通信原理大作业
1、说明
在通信原理课程中，介绍了通信系统的基本理论，主要包括信道、基带传输、调制 / 解调方法等。为了进一步提高和改善学生对课程基本内容的掌握，进行课程作业方法的改革的试点，设立计算机仿真大作业。成绩将计入平时成绩。
2、要求
参加的同学3~5人一组，选择1?2个题目，协作和共同完成计算机编程和仿真，写出计算机仿真报告。推荐的计算机仿真环境为MATLAB也可以
选择其它环境。
3、大作业选题
(1) 信道噪声特性仿真产生信道高斯白噪声，设计信道带通滤波器对高斯白噪
声进行滤波，
得到窄带高斯噪声。对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析，画出其时域和频域的图形。
(2) 基带传输特性仿真利用理想低通滤波器作为信道，产生基带信号，仿真验证奈氏第一准则的给出的关系。改变低通滤波器的特性，再次进行仿真，验证存在码间干扰时的基带系统输出，画出眼图进行观察。加入信道噪声后再观
察眼图。
(3) 2ASK言号传输仿真
按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK言号和高斯白噪声，经过信道传
输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(4) 2FSK信号传输仿真
按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(5) 2PSK信号传输仿真
按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2PSK信号的解调选用相干解调法。
⑹2DPSK言号传输仿真
按照2DPSK产生模型和解调模型分别产生2DPSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2DPSK信号的解调可以选用非相干解调或者相干解调法。
(7) 模拟信号的数字传输
产生模拟语音信号，进行PCM编码过程的计算机仿真。仿真发送端采样、
量化编码的过程、仿真接收端恢复语音信号的过程。按照有或者无信道噪
声两种情况分别进行仿真。
out = randsrc(m,n,alphabet) generates an m-by-n matrix, each of whose entries is independently chosen from the entries in the row vector alphabet. Each entry in alphabet occurs in out with equal probability. Duplicate values in alphabet are ignored.
out = randint(m,n,rg) generates an m-by-n integer matrix. If rg is zero, out is a zero matrix. Otherwise, the entries are uniformly distributed and independently chosen from the range
[0, rg-1] if rg is a positive integer
[rg+1, 0] if rg is a negative integer
Between min and max, inclusive, if rg = [min,max] or [max,min]
=pammod(x,M) outputs the complex env elope y of the modulatio n of the message sig nal x using pulse amplitude modulati on. M is the alphabet
size. The message sig nal must con sist of in tegers betwee n 0 and M-1. The modulated sig nal has a mi nimum Euclidea n dista nee of 2. If x is a matrix with multiple rows, the function processes the colu mns in depe nden tly
一、作图题与简单计算（每题10分,共40分）
1.二元数字已调波发送端波形如下图所示
该波形是什么数字调制方式？可能对应的数字序列是什么？传码率是多
少？
2. 画出采用非相干接收2FSK言号的数学模型并描述接收端判决规则
3. 画出有噪声时，模拟幅度调制系统的相干解调模型
4. 在功率谱密度为n o/2的高斯白噪声下，试求对下图所示单个矩形匹配滤波器的最大输出信噪比和最佳判决时刻。
二、计算题（每题12分，共60分）
1.从示波器上观察到某个单频调制的调幅波及其波形如下图所示
（1）求此调幅波的调幅指数：AM；
⑵求此调幅波的载波功率P c，边带功率Pf及调制效率AM
匹=5沢10」
2.设高斯白噪声的双边功率谱密度2W/Hz传输SSB信号，调制
信号的上限频率为5KHz，载频为lOOKHz已调信号功率为10KV,试求：
(1) 解调器的输入信噪比；
(2) 解调器的输出信噪比。
(3) 若已调信号功率为40KV，则解调器的输出信噪比为多少？
6 2
3. 已知某调频信号?M0产4逸(2贰1° t+4c。如W V)
(1)试求^(t)的调频指数、最大频偏和带宽；
(2)若解调后的信噪比为34dB,解调器的输入信噪比为多少 dB?
4. 已知发送载波幅度A = 1CM,在4kHz带宽的电话信道中利用2ASK系统进行传输，信道衰减为1dB/km,信道中高斯白噪声的单边功率谱密度n°=10咖/Hz,若采用非相干解调，试求：误码率为10出时，最多能传输多少千米？
_2
5. 设某基带传输系统的传输函数H ()是一个截止频率为T s的理想低通特
_2_
性，若要求以T s波特的速率进行数据传输，试问H()能否满足在抽样点上消除码间干扰？
第五章 5-1 已知线性调制信号表示式如下： （1）t t c ωcos cos Ω，（2）t t c ωcos )sin 5.01(Ω+。 式中，Ω=6c ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 1(1)cos cos [cos()cos()] 2[cos cos ]{[()][()][()][()]} 2 1 (2)(10.5sin )cos cos [sin()sin()] 4 [(10.5sin )cos ][()(c c c c c c c c c c c c c c c t t F t t t t t F t t ωωωπ ωδωωδωωδωωδωωωωωωωπδωωδωωΩ=-Ω++Ω∴Ω= --Ω++-Ω+-+Ω+++Ω+Ω=+-Ω++Ω∴+Ω=-++ 解：)]{[()][()] 4 [()[()]]} c c c c j π δωωδωωδωωδωω++-Ω---Ω+++Ω--+Ω π π 5-2 根据图P5-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
图P5-1 解： 从波形中可以看出，DSB 信号经过包络检波器后输出波形失真，不能恢复调制信号；而AM 信号经过包络检波器后能正确恢复调制信号。 5-3已知调制信号m (t )=cos(2000πt )+ cos104 πt ，进行单边带调制， ()sin(2000)sin(4000) 1111 ()()cos ()sin cos(12000)cos(14000) 22221111 ()()cos ()sin cos(8000)cos(6000) 2222 USB c c LSB c c m t t t s t m t t m t t t t s t m t t m t t t t ππωωππωωππ=+=-=+=+=+ 解：则 5-4 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此滤波器的传输函数H(ω)如图P5-2所示（斜线段为直线）。当调制信号为()[100600]m t A sin t sin t ππ=+时，试确定 图P5-2 (横坐标的单位为f/kHz )
第一章 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
第五章 纠错编码习题解答 1、已知一纠错码的三个码组为(001010)、(101101)、(010001)。若用于检错，能检出几位错码？若用于纠错，能纠正几位错码？若纠检错结合，则能纠正几位错码同时检出几位错码？ [解]该码的最小码距为d 0=4，所以有： 若用于检错，由d 0≥e +1，可得e =3，即能检出3位错码； 若用于纠错，由d 0≥2t +1，可得t =1，即能检出1位错码； 若纠检错结合，由d 0≥e +t +1 （e >t ），可得t =1，e =2，即能纠正1位错码同时能检出2位错码。 2、设某(n ,k )线性分组码的生成矩阵为： 001011100101010110G ?? ??=?????? ①试确定该(n ,k )码中的n 和k ； ②试求该码的典型监督矩阵H ； ③试写出该码的监督方程； ④试列出该码的所有码字； ⑤试列出该码的错误图样表； ⑥试确定该码的最小码距。 [解] ①由于生成矩阵G 是k 行n 列，所以k =3，n =6。 ②通过初等行变换，将生成矩阵G 变换成典型生成矩阵
[] 100101010110001011k G I Q ?? ??==?????? 由于101110110011011101T Q P Q ???? ????=???? ????????， ＝＝，可知典型监督矩阵为 []110100011010101001r H PI ?? ??=?? ????＝ ③监督方程为5424315 300 00 a a a a a a a a a ⊕⊕=??⊕⊕=??⊕⊕=? ④所有码字见下表 ⑤错误图样表即错误图样与校正子关系表，见下表
通信对抗原理仿真大作业题目 基本要求：仿真大作业分组完成，每个组3~5人，至少选择4个题目，并且在每一类中至少选择一个题目。利用MATLAB完成计算机仿真，并且撰写仿真实验报告。大作业完成情况将作为评价平时成绩的依据。 第一类：测频方法仿真 1.FFT法数字测频技术仿真。仿真模拟通信信号或者数字通信信号三种以上， 基于FFT法进行载波频率测量。画出信号的时域、频域波形，给出FFT法测量的结果。进一步在0-20dB信噪比条件给出不同信噪比下的测量曲线，分析信噪比与测量误差的关系。 2.互相关法数字测频技术仿真。仿真模拟通信信号或者数字通信信号三种以上， 基于互相关法进行载波频率测量。画出信号的时域、频域波形，给出测量结果。进一步在0-20dB信噪比条件给出不同信噪比下的测量曲线，分析信噪比与测量误差的关系。 3.相位差分法数字测频技术仿真。仿真模拟通信信号或者数字通信信号三种以 上，基于相位差分法法进行载波频率测量。画出信号的时域、频域波形，给出测量结果。进一步在0-20dB信噪比条件给出不同信噪比下的测量曲线，分析信噪比与测量误差的关系。 第二类：测向方法仿真 4.相位干涉仪测向方法仿真。仿真模拟通信信号或者数字通信信号两种以上， 基于相位干涉仪测向方法，对不同方向到达的通信信号进行测向。画出信号的时域、频域波形，给出到达方向测量结果。进一步在0-20dB信噪比条件给出不同信噪比下的测量曲线，分析信噪比、到达角与测量误差的关系。 5.到达时差测向方法仿真。仿真模拟通信信号或者数字通信信号两种以上，基 于到达时差测向方法，对不同方向到达的通信信号进行测向。画出信号的时域、频域波形，观察相关函数，给出测量结果。进一步在0-20dB信噪比条件给出不同信噪比下的测量曲线，分析信噪比、到达角与测量误差的关系。6.多普勒测向方法仿真。仿真模拟通信信号或者数字通信信号两种以上，基于 多普勒测向方法，对不同方向到达的通信信号进行测向。画出信号的时域、频域波形，给出测量结果。进一步在0-20dB信噪比条件给出不同信噪比下的测量曲线，分析信噪比、到达角与测量误差的关系。 7.沃森-瓦特测向方法仿真。仿真模拟通信信号或者数字通信信号两种以上，基 于沃森-瓦特测向方法，对不同方向到达的通信信号进行测向。画出信号的时域、频域波形，给出测量结果。进一步在0-20dB信噪比条件给出不同信噪比下的测量曲线，分析信噪比、到达角与测量误差的关系。 第三类：信号处理技术仿真 8.信号带宽和幅度测量方法仿真。仿真模拟通信信号或者数字通信信号三种以 上，基于FFT法进行信号带宽、信号相对幅度测量。画出信号的时域、频域
《现代通信原理与技术》是全国高职高专一体化教学通信专业通用教材。本书全面介绍了现代通信系统的基本原理、基本技能和基本分析方法。全书共七章，分别是：绪论、模拟调制系统、数字基带传输系统、数字信号的频带传输、模拟信号的数字传输、差错控制编码和同步系统。 本书是全国高职高专一体化教学通信专业通用教材。本书全面介绍了现代通信系统的基本原理、基本技能和基本分析方法。全书共七章，分别是：绪论、模拟调制系统、数字基带传输系统、数字信号的频带传输、模拟信号的数字传输、差错控制编码和同步系统。 作为高职高专通信专业的一门核心技术基础课程教材，在本书的编写中考虑了以下的原则与特点： 1．充分考虑了高职教育以应用能力培养为主线的特点，并考虑了高职学生的学习能力，内容上力求通俗易懂，以必需够用为度，并适当考虑学生的可持续发展的要求。 2．讲述简明透彻、概念清楚，重点突出。着重使学生掌握通信系统的基本概念、基本原理，大大缩减了不必要的数学推导和计算。 3．本着学用一体的思想，本书加强了针对性和实用性，尽可能的体现现代通信系统中的新知识、新技术和新方法，并在大部分章节配有相应的实训内容与要求，以强化学生的动手能力。 4．在教学内容和思考练习中，着重训练学生对基本概念的理解与掌握，系统的培养学生科学的思维方法和学习能力。 全书内容丰富，编排连贯，系统性强。先介绍基础知识，后介绍
系统知识，每章配有小结和富有针对性的思考题和习题，便于学生学习掌握。 本书既可作为高职高专层次的各类高校通信、电子、计算机应用等专业的教材，又可作为成人高等学校有关专业教学用书，还可以作为信息类专业工程技术人员的参考用书。 本书由济南铁道职业技术学院陈霞、山东省农业管理干部学院杨现德担任主编，曾庆磊、姜维正、秦爱民担任副主编，寇迎辉、张慧香、房曙光、崔雪彦参加了部分章节的编写。垒书由陈霞统稿并主审。 限于编者水平，书中难免有疏漏和不足，恳请读者批评指正。
杭州电子科技大学 信息对抗技术专业 Information Countermeasure Technique 培养方案 Undergraduate Education Program 通信工程学院制定 2014 年 6月 学院负责人：李光球专业负责人：赵知劲、郭春生
信息对抗技术专业 一、培养目标 本专业培养具有良好的道德修养和高度的社会责任感，较系统地掌握信息对抗和安全方面的基础知识和基本技能，富有创新意识和工程实践能力，能够在信息对抗及相关领域从事系统设计、技术研发、产品制造、技术管理等工作的人才。 信息对抗技术专业期待毕业生3~6年之内达到以下目标： （1）具有高尚的职业道德； （2）能够通过继续教育或其他终身学习渠道增加知识和提升能力； （3）能够为国内的或全球的信息对抗及相关行业服务； （4）具备在信息对抗领域从事科学研究、工程设计、设备制造、网络运营、技术管理等方面工作的能力或能够继续深造、攻读国内外本学科及相关专业的硕士/博士学位。 二、毕业能力要求 本专业对于学生的毕业要求如下： （1）热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，具有为国家富强、民族振兴而奋斗的理想、事业心和责任感； （2）初步树立科学世界观和为人民服务的人生观，懂得马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、三个代表和科学发展观的基本原理，了解我国基本国情，能理论联系实际，实事求是； （3）具有严谨治学、艰苦奋斗、求新务实的精神和热爱劳动、遵纪守法、自律谦让、团结合作的品质，有较好的文化、道德修养和健康的心理素质，有良好的行为习惯； （4）具有从事信息对抗工程领域科学研究、工程开发与设计、技术服务等
通信原理大作业 1、说明 在通信原理课程中，介绍了通信系统的基本理论，主要包括信道、基带传输、调制 / 解调方法等。为了进一步提高和改善学生对课程基本内容的掌握，进行课程作业方法的改革的试点，设立计算机仿真大作业。成绩将计入平时成绩。 2、要求 参加的同学3~5人一组，选择1?2个题目，协作和共同完成计算机编程和仿真，写出计算机仿真报告。推荐的计算机仿真环境为MATLAB也可以 选择其它环境。 3、大作业选题 (1) 信道噪声特性仿真产生信道高斯白噪声，设计信道带通滤波器对高斯白噪 声进行滤波， 得到窄带高斯噪声。对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析，画出其时域和频域的图形。 (2) 基带传输特性仿真利用理想低通滤波器作为信道，产生基带信号，仿真验证奈氏第一准则的给出的关系。改变低通滤波器的特性，再次进行仿真，验证存在码间干扰时的基带系统输出，画出眼图进行观察。加入信道噪声后再观 察眼图。 (3) 2ASK言号传输仿真 按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK言号和高斯白噪声，经过信道传
输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(4) 2FSK信号传输仿真 按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(5) 2PSK信号传输仿真 按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2PSK信号的解调选用相干解调法。 ⑹2DPSK言号传输仿真 按照2DPSK产生模型和解调模型分别产生2DPSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2DPSK信号的解调可以选用非相干解调或者相干解调法。 (7) 模拟信号的数字传输 产生模拟语音信号，进行PCM编码过程的计算机仿真。仿真发送端采样、 量化编码的过程、仿真接收端恢复语音信号的过程。按照有或者无信道噪 声两种情况分别进行仿真。
第一章 1-1 e 的信息量 ==)(1log 2 e P I e 3.25bit v 的信息量 ==) (1 log 2v P I v 6.96bit 1-2 因为全概率1)1()0(=+P P ，所以P(1)=3/4，其信息量为 ==) 1(1 log 2 P I 0.412(bit) 1-3平均信息量（熵） ∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=2.375（bit/符号） 1-4 （1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为10ms 。传送字母的符号速率为)(10010521 3 B R B =??=- 等概率时的平均信息速率 )/(200log 2s bit M R R B b == （2） 平均信息量为 ∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=1.985（bit/符号） 则平均信息量为)/(5.198s b H R R B b =?= 1-5 （1） )/(2400s bit R R B b == （2） )/(96004240016log 2s bit R R B b =?== 1-6 （1） 先求信息源的熵，∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=2.23（bit/符号） 则平均信息速率 )/(1023.23 s b H R R B b ?=?= 故传送1小时的信息量)(10028.81023.236006 3bit R T I b ?=??=?= （2）等概率时有最大信息熵，)/(33.25log 2max 符号bit H == 此时平均信息速率最大，故有最大信息量)(10352.86 max bit H R T I B ?=??= 1-7 因为各符号的概率之和等于1，所以第四个符号的概率为1/2，则该符号集的平均信息量为)/(75.12 1 log 2181log 81241log 41222符号bit H =-?-- = 1-8 若信息速率保持不变，则传码率为
通信对抗原理 实验报告 实验名称：四相移相键控（QPSK）调制及解调实 验 学生姓名： 学生学号： 学生班级: 所学专业： 实验日期:
1. 实验目的 1. 掌握QPSK 调制解调原理及特性。 2.. 熟悉Matlab 仿真软件的使用。 2. 实验内容 1、 编写Matlab 程序仿真QPSK 调制及相干解调。 2、 观察IQ 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。 3、 观察IQ 调制解调过程中各信号变化。 4、 观察功率谱的变化。 5、 分析仿真中观察的数据，撰写实验报告。 3. 实验原理 1、QPSK 调制原理 QPSK 又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。 QPSK 利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。我们把组成双比特码元的前一信息比特用a 代表，后一信息比特用b 代表。双比特码元中两个信息比特ab 通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表1-1所示，矢量关系如图1-1所示。图1-1（a ）表示A 方式时QPSK 信号矢量图，图1-1（b ）表示B 方式时QPSK 信号的矢量图。 由于正弦和余弦的互补特性，对于载波相位的四种取值，在A 方式中：45°、135°、225°、315°，则数据、 通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值±；B 方 式中：0°、90°、180°、270°，则数据、通过处理后输出的成形波形幅度有三种取 值±1、0。 表1-1 双比特码元与载波相位关系 k I k Q 2/2k I k Q
4-1 解 AM 信号 ()[]t t A t s AM ππ4010cos 2000cos 2)(?+= DSB 信号 ()()() t t t t t s D S B ππππ444108.0cos 102.1cos 10cos 2000cos 2)(?+?=?= USB 信号 () t t s U S B π4102.1cos )(?= LSB 信号 () t t s L S B π4108.0cos )(?= 频谱图略 4-2 解 设载波 ， （1）DSB 信号的波形如题4-2图（b),通过包络后的输出波形为题4-2 图（c)。 （2）AM 信号 ，设 ，波形如题4-2图（d),通 过包络后的输出波形为题4-2图（e)。 讨论DSB 解调信号已严重失真，故对DSB 信号不能采用包络检波法；而AM 可采用此法恢复 。 题4-2图(b)、(c)、(d)和(e) 4-5 解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号
带宽，即kHz f B m 8422=?==，其中心频率为100kHz ，故有 为常数，其中其他， ，K kHz f kHz K H ???≤≤=010496)(ω。 （2）已知解调器的输入信号功率W mW S i 31022-?==，输入噪声功率为 )(1032101021082)(26633W f P B N n i ---?=?????=?= 故输入信噪比 5.62=i i N S （3）因为DSB 调制制度增益2=DSB G ，故解调器的输出信噪比 1252==i i o o N S N S （4）根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(1084 1 6W N N i o -?== 又因解调器中低通滤波器的截止频率为kHz f m 4=，故输出噪声的功率谱密度 kHz f Hz W f N f P m o N o 4)/(10110 81082)(33 6 ≤?=??==--， μ 或者，根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(2 1 )(t n t n c o =，其中)(t n c 是解调器输入端高斯窄带噪声的同相分量，其功率谱密度 kHz f Hz W f P f P n nc 4)/(104)(2)(3≤?==-， μ 因此输出噪声)(t n o 的功率谱密度kHz f Hz W f P f P nc no 4)/(101)(4 1 )(3≤?==-， μ 功率谱图略 4-6 解 方法如上题 （1）为常数，其中其他， ，K kHz f kHz K H ?? ?≤≤=010096)(ω （2） 125=i i N S （3）125=o o N S 4-7 解 练习题4-7图 接收机模型
习题 5-1 设待发送的数字序列为10110010，试分别画出2ASK 、2FSK 、2PSK 和2DPSK 的信号波形。已知在2ASK 、2PSK 和2DPSK 中载频为码元速率的2倍；在2FSK 中，0码元的载频为码元速率的2倍，1码元的载频为码元速率的3倍。 解：波形略 5-2 已知某2ASK 系统的码元传输速率为1200B ，采用的载波信号为A cos(48π?102t )，所传送的数字信号序列为101100011： （1）试构成一种2ASK 信号调制器原理框图，并画出2ASK 信号的时间波形； （2）试画出2ASK 信号频谱结构示意图，并计算其带宽。 解：（1）2ASK 信号调制器原理框图如图5.2.1-2，2ASK 信号的时间波形略。 （2）2ASK 信号频谱结构示意图如图5.2.1-5，则其带宽为B 2ASK =2f s ＝2400Hz 。 5-3 若对题5-2中的2ASK 信号采用包络检波方式进行解调，试构成解调器原理图，并画出各点时间波形。 解：2ASK 信号采用包络检波的解调器原理图： cos ωc t (t ) (a ) 图5.2.1-2 2ASK 信号调制原理框图 (b ) (t ) 开关电路 图5.2.1-5 2ASK 信号的功率谱 e
各点时间波形：（下图对应各点要换成101100011） 5-4 设待发送的二进制信息为1100100010，采用2FSK 方式传输。发1码时的波形为A cos(2000π t +θ1)，发0码时的波形为A cos(8000π t +θ0)，码元速率为1000B ： （1）试构成一种2FSK 信号调制器原理框图，并画出2FSK 信号的时间波形； （2）试画出2FSK 信号频谱结构示意图，并计算其带宽。 解：（1）2FSK 信号调制器原理框图如下图，时间波形略。 （2）2FSK 信号频谱结构示意图如下图，其带宽 221240001000210005000FSK s B f f f Hz =-+=-+?=。 载波 ~ f 1 ~ f 2 载波 开关 s (t ) S e 02FSK (t )
第五章 数字基带传输系统 第六章 \设随机二进制序列中的0和1分别由g （t ）和-g （t ）组成，它们的出现概率分别 为P 及（1-P ）：求其功率谱密度及功率； 解：（1）随机二进制序列的双边功率谱密度为 P s (ω)=f s P(1-P)|G 1(f)-G 2(f)|2 + ∑|f s [PG 1(mf s ) + (1-P)G 2(mf s )]|2δ(f- mf s ) 由g 1(t)=-g 2(t)=g(t)得 P s (ω)= 4f s P(1-P)G 2(f) + f s (1-2P)2∑|G(mf s )|2δ(f- mf s ) 式中，G(f)是g （t ）的频谱函数，在功率谱密度P s (ω)中，第一部分是其连续谱部分，第二部分是其离散成分。 随机二进制序列的功率为 S=1/2л∫P s (ω)d ω =4f s P(1-P)∫G 2(f)df + ∑|f s (1-2P) G(mf s )|2∫δ(f- mf s )df =4f s P(1-P)∫G 2(f)df + f s P(1-P)2∑|G(mf s )|2 (2)当基带脉冲波形g(t)为 ????? ≤=t T t t g s 其他,02 ||,1)( g(t)的傅立叶变换G(f)为 s s s fT fT T f G ππsin )(= 因为0sin )(==s s s s s T f T f T f G ππ 由题（1）中的结果知，此时的离散分量为0。 （3）??? ??≤=t T t t g s 其他,04 ||,1)(
g （t ）的傅立叶变换G （f ）为 2/ 2/sin 2)(≠== π ππs s s s s s T T f T f T f G 所以该二进制序列存在离散分量s s T f 1 = 1. 设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲，如图所示。图中s T 为码元间隔，数字 信号“1”和“0”分别用g(t)的有无表示，且“1”和“0”出现的概率相等： （1） 求该数字基带信号的功率谱密度，并画出功率谱密度图； （2） 能否从该数字基带信中提取码元同步所需的频率s s T f 1 =的分量，若能，式计算该分量的功率。 解：（1）对于单极性基带信号，)()(,0)(21t g t g t g ==，随机脉冲序列的功率谱密度为 ∑ ∞ +-∞ =--+ -=m s s s s s mf f mf G p f f G p p f f p ) ()()1() ()1()(2 2 δ 当p=1/2时 ∑∞ +-∞=-+=m s s s s s mf f mf G f f G f f p ) ()(4)(4)(2 2 δ 由图可得 ????? ≤-=t T t t Ts A t g s 其他,02 ),21()( g （t ）的傅立叶变换G （f ）为
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
《通信原理》习题参考答案 第五章 5-3. 设随机二进制序列中的0和1分别由g(t)和-g(t)组成，它们的出现概率分别为P 和(1-P)； (1)求其功率谱密度及功率； (2)若g(t)为图P5-2(a)所示，T s 为码元宽度，问该序列存在离散分 量f s =1/T s 否？ (3)若g(t)改为图P5-2(b)，回答题(2)所问。 解：(1)随机二进制的功率谱密度是由稳态波)(t v T 的功率谱密度和交流波)(t u T 的功率谱密度之和，即： )()()(ωωωu v s P P P += ()[]s m s s s s T f G f G P P mf f mf G P mf PG f 1) ()()1()()(1)(2 212 21--+-?-+=∑∞ -∞ =δ ()s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1 )()1(4)() (122 2 2 -+-?-= ∑ ∞ -∞ =δ s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1)()1(4)()() 12(2 2 2 2-+-?-=∑∞-∞ =δ ∴ ?∞ ∞-=ωωπ d P S s )(21 df T f G P P mf f mf G P f s m s s s ?∑∞∞-∞-∞=????? ?-+-?-=1)()1(4)()()12(222 2δ df T f G P P df mf f mf G P f s m s s s ??∑∞∞-∞∞-∞-∞ =-+-?-=1)()1(4)()()12(222 2δ t t (a) (b) 图P5-2
信息对抗技术专业培养方案 一、培养目标 本专业培养适应21世纪科学技术和社会发展需要的德、智、体、美全面发展，基础理论扎实、知识面宽、实践能力强、富有创新精神，面向电子信息及其对抗技术、现代国防和信息化建设等领域的研究开发和工程应用技术人才。 本专业毕业生可继续攻读电路与系统、信息对抗技术、信号与信息处理、电磁场与微波技术等专业的硕士学位，或能够到军事电子、航空、航天、航海等国防科研院所、企业、政府部门等从事科学研究、工程设计、技术开发和管理工作。 二、基本要求 （一）素质结构要求 思想道德素质：具有坚定和正确的政治立场、观点和信仰，热爱祖国、热爱人民，国家利益至上；具有为国家强盛，民族振兴和人们富饶而奋斗的志向和责任感，树立科学世界观和为人民服务的人生观；具有勤劳好学，艰苦奋斗，勇于创新的精神和热爱劳动，诚实守信，遵纪守法，团结共事，乐于助人的良好思想品德、社会功德和职业道德。 文化素质：具有一定的人文科学知识，了解中国传统文化、人类文明和科学发展史，了解西方文化的基础知识；具有一定的文学、艺术、美术和社会科学修养；具有良好的接受新知识、新事物的意识和创新意识；具有正确、理性处理工作、生活中出现的各种复杂事件的能力；具有文明、民主的意识，善于交流、合作，建立健康的人际关系。 专业素质：具有坚实的数理理论基础知识、宽厚扎实的电子信息基础理论和专业知识，以及良好的自学、知识更新、终身学习的能力；掌握发现、分析和解决问题的科学思维方法和研究方法，具有一定的解决科学和实际工程问题的能力；具有严谨的科学态度和求实创新意识，以及质量、效益和保密观念。能主动适应国防现代化和飞速发展的电子技术对人才能力和素质的新要求。 身心素质：了解体育运动知识，掌握锻炼身体的基本技能，养成科学锻炼身体的习惯，具有健康的身体；正确认识自身的生理、心理发展规律，具有良好的自我控制、自我完善的能力，正确对待困难、挫折和成就；积极参加社会集体活动，具有快乐学习、快乐工作、快乐生活的健康心理和不怕困难、不怕挫折，奋发向上的精神。 （二）能力结构要求 1.获取知识的能力 具有良好的文献检索、资料查询的能力，具备自我知识更新的能力，掌握科学的学习方法；具有准确地应用母语和外语等多种语言进行文字、语言交流和论文写作的能力。 2.应用知识的能力 能熟练使用常用实验仪器，具有综合运用本专业知识、实验仪器和应用工具软件，进行仿真和实验的能力；具有电子信息工程领域的绘图、设计、测试、集成以及计算机仿真的能力；具有一定的新产品研制、开发能力和综合应用本专业知识分析、解决专业实际问题和工程实际问题的能力。 3.创新能力 具有开阔的思路，较好的创新、探索和实践意识；主动了解和跟踪本领域发展趋势和研
通信对抗实验报告 一、实验目的 （1）通过通信对抗实验仪完成数字通信、通信侦察和通信干扰实验；（2）通过实验帮助理解数字通信系统的调制、解调过程和性能评价方法； （3）进一步加深通信侦察及其截获、调制识别等信号处理基本原理和方法的理解； （4）通过实验理解通信干扰及其效果评价的基本原理和方法。 二、实验原理 通信对抗实验仪是由微机、通信和通信对抗实验仪及示波器组成。通信对抗实验仪可以完成20 个以上的数字通信和通信干扰实验，帮助使用者理解数字通信系统的截获、调制识别、解调过程和性能评价方法及通信干扰及其效果评价的基本原理和方法。 下面将详细介绍通信对抗实验仪的使用操作，分别进行两类实验，获得实验结果并对误码率、识别率曲线图进行比较分析。 三、实验仪器 通信对抗实验系统包括：计算机；示波器；通信对抗实验仪。 通信对抗实验仪是采用软件无线电原理构建的通用、多功能数字处理设备，它包括发射模块、接收处理模块和通信接口等。该实验仪的机箱结构和板卡设计如图1.1 所示：
通信对抗实验仪机箱外壳安装多种信号的测试端口，从左向右测试端口依次为发射信号（接收板接收的信号）、通信信号（无干扰无噪声的理想信号）、噪声/干扰信号、基带信号（发射板基带码元信号）、恢复基带（信号解调后恢复码元信号）和同步信号。 四、实验内容及步骤 （一）通信对抗实验内容： 实验一：通信对抗原理与实验的关系 （1）了解通信原理、通信对抗原理的基本知识； （2）了解通信对抗实验的模型，仪及与以上两者之间的关系。 实验二：通信对抗实验仪器和软件的使用 （1）学会使用双踪示波器、通信对抗实验仪、通信对抗实验软件的工作原理； （2）了解在Microsoft Visual Studio 中简单的C++语言编程与调试方法。
通信对抗原理实验（一） Simulink基础及QPSK调制解调实验 一、实验目的 学习Simulink的使用，基于Simulink分析在加性高斯白噪声信道情况下，4PSK调制解调 系统中信道信噪比与误码率之间的关系曲线，并为以后的Simulink仿真实验奠定基础。 二、实验原理 1.QPSK调制 调制原理图： 一个正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying,QPSK）信号码元可以表示为： 式中：A为常数，θk为一组间隔均匀的受调制相位，其值决定
于基带码元的取值，它可以写为： 我们可以将S k(t)展开为： 再分别乘以载波和 最后相加得到QPSK信号，经信道传输。 2、QPSK解调 QPSK相干解调原理方框图如下图所示。 、 采用相干解调方法。
由上两式，经过低通滤波可分别得到及，进一步解调可得到原始数据码流。 三、实验过程 π/2,信号产生0,1,2,3共四个电平，分别对应初始相位为0, π,3π/2，对应(ak,bk)分别为: 0-->(1,0),1-->(0,1),2-->(-1,0),3-->(0,-1)。 搭建电路图如下： 图中上半部分为发射机模块，由随机数模块生成的信号经过QPSK调制以后通过AWGN信道传输（模拟在有噪声的信道传输）。传输到下半部分的接收机模块进行解调。左边的Error Rate Calculation模块计算出误比特率并用Display模块显示。 四个离散波形发生器频率设置为100HZ，随机数发生器每秒发送一个0-3之间的整数，乘上π/2后形成ak，bk。 接收机收到调制后的信号后分别乘上本征信号，再通过一个低通滤波器，滤波器采样频率设置成1000HZ，通带截止频率为
《现代通信原理与技术（第三版）》张辉课后思考题答案 第一章绪论 1-1.什么是数字信号和模拟信号？两者的区别是什么？ 答：数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号； 模拟信号是指信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的。 区别：模拟信号的信号参量的取值连续（不可数，无穷多），而数字信号的信号参量只可能取有限个值。 1-2.何谓数字通信？简述数字通信系统的主要优缺点？ 答：数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。 优点：(1)抗干扰能力强，且噪声不积累； (2)差错可控，可以采用信道编码技术使误码率降低，提高传输的可靠性； (3)易于与各种数字终端接口，用现代计算机技术对信号进行处理，加工，变换，存储， 从而形成智能网； (4)易于集成化，从而使通信设备微型化； (5)易于加密处理，且保密强度高。 缺点: (1)占用频带较宽； (2)技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高； (3)进行模/数转换时会带来量化误差。 1-3. 画出数字通信系统的一般模型，并简述各小方块的主要功能。 答：如下 各小方块主要功能： 信息源：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。 信息源编码器：主要实现信源编码。信源编码的作用之一是提高信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术来减少冗余度（减少信息码元数目）和降低数字信号的 码元数率。
信道编码器：实现信道编码的功能。信道编码是以提高信息传输的可靠性为目的的编码。 通常通过增加信源的冗余度来实现。采用的一般方法是增大码率或带宽。与 信源编码正好相反。 数字调制器：主要实现数字调制功能。数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的频带信号。 信道：传输信号的物理媒质。 数字解调器：对频带信号进行相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。 信道译码器：将接收到的符号消息按某种规律如何进行判决。 信源译码器：实现信源编码的逆过程。 受信者：传送信息的目的地，功能与信源相反，即将复原的原始电信号还原成相应的信息，如扬声器等。 噪声源：不是认为添加的设备，而是信道中的噪声以及通信系统中其他各处噪声的集中表示。 1-4.在数字通信系统中，其可靠性和有效性指的是什么？各有哪些重要指标？ 答：可靠性：是指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。可靠性指标：用接收端最终输出信噪比来度量，信噪比越大，可靠性越好。 有效性是指在给定时间内所传输的信息内容的多少，或者说是传输的“速度”问题；有效性指标：用单位时间传送的信息量来衡量，传送信息量越大，有效性越好。 1-5.按信号的流向和时间分类，通信方式有哪些？ 答：单工：信息只能单向传输的工作方式；如：广播 半双工：指通信双方都能收发信息，但不能同时进行收发的工作方式。如：对讲机 全双工：指通信双方都能同时进行信息收发的工作方式。如：电话 1-6.何谓码元速率和信息速率？他们的关系如何？ 答：码元速率（RB）：又称为信号速率，它指每秒传送的码元数，单位为“波特”（Baud 也称波特率。 信息速率（Rb）：指每秒传送的信息量。单位为“bit/s”。 对M进制信号，信息速率和码元速率两者的关系是：Rh=RBlog2M 第二章随机过程 2-1. 什么是随机过程？它具有哪些基本特征？ 答：该过程没有确定的变化形式，也就是说每次对它的测量结果没有一个确定的变化规律，用数学语言来说，这类事物的变化过程不可能用一个或者几个时间t的确定函数来描述。 基本特征：（1）它是一个时间函数，具有时间函数的特点； （2）它在某一个时刻t的取值是不含时间t的一族随机变量，具有随机变量的特点。 2-2. 随机过程的期望，方差和自相关函数描述了随机过程的什么性质？ 答：描述了随机过程的统计特性。 期望：表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心； 方差：表示随机过程在时刻t对于均值的偏离程度； 自相关函数：衡量随机过程在任意两个时刻获得的随机变量之间的关联程度。 2-3．什么是宽平稳随机过程？什么是严平稳随机过程？ 答：设一个二届随机过程a(t),它的均值为常数，自相关函数仅是时间间隔τ的函数，则称它为
电子对抗课程专题 姓名： 学号： 指导老师：
专题1： 设在8Km远处，有一地面跟踪制导雷达，主要指标如下：工作频率为10GHz～12GHz，伪随机跳频，跳频速率为1000H/s。脉冲重复周期为10us，脉宽为500ns，发射峰值功率2KW，雷达天线采用垂直极化，主瓣增益为15dB，平均旁瓣增益为-5dB。为对其实施有效干扰，首先需对该雷达进行侦查和定位。 （1）、根据以上指标，设计一套尽可能完整的侦查接收系统，要求经过适当计算后，画出侦查接收系统的原理框图，并对其工作原理和工作过程进行详细描述。 （2）、论述对雷达可行的干扰方式，并展开说明如何干扰。 （3）、在干扰作用下，探讨雷达可行的抗干扰方法。 (1)、该雷达的工作频率在10GHz～12GHz，属于X波段，频带宽2GHz。可采用信道化接收机，它具有很多超外差接收机的特性：高灵敏度、宽动态范围、高频率分辨率以及几乎100%的截获概率。由于信道化接收机是基于时间并行输出的，所以对于同时信号的检测能力相对较强。图1为纯信道化接收机的简化框图。
图1 纯信道化接收机简化框图 信道化接收机是将多波道接收机与超外差接收机结合起来的一中高截获概率的接收机。该接收机最大的特点：各通道彼此交叠，覆盖测频范围。 通常频率分路器路数越多，则分频段越窄，频率分辨率和测频精度也越高。然而，在实际工程应用中，频率分路器不可能任意多，微波频段也不可能获得及窄的信道。所以需要和超外差接收机结合起来使用。 信道化滤波器组的频率特性如图2所示：
图2 信道化滤波器 首先将信号频率分成m1等分，信号分频段之后，从各滤波器输出的信号分别经过一次变频，将射频信号变成第一中频信号，每个本地振荡器频率不等，保持各路输出第一中频频率、带宽及各中频电路一致。各路中放输出,一路经过检波和视放,送入门限检测器,进行门限判别;再输出给逻辑判决电路,确定信号中心频率;最后送进编码器,编出信号频率的波段码字。与此同时,另一路信号送往各自的分波段分路器, 再分成m2等分。每个分波段的信号经过第二变频器、第二中放、检波和视放,送往门限检测器、逻辑判决电路和编码器,编出信号频率的分波段码字。 题中地面跟踪制导雷达，的频带宽为2GHz ，发射脉冲宽度ns 500=τ，要求接收机的频率分辨率τ1= ?f ，得M f 2=?，根据公式211 2*m m f f f -=?（f ?为频率分辨率），取m1=40，m2=25，得到接收机 的频率分辨率为2MHz 。 H(f) f