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。 广义调制 － 分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。 狭义调制 － 仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。
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，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。
解调器输入信噪比定义
i
i S N =解调器输入信号的平均功率
解调器输入噪声的平均功率 解调器输出信噪比定义
2
o o 2o o ()()
S m t N n t ==解调器输出有用信号的平均功率解调器输出噪声的平均功率 输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。 制度增益定义
00
//i i
S N G S N =
门限效应
输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化的现
象称为门限效应。同步解调器不存在门限效应。
2. 调制的目的
提高无线通信时的天线辐射效率。
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。
扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
3．基本规律和技巧
第一部分线性调制
前提：信道和滤波器都是理想的，幅频特性是常数1，所有的载波振幅也为1。
1、一般情况下，一个基带信号（或低通信号）乘以高频正弦或余弦载波后，平均功率减半，若再通过单边带滤波器，平均功率又减半，这是由于上下边带所携带功率相等的缘故。
2、具有窄带噪声形式（例如单边带调制信号）的已调信号通过相干解调器后，平均功率减为四分之一，这是由于其正交分量被滤除的缘故。其余形式的已调信号通过相干解调器后，平均功率减半。
3、包络检波器输出有用信号等同原调制信号，故其平均功率与调制信号平均功率一致；输出噪声与输入噪声平均功率一致。
m t的平均4、包络检波器的输出有用信号的平均功率等于调制信号()
功率，输出噪声功率等于输入噪声功率。
5、相干解调器输出噪声双边带功率谱密度形状有低通滤波器决定，与
其形状相同。
6、窄带高斯噪声同相分量和正交分量的双边带功率谱密度相同，为窄带高斯噪声双边带功率谱密度的两倍，带宽为窄带高斯噪声带宽的一半。
7、带通滤波器的中心频率即载波频率。
①模拟通信系统一般模型
o
o
c
②AM通信系统包络检波法模型
c
③AM通信系统相干解调法模型
o
o
相干解调器
结论：在大信噪比时，采用包络检波器解调得到的调制制度增益与同步检测法给出的结果相同，并且采用包络检波器解调时的性能与同步检测器时的性能几乎一样。
④DSB 通信系统相干解调法模型
c o
o 相干解调器
⑤SSB 通信系统相干解调法模型
()SSB i
s t S 、
c o
o 相干解调器
例1. 已知调制信号为m(t)←→M(ω)，带宽为ωm ，载波为：cos ωc t 填写下表:
例2. 设某信道具有均匀的单边带功率谱密度()310n P f W Hz -=，在该信道中传输AM 信号，并设调制信号()m t 的频带限制在10kHz,而载波为100kHz,边带信号的功率为10kW ，载波功率为40 kW 。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想的带通滤波器，试问： （1） 写出该理想带通滤波器的传输特性()H f ？
（2） 分别画出采用包络检波法和相干解调法进行解调时的调制解调
框图。
（3） 分别计算以上两种解调方式下解调器输入端的信噪功率比、解
调器输出端的信噪功率比以及相干解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来？ 解： 分析
c
由题知
1020m LPF AM BPF f B KHz B B KHz ==?==
405010c AM c s s P KW P P P KW P KW =?
?=+=?=?
210()20s m P KW P m t KW =?==
3010n W Hz -=
100c f KHz =
故：
（1）()119011000c m c m f f f f f KHz f KHz
H f ?-≤≤+?≤≤==????，，，其它，其它
包络检波法
（2）50i c s S P P KW =+=
33010201020i BPF N n B W -==??=
3
5010250020
i i S N ?== （3）0220m s S P P KW ===
020i N N W == 3
002010100020
S N ?== 001000225005
AM i i S N G S N ===
相干解调法
o
o 相干解调器
（2）50i c s S P P KW =+=
33010201020i BPF N n B W -==??=
3
5010250020
i i S N ?==
（3）01
52
s S P KW ==
01
54i N N W ==
3
0051010005
S N ?== 001000225005
AM i i S N G S N ===
（4）()3
04
50.25102210
o LPF N P f W Hz B -===??
f
例3. 设某信道具有均匀的双边带功率谱密度()310n P f W Hz -=，在该信道中传输上边带信号，并设调制信号()m t 的频带限制在10kHz,功率为10kW ，而载波为100kHz 。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想的带通滤波器，试问：
（1） 写出该理想带通滤波器的传输特性()H f ？ （2） 画出相干解调法进行解调时的调制解调框图。
（3） 计算解调器输入信噪功率比、输出信噪功率比以及输出噪声功
率谱密度，并用图形表示出来？ 解： 分析
()SSB i
s t S 、c o
o 相干解调器
由题知
1010m LPF SSB BPF f B KHz B B KHz ==?==
21
()10 2.54
m s m P m t KW P P KW ==?== 30
102
n W Hz -= 100c f KHz =
故：
（1）()1111000c c m f f f f KHz f KHz
H f ?≤≤+?≤≤==????，，100，其它，其它
（2） 2.5i s S P KW ==
340
210210202
i BPF n N B W -=?=??=
3
2.51012520
i i S N ?== （3）01
0.6254
i S S KW ==
01
54
i N N W ==
3
000.625101255
S N ?==
001250
11250
SSB i i S N G S N =
== （4）()3
04
50.25102210
o LPF N P f W Hz B -===??
f
第二部分 角度调制
1、基本概念
()cos[()]m c s t A t t ω?=+
PM ：瞬时相位偏移随基带信号而线性变化，即()()P t K m t ?= p K － 调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起PM 信号的相位偏
移量，单位是rad/V 。
()cos[()]PM c P s t A t K m t ω=+
FM ：瞬时频率偏移随基带信号而线性变化，即()
()f d t K m t dt
?= f K － 调频灵敏度，单位是rad/s ?V 。
()cos[()]t
FM c f s t A t K m d ωττ-∞
=+?
2、FM 与PM 之间的关系
)
t )
(t
3、单音调制
p p m m K A =－ 调相指数，表示最大的相位偏移
调频指数 ：f m
f m
m m
K A f
m f ω
ωω??=
==
表示最大的相位偏移 最大角频偏 ：f m K A ω?= 最大频偏：f m f m f ?=?
4、卡森公式 2(1)2()FM f m m B m f f f =+=?+
5、窄带高斯噪声同相和正交分量的双边带功率谱密度及带宽
()()cos ()sin i c c s c n t n t t n t t ωω=-
若其双边带功率谱密度为02n ，则其同相分量和正交分量均为低通型噪声（直观的看，是因为同相分量和正交分量的功率谱分别从零点搬移到c f ±处，才形成窄带高斯噪声的功率谱），其双边带功率谱密度为
0n ，带宽为窄带高斯噪声带宽的一半。
222
002222
i
C S FM n FM n n n B B n σσσ=
?===?? PM ()cos[cos ]c p m m s t A t K A t ωω=+cos[s ]
c p m A t m co t ωω=+()cos cos2m m m m m t A t A f t
ωπ==FM ()cos[cos ]cos[n ]
t
c f m m c f m s t A t K A
d A t m si t ωωττωω-∞
=+=+?
2
FM
c f -
2
FM c f +
c
f c f -2FM
c
f -+2
FM c f --f
f
2
FM 2
FM
-
6、鉴频器
s （a ）
（b ）
)
鉴频器输出电压与输入信号的瞬时角频偏成正比。 故大信噪比时，()cos[()]t
FM c f s t A t K m d ωττ-∞=+? 输出信号：
()[()]sin[()]t
d c f c f s t A K m t t K m d ωωττ-∞=-++?
瞬时频偏为()f K m t ，故
o ()()d f m t K K m t =
d K 为鉴频器灵敏度，单位为V/rad/s 。
输出噪声：
[]s ()s ()cos ()sin ()cos ()sin c i c c c s c c c s c Aco t n t Aco t n t t n t t
A n t t n t t
ωωωωωω+=+-=+-
()()
arctan ()s c n t t A n t ψ=+()()()()arctan arctan ()s s s c n t n t n t t A n t A A
ψ=≈≈
+ 理想微分电路的功率传输函数为
()()2
2
2
222H f j f
f ππ==
()()()()2
2
222
FM
02,2
d d d i K K B P f H f P f f n f A A π????==<
? ?
????
f
FM FM
f
FM FM m
m
f
m
m
f
FM FM
m m
()02
FM
i B
P f n f =≤，()()()
2
2d d i K P f H f P f A ??
= ???
()2
2202,d K f n f A π??
= ???
()()()()
2
1LPF m o d LPF H f f f P f P f H f =≤=，()o 223
02
83m
m
m m
f f o f f d m N P f df K n f A π--===
??
7、调制增益
23(1)FM f f G m m =+
8、窄带调频与宽带调频（倍频）
()
WBFM t 11
f m 1111
n f n m ?
BPF
?11
n f 混频不改变频偏f
f m 宽带调频
例4.设一宽带FM 系统，载波振幅为100V ，频率为100MHz ，调制信号()m t 的频带限制在5kHz ，22()5000m t V =，()500f K rad s V π=?，最大频偏为25f KHz ?=，并设信道噪声功率谱密度是均匀的，其单边带功率谱密度为()310n P f W Hz -=，试求：
（1） 接收机输入端理想带通滤波器的传输特性()H f 。 （2） 解调器输入端的信噪功率比 （3） 解调器输出端的信噪功率比
（4） 若()m t 以AM 调制方法传输，并以包络检波器进行解调，试比较
在输出信噪比和所需带宽方面有何不同。 解： 分析
FM FM f
FM FM m
m f
m
m
f
FM FM
m m
()()()
2
2d d i K P f H f P f A ??
= ???
()2
2202,d K f n f A π??
= ???
()()()()
2
1LPF m o d LPF H f f f P f P f H f =≤=，()o 223
02
83m
m
m m
f f o f f d m N P f df K n f A π--===
??
由题知：
()33
52510526025510m LPF f FM m m f B KHz f m B f f KHz f KHz f ==????===?=?+=??=??
22()5000m t V =，()500f K rad s V π=?
()3
30
00100.5102
i n n W Hz W Hz P f n --=?=??=
3
10302
FM
B W Hz f KHz -=≤=，
100c f MHz =
100A V =
故 （1）
()99.97100.0312200FM FM c c
B B MHz f MHz f f f H f ??≤≤-≤≤+?==??
???
，，其它，其它 （2）2
152
i S A KW =
= 33010601060i FM N n B W -=?=??=
3
5108360
i i S N ?== （3）
()()()
02
2
0()
d f d f
m t K K m t S K K m t ==
()()()()()()()02
22
20022
302
2283m
m
m m
s d d o i f f d o f f d m
dn t K n t A dt
K P f f P f A K N P f df n f df
A n K f A πππ--=
??
= ???
??== ???=??
()2
2222
02223
30002
()
3()883d f
f d m
m
K K m t A K S m t n K N n f f A ππ==
()()
2
253
32310050050000.375108105000ππ-???=
=????
5000.3751045083.3
FM
i i S N G S N ?=== 验证：()22
31365450FM f f
G m m =+=??=和推导的结果是一致的。 注意：由于不是单频信号，一般不要通过求f m 来计算调制增益，如果要通过f m 来计算，则结论应和上述推导过程得到的结果一致。如果经仔细检查不一致，要通过上述的推导来求解，而不是直接用f m 计算调制增益。因为这时的f ?很可能给出了。这道题书中给出的
75f KHz ?=有问题。
(4) AM 包络检波时203300()5000
500102510
AM S m t N n B -===??? ()()000
0375*******FM
AM
S N S N == 3
3
16010161010
FM AM B B ?==? 例5. 已知某调频波的振幅是10 V ，瞬时频率为
64()1010cos2000f t t Hz π=+
试确定：
（1）此调频波的表达式；
（2）此调频波的最大频偏、调频指数和频带宽度；
（3）若调制信号频率提高到2×103Hz ，则调频波的最大频偏、调频指数和频带宽度如何变化？
解： 分析
()()cos[]cos[()]t
FM c c f s t A t t A t K m d ω?ωττ-∞
=+=+?
瞬时角频率偏移
()/d t dt ? 瞬时角频率 ()/c d t dt ω?+
由题知：瞬时频率为
()()()64()1010cos2000()2()()t
FM f t t Hz t f t t S t t d πωπ??ωττ-∞?
=+?=????=?
?
?
4
4
10()/210cos20001000f m f d t dt t m f Hz ?ππ???=?=?????=???
故（1）()64()2()210210cos2000/t f t t
rad V ωππππ==?+?
6()()21010sin 2000t
t d t t ?ωττππ-∞
==?+?
6()10cos ()10cos(21010sin 2000)
(V)FM s t t t t θππ==?+
（2）44max max
()10cos200010f f t t
Hz π?=?==
4
3101010
f m f m f ?===
2)2(1)22000FM m m f B f f f m Hz ≈?=+（＋＝
(3)410f Hz ?＝ 4
3
10
5210
f m f m f ?===? 2(1)22000(51)24000m f B f m Hz ≈+??+=＝
例6 在上述宽带调频方案中，设调制信号是m f =15 kHz 的单频余弦信号，NBFM 信号的载频1f =200 kHz ，最大频偏1f ? =25 Hz ；混频器参考频率2f = 10.9 MHz ，选择倍频次数1n = 64，2n =48。
(1) 求NBFM 信号的调频指数；
(2) 求调频发射信号（即WBFM 信号）的载频、最大频偏和调频指数。 解：
分析 由题可知，该题是由窄带调频产生宽带调频信号
()
WBFM t 11
f m 1111
n f n m ?
πBPF
?11
n f 混频不改变频偏f
f m 宽带调频
（1） NBFM 信号的调频指数为
-3
113
25 1.67101510
m f m f ?===?? （2）调频发射信号的载频为
362112()48(642001010.910)91.2MHz c f n n f f =-=???-?=
(3) 最大频偏为
12164482576.8f n n f kHz ?=?=??=
(4) 调频指数为
3
3
76.810 5.121510
f m f m f ??===?
第三部分 关于路径损耗的解题思路
南阳理工学院本科生毕业设计（论文） 学院（系）：电子与电气工程系 专业：电子信息工程 学生：胡鹏 指导教师：曹原 完成日期2011年 4月
南阳理工学院本科毕业设计（论文） 模拟电话通信系统的硬件设计Hardware’s Design of Communication Systems 总计：毕业设计（论文）页 表格：0 个 插图：10 幅
南阳理工学院本科毕业设计（论文） 模拟电话通信系统的硬件设计 Hardware design of Analog telephone communication system 学院（系）：电子与电气工程系 专业：电子信息工程 学生姓名：胡鹏 学号：094409042 指导教师（职称）：曹原（讲师） 评阅教师： 完成日期：2011年5月17日 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology
模拟电话通信系统的硬件设计 电子信息工程专业胡鹏 [摘要]随着现代通信技术的飞速发展与日益普及，程控交换是目前模拟电话通信系统中的核心。本文介绍的模拟电话通信系统的硬件设计以amt89c51单片机为中心控制交换芯片MT8816设计实现一种高性价比，实现一对一双工通信的程控交换设备。 本文详细阐述了程控电路交换机在交换电话网中的作用、工作原理和系统的组成结构，将程控交换机的硬件设计分为几个功能模块，并分别加以详细地介绍。 该系统硬件包括了：以单片机为核心的信号检测、信号音控制电路；双音多频解码电路；交换电路；两个用户接口电路等。 [关键词]AT89C51；程控交换；模拟；硬件 Hardware design of Analog telephone communication system Electronic and Information Engineering Hu Peng Abstract:With the rapid development of modern communication technology and the increasing popularity of program-controlled exchange is the core of the current field of communications. Analog telephone communication system to amt89c51 microcontroller hardware design as the central control switch chip MT8816 Design and Implementation of a cost-effective, one-duplex communication to achieve program-controlled switching equipment. This paper describes the program-controlled circuit switched telephone network switches in the role, working principle and system structure, the program-controlled switches, the hardware design is divided into several functional modules, respectively, to introduce them in detail. The system hardware includes: a microcontroller as the core of the signal detection, signal tone control circuit; DTMF decoder circuit; switching circuit; two user interface circuit. Key words:AT89C51、Program-controlled exchange、Simulation、hardware
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
第一章绪论 学习要求： 常用通信术语； 模拟信号与数字信号的定义； 通信系统的组成、分类、和通信方式； 数字通信系统的优缺点； 离散消息的信息量、平均信息量（信源熵）的计算； 衡量模拟通信系统和数字通信系统的性能指标； 传码率、传信率、频带利用率、平均传信率和最大传信率的计算及其关系； 误码率和误信率的定义及计算。 一、简答题 1．消息、信息、信号，通信的含义是什么通信系统至少包含哪几部分 2．试画出模拟和数字通信系统的模型图，并指出各组成部分的主要功能，说明数字通信系统有什么特点 3．举例说明单工、半双工及全双工的工作方式及其特点。 4．举例说明如何度量信息量。 5．通信系统的性能指标是什么这些性能指标在模拟和数字通信系统中指的是什么二、综合题 1.设有四个符号，其中前三个符号出现的概率分别为1/4，1/8，1/8，且各符号的出现是相对独立的。试计算该符号集的平均信息量。 H x bit/符 2.一个由字母A、B、C、D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A、 01代替B、10代替C，11代替D，每个二进制脉冲宽度为5ms。
（1）不同字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率； （2）若每个字母出现的可能性分别为 1 1 1 3 P A ，P B ，P C ，P D 5 4 4 10 试计算传输的平均信息速率。 R b max 200 bit/s R b bit/s 3.国际莫尔斯电码用“点”和“划”的序列发送英文字母，“划”用持续3单位的电流脉冲 表示，“点”用持续1单位的电流脉冲表示；且“划”出现的概率是“点”出现概率的1/3。 （1）计算“点”和“划”的信息量； （2）计算“点”和“划”的平均信息量。 I 2 bit I. bit H x bit/符 4.设一信息源的输出由128个不同的符号组成，其中16个出现的概率为1/32，其余112出现的概率为 1/224。信息源每秒发出 1000个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源的平均信息速率。 R b 6405 bit/s 5.已知某四进制数字传输系统的传信率为2400b/s，接收端在小时内共收到126个错误码元，试计算该系统的误码率P e 。 P e 105 6．某4ASK系统的4个振幅值分别为0,1,2,3。这4个振幅是相互独立的； （1）振幅0,1,2,3出现概率分别为：,,,，求各种振幅信号的平均信息量 （2）设每个振幅的持续时间（即码元宽度）为1s，求此系统的信息速率
题目基于SIMULINK的通信系统仿真 摘要 在模拟通信系统中，由模拟信源产生的携带信息的消息经过传感器转换成电信号，模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道，最终解调还原成电信号；在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。本文应用了幅度调制以及键控法产生调制与解调信号。 本论文中主要通过对SIMULINK工具箱的学习和使用，利用其丰富的模板以及本科对通信原理知识的掌握，完成了AM、DSB、SSB、2ASK、2FSK、2PSK三种模拟信号和三种数字信号的调制与解调，以及用SIMULINK进行设计和仿真。首先我进行了两种通信系统的建模以及不同信号系统的原理研究，然后将学习总结出的相应理论与SIMULINK中丰富的模块相结合实现仿真系统的建模,并且调整参数直到仿真波形输出，观察效果，最终对设计结论进行总结。 关键词通信系统调制 SIMULINK
目录 1. 前言 (1) 1.1选题的意义和目的 (1) 1.2通信系统及其仿真技术 (2) 3. 现代通信系统的介绍 (7) 3.1通信系统的一般模型 (7) 3.2模拟通信系统模型和数字通信系统模型 (7) 3.2.1 模拟通信系统模型 (7) 3.2.2 数字通信系统模型 (8) 3.3模拟通信和数字通信的区别和优缺点 (9) 4. 通信系统的仿真原理及框图 (12) 4.1模拟通信系统的仿真原理 (12) 4.1.1 DSB信号的调制解调原理 (12) 4.2数字通信系统的仿真原理 (16) 4.2.1 ASK信号的调制解调原理 (16) 5. 通信系统仿真结果及分析 (21) 5.1模拟通信系统结果分析 (21) 5.1.1 DSB模拟通信系统 (21) 5.2仿真结果框图 (24) 5.2.1 DSB模拟系统仿真结果 (24) 5.3数字通信系统结果分析 (28) 5.3.1 ASK数字通信系统 (28) 5.4仿真结果框图 (35) 5.4.1 ASK数字系统仿真结果 (35)
1.5.1 模拟通信系统性能指标 知识点归纳： 通信系统的主要性能指标通信系统的性能指标指涉及有效性、可靠性、标准性、经济性及可维护性等，但设计或评价通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性。有效性主要是指消息传输的“速度” ，而可靠性主要是指消息传输的“质量” 。 对于模拟通信系统来说，有效性可以用消息占用的有效带宽来度量，可靠性可以用接受端输出的信噪比来度量。对于数字通信系统来说，度量其有效性的主要性能指标是传输速率和频带利用率，可靠性主要指标是差错率。 数字系统的性能指标 有效性有效性时通信系统传输信息的数量上的表征，时指给定信道和时间内传输信息的多少。数字通信系统中的有效性通常用码元速率RB信息速率Rb和频带利用率衡量。 1．码元速率 码元速率RB也称为传码率、符号传输速率等定义：码元速率RB是指每秒钟传输码元的数目。单位：为波特（baud）, 简记为B, 例如，某系统在 2 秒内共传送4800 个码元，则该系统的传码率为2400B 。 虽然数字信号由二进制和多进制的区分, 但码元速率与信号的进制无关, 只与一个码元占有时间Tb 有关, R B=1/Tb 。 2 . 信息速率 定义：信息速率（Rb）是指每秒传输的信息量。单位：比特/秒（bit/s ），简记（b/s） 例如，若某信源在 1 秒钟内传送1200 个符号，且每一个符号的平均信息量为l （bit ），则该信源的信息传输速率 =1200b/s 或1200bps 。对于传输二进制数字信号，则Rb 为二进制码元数目/秒，对于传输N 二进制数字信号，有Rb=RBlog2M 式中RB为M进制数字信号的码元速率。二进制时，码元速率与信息速率数值相等，只是单位不同。 3. 频带利用率在比较不同的数字通信系统的效率时，仅仅看他们的信息传输速率是不够的。因为即使是两个系统的信息传输的速率相同，他们所占用的频带宽度也可能不同。从而效率也不同。对于相同的信道频带，传输的信息量越来越高。所以用来衡量数字通信系统传输效率指标（有效性）应当是单位频带内的传输速率，即 n=符号传输速率/频带宽度（波特/赫） 对于二进制传输，则可以表示为 n=信息传输速率/频带宽度（比特/秒*.赫） 可靠性 可靠性是通信系统传输信息质量上的象征。指的是接收信息的准确程度。衡量数字通信系统可靠性的重要指标是错误率，具体地有误码率，具体地有误码率Pe和误信率Pb二种中表示方式 1 .误码率Pe 这个指标是多次统计结果的平均量，所以这里指的是平均误码率。例如：经长时间统计，平均传输1 0 0 0个 码元种错一个码元，则误码率Pe = 10 - 3 2. 误信率 显然在二进制种有Pe=Pb 错误率的大小由通路的系统特性和信道质量决定。而不同信号对错误了的要求为 10 - 3——10 - 6,而传输计算机的数据信息时常常要求更高，则Pb更小。当信道不能马民族要求时，必须家 纠错编码。最后需指出的是：可靠性和有效性指标是互相矛盾的和可以交换的，即可通过降低有效性的方法来提高 系统的可靠性，或反之.
第一章绪论 1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。 1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。 1-10通信系统的主要性能指标是有哪些？ 通信系统的主要性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。其中有效性和可靠性是主要性能指标，在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量，同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度，数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。具体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb。 1-11衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。 第二章确知信号 2.试分别说明能量信号和功率信号的特性。 答：能量信号的其能量为有限的正值，但其功率等于零；功率信号其能量为无穷大，其平均功率为有限值。 7．自相关函数有哪些性质？ 答：（1）自相关函数是偶函数。（2）与信号的能谱密度函数或功率谱密度函数是傅立叶变换对的关系。3当I=0时,R(0)等于信号的平均功率或信号的能量 第三章随机过程 3-6．已知噪声的自相关函数为 =（为常数） （1）试求其功率谱密度及功率； （2）试画出及的图形。
基于Simulink的通信系统建模与仿真 ——模拟通信系统姓名：XX 完成时间：XX年XX月XX日
一、实验原理（调制、解调的原理框图及说明） AM调制 AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。AM调制原理框图如下 AM信号的时域和频域的表达式分别为 式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。 AM解调 AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。 AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。 AM相干解调原理框图如下。相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。 AM包络检波解调原理框图如下。AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。 DSB调制 在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号（DSB）。DSB调制原理框图如下 DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为DSB解调 DSB只能进行相干解调，其原理框图与AM信号相干解调时完全相同，如图SSB调制 SSB调制分为滤波法和相移法。 滤波法SSB调制原理框图如下所示。图中的为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。
通信原理作业答案
第1题 若对某一信号用DSB 进行传输，设加至接收机的调制信号()m t 之功率谱密度为 2()0m m m m m f n f f f P f f f ?≤? =??>? 试求： （1） 接收机的输入信号功率； （2） 接收机的输出信号功率； （3） 若叠加于DSB 信号的白噪声具有双边功率谱密度为 2 n ，设解调器的输出端接有截止频率为m f 的理想低通滤波器，那么，输出信噪功率比是多少？ 解： （1） 设DSB 已调信号()()cos DSB c s t m t t ω=，则接收机的输入信号功率为 22 2 22111()()cos ()(1cos 2)()()d 2222 m m i DSB c n f S s t m t t m t ct m t Pm f f ωω+∞ -∞===+===? （2） 相干解调，乘以同频同相的载波信号后，信号为 21 ()cos ()cos ()(1cos )2 DSB c c c s t t m t t m t t ωωω== + 经过低通滤波器后，输出为 1 ()()2 o s t m t = 输出功率为 211 ()428 m m o i n f S m t S === （3） 调制信号频谱在[,]m m f f -上有值，其他频率为零，已调信号在[,]c m c m f f f f ±-±+上有值，其他频率为零，所以解调器前端带通滤波器的通带为[,]c m c m f f f f ±-±+输入噪声功率为 02222 i m m n N f n f = = 经过低通滤波器后白噪声为窄代白噪声，可表示为 ()()sin ()cos s c c c n t n t t n t t ωω=+ 其中(),()s c N t N t 为独立同分布随机过程，均值为零，方差为σ。所以
第一次作业────第二章 2.1消息源以概率发送5种消息 16/1,16/1,8/1,4/1,2/154321=====P P P P P 符号。若每个消息符号出现是独立的，求每个消息符号的54321,,,,m m m m m 信息量。 解：bit P m P m I 1log )(log )(12121=-=-=bit P m P m I 2log )(log )(22222=-=-=bit P m P m I 3log )(log )(32323=-=-=bit P m P m I 4log )(log )(42424=-=-=bit P m P m I 4log )(log )(52525=-=-=2.3一个离散信号源每毫秒发出4种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率 分别为。求该信号源的平均信息量与信息速率。 1.0, 2.0, 3.0, 4.0解： nit/s 85.1279)(R nit,1.27985)(: ,(tet)/s 83.555)(R (tet),0.55583)(: ,10bit/s 44.1846)(R bit,1.84644)(: ,2) 1.0log 1.0 2.0log 2.0 3.0log 3.0 4.0log 4.0() (log )()(1=========+++-=-=∑=t X H X H e t X H X H t X H X H x p x p X H N i i i 分别为平均信息量与信息速率为底时以哈哈分别为平均信息量与信息速率为底时以分别为平均信息量与信息速率为底时以2.6已知非对称二进制信道,输入符号的概率为 =???? ??2211,,P x P x ???? ? ??431,41,0信道转移概率矩阵
通信原理电子教案 第4章模拟调制系统 学习目标： 调制的目的、定义和分类； 幅度调制的原理； 线性调制系统的抗噪声性能； 角调制的原理； 模拟调制系统的性能比较； 频分复用（FDM）的基本原理。 重点难点：各种线性调制的时域和频域表示，时域波形和频域结构，调制器和解调器原理框图，抗噪声性能，门限效应；FM与PM的关系，调频指数与最大频偏的定义，卡森公式。 课外作业：4-1，4-2，4-5，4-6，4-,7，4-8，4-11，4-12，4-13，4-14，4-17 本章共分5讲（总第13~17讲） 第十三讲幅度调制的原理（一） 主要内容：AM和DSB的调制原理，已调信号的时域波形和频谱分布；SSB的滤波法调制原理。 引言： 基带信号具有较低的频率分量，不宜通过无线信道传输。因此，在通信系统的发送端需要由一个载波来运载基带信号，也就是使载波信号的某一个（或几个）参量随基带信号改变，这一过程就称为调制。在通信系统的接收端则需要有解调过程。 调制的目的是：（1）将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调
信号（频带信号）；（2）实现信道的多路复用，提高信道利用率；（3）减小干扰，提高系统抗干扰能力；（4）实现传输带宽与信噪比之间的互换。 根据调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制；根据载波的选择可分为以正弦波作为载波的连续波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制。 本章重点讨论用取值连续的调制信号去控制正弦载波参数的模拟调制。 §4.1 幅度调制（线性调制）的原理 一、幅度调制器的一般模型 幅度调制是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。幅度调制器的一般模型如图所示。 图4-1 幅度调制器的一般模型 已调信号的时域和频域表示式: )(]cos )([)(t h t t m t s c m *=ω )()])([2 1 )(ωωωωωωH M M S c c m -++= 幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；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。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。 在该模型中，适当选择滤波器的特性)(ωH ，便可以得到各种幅度调制信号。 1. 调幅(AM) 在图4-1中，假设)()(t t h δ=，调制信号)(t m 叠加直流0A 后与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。
何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。 1-10通信系统的主要性能指标是有哪些？ 通信系统的主要性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。其中有效性和可靠性是主要性能指标，在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量，同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度，数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。具体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb。 1-11衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。 第二章确知信号 2.试分别说明能量信号和功率信号的特性。 答：能量信号的其能量为有限的正值，但其功率等于零；功率信号其能量为无穷大，其平均功率为有限值。 7．自相关函数有哪些性质？ 答：（1）自相关函数是偶函数。（2）与信号的能谱密度函数或功率谱密度函数是傅立叶变换对的关系。3当I=0时,R(0)等于信号的平均功率或信号的能量 第三章随机过程 3-6．已知噪声的自相关函数为 = （为常数） （1）试求其功率谱密度及功率； （2）试画出及的图形。
第一章绪论 1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么 在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。 1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。1-5按调制方式，通信系统分类？ 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么？ 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一
第一章 一、填空题 1、通信系统的基本组成 、 、 、 、 、 2、数字通信系统的有效性指标码元速率R B 定义是 ，单位 。信息速率定义是 ，单位 。 3、在等概条件下，八元离散信源能达到最大熵是 ，若该信源每秒钟发送2000个符号，则该系统的信息速率为 。 4、通信系统的有效性衡量指标对于模拟通信系统为 ，对于数字通信系统为 。 5、衡量通信系统可靠性的指标对于模拟通信系统为 对于数字通信系统为 。 6、一个M 进制基带信号，码元周期为T S 秒，则传码率为 ，若码元等概出现，一个码元所含信息量为 。 7、根据信道中所传输信号特征的不同，通信系统可分为 通信系统和 通信系统 二、画图：画出通信系统的简化模型。 三、计算题 1（课后7）． 设信道引起的传输误码率为5×10-10，若二元数字序列以2 Mb/s 的信息传输，求： (1) 同样的信息速率， 十六进制时的码元速率； (2) 传输中出现1 bit 误码的平均时间间隔； (3) 若另设有四个消息A 、B 、C 、D ，分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传递，每一消息出现是相互独立的，试计算其平均信息量。 解：已知：10105-?=e P ，b/s 2R b M =, 则二进制的码元速率为 Baud 2Rb Rs M == (1)十六进制的信息速率为 b/s 2R b M = 十六进制的码元速率为 MBaud Baud M R R b s 5.04/216log /2=== (2) 由传输的总码元数目错误接收的码元数目 =e P 知 出现1 bit 误码即R s 误=1Baud 所传输的总码元数为 R s 总 =R s 误/P e =1/5×10-10Baud=2×109Baud 所需时间间隔T s =R s 总/R s =2×109/2×106s=103 s （3） )(lb )()(21i n i i x P x P x H ∑=-==1.75bit
一、是非题 1、在单边带信号中插入强载波，可用包络检波法解调出基带信号。（对） 2、对于调频信号，也可以用其上边带或下边带传输信息。（错） 3、不管m(t)是什么信号，在m(t)cosωct的频谱中都没有离散谱fc.（错） 4、在数字通信中，若无码间串扰，则误码率为0。（错） 5、若宽带调频信号的基带信号最高频率增大一倍，则调频信号带宽也增大一倍。（错） 6、单极性数字信号的连0码时间越长，要求位同步器的同步保持时间也越长。（对） 7、只要无误码，则PCM接收机输出模拟信号中就无噪声（错）‘ 8、数字基带系统的频带利用率不可能大于2bit/(s.Hz)(错) 9、在频带利用率方面QPSK通信系统优于2PSK通信系统（对） 二、填空题 1、模拟通信系统中，可靠性最好的是（FM），有效性最好的是（SSB）。 2、在FM通信系统中，采用预加重和去加重技术的目的是（提高解调器输出信噪比）。 3、时分复用的话路数越多，信息速率（越大）。 4、在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是（2PSK），有效性最好的是（2ASK、2PSK） 5、均匀量化器的量化信噪比与编码位数的关系是（编码位数增加1位，量化信噪比增大 6dB），非均匀量化器可以提高（小）信号的量化信噪比。 (式9.4.10) 信号量噪比：（S/N）dB=20lg M=20lg2N (N为编码位数) 编码位数增加一位，（S/N）dB=20lg M=20lg2（N+1）-20lg2N=20lg2=6dB 6、改善FM系统抗噪声性能的有效措施是（采用预加重技术和去加重技术） 7、若信息速率为Wbit/s,则2PSK、4PSK信号的谱零点带宽分别为（）和（）Hz PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M 对调制信号：带宽为B调=2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W 8、设基带系统使用了五抽头的预置式自动均衡器，则此系统冲激响应的抽样值等于0的个数最少为（4），不等于0的个数最少为（1） 8、通过眼图，可以观察到（码间串扰）和（噪声）的大小 9、调频信号20cos(2*108π+8cos400πt)的最大频偏为（1600）Hz，带宽为（3600）Hz P1 05：m f为最大相位偏移，由调频信号可知其最大相位偏移为8，m f=8, 调制信号的频率：f m=400π/2π=200 所以最在频偏Δf=m f×f m=8200=1600. B=2（m f+1）f m=3600Hz 10、当无信号时，加性噪声是否存在？（存在），乘性噪声是否还存在？（不存在） 11、设基带信号的最高频率为3.4kHz的语音信号，则AM信号带宽为（6.8kHz），SSB信号带宽为（3.4kHz），DSB信号带宽为（6.8kHz）。 12、设信息速率为1.2kbit/s，则2ASK信号和4DPSK信号的频谱过零点带宽分别为（）和（）。 PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M 对调制信号：带宽为B调=2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W
通信原理电子教案 第4章模拟调制系统学习目标：调制的目的、定义和分类；幅度调制的原理；线性调制系统的抗噪声性能；角调制的原理；模拟调制系统的性能比较；频分复用（ FDM ）的基本原理。 重点难点：各种线性调制的时域和频域表示，时域波形和频域结构，调制器和解调器原理框图，抗噪声性能，门限效应； FM 与 PM 的关系，调频指数与最大频偏的定义，卡森公式。 课外作业：4-1，4-2，4-5，4-6，4-,7，4-8，4-11，4-12，4-13 ，4-14 ， 4-17 本章共分5 讲（总第13~17 讲） 第十三讲幅度调制的原理（一） 主要内容：AM 和DSB 的调制原理，已调信号的时域波形和频谱分布；SSB的滤波法调制原理。 引言： 基带信号具有较低的频率分量，不宜通过无线信道传输。因此，在通信系统的发送端需要由一个载波来运载基带信号，也就是使载波信号的某一个（或几个）参量随基带信号改变，这一过程就称为调制。在通信系统的接收端则需要有解调过程。 调制的目的是：（1）将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号(频带信号)；(2)实现信道的多路复用，提高信道利用率；(3)减小干扰, 提高系统抗干扰能力；(4)实现传输带宽与信噪比之间的互换。 根据调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制；根据载波的选择可分为以正弦波作为载波的连续波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制。 本章重点讨论用取值连续的调制信号去控制正弦载波参数的模拟调制。 § 4.1幅度调制(线性调制)的原理 一、幅度调制器的一般模型
幅度调制是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。幅度调制器的一般模型如图所示。 图4-1幅度调制器的一般模型 已调信号的时域和频域表示式： S m(t)工[m(t)cos，c t] h(t) 1 S m( ■)[M (；：. ：；：. c) M；. c)] H (，) 2 幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；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。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。 在该模型中，适当选择滤波器的特性H( ?)，便可以得到各种幅度调制信号。 1.调幅(AM) 在图4-1中，假设h(t)二、：(t)，调制信号m(t)叠加直流A。后与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。
模拟通信系统性能指标 知识点归纳： 通信系统的主要性能指标 通信系统的性能指标指涉及有效性、可靠性、标准性、经济性及可维护性等，但设计或评价通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性。有效性主要是指消息传输的“速度”，而可靠性主要是指消息传输的“质量”。 对于模拟通信系统来说，有效性可以用消息占用的有效带宽来度量，可靠性可以用接受端输出的信噪比来度量。 对于数字通信系统来说，度量其有效性的主要性能指标是传输速率和频带利用率，可靠性主要指标是差错率。 数字系统的性能指标 有效性 有效性时通信系统传输信息的数量上的表征，时指给定信道和时间内传输信息的多少。数字通信系统中的有效性通常用码元速率RB、信息速率Rb和频带利用率衡量。 1．码元速率 码元速率RB也称为传码率、符号传输速率等定义：码元速率RB是指每秒钟传输码元的数目。单位：为波特（baud），简记为B, 例如，某系统在 2 秒内共传送 4800 个码元，则该系统的传码率为 2400B 。 虽然数字信号由二进制和多进制的区分，但码元速率与信号的进制无关，只与一个码元占有时间Tb有关，RB=1/Tb。 2 .信息速率 定义：信息速率（Rb）是指每秒传输的信息量。单位：比特/秒（bit/s），简记（b/s） 例如，若某信源在 1 秒钟内传送 1200 个符号，且每一个符号的平均信息量为 l （ bit ），则该信源的信息传输速率 =1200b/s 或 1200bps 。对于传输二进制数字信号，则Rb为二进制码元数目/秒，对于传输N二进制数字信号，有Rb=RBlog2M 式中RB为M进制数字信号的码元速率。二进制时，码元速率与信息速率数值相等，只是单位不同。 3.频带利用率 在比较不同的数字通信系统的效率时，仅仅看他们的信息传输速率是不够的。因为即使是两个系统的信息传输的速率相同，他们所占用的频带宽度也可能不同。从而效率也不同。对于相同的信道频带，传输的信息量越来越高。所以用来衡量数字通信系统传输效率指标(有效性）应当是单位频带内的传输速率，即 n=符号传输速率/频带宽度（波特/赫） 对于二进制传输，则可以表示为 n=信息传输速率/频带宽度（比特/秒*.赫） 可靠性
第一章概论 信息量的定义是什么信息量的单位是什么 答： 设消息的概率为()，其信息量()定义为() = log ()。当 = 2时，信息量单位为比特（bit）； 当 = 时，信息量单位为奈特（nat）；当 = 10时，信息量单位为哈特莱（hartley）。信源编码的目的是什么信道编码的目的是什么 答： 信源编码的目的是提高信号表示的有效性。信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。 何谓调制调制的目的是什么 答： 对信号进行调整就是调节。调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。 数字通信系统有哪些性能指标 答： 主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。 信道有哪些传输特性 答： 噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。 何谓多径效应 答： 信号经过多条路径到达接收端，而且每条路径的时延和衰减不尽相同，造成接收端的信号幅度和随机 变化，这一现象称为多径效应。 电磁波有哪几种传播方式 答： 电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。 什么快衰落什么是慢衰落 答： 由多径效应引起的衰落称为快衰落，由单一路径上季节、昼夜、气候等变化引起的衰落称为慢衰落。 信道中的噪声有哪几种 答： 按照来源分类，信道中的噪声可分为人为噪声和自然噪声两大类。按照性质分类，信道中的噪声可分 为脉冲噪声、窄带噪声和起伏噪声三类。 热噪声是如何产生的 答： 热噪声是由电阻性元器件中自由电子的布朗运动产生的。 第三章模拟调制系统
调制的目的是什么 答： 一是通过调制可以把基带信号的频谱搬移到载波频率附近；二是通过调制可以提高信号通过信道传输 时的抗干扰能力。 模拟调制可以分为哪几类 答： 两大类：线性调制和非线性调制。 线性调制有哪几种 答： 幅度调制、双边带调制、单边带调制和残留边带调制。 非线性调制有哪几种 答： 频率调制和相位调制。 振幅调制和双边带调制的区别何在两者的已调信号带宽是否相等 答： 振幅调制的调制信号包含有直流分量，故已调信号含有载频分量。而双边带调制的一条信号不含直流 分量，故已调信号也就不含载频分量。两者的已调信号带宽相等，均为调制信号带宽的两倍。 双边带语音信号的带宽是否等于单边带语音信号带宽的两倍 答： 是两倍。 试写出频率调制和相位调制信号的表示式。 答： FM() = cos[0 + FM ∫ () + 0] PM() = cos[0 + 0 + PM()] 什么是频率调制的调制指数 《通信原理（A）》第三章思考题及其解 2 答： 调制信号可能产生的最大相位偏移。 试写出频率调制信号的带宽近似表示式。 答： FM ≈ 2(1 + FM) = 2 + 2Δ 试述角度调制的主要优点。 答： 角度调制的抗干扰能力较强。 第四章模拟调制系统 模拟信号经过抽样后，是否成为取值离散的信号了