bit/ 符号C.2 bit/ 符号D.1 bit/ 符号5.已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率（D）A.4800bit/sB.2400bit/sC.9600bit/sD.14400bit/s6.平稳随机过程的数学期望值是（C）A.与时间有关的常数B.与时间有关的变数C.与时间无关的常数D.与时间有关的随机变量7.随机过程的样本函数是（A）A.确定的时间函数B.随机函数C.随机变量的函数D.随机变量8.如果随机过程x(t) 是广义平稳的，那么它一定具有的特点是（D）A.高斯分布B.满足各态历经的性质C.严格平稳D.均值是常数9.一个随机过程是平稳随机过程的充分必要条件是（B）A.随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数与时间间隔无关；B.随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数仅与时间间隔有关；C.随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔无关；D.随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔有关；10.对于n 维高斯过程，各统计样本之间的不相关特性与统计独立有如下关系：(B)A.没有直接的关系B.等价C.不等价D.不相关不一定统计独立信道1 .产生频率选择性衰落的原因是（C）A.幅频畸变B.相频畸变C.多径传播D.瑞利衰落2. 随参信道所具有的特点是（D）A.多径传播、传输延时随时间变化、衰落B.传输损耗随时间变化、多径传播、衰落C.传输损耗随时间变化、传输延时随时间变化、衰落D.传输损耗随时间变化、传输延时随时间变化、多径传播3.以下方法中，（）不能作为增大视距传播的距离的方法。
通信原理名词解释
模拟信号：指代表消息的信号参量随消息连续变化的信号。
信号参量连续，时间上无限制。
数字信号：时间上和幅度上都离散的信号数字通信】把需要传送的原始信号变成一系列数字脉冲（最常用的是二进制编码）来传输的通信方式.特点是传递离散的（不连续的）数字脉冲. 优点：1、由于在传输过程中只需识别脉冲的有无，故抗干扰能力强；2、由于在传输过程中可通过再生中继器将失真了的脉冲再生为完整的脉冲，故失真不致沿线积累，传输距离远；3、各种不同形式的信号，如电话、传真、电视等，都化成数字脉冲传输，有利于组成统一的通信网和提高传输质量，并便于保密；4、由于大量采用逻辑电路，便于集成电路化；也易于利用现代固体器件及计算技术的成果。
目前世界上大多数国家都在采用数字通信。
解调：是调制的逆过程，作用是将已调信号汇总的调制信号恢复出来。
基带信号：把反映原始消息的电信号频带信号：即已调信号，经过调制的信号调制：让基代信号F （t）去控制载波参数的过程。
线路传输码型：有线信道中传输的数字基带信号码型编码：把数字信息表示为电脉冲的过程码型译码：由码型还原为数字信息的过程位同步：把在收端产生与接收码的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为码元同步。
方法：插入导频法（外同步法）和自同步法（内同步法）帧同步：接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止。
为了解决帧同步中开头和结尾的时刻常采用：帧标记同步法和自同步法。
插入特殊码组实现帧同步的方法有;集中插入方式和分散插入方式。
网同步：为了保证通信网各点之间可靠的进行数字通信，必须在网内建立一个统一的时间标准差错控制：差错编码的基本思想是在被传输信息中增加一些冗余码，利用附加码元和信息码元之间的约束关系加以校验，以检测和纠正错误，增加冗余码的个数可增加纠检错能力。
频分复用？什么叫时分复用？答：将不同信号调制在不同的频率上传输来实现信道复用的方试叫频分复用；将信号经过离散化后在不同的时间段上来传输不同的信号以实现信道复用的方试叫频分复用最佳基带系统：即无码间干扰由满足最加接收条件的数字基带传输系统称做最佳基带系统物理层：通过物理媒体传输位流，处理与物理媒体有关的细节网络接入层：到实际网络硬件的逻辑接口，提供可靠交付网际层：为高层屏蔽物理网络的配置细节；提供路由选择运输层：在端点之间传送数据应用层：为用户提供TCP/IP环境接入，同时也提供分布式的信息服务均匀量化：把输入信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化串行传输：数据流的各个比特是一位挨着一位的在一条信道上传输。
数字带通传输系统PPT课件
❖ 功率谱一般情况下由离散谱和连续谱所组成，当 “1” 和“0” 符号出现概率相等时，则不存在离散谱。
❖ 带宽是基带信号波形带宽的两倍, 即B2DPSK=2B基=2fB。 ❖ 传码率RB=fB(Baud)，故频带利用率为
1
0 1 1 00
1
绝对码an
0°初相
180°初相
1
1 0 1 11
0
相对码bn
12
X
7.5 二进制数字调制原理-2DPSK
2DPSK 信号的表示、时间波形 2DPSK信号的功率谱密度 2DPSK 信号的调制原理 2DPSK 信号的解调
13
X
2DPSK信号的功率谱密度 --与2PSK相同
bn = an ⊕bn-1
P2DPSK(f) =P2PSK(f)
1[ 4
ps (
f
fc)
ps (
f
fc )]
TB 4
[ Sa2 (
f
fc )TB
Sa2 ( f
fc )TB ]
(“0”和“1”符号等概时）
14
X
2DPSK信号e2DPSK(t)的功率谱密度
Ps(f)¼后->左移、右移到载频fc处--P2DPSK(f)
连续谱由基带信号波形 决定
码变换器：
bn = an ⊕bn-1 bn-1 bn
相对移相 = 码变换（绝对码变为相对码）+ 绝对移相
码反变换器：
an= bn ⊕bn-1
7
X
bn = an ⊕bn-1
chapt-3调制技术
– 相位连续的频移键控 – 相位不连续的频移键控
2、信号组成
S2
FSK
(t
)
A c os (2f1t A c os (2f 2t
1 2
) )
定义：
(1)标称载频
f0
f1 f2 2
(2)频移宽度 f0 f2 f1
传“1” 传“0”
ak
bk 2PSK调制
2PSK(bk)
2DPSK(ak)
bk 1
Ts
二进制差分相移键控（DPSK）（续）
1. 2DPSK信号的解调
– 相干解调（同步检测法或极性比较法）
已调2DPSK信号
BPF a
c
d
LPF
抽样判决
cosct
载波同步 b
位同步 cp(t)
2PSK解调
bk
e
f
ak
TS
bk-1
码反变换
– 特点
• 采用同步解调法，需有一个和载波保持同频同 相的相干振荡信号，否则会造成解调后的波形 失真，一般采用锁相环路或窄带滤波来提取同 步信号；
• 实现困难，技术要求高，设备复杂；
频移键控FSK
一、调制原理 用基带数据信号控制载波频率。当传
送“1”码时送出一个频率f1，传送“0”码 时送出另一个频率f0。
– 调制信号：数字型正弦调制、连续性正弦调 制
– 质量标准：模拟信号-信噪比（SNR） 数字信号-误码率（BER调制技术的要求
移动通信信道的特点
– 带宽有限，取决于可 使用频率资源和信道 的传播特性
– 干扰和噪声影响大， 移动通信的电磁工作 环境决定
数字带通传输系统107页PPT文档
[( f
f2) ( f
f2 )]
➢ 当P＝1/2时
P eo(f)11f6 s[G |(ff1)|2|G (ff1)|2|G (ff2)|2|G (ff2)|2]
当P＝1/2时
PE(f)116fs[G | (f fc)|2|G(f fc)|2]
116fs2|G(0)|2[(f fc)(f fc)]
第7章 数字带通传输系统
➢ 根据矩形波形g(t)的特点，对于所有的m≠0的整数，有
G(mfs)=0
P s ( f) f s P ( 1 P ) |G ( f) |2 f s 2 ( 1 P ) 2 |G ( 0 ) |2( f)
➢ 时域表达式（波形）
S F( S t) K a n g (t ns) T co 1 t s a n g (t ns) T co 2 ts
n
n
➢ g(t)为单个矩形脉冲，脉宽为Ts
0, 出现概率P为 an 1，出现概率1－ 为P
➢
an
是an的反码，即若an＝0，a n＝1；
若an＝1， ＝0 a n
• 典型波形如下
演示
第7章 数字带通传输系统
举例：消息信号为10101101
解调方法： 非相干解调（包络检波法）
相干解调（同步检测法）
第7章 数字带通传输系统
非相干解调 相干解调
第7章 数字带通传输系统
2ASK信号的频谱 ➢ 二进制信号的时域表达式
eo(t)s(t)cocst
➢ 功率谱密度
P E(f)1 4[P s(ffc)P s(ffc)]
5、了解2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的系统性能比较。
第7章 数字带通传输系统
数字调制
国家电网考试备考资料：通信类——通信原理
国家电网考试备考资料：通信类——通信原理1.信息是客户事物的属性和相互联系特性的表现，它反映了客观事物的存在形式或运动状态。
2.数据是信息的载体，是信息的表现形式。
3.信号是数据在传输过程的具体物理表示形式，具有确定的物理描述。
4.通信系统主要由5个基本系统元件构成：信源、转换器、信道、反转换器、信宿。
源系统将信源发出的信息转换成适合在传输系统中传输的信号形式，通过信道传输到目的系统，目的系统再将信号反变换为具体的信息。
5.通过系统的传输的信号一般有模拟信号和数字信号两种表达方式：模拟信号是一个连续变化的物理量，即在时间特性上幅度(信号强度)的取值是连续的，一般用连续变化的电压表示。
数字信号是离散的，即在时间特性上幅度的取值是有限的离散值，一般用脉冲序列来表示。
6.数据通信的技术指标：(1)信道带宽：是描述信道传输能力的技术指标，它的大小是由信道的物理特性决定的。
信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带度。
(2)数据传输速率：称为比特率，是指信道每秒钟所能传输的二进制比特数，记为bps，常见的单位有Kbps、Mpbs、Gbps等，数据传输速率的高低，由每位数据所占的时间决定，一位数据所占用的时间宽度越小，则传输速率越高。
(3)信道的传输能力是有一定限制的，信道传输数据的速率的上限，称为信道容量，一般表示单位时间内最多可传输的二进制数据的位数。
(4)波特率：是传输的信号值每秒钟变化的次数，如果被传输的信号周期为T，则波特率Rb=1/T。
Rb称为波形速率或调制速率。
(5)信道延迟=计算机的发送和接收处理时间+传输介质的延迟时间+发送设备和接收设备的响应时间+通信设备的转发和等待时间。
(6)误码率：是指接收的错误码元数占传送总码元数的比例，即码元在传输系统中被传错的概率。
7.数据的传输方式有串行通信和并行通信两种，并行通信用于较低距离的数据传输，串行通信用于较远距离的数据传输。
8.通信线路的连接方式：点对点连接方式、多点连接方式。
数字通信第五版答案 (3)
数字通信第五版答案第一章: 数字通信系统基本概念(1)数字通信系统是由发送器、信道和接收器三部分组成的。
发送器将源信号转换为数字信号，并通过信道传输给接收器。
信道负责传输信号，并可能引入噪声和失真。
接收器则将接收到的信号转换为目标信号并输出。
(2)数字通信系统的主要优点包括信号可以复制、存储和处理，并且具有较高的抗噪性能。
1.数字通信系统的基本模型如下图所示：数字通信系统基本模型数字通信系统基本模型其中，x(x)表示源信号，x(x)表示发送器输出的信号，x(x)表示信道引入的噪声，x(x)表示接收器输入的信号，x(x)表示接收器输出的信号，$\\hat{x}(t)$ 表示接收器输出的目标信号。
2.数字通信系统的性能度量指标包括误码率、误比特率、信噪比等。
其中，误码率表示在接收端正确解码的比特数与总共传输的比特数之比，误比特率表示在接收端正确解码的比特数与总共传输的比特数之比的对数。
第二章: 随机过程和功率谱分析(1)随机过程是一组随机变量，表示在不同时间点出现的随机信号。
常用的随机过程模型包括白噪声过程、高斯过程和马尔可夫过程等。
(2)过程的平均值和自相关函数是描述随机过程的重要特征。
过程的平均值表示过程在不同时刻的平均大小，自相关函数表示过程在不同时刻的相关性。
1.随机过程的功率谱密度函数是描述随机过程频域特性的重要工具。
功率谱密度函数表示了随机过程在不同频率上的功率分布情况。
常用的功率谱估计方法包括周期图法、自相关函数法和傅里叶变换法等。
2.功率谱分析的应用包括信号源建模、信号检测和信号识别等。
通过分析信号的功率谱密度函数，可以得到信号的频域特性，并对信号进行处理和判别。
第三章: 基带传输技术(1)基带传输技术是指将低频率信号直接传输到信道中，不经过调制和解调的过程。
常用的基带传输技术包括脉冲编码调制、多电平传输和基带传输等。
(2)脉冲编码调制是一种将数字信号转换为脉冲波形的技术。
常用的脉冲编码调制方法包括非归零码、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码等。
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其中，s1(t)和s2(t)为两路二进制基带信号。
据2ASK信号功率谱密度的表示式，不难写出这种2FSK信 号的功率谱密度的表示式：
P2FSK ( f )
1 4
Ps1 ( f
f1) Ps1 ( f
f1 )
1 4
Ps2 ( f
11
第3章数字带通传输系统
从以上分析及上图可以看出：
➢ 2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成；连续谱取 决于g(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱由载波分量确定。
➢ 2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍，若只计谱的主瓣 （第一个谱零点位置），则有
式中 fs = 1/Ts
B2 ASK 2 f s
2ASK
t
5
第3章数字带通传输系统
2ASK信号的一般表达式
e2ASK (t) st cosct
其中 s(t) an g(t nTs )
n
Ts － 码元持续时间；
g(t) － 持续时间为Ts的基带脉冲波形，通常假设是高 度为1，宽度等于Ts的矩形脉冲；
an － 第N个符号的电平取值，若取
1,
fc )
由上式可见，2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱Ps (f)
的线性搬移（属线性调制）。
知道了Ps (f)即可确定P2ASK (f) 。
10
第3章数字带通传输系统
其曲线如下图所示,2ASK信号的功率谱密度示意图
P2ASK f
f
fc
fc -2fs fc fs fc fc fs fc 2fs
f2 ) Ps2 ( f
f2)
18
第3章数字带通传输系统
19
第3章数字带通传输系统
由上图可以看出： 相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成。其中，
连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加而成，离散谱位 于两个载频f1和f2处； 连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化，若| f1 – f2 | < fs，连续谱在 fc 处出现单峰；若| f1 – f2 | > fs ，则出现双峰； 若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算2FSK信号的带宽， 则其带宽近似为
d
1
0
0
1
t
9
第3章数字带通传输系统
功率谱密度
2ASK信号可以表示成
e2ASK (t) st cosct
式中 s(t) －二进制单极性随机矩形脉冲序列
设：Ps (f) － s(t)的功率谱密度
P2ASK (f) － 2ASK信号的功率谱密度
则由上式可得
P2ASK ( f )
1 4
Ps
(
f
fc ) Ps ( f
广义调制 － 分为基带调制和带通调制（也称载波调
制）。
调制信号 － 指来自信源的基带信号
载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的过程。
载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦 波，也可以是非正弦波。
已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。 解调（检波） － 调制的逆过程，其作用是将已调信
非相干解调(包络检波法)
e2 ASK (t)
带通
a
全波
b
滤波器
整流器
相干解调(同步检测法)
低通 滤波器
c
抽样
判决器
定时 脉冲
d
输出
e2 ASK (t)
带通 滤波器
相乘器
低通 滤波器
输出 抽样 判决器
c os ct
定时 脉冲
8
第3章数字带通传输系统
非相干解调过程的时间波形
1
0
0
1
a t
b t
c t
1
0
1
1
0
1
1
0
1
振幅键控
t
频移键控
t
相移键控
t
4
பைடு நூலகம்
第3章数字带通传输系统
3.1 二进制数字调制原理
3.1.1 二进制振幅键控(2ASK）
基本原理：
“通-断键控(OOK)”信号表达式
波形
eOOK
(t)
Acos
0，
c
t,
以概率P 发送“1”时 以概率1 P发送“0”时
1
0
0
1
st
Ts
t
载波 t
第3章 调制技术 数字带通传输系统
1
•无线通信为什么要进行调制？ 1)天线只能高效地发送频率与天线尺寸相 适应的信号。低频信号波长太长。 2）提高无线通信时的天线辐射效率。 3）把多个基带信号分别搬移到不同的载频 处，以实现信道的多路复用，提高信道利 用率。
2
调制的基本概念
调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一 种过程。
2FSK信号的产生方法
采用模拟调频电路来实现：信号在相邻码元之间的相位是连 续变化的。
采用键控法来实现：相邻码元之间的相位不一定连续。
基带信号
振荡器1
f1
反相器
振荡器2 f2
选通开关
e2FSK (t) 相加器
选通开关 15
第3章数字带通传输系统
2FSK信号的解调方法
非相干解调
带通 滤波器
an
0,
概率为 P 概率为1 P
则相应的2ASK信号就是OOK信号。
6
第3章数字带通传输系统
2ASK信号产生方法
➢ 模拟调制法（相乘器法）
二进制 不归零信号
乘法器
s(t)
e2 ASK (t)
➢ 键控法
cosct
cosct
开关电路
e2 ASK (t)
s(t)
7
第3章数字带通传输系统
2ASK信号解调方法
号中的调制信号恢复出来。
3
第3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
13
第3章数字带通传输系统
典型波形：
1
0
1
0
(a)2FSK信号 t
（b) s1 t cos1t
t
(c) s2 t cos2t
1
t
由图可见，2FSK 信号的波形(a)可以分解为波形(b)和波形 （c），也就是说，一个2FSK信号可以看成是两个不同载 频的2ASK信号的叠加。
14
第7章数字带通传输系统
即，2ASK信号的传输带宽是码元速率的两倍。
12
第7章数字带通传输系统
3.1.2 二进制频移键控（2FSK）
基本原理
表达式：在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1 和f2两个频率点间变化。故其表达式为
e2FSK
(t)
AAccooss((21tt
n n
), ),
发送“1”时 发送“0”时
1
e2FSK (t)
包络 检波器
定时脉冲
抽样 判决器
输出
带通 滤波器
2
包络 检波器
16
第3章数字带通传输系统
相干解调
e2FSK (t)
带通 滤波器
1
带通 滤波器
2
相乘器
cos 1t cos 2 t
相乘器
低通 滤波器
定时脉冲
抽样 判决器
输出
低通 滤波器
17
第3章数字带通传输系统
功率谱密度
对相位不连续的2FSK信号，可以看成由两个不同载频的 2ASK信号的叠加，它可以表示为