短波通信原理
尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老与传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘太,还在快速发展。其原因主要有三:
(一)短波就是唯一不受网络枢钮与有源中继体制约的远程通信手段,一但发生战争或灾害,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式,其抗毁能力与自主通信能力与短波无可相比;
(二)在山区、戈壁、海洋等地区,超短波覆盖不到,主要依靠短波;
(三)与卫星通信相比,短波通信不用支付话费,运行成本低。
近年来,短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。用现代化的短波设备改造与充实我国各个重要领域的无线通信网,使之更加先进与有效,满足新时代各项工作的需要,无疑就是非常有意义的。
这里简要介绍短波通信的一般概念,优化短波通信的经验,以及一些热门的新技术。
1、短波通信的一般原理
1、1、无线电波传播
无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。
无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。根据电磁
波传播的特性,又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段,其中:超长波的波长为100,000米~10,000米,频率3~30千赫;长波的波长为10,000米~1,000米,频率30~300千赫;中波的波长为1,000米~100米,频率300千赫~1、6兆赫;短波的波长为100米~10米,频率为1、6~30兆赫;超短波的波长为10米~1毫米,频率为30~300,000兆赫(注:波长在1米以下的超短波又称为微波)。频率与波长的关系为:频率=光速／波长。
电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中,由于反射、折射、散射及绕射,其传播方向经历各种变化,由于扩散与媒介质的吸收,其场强不断减弱。为使接收点有足够的场强,必须掌握电波传播的途径、特点与规律,才能达到良好的通信效果。
常见的传播方式有:
地波(地表面波)传播
沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波,简称地波。地波的传播途径如图1、1 所示。其传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中,由于能量逐渐被大地吸收,很快减弱(波长越短,减弱越快),因而传播距离不远。但地波不受气候影响,可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号,都就是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。直射波传播
直射波又称为空间波,就是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中,它的强度衰减较慢,超短波与微波通信就就是利用直射波传播的。
在地面进行直射波通信,其接收点的场强由两路组成:一路由发射天
线直达接收天线,另一路由地面反射后到达接收天线,如果天线高度与方向架设不当,容易造成相互干扰(例如电视的重影)。
限制直射波通信距离的因素主要就是地球表面弧度与山地、楼房等障碍物,因此超短波与微波天线要求尽量高架。
天波传播
天波就是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用,因此天波传播主要用于短波远距离通信。
散射传播
散射传播就是由天线辐射出去的电磁波投射到低空大气层或电离层中不均匀介质时产生散射,其中一部份到达接收点。散射传播距离远,但就是效率低,不易操作,使用并不广泛。
1、2 电离层的作用
电离层对短波通信起着主要作用,因此就是我们研究的重点。
电离层就是指从距地面大约60公里到2000公里处于电离状态的高空大气层。上疏下密的高空大气层,在太阳紫外线、太阳日冕的软X射线与太阳表面喷出的微粒流作用下,大气气体分子或原子中的电子分裂出来,形成离子与自由电子,这个过程叫电离。产生电离的大气层称为电离层。电离层分为D、E、F1、F2四层。D层高度60~90公里,白天可反射2~9MHz 的频率。E层高度85~150公里,这一层对短波的反射作用较小。F层对短波的反射作用最大,分为F1与F2两层。F1层高度150~200公里,只在日间起作用,F2层高度大于200公里,就是F层的主体,日间夜间都支持短波
《数字通信原理》习题解答 第1章 概述 1-1 模拟信号与数字信号的特点分别就是什么? 答:模拟信号的特点就是幅度连续;数字信号的特点幅度离散。 1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码与信源解码的作用就是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。 答:信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号,即完成模/数变换的任务。 信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号,即完成数/模变换的任务。 话音信号的基带传输系统模型为 1-3 数字通信的特点有哪些? 答:数字通信的特点就是: (1)抗干扰性强,无噪声积累; (2)便于加密处理; (3)采用时分复用实现多路通信; (4)设备便于集成化、微型化; (5)占用信道频带较宽。 1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强,无噪声积累? 答:对于数字通信,由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值),在传输过程中受到噪声干扰,当信噪比还没有恶化到一定程度时,即在适当的距离,采用再生的方法,再生成已消除噪声干扰的原发送信号,所以说数字通信的抗干扰性强,无噪声积累。 1-5 设数字信号码元时间长度为1s μ,如采用四电平传输,求信息传输速率及符号速率。 答:符号速率为 Bd N 661010 11===-码元时间 信息传输速率为 s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6262=?=?== 1-6 接上例,若传输过程中2秒误1个比特,求误码率。 答:76105.210 221)()(-?=??==N n P e 传输总码元发生误码个数 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024,可传输s kbit /2048的比特率,试问其频带利用率为多少Hz s bit //? 答:频带利用率为
通信原理期末考试复习题及答案 一、填空题 1. 数字通信系统的有效性用 衡量，可靠性用 衡量。 2. 模拟信号是指信号的参量可 取值的信号，数字信号是指信号的参量可 取值的 信号。 3. 广义平均随机过程的数学期望、方差与 无关，自相关函数只与 有关。 4. 一个均值为零方差为2n σ的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从 分布，相 位的一维分布服从 分布。 5. 当无信号时，加性噪声是否存在？ 乘性噪声是否存在？ 。 6. 信道容量是指： ，香农公式可表示为：)1(log 2N S B C +=。 7. 设调制信号为f （t ）载波为t c ωcos ，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为 t t f c ωcos )(，频域表达式为)]()([2 1c c F F ωωωω-++。 8. 对最高频率为f H 的调制信号m （t ）分别进行AM 、DSB 、SSB 调制，相应已调信号的带宽分别为 2f H 、 2f H 、 f H 。 9. 设系统带宽为W ，则该系统无码间干扰时最高传码率为 波特。 10. PSK 是用码元载波的 来传输信息，DSP 是用前后码元载波的 来传输信息，它可克服PSK 的相位模糊缺点。 11. 在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的 ， 二是传输中叠加的 。 12. 非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A 律对数压缩特性采用 折线 近似，μ律对数压缩特性采用 折线近似。 13. 通信系统的两个主要性能指标是 和 。 14. 时分复用中，将低次群合并成高次群的过程称为 ；反之，将高次群分解为低 次群的过程称为 。
复习题 名词：同步, 映射, 抽样，量化, DPCM, 汉明码, 复用, 定位，时分多路复用，正码速调整，同步复接，异步复接 问答： 1.数字信号和模拟信号的特点。 2.数字信号的有效性和可靠性指标及其计算方法。 3.为什么数字通信的抗干扰性强，无噪声积累? 4.低通和带通信号抽样定理。 5.回答均匀量化与非均匀量化的特点，说明为什么引入非均匀量化. 6.说明码的抗干扰能力与最小码距的关系. 7.什么叫PCM零次群? PCM30/32一至四次群的速率和接口码型分别是什么? 8.帧同步的目的是什么? PCM30/32系统的帧同步码型为何? 9.PCM帧同步系统处理流程图。 10.PCM30/32系统帧结构。 11.PCM帧同步系统中，前方保护和后方保护分别是指什么？其各自防止的现 象是什么？ 12.PCM一次群到异步复接二次群，与同步复接的区别。 13.简述SDH通信系统的特点。 14.SDH帧结构分哪几个区域? 各自的作用是什么? 15.SDH 网的速率等级有哪些? 16.SDH 中复用的概念是什么? 17.SDH 传送网的基本物理拓扑有哪几种? 18.SDH数字通信系统的特点是什么？ 19.画出SDH帧结构，计算出STM-N各个区域的速率大小 20.SDH网同步方式和时钟工作方式。 21.G.707 SDH复用结构。 计算方面： 1.A律13折线编解码，7/11变换； 2.带通信号的抽样及其计算，抽样后信号的频谱形式； 3.循环码计算，循环码多项式，监督矩阵和生成矩阵
4.SDH帧结构中各个信息结构速率的计算 5.系统循环码的多项式计算。 1. 某设备未过载电平的最大值为4096mv，有一幅度为2000mv的样值通过A律13折线逐次对分编码器，写出编码器编码过程及输出的8位PCM码。 2. PCM30/32路的帧长，路时隙宽，比特宽，数码率各为多少？ 3. 设数字信号码元时间长度为05sμ，如采用八电平传输，求信息传输速率及符号速率；若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。 4. 为什么同步复接要进行码速变换？ 答：对于同步复接，虽然被复接的各支路的时钟都是由同一时钟源供给的，可以保证其数码率相等，但为了满足在接收端分接的需要，还需插入一定数量的帧同步码；为使复接器、分接器能够正常工作，还需加入对端告警码、邻站监测及勤务联络等公务码（以上各种插入的码元统称附加码），即需要码速变换。 5. 异步复接中的码速调整与同步复接中的码速变换有什么不同？ 答：码速变换是在平均间隔的固定位置先留出空位，待复接合成时再插入脉冲（附加码）； 而码速调整插入脉冲要视具体情况，不同支路、不同瞬时数码率、不同的帧，可能插入，也可能不插入脉冲（不插入脉冲时，此位置为原信息码），且插入的脉冲不携带信息。 6.由STM-1帧结构计算出①STM-1的速率。②SOH的速率。③AU-PTR的速率。 7.采用13折线A律编码，设最小的量化级为1个单位，已知抽样脉冲值为-95 单位。 (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差（段内码用自然二进制码）；写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。 8.设数字信号码元时间长度为1sμ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符 号速率。 答：符号速率为
盐城工学院 通信原理复习资料 一、基本概念 第一章 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点： （1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控 （3）便于处理、变换、存储 （4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点： （1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类 （1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1 （4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （7）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“ 速 模拟通信系统模型 信息源 信源编码 信道译码 信道编码信 道数字调制 加密 数字解调解密 信源译码 受信者 噪声源 数字通信系统模型
度”问题。 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 （1）模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。 （2）数字通信系统： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud） 信息传输速率R b：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息 7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信 8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。 第二章 1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。 2、确知信号的类型 （1）按照周期性区分：周期信号和非周期信号 （2）按照能量区分：能量信号和功率信号： 特点：能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于∞ 3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。 5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R（0）等于信号的能量；功率信号的自相关函数R（0）等于信号的平均功率。 第三章 1、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。 2、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述： ①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。 3、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。 4、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。 5、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布；当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。 6、窄带随机过程：若随机过程ξ(t)的谱密度集中在中心频率f c附近相对窄的频带范围?f 内，即满足?f << f c的条件，且f c 远离零频率，则称该ξ(t)为窄带随机过程。 第四章 1、信道分类： （1）无线信道－电磁波（含光波） （2）有线信道－电线、光纤 2、无线信道（电磁波）的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。 3、有线信道主要有明线、对称电缆和同轴电缆三种。 4、信道模型的分类：调制信道和编码信道。
By 夜阑寄语（yljy52725） 1绪论：1、了解通信的基本概念；2、了解通信中相关的消息、信息、信号之间的关系；3、正确区分数字信号和模拟信号；4、掌握各类通信系统（通信基本模型、模拟通信系统模型、数字通信系统模型）；5、掌握数字通信的特点以及通信的方式（单工、双工、半双工）；6、了解各类通信系统分类；7、信息的度量（信息量、熵）；8、通信系统的性能指标（有效性、可靠性）。 2确知信号：1、了解确知信号概念以及信号类型；2、了解功率信号的频谱以及能量信号的频谱密度。 3随机过程：1、掌握随机过程的概念；2、了解各态历经的概念；3、掌握平稳随机过程的自相关函数的性质以及对应的功率谱密度；4、了解高斯随机过程的概念以及掌握其性质；5、平稳随机过程通过线性系统相关参数的变化； 6、掌握窄带随机过程的概念以及窄带随机过程对应的各类分量的统计特性； 7、掌握高斯白噪声（明确白噪声的概念）。 4信道:1、了解有线信道和无线信道的概念并且常见的该信道类型；2、掌握信道的数学模型（调制信道、编码信道）；3、了解信道特性对信号传输特性的影响；4、了解信道中噪声的类型以及该噪声对信号传输所造成的影响； 5、掌握信道容量的概念以及计算式（Shannon公式）。 5模拟调制系统：1、掌握幅度调制（线性调制-AM、DSB、SSB、VSB）系统的概念及一般传输模型和解调模型（包络检波-非相干解调、相干解调）；2、掌握各类线性调制系统（AM、DSB、SSB、VSB）的输出波形以及各类解调方式的抗噪声性能（信噪比增益）；3、掌握判断各类线性调制系统性能的优劣；4、了解角度调制（非线性调制）的概念及对应的（FM、PM）传输模型； 5、掌握两类非线性调制之间的相互转换关系（PM->FM）； 6、了解非线性调 制系统的解调模型及其抗噪性能（信噪比增益）；7、掌握门限效应的概念以及产生的原因；8、了解信号的加重技术；9、掌握各类模拟调制系统的比较以及各自适用的实际情况。 6数字基带传输系统：1、了解基带信号的概念及其谱特性；2、掌握数字基带传输的几种常见码型（AMI、HDB3、Manchester、双相码、CMI）的编码规则以及各自的适用场合；3、掌握数字基带传输系统的传输模型以及理解码间串扰的概念；4、掌握数字基带传输系统的无码间串扰的时频条件；5、掌握数字基带传输系统的无码间串扰特性的设计；6、了解基带传输系统（二进制单极性/双极性）的抗噪声性能（判决门限）；7、掌握眼图的产生以及由其可以确定的参数类型；8、理解部分响应系统和时域均衡的实际意义。7数字带通传输系统：1、掌握产生各类二进制数字调制（ASK、FSK、PSK、DPSK）的系统模型以及各自的解调模型；2、掌握DPSK系统的产生原因；3、掌握各类二进制数字调制的输出波形；4、掌握各类二进制数字调制系统的抗噪声性能及其相应比较。 8新型调制系统：1、了解QAM系统； 2、掌握MSK系统的特点；3、掌握OFDM 系统的特性及其传输特点。 9数字信号的最佳接收：1、掌握数字信号的最佳接收概念；2、掌握最佳接收机的模型（确知信号、随相信号、/起伏信号）；3、掌握匹配滤波器的结构;3、了解最佳基带系统。 10信源编码：1、了解模拟信号数字化步骤（抽样、量化、编码）；2、掌握各类抽样方式（理想抽样、自然抽样、平顶抽样—特点）；3掌握各类量化（均匀量化、非均匀量化）方式；4、掌握PCM编码机及其编码方式；5、了解
数字通信原理试卷一 一、填空题（每题3分） 1、通信的目的是_______ 或________ 信息。 2、通信方式有两种基本形式，即________通信和_______ 通信。 3、数字通信在____________和____________上均是离散的。 4、某一数字信号的符号传输速率为1200波特（Bd），若采用四进制传输，则 信息传输速率为___________。 5、设信道的带宽B=1024Hz，可传输2048 bit/s的比特率，其传输效率η=_________。 6、模拟信号经抽样、量化所得到的数字序列称为________信号,直接传输这种 信号称为___________。 7、目前最常用的多路复用方法为________复用和_______复用。 8、由于噪声的干扰可能使帧同步码出现误码，我们将这种情况称为_____________。 9、一般PCM（脉冲编码调制）的帧周期为__________。 10、PCM30/32制式中一复帧包含有_____帧，而每一帧又包含有_____个路时 隙，每一路时隙包含有______个位时隙。 一、1、交换、传递；2、基带传输、频带传输；3、幅度、时间；4、2400b/s 5、2b/s/hz； 6、数字、基带； 7、频分、时分； 8、假失步； 9、125 us 10、16 32 8 二、选择题（每题2分）二、1、a ；2、b ；3、c ；模拟信号的特点为： (a) 幅度为连续(b) 时间域上全有值 (c) 幅度连续，时间间断(d) 幅度离散 1、数字基带信号为： (a) 基础信号(b)完成了模数变换后的信号 (c) 频带搬以后的信号(d)仅为和值的信号 2、量化即 (a) 对样值进行定量(b) 在时间域上进行离散化 (c) 将信号样值幅度变换为有限个离散值 (d)将样值幅度分层为无限个值
1. 若线性系统的输入过程()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是 型的。 2. 若系统功率传输函数为()ωH ，则系统输出功率谱密度()() ωξO P 与输入功率谱密度()()ωξI P 关系为 。 3、调制信道对信号的干扰分为 和 两种。 4、根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 和 两大类。 5、随参信道中的多经传播对信号传输的影响有： 、 、 。 6、常见的随机噪声可分为 、 和 三类。 7、通信系统按调制方式可分 和 ；按信号特征可分为 和 。 1. 高斯。 2. ()()()ωωωξξi o P H P ?=2 。 3. 乘性干扰、加性干扰。 4. 恒参信道、随参信道。 5. 产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。 6. 单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。 7. 基带通信系统；带通 1. 数字通信有哪些主要优点？ 2. 假设恒参信道的传输特性为()ωH ，相频特性为()ω?，则它的不失真条件是什么？什 么是群延迟——频率特性(()ωτ)，其表达式是什么？ 答：不失真条件： ()ωH 满足： ()ωω~H 为一条水平线； ()ωω?~ 成线性关系 群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。 ()()ωω?ωτd d = 3. 随参信道对所传信号有何影响？如何改善？ 答： 对信号传输有衰耗，并随时间而变；传输的时延随时间而变；产生多径传播，而多径传播对信号传输的影响有：① 产生瑞利型衰落；② 引起频率弥散；③ 造成频率选择性衰落。 改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技术及接收技术
等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。 4. 何谓调制，并简述调制的目的？ 调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。 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(扩频通信)。 5. 什么是门限效应？AM 信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？ 答：门限效应：就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。 门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM 信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。 6. FM 与PM 之间的相互关系如何？ 答“由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，所以FM 与PM 之间是可以相互转换的。 如果将调制信号m(t)先微分，而后进行调频，则得到的是调相波，这种方式叫间接调相(形式上为FM ，实际上为PM)；同样，如果将调制信号先积分，而后进行调相，则得到的是调频波，这种方式叫间接调频。 7. 如何计算FM 调频系统的带宽？FM 抗噪声性能如何？ 理论上调频信号的频带宽度为无限宽。 实际上, 边频幅度随着n 的增大而逐渐减小，因此调频信号可近似认为具有有限频谱。 通常采用的原则是，信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波的10%以上的边频分量。 当mf 1以后，取边频数n = mf + 1即可。因为n > mf + 1以上的边频幅度均小于0.1。 被保留的上、下边频数共有2n = 2(mf + 1)个，相邻边频之间的频率间隔为fm ，所以调频波的有效带宽BFM 为 理论上调频信号的频带宽度为无限宽。 实际上, 边频幅度随着n 的增大而逐渐减小，因此调频信号可近似认为具有有限频谱。 通常采用的原则是，信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波的10%以上的边频分量。 当mf 1以后，取边频数n = mf + 1即可。因为n > mf + 1以上的边频幅度均小于0.1。 被保留的上、下边频数共有2n = 2(mf + 1)个，相邻边频之间的频率间隔为fm ，所以调频波的有效带宽BFM 为 )(2)1(2m m f FM f f f m B +?=+= 它称为卡森（Carson ）公式。 当mf << 1时，上式可以近似为 f B FM ?≈2 这就是窄带调频的带宽。 当mf >> 1时，上式可以近似为 m FM f B 2≈ 这就是宽带调频的带宽。
第一章 1.通信的目的是传输消息中所包含的息。消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。.信号是消息的传输载体。 2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．， 3.通信系统有不同的分类方法。按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。 4.数字通信已成为当前通信技术的主流。 5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。缺点是占用带宽大，同步要求高。 6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。 7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。 8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。 9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信源的熵有最大值。 10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。 11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。 12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。 13.码元速率在数值上小于等于信息速率。码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。 第二章 14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。 15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。 16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。 17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 18.周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数表示，级数的各项构成信号的离散频谱，其单位是V。 19.能量信号的波形可以用傅里叶变换表示，波形变换得出的函数是信号的频谱密度，其单位是V/Hz 。 20.只要引入冲激函数，我们同样可以对于一个功率信号求出其频谱密度。 21.能量谱密度是能量信号的能量在频域中的分布，其单位是J/Hz。功率谱密度则是功率信号的功率在频域中的分布，其单位是W／Hz。 22.周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组成的，这些谱线就是信号在各次谐波上的功率分量|Cn|2，称为功率谱，其单位为w。但若用δ函数表示此谱线。则它可以写成功率谱密度|C（f）|2δ（f-nf0）的形式。 23.确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相天函数。 24.自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。 25.能量信号的自相关函数R(O)等于信号的能量；而功率信号的自相关函数R(O)等于信
通信原理期末考试 1. （单选题）一个频带限制在0到fx以内的低通信号x（t），用fs速率进行理想抽样，若要不失真的恢复 x（t），低通滤波器带宽B与fx和fs关系满足（本题3.0分） 广A、B^2fx O B、B^fs lr C、fs毛f r D、fs-fx ^B^fx 2. （单选题）当信噪比一定时，双极性基带系统的误码率比单极 性（本题3.0分） A、高—J B、低du C、-样“ D、以上都不对 3. （单选题）设系统的码元传输速率为1000Baud,则该系统的频带利用率为：（本题3.0分） 2 Baud/Hz B、1 Baud/Hz
采用（本题3.0分） I I A、相干2ASK r i B、 非相干2ASK r C、非相干2FSK 疳D、相干2PSK 5.( 单选题）序列1100001000001的HDB3编码为：（本题3.0分）「〔A、+1-1000-1+1-100-10+1 口B、 +1-1000-1+1000+10-1 厂C、 -1+1000+1-1+100+10-1 ” D、 +1-10000+1000-10+1 6.( 单选题）设数字信号码元传输速率为,> 则基带传输系统的奈 奎斯特带宽等于（本题3.0分） l| A、B T=r S(Hz) 口B、 B T=r s/2(Hz) C B T=2r s(Hz) C、 r D、B T=4r s(Hz) 7. （单选题）给定传输带宽B T,采用理想低通传输系统与其它传输系统相比，具有（本题3.0分）
A、最小频带利用率,最大波形拖尾下降速率 O B、最小频带利用率,最小波形拖尾下降速率 1^—-I C、最大频带利用率,最大波形拖尾下降速率厂D、最大频带利用率，最小波形拖尾下降速率 8. （单选题）系统中编码的功能是（本题3.0分） A、二进制信号变为多进制信号 二! B、幅度连续信号变为幅度连续信号 □ C、模拟信号变为数字信号厂D、多进制信号变为二进制信号 9.（单选题）设系统的码元传输速率为1000Baud,则该系统的带 宽为：（本题3.0分） T A、 1000Hz 口B、 2000Hz 「C、3000Hz 厂D、4000Hz 10. （单选题）由信号的功率谱可知其为（本题3.0分） 町A、 低通信号 厂B、带通信号
1、已知一个4进制信号的码元速率为4800波特，则其对应的信息速率是( C ) A.4800bit/s B.2400bit/s C.9600bit/s D.14400bit/s 2、产生已抽样信号频谱混叠的原因是（ C ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、样值为301△，它属于A律13折线的（ B ） A.第5量化段 B.第6量化段 C.第7量化段 D.第8量化段 4、在同一条链路上可传输多路信号，利用的是各路信号之间的（ B ） A. 相似性 B.正交性 C. 一致性 D. 重叠 5、在光纤中采用的多路复用技术是（ C ） A.时分复用 B. 频分复用 C.波分复用 D. 码分复用 R=( ), 信1、在4进制系统中，每秒钟传递1000个4进制符号，此系统的码元速率 B R( ).( A ) 息速率 b A.1000Bd,2000b/s B.2000Bd,2000b/s C. 2000Bd,1000b/s D. 1000Bd,1000b/s 2、满足抽样定理时低通型信号的抽样频率应选为（ D ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、设模拟信号s(t)的幅度在[-2,2]v内均匀分布，对它进行奈奎斯特速率抽样，并均匀量化后， 编为2进制码。量化间隔为1/64v，需要多少量化电平数？（ D ） A.64 B.128 C.192 D.256 4、消息码为：1010001110001，对应的AMI码为：（ A ） A. +10-1000+1-1+1000-1 B. +10-00000-1+1000-1 C. -10+1000+1-1+1000-1 D. +10+1000-1-1+1000+1 5、PCM30/32的二次群速率为（ B ） A.64 kb/s B.8.448Mb/s C.384kb/s D.2.048Mb/s 2、产生已抽样信号频谱混叠的原因是（ C ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、均匀量化的PCM系统中，编码位数每增加1位，量化信噪比可增加（ C ）dB. A.2 B. 4 C. 6 D. 8 4、绝对码为：10010110，对应的相对码为：（ B ） A. 10100101 B.11100100 C. 11100110 D. 11000110 5、SDH采用的数字复接方法一般为（ B ） A.异步复接 B.同步复接 C.异步复接或同步复接 D.以上都不是 1、出现概率越__小__ 的消息，其所包含信息量越大； 2、模拟信号的数字化过程主要包括抽样、_量化 _和编码； 3、数字复接的方式主要有按位复接、按字复接和按帧复接； 4、为了减小相干载波的稳态相位误差，应减小带通滤波器带宽和增大锁相环的增益； 5、分组码（n,k）的编码效率为_ k/n ； 1、衡量数字通信系统可靠性的主要指标是___差错率； 2、模拟信号的数字化过程主要包括抽样、量化和编码； 3、数字复接的方式主要有按位复接、按字复接和按帧复接；
通信原理期末考试 1. ( 单选题 ) 一个频带限制在0到fx以内的低通信号x(t)，用fs速率进行理想抽样，若要不失真的恢复x(t)，低通滤波器带宽B与fx和fs关系满足________________(本题3.0分) A、B≥2fx B、B≥fs C、fs≥B≥fx D、fs-fx≥B≥fx 2. ( 单选题 ) 当信噪比一定时，双极性基带系统的误码率比单极性(本题 3.0分) A、高 B、低 C、一样 D、以上都不对 3. ( 单选题 ) 设系统的码元传输速率为1000Baud，则该系统的频带利用率为：(本题3.0分) A、2 Baud/Hz B、1 Baud/Hz
C、0.5 Baud/Hz D、0.25 Baud/Hz 4. ( 单选题 ) 二进制数字调制系统,若对抗噪声性能要求较高,应采用(本题3.0分) A、相干2ASK B、非相干2ASK C、非相干2FSK D、相干2PSK 5. ( 单选题 ) 序列1100001000001的HDB3编码为：(本题3.0分) A、+1-1000-1+1-100-10+1 B、+1-1000-1+1000+10-1 C、-1+1000+1-1+100+10-1 D、+1-10000+1000-10+1 6. ( 单选题 ) 设数字信号码元传输速率为,>则基带传输系统的奈奎斯特带宽等于(本题3.0分) A、B T=r S(Hz) B、B T=r S/2(Hz) C、B T=2r S(Hz) D、B T=4r S(Hz)
7. ( 单选题 ) 给定传输带宽B T,采用理想低通传输系统与其它传输系统相比,具有(本题3.0分) A、最小频带利用率,最大波形拖尾下降速率 B、最小频带利用率,最小波形拖尾下降速率 C、最大频带利用率,最大波形拖尾下降速率 D、最大频带利用率,最小波形拖尾下降速率 8. ( 单选题 ) 系统中编码的功能是(本题3.0分) A、二进制信号变为多进制信号 B、幅度连续信号变为幅度连续信号 C、模拟信号变为数字信号 D、多进制信号变为二进制信号 9. ( 单选题 ) 设系统的码元传输速率为1000Baud，则该系统的带宽为：(本题3.0分) A、1000Hz B、2000Hz C、3000Hz D、4000Hz 10. ( 单选题 ) 由信号的功率谱可知其为(本题3.0分) A、低通信号 B、带通信号
北京邮电大学高等函授教育、远程教育 《数字通信原理》综合练习题 一、填空题 1、模拟信号的特点是幅度（信号强度）的取值连续变化，数字信号的特点是幅度的取值离散变化。 2、模拟通信采用频分制实现多路通信，数字通信采用时分制 实现多路通信。 3、PAM 信号的幅度连续，时间离散，它属于模拟信号。 4、数字通信系统的主要性能指标有有效性__和可靠性两个方面。 5、A/D 变换包括抽样、量化和编码三步。 6、 D/A 变换包括译码和低通两步。 7、波形编码是对信号波形进行的编码（或根据语声信号波形的特点，将其转换为数字信号）。 8、参量编码是提取语声信号的一些特征参量对其进行编码。 9、抽样是将模拟信号在时间上离散化的过程，抽样要满足抽样定理。 10、量化是将PAM 信号在幅度上离散化的过程。 11、量化分为均匀量化和非均匀量化。 12、均匀量化量化区内（非过载区）的最大量化误差为=△/2；过载区内的最大量化误差为>△/2。 13、A 律压缩特性小信号时，随着A 的增大，信噪比改善量Q 提高；大信号时，随着A 的增大，信噪比改善量 Q 下降。 14、实现非均匀量化的方法有模拟压扩法和直接非均匀编解码法。 15、A 律压缩特性一般A 的取值为87.6。 16、线性编码是具有均匀量化特性的编码。 17、已知段落码可确定样值所在量化段的起始电平和量化间隔。 18、l =8的逐次渐近型编码器（即A 律13折线编码器），判定值共有127种，2a 的判定值为128△，3 a 的判定值为32△和512△，4a 的判定值为16△、64△、256△和1024△。 19、DPCM 是对相邻样值的差值（实际上DPCM 是对样值与过去的样值为基础得到的估值之间的差值进行量 化、编码的）进行编码的。 20、ADPCM 与DPCM 相比增加了自适应预测和自适应量化。 21、PCM30／32系统的帧周期为125μs ，l = 8时帧长度为256比特，l 秒传输8000帧。
通信原理期末考试试题及答案 一、填空题（总分24，共12小题，每空1分） 1、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。 2、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。 3、广义平均随机过程的数学期望、方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关。 4、一个均值为零方差为的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。 5、当无信号时，加性噪声是否存在？是乘性噪声是否存在？否。 6、信道容量是指：信道传输信息的速率的最大值，香农公式可表示为：。 7、设调制信号为f（t）载波为，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为，频域表达式为。 8、对最高频率为f H的调制信号m（t）分别进行AM、DSB、SSB调制，相应已调信号的带宽分别为 2f H、 2f H、 f H。 9、设系统带宽为W，则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。 10、PSK是用码元载波的相位来传输信息，DSP是用前后码元载波的相位差来传输信息，它可克服PSK的相位模糊缺点。 11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。 12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用 13 折线近似，律对数压缩特性采用15 折线近似。 二、简答题（总分18，共4小题） 1、随参信道传输媒质的特点？（3分） 答：对信号的衰耗随时间变化、传输的时延随时间变化、多径传播 2、简述脉冲编码调制的主要过程。(6分) 抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。 3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系？（6分） 最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻；对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定；图的阴影区的垂直高度，表示信号幅度畸变范围；图中央横轴位置对应判决门限电平；抽样时刻上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。 4、简述低通抽样定理。（3分） 一个频带限制在（0，f H）内的时间连续信号m(t)，如果以的时间间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定 2、设信息序列为100000000001100001，试编为AMI 码和HDB3码（第一个非零码编为+1），并画出相应波形。（6分） 1、已知调制信号载波为，分别画出AM、DSB、SSB（下边带）信号的频谱。（6分） 3、设发送数字信息为110010101100，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。(对2FSK信号,“0”对应T s=2T c，“1”对应T s=T c；其余信号T s=T c，其中T s为码元周期，T c为载波周期；对2DPSK信号，代表“0”、代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，代表“0”、代表“1”。)（8分） 四、（总分12分）现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms。计算： （1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。 解：解：（1）——（２分） （2）T s=0.1ms ，所以 ——（２分）（3）——（３分） （4）误比特率——（２分） 2小时传送的码元数为 误码率为：——（３分） 五、（总分12分）设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号m（t）的频带限制在5K H Z，而载波为100 K H Z，已调信号的功率为10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问： （1）该理想带通滤波器中心频率多大？（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？
通信原理复习资料 一、基本概念 第一章 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型 噪声源 数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点： （1） 抗干扰能力强，且噪声不积累 （2） 传输差错可控 （3 ）便于处理、变换、存储 （4 ）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5 ）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点： 更多精品文档 （1） 需要较大的传输带宽 （2） 对同步要求高 4、 通信系统的分类 模拟信息源 * 调制器 信 道编码 数 字 调 制 信 道 译 码 信 源 译 码 受信者
（1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3 ）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1 （4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （7 ）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的速度”可题。 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的质量”问题。 （1 ）模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。 （2 ）数字通信系统： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B :定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ） 信息传输速率R b :定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息 7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信 8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二讲制码元含1b的信息量；一个 M进制码元含有log z M比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有_________________________ 更多精品文档
4PSK和4ASK的MATLAB仿真 一、实验目的： 学会利用MATLAB软件进行4PSK和4ASK调制的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。 二、实验内容：利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。 （1）设二进制数字序列为0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0，编程产生4PSK调制信号波形。 （2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。 三、程序和实验结果： （1）4PSK程序 clf clc clear T=1; M=4; fc=1/T; N=500; delta_T=T/(N-1); input=[0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0] input1=reshape(input,2,7) t=0:delta_T:T for i=1:7 hold on if input1([1 2],i)==[0;0] u=cos(2*pi*fc*t);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[1;0] u=cos(2*pi*fc*t+2*pi/M);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[1;1] u=cos(2*pi*fc*t+4*pi/M);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[0;1] u=cos(2*pi*fc*t+6*pi/M);plot(t,u) end t=t+T end grid hold off 实验结果：
数字通信原理与技术（第四版） 西安电子科技大学出版社 复习笔记 第一章 我国主要采用欧洲的GSM系统 第四代移动通信系统 特点：1.传输速度更高2.通信服务多元化3.智能化程度更高4.良好的兼容性 关键技术：1.定位技术2.切换技术3.软件无线电技术4.智能天线技术 5.无线电在光纤中的传输技术 6.网络协议与安全 7.传输技术 8.调制和信号传输技术 “三网融合”趋势：电信网，计算机网，有线电视网 一般意义上的通信是指由一地向另一地进行消息的有效传递。 通信从本质上来讲是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将有用的信息无失真、高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。 通信中工作频率与工作波长可互换：公式为λ=c/f，λ工作波长，f工作频率，c光速 基带传输：不采用调制频带传输：采用调制 脉冲数字调制：APC-自适应可预测编码LPC-线性可预测编码 通信方式： 1.按消息传送的方向与时间分 单工通信：单方向传输。广播 半双工通信：不能同时收和发。对讲机、收发报机 全双工通信：可同时双向传输信息。普通电话、各种手机 2.按数字信号排序分 串序传输：代表信息的数字信号序列按时间顺序一个接一个在信道传输 并序传输：分割成两路或以上的序列同时在信道传输 3.按通信网络形式分 点到点通信方式、点到多点通信（分支）方式、多点到多点通信（交换）方式 通信必有三个部分：发送端、接收端、信道 模拟通信系统两种变换： 1.把连续消息变换成电信号（发端信息源完成）和把电信号恢复成最初的连续信号（收端受信者完成） 2.将基带信号转换成其频带适合信道传输的信号，由调制器完成；在接收端经过相反的变换，由解调器完成 已调信号三个基本特性： 1.携带有信息 2.适合在信道中传输 3.具有较高频率成分 数字通信系统：信道中传输数字信号的系统 数字频带传输通信系统 在数字通信中，称节拍一致为“位同步”或“码元同步”； 称编组一致为“群同步”或“帧同步”。