1 求如图1所示的对称周期矩形信号的傅立叶级数（三角形式与指数形式）。
图1
2 求如图2所示的半波余弦信号的傅立叶级数。若10E V =，10f kHz =大致画出幅度谱。
4
4
-
T -T
图2
3求如图
3所示锯齿脉冲和单周脉冲的傅立叶变换。
图3
4 若已知[()]()F f t F w =，利用傅立叶变换的性质确定下列信号的傅立叶变换。 (1) (2)tf t (2) (2)()t f t - (3) (1)f t - (4) ()
df t t dt
(5) (25)f t - 5 确定下列信号的最低抽样率与奈奎斯特间隔 （1）(100)Sa t
（2）(100)(50)+Sa t Sa t （3）2
(100)(60)+Sa t Sa t
6 求如图4所示的周期全波余弦信号的傅立叶级数和傅立叶变换，并画出它们的频谱图
t
12
-
12
图4
7 求如图5中所示()F ω的傅立叶逆变换()f t
ω0
ω-
图5
8 若系统函数1
()1
H j ωω=
+，激励为周期信号()sin sin(3)e t t t =+，试求响应()r t ，讨论经传输是否引起失真。
习题三 1. 2. 一个AM 信号具有如下形式： ()[]202cos300010cos6000cos2c s t t t f t πππ=++ 其中5 10c f =Hz ； （1） 试确定每个频率分量的功率； （2） 确定调制指数； （3） 确定边带功率、全部功率，以及边带功率与全部功 率之比。 解：（1）试确定每个频率分量的功率 ()[]202cos300010cos 6000cos 220cos 2cos 2(1500)cos 2(1500)5cos 2(3000)5cos 2(3000)c c c c c c s t t t f t f t f t f t f t f t ππππππππ=++=+++-+++- ()s t 的5个频率分量及其功率： 因为： 所以，20cos 2c f t π：功率为200w ；cos2(1500)c f t π+：功率为0.5w ；cos2(1500)c f t π-：功率为0.5w ；5cos2(3000)c f t π+:功率为12.5w ；5cos2(3000)c f t π-:功率为12.5w 。 （2）确定调制指数 ()[][]202cos300010cos 6000cos 22010.1cos30000.5cos 6000cos 2c c s t t t f t t t f t ππππππ=++=++ 对比: 因此 ()0.1c o s 30000.5c o s 6000m t t t ππ=+ 利用式： 有： ()m a x 0.6AM m t β==???? （3）确定边带功率、全部功率，以及边带功率与全部功 ()() 2cos cos cos cos αβαβαβ?=++-[]()1()cos2AM c c s t A m t f t π=+
通信原理复习题 一、单项选择题 1．数字通信相对于模拟通信具有（ B ）。 A．占用频带小Ｂ．抗干扰能力强C．传输容量大Ｄ．易于频分复用 2．以下属于模拟信号是（ A ）。 A．PAM信号Ｂ．PCM信号C．⊿M信号Ｄ．DPCM信号 3．以下信号属于模拟信号的是（ B ）。 A．PCM信号B．PAM信号C．⊿M信号D．DPCM信号 4．以下属于数字信号是（ D ）。 A．PAM信号Ｂ．PDM信号C．PPM信号Ｄ．PCM信号 5．对于M进制的离散消息源消息源，其平均信息量最大时的概率分布为（ A ）。 A．均匀分布B．正态分布C．瑞利分布D．指数分布 6．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于频带传输方式的是（C ）。 A．PAM传输方式B．PCM传输方式C．PSK传输方式D．⊿M传输方式 7．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于基带传输方式的是（ B ）。 A．PSK传输方式B．PCM传输方式 C．QAM传输方式 D．SSB传输方式 8．按信号特征通信系统可分为模拟和数字通信系统，以下为数字通信系统的是（ D ）。 A．采用PAM方式的通信系统B．采用SSB方式的通信系统 C．采用VSB方式的通信系统D．采用PCM方式的通信系统 9．在数字通信系统中，传输速率属于通信系统性能指标中的（ A ）。 A．有效性B．可靠性C．适应性D．标准性 10．以下属于码元速率单位的是（ A ）。 A．波特B．比特C．波特/s D．比特/s 11．在模拟通信系统中，传输带宽属于通信系统性能指标中的（ B ）。 A．可靠性B．有效性 C．适应性 D．标准性 12．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 13．若采用空间分集技术，抗选择性衰落较差合并方式为（A ）。 A．最佳选择方式Ｂ．最大功率合并方式C．最小色散合并方式Ｄ．最大信噪比合并方式14．以下属于恒参信道的是（ D ）。 A．微波对流层散射信道B．超短波电离层散射信道 C．短波电离层反射信道D．微波中继信道 15．改善恒参信道对信号传输影响的措施是（C ）。 A．采用分集技术B．提高信噪比C．采用均衡技术D．降低信息速率 16．随参信道所具有的特点是（ D ）。 A．多经传播、传输延时随时间变化、衰落 B．传输损耗随时间变化、多经传播、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、传输延时不随时间变化、多经传播 17．根据信道的传输参数的特性可分为恒参信道和随参信道，恒参信道的正确定义是（B ）。A．信道的参数不随时间变化B．信道的参数不随时间变化或随时间缓慢变化 C．信道的参数随时间变化D．信道的参数随时间快速变化 18．以下信道属于随参信道的是（ B ）。 A．电缆信道B．短波信道C．光纤信道D．微波中继信道 19．调制信道的传输特性不好将对编码信道产生影响，其结果是对数字信号带来（B ）。 A．噪声干扰B．码间干扰C．突发干扰D．噪声干扰和突发干扰
通信原理试卷一及答案 一、填空题（每空1分，共20 分） 1、随机过程X （t ）的自相关函数,则其均值为 ，方差 为 ，平均功率为 。 2、多径传播对传输信号的影响有：（1）使载波信号变成了包络和相位受到调制的窄带信号（即衰落信号）；（2） ； （3） 。 3、调制信号是幅度为的单音信号，，则已调波DSB 发送信号功率为 。 4、对于正在运行的FM 系统，若调制信号幅度增大，则频偏 、 所需传输的带宽 。 5、若将f （t ）先 而后使它对载波进行FM 即得PM 。 6、在模拟调制系统AM 、DSB 、SSB 、VSB 和FM 中，调制效率最低的是 。抗干扰能力最强的是 。 7、数字信号的码元时间长度为1ms ，如果采用八电平传输，信息速率是 。 8、16ASK 信号的带宽是2ASK 信号带宽的 倍。 9、在模数转换中，实际的抽样有两种基本形式，即 和 。 10、在能够消除码间干扰的二元数字基带传输系统中，若传输带宽为3KHz ，滚 降残留谱宽度为1KHz ，则对应的奈氏带宽为 KHz ，传输速率= bit/s. 11、一码长n=7的汉明码，监督位r= ，编码效率= 。 12、对输入信号S(t)采用匹配滤波器进行最佳接收，该匹配滤波器的单位冲击响应h(t) 为 。 二、名词解释（5小题，每小题3分，共15分） 1、GMSK 2、误码率 3、门限效应 4、数字基带信号 5、匹配滤波器 τ τ-+=e R X 1)()(t m m A m A f ?b R
三、简答题（3小题，每小题4分，共12分） 1、简述线性调制和非线性调制的概念。 2、简述消除码间干扰的方法。 3、简单比较ASK 、FSK 、PSK （DPSK ）系统相干解调时的性能。 四、均值为0，自相关函数为 的高斯噪声 ，通过传输特性为 （A 、B 为常数）的线性网络，试求： （1）输入噪声的一维概率密度函数；（4分） （2）输出噪声的一维概率密度函数；（4分） （3）输出噪声功率；（2分） 五、某调制方框图如图1（b ）所示。已知的频谱如图1（a ），载频，，且理想低通滤波器的截止频率为，试求输出信号的时域表达式，并说明为何种已调制信号。（共12分） 图1 六、若采用2ASK 方式传送二进制数字信息。已知发送端发出的信号振幅为5V ， 输入接收端解调器的高斯噪声功率，今要求误码率。 试求：非相干接收时，由发送端到解调器输入端的衰减应为多少？（6分） （注：非相干接收时） 七、设二进制基带系统的分析模型如图2所示，现已知 试求：（1）画出传输特性的波形；（4分） （2）求该系统最高码元传输速率及相应码元间隔 。（4分） ()m t 21ωω<<1H ωω>1ω()s t ()s t 212 310n W σ-=?410e p -=/4 1 2r e p e -=00 0(1cos ),||()0,H else πτωτωτω? +≤?=? ??()H ωB R s T
【 例3 一1 】某通信系统发送部分框图如图3 一9 ( a )所示，其中载频 3c ω>>Ω,()1m t 和()2m t 是要传送的两个基带调制信号，它们的频谱如图3 一9 ( b )所示。 ( 1 )写出合成信号m ( t )的频谱表达式，并画出其频谱图。 ( 2 )写出已调波s( t )的频域表达式，并画出其频谱图。 ( 3 )画出从s( t )得到()1m t 和()2m t 的解调框图。 解：( 1 )由图3 一9 ( a )知：()()()12cos2m t m t m t t =+Ω 其对应的频谱表达式为()()()()1221 222M M M M ω=ω+ω+Ω+ω-Ω???? 频谱图如图3-10（a ）所示。 ( 2 )由图3 一9 ( a )知 ()()()()()()()()()1212122cos cos 2cos cos cos 2cos 11 cos cos(2)cos(2)22 c c c c c c c s t m t t m t m t t t m t t m t t t m t t m t t m t t =ω=+Ωω????=ω+Ωω=ω+ω+Ω+ω-Ω s( t )频谱表达式为 ()()()()()()()1122221 21 22224c c c c c c S M M M M M M ω= ω+ω+ω-ω??? ?+ω+ω+Ω+ω-ω-Ω+ω+ω-Ω+ω-ω+Ω??? ? 其频谱图如图3-10 ( b )所示。
( 3 )解调框图如图3-11 所示。 【例3 一2 】图3 一12 是对DSB 信号进行相干解调的框图。图中n ( t )是均值为O 、双边功率谱密度为n 0／2 的加性高斯白噪声，本地恢复的载波和发送载波有固定的相位差 。求该系统的输出信噪比。 S 解：( 1 )求输出信号的功率 经乘法器输出的信号分量为
第二章 2-1 试证明图P2-1中周期性信号可以展开为 （图略） 04(1)()c o s (21)21n n s t n t n ππ∞ =-=++∑ 证明：因为 ()() s t s t -= 所以 000022()cos cos cos 2k k k k k k kt kt s t c c c kt T πππ∞ ∞∞ ======∑∑∑ 101()00s t d t c -=?=? 1 1112 21111224()cos ()cos cos sin 2 k k c s t k tdt k tdt k tdt k πππππ----==-++=???? 0,24(1)21(21)n k n k n n π=??=?-=+?+? 所以 04(1)()cos(21)21n n s t n t n ππ∞ =-=++∑ 2-2设一个信号()s t 可以表示成 ()2c o s (2)s t t t πθ=+-∞<<∞ 试问它是功率信号还是能量信号，并求出其功率谱密度或能量谱密度。 解：功率信号。 22 ()cos(2)sin (1)sin (1)[]2(1)(1)j ft j j s f t e dt f f e e f f τπττθθπθτ πτπτπτπτ ---=+-+=+-+? 21()lim P f s τττ→∞= 2222222222sin (1)sin (1)sin (1)sin (1)lim 2cos 24(1)(1)(1)(1)f f f f f f f f ττπτπτπτπτθπτπτπτ→∞-+-+=++-+-+ 由公式
22sin lim ()t xt x tx δπ→∞= 和 s i n l i m ()t xt x x δπ→∞= 有 ()[(1)][(1)]44 1[(1)(1)]4P f f f f f π πδπδπδδ=-++=++- 或者 001()[()()]4 P f f f f f δδ=-++ 2-3 设有一信号如下： 2e x p ()0 ()00t t x t t -≥?=?
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2n σ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：)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 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，μ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
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
一填空题(每空1 分，共20 分) 1：调制信道根据信道传输函数的时变特性不同，可分为（）和（）两类。 2：信道容量是指（） 3: 扩频的主要方式有（）和（）。 4:随机过程的数字特征主要有：（）,（）和（）。 5:稳随机过程的自相关函数与其功率谱密度是（）变换关系。 6:平稳随机过程自相关函数与（）有关。 7:随参信道的传输媒质的三个特点分别为（）、（）和（）。8:消息中所含信息量I与出现该消息的概率P(X)的关系式为（），常用的单位为（）。 9:卷积码的译码方法有两类：一类是（），另一类是（）。 10:模拟信号是利用（）、（）和（）来实现其数字传输的。 二简答题(每题5 分，共25 分) 1、抗衰落技术有哪些。 2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 3、随参信道对所传信号有何影响？如何改善？ 4、什么是复用技术？主要类型有哪些？复用与多址技术二者有何异同？ 5、在模拟信号数字传输中，为什么要对模拟信号进行抽样、量化和编码？ 三画图题(每题5 分，共5 分) 已知信息代码为：1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0，请就AMI码、HDB3码、Manchester码三种情形， (1)给出编码结果； (2)画出编码后的波形； 四计算题(每题10 分，共50 分) 1、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。 2、下图中示出了一些基带传输系统的总体传输特性，若要以2000波特的码元速率传输，请问哪个满足抽样点无码间干扰的条件？
一、填空 1、单音调制时，幅度A不变，改变调制频率Ωm，在PM中，其最大相移△θm 与Ωm_______关系，其最大频偏△?m与Ωm__________；而在FM，△θm与Ωm________,△?m与Ωm_________。 1、在载波同步中，外同步法是指____________________，内同步法是指 ________________________。 2、已知一种差错控制编码的可用码组为：0000、1111。用于检错，其检错能力 为可检；用于纠正位错码；若纠一位错，可同时检查错。 3、位同步信号用于。 1．单边带信号产生的方式有和。 2．设调制信号的最高频率为f H ，则单边带信号的带宽为，双边带信号的带宽为，残留边带信号的带宽为。 3．抽样的方式有以下2种：抽样、抽样，其中没有频率失真的方式为抽样。 4．线性PCM编码的过程为，，。 5．举出1个频分复用的实例。 6．当误比特率相同时，按所需E b /n o 值对2PSK、2FSK、2ASK信号进行排序 为。 7、为了克服码间串扰，在___________之前附加一个可调的滤波器；利用____________的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。 1、某数字传输系统传送8进制信号，码元速率为3000B，则该系统的信息速 率为。 2、在数字通信中，可以通过观察眼图来定性地了解噪和对系统性 能的影响。 3、在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不 上信号的变化，形成很大失真的阶梯电压波形，这样的失真称 为。 4、为了防止二进制移相键控信号在相干解调时出现“倒π”现象，可以对 基带数字信号先进行，然后作BPSK调制。 1、通信系统的性能指标主要有和，在模拟通信系统中前者用有效传输带宽衡量，后者用接收端输出的衡量。 2、对于一个数字基带传输系统，可以用实验手段通过在示波器上观察该系统
通信原理试卷一 1、如果系统满足理想低通传输特性,则频带利用率可以达到: a、1B/Hz b、1bit/Hz c、2B/Hz d、2bit/Hz 2、一个均值为零的平稳高斯窄带噪声,它的包络一维分布服从 a、高斯分布 b、均匀分布 c、瑞利分布 d、莱斯分布 3、模拟信号解调的“门限效应”有可能出现在_________信号的解调中: a、DSB b、AM c、PM d、SSB 4、发端发送纠错码,收端译码器自动发现并纠正错误,传输方式为单向传输,这种差错控制的工作方式被称为: a、FEC b、ARQ c、IF d、HEC 5、在“0”、“1”等概率出现情况下,以下哪种码能够直接提取位同步信号: a、单极性不归零码 b、双极性归零码 c、单极性归零码 d、双极性不归零码 6、无码间串扰的基带系统传输双极性信号时,误码率与信噪功率比ρ的关系为 a 、 b 、 c 、 d 、 7、平稳随机过程协方差函数C(τ)与自相关函数R(τ)与均值m的关系为: a 、 b 、 c 、 d 、 8、以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号,仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的就是。 a、自然抽样 b、曲顶抽样 c、理想抽样 d、平顶抽样 9、由发送端发送专门的同步信息,接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的方法,被称为: a、外同步法 b、自同步法 c、位同步法 d、群同步法 10、连贯式插入法中的群同步保护,在维持态时通常要求: a、判决门限提高,漏同步概率提高 b、判决门限降低,漏同步概率提高 c、判决门限提高,漏同步概率降低 d、判决门限降低,漏同步概率降低 11、设x(t)为调制信号,调相波的表示式为:,则PM调制方式的瞬时角频率偏差为: a 、 b 、 c 、 d 、 12、码长ｎ=7的汉明码,监督位应就是: a、2位 b、3位 c、4位 d、5位 13、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: a、1bit b、2 bit c、3 bit d、4 bit
通信原理作业 姓名：李士锦 班级：通信111班 学号： 20127053
3GPP长期演进（LTE）技术原理 摘要：第三代移动通信（3G）技术是当前主流无线通信技术之一。在诸多3G 技术标准中，又以3GPP制定的标准最具影响力。近几年来，WCDMA、TD-SCDMA、HSPA等各种系统已经逐步在全球大规模部署。同时3GPP又启动了LTE、HSPA+、LTE-Advanced等长期标准演进项目。而LTE作为一个即将被广泛应用的通信标准，势必会成为我国通信产业界关注的焦点。 关健词： LTE 、TD-LTE、OFDM、 引言 LTE（Long Term Evolution）是3GPP在“移动通信宽带化”趋势下，为了对抗WiMAX等移动宽带无线接入技术的市场挑战。LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。 1、背景与概述 1.1 什么LTE 2004年底，正当人们惊讶于全球微波接入互操作（WiMAX）技术的迅猛崛起时，第三代合作伙伴计划(3GPP)也开始了通用移动通信系统技术（UMTS）的长期演进（LTE）项目。这项技术和3GPP2的UMB技术被统称为E3G。由于这种技术已经具有某些第四代通信技术的特征，甚至可以被看作“准4G”技术，为了能和可以支持20MHz带宽的WiMAX技术相抗衡，LTE也必须将最大系统带宽从5MHz扩展到20MHz。为此，3GPP不得不放弃长期采用的CDMA技术，选用 OFDM/FDMA技术。 1.2、LTE项目启动的背景 1.2.1 移动通信与宽带无线接入技术的融合 3GPP启动LTE项目的表面原因是应对WiMAX标准的市场竞争，但是其深层原因是移动通信与BWA技术的融合。BWA早期定位于有线宽带接入技术的替代，其发展经历了从固定局域接入向游牧城域接入，再向广域移动接入的发展历程，体现了明显的“宽带接入移动化”的趋势。与此同时，移动通信技术也向能够提供
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
习题1 1．1 已知某班级40名学生进行完全随机的排序，试求“张明排名在第十名之后”的信息 量是多少？“张明排名在第十六名到第二十名之间”的信息量又是多少？ 解：根据式（1-1），可得 )(log )) (1 ( log x P x P I -== 因为张明排名10名后的概率为3/4，张明排名16~20之间的概率为1/8，故两者的信息量分别为（对数以2为底，得出的信息量单位为比特）。 ) (415.075.0log )(log 2121bit x P I ≈--=＝ ) (3125.0log )(log 2222bit x P I ＝＝--= 1．2 已知某信源以不同概率发送四种符号ABCD ，其中符号A 出现概率为60%，B 出现概 率为25％，C 为10％，D 为5％。试计算四种符号出现的信息量分别是多少，整个信源的平均信息量是多少？ 解：由式（1-1），可知四种符号出现的信息量分别为 bit I bit I bit I bit I D C B A 322.405.0log 322.31.0log 225.0log 737.06.0log 2222≈-=≈-==-=≈-= 由式（1-3），信源的平均信息量为 H(x)= bit x P x P m i i i 4905.105.0322.41.0322.325.026.0737.0)] )(1 ()([1 log =????∑=＋＋＋＝ 1．3 某信源用每秒3000个的速率发送十六进制的码元。如果要保持其传输比特速率不变，改用八进制的码元，则其码元速率应达到多少？ 解：因为4 216=，故每一个16进制的码元，其平均信息量为4比特。这样，信源的信息速率为4×3000＝12000比特/秒。改用八进制码元，每个8进制码元信息量为3比特，因此需要每秒钟传输12000/3=4000个码元。 1．4 某信源每秒发送2500个码元。若要求其误码元率不超过百万之分一，试求在一小时 内，该信源发送的码元错误不能超过多少个？ 解：每小时信源发送的码元为2500×3600＝900万个。要求误码率不超过百万分之一，故一小时中的码元错误不能超过9个。 1．5 以下两个信号，哪一个更接近基带信号，哪一个更接近带通信号？
电子科技大学2015-2016学年第 1 学期期 中 考试 A 卷 课程名称： 通信原理 考试形式：开卷考试 考试日期： 2015年10月 29 日 考试时长：90分钟 本试卷试题由 六 部分构成，共 5 页。 一、选择与填空（共20分，共 10题，每题 2分） 1、 频带利用率是数字通信系统的（ A ）指标。 （A ）有效性 （B ）可靠性 （C ）适用性 （D ）可实现性 2、某AWGN 信道带宽为50 MHz ，信号噪声功率比为30 dB 。则根据香农公式，该信道容量约为（ D ）。 （A ）40 Mbit/s （B ）130 Mbit/s （C ）150 Mbit/s （D ）500 Mbit/s 3、要无失真传输某信号，信道传递函数需满足的条件是（ D ）。 （A ）幅频响应和相频响应均为常数 （B ）幅频响应和相频响应的乘积为常数 （C ）幅频响应或相频响应的导数为常数 （D ）幅频响应和相频响应的导数都为常数 4、在已调信号带宽相同的情况下，基带信号带宽最宽的是（ B ）信号。 （A ）AM （B ）SSB （C ）DSB （D ） FM 5、在模拟信号传输中，调制效率是指（ C ）。 （A ）传输信号中直流信号功率与交流信号功率之比 （B ）传输信号中载波信号功率与边带信号功率之比 （C ）传输信号中信息携带信号的功率与传输信号总功率之比 （D ）传输信号功率与噪声功率之比 6、设信号功率为 1 mW ，噪声功率为100 nW ，则信噪比(S /N )的dB 值是 40 dB 。 7、基带信号()cos m m m t A t ω=对载波作100%的幅度调制，则常规AM 系统、DSB-SC 系统与SSB 系 统的解调增益分别为 、 2 和 1 。 8、对于4PAM 信号和16PAM 信号， 4PAM 具有较好的抗干扰性能， 16PAM 具有较好的频谱效率。 9、某十六进制数字基带系统符号速率为2400 Baud ，则该系统的比特速率为 9600 bit/s 。 10、当“0”、“1”码等概率出现时，在单极性NRZ 信号、双极性NRZ 信号、单极性RZ 信号和双极性 RZ 信号中，具有多条离散谱线的信号是 单极性RZ 。 二、（共15分）已知某AM 模拟调制系统中，信号表达式()[]106cos4000cos2AM c s t t f t ππ= +。
第二部分通信原理重要部件实验 实验1 抽样定理及其应用实验 一、实验目的 1．通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解； 2．通过PAM调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点； 3．学习PAM调制硬件实现电路，掌握调整测试方法。 二、实验仪器 1．PAM脉冲调幅模块，位号：H（实物图片如下） 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G（实物图片见第3页） 3．20M双踪示波器1台 4．频率计1台 5．小平口螺丝刀1只 6．信号连接线3根 三、实验原理
抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。 通常，按照基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制分为脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PDM）和脉位调制（PPM）。虽然这三种信号在时间上都是离散的，但受调参量是连续的，因此也都属于模拟调制。关于PDM和PPM，国外在上世纪70年代研究结果表明其实用性不强，而国内根本就没研究和使用过，所以这里我们就不做介绍。本实验平台仅介绍脉冲幅度调制，因为它是脉冲编码调制的基础。 抽样定理实验电路框图，如图1-1所示。 本实验中需要用到以下5个功能模块。 1．DDS信号源：它提供正弦波等信号，并经过连线送到“PAM脉冲调幅模块”，作为脉冲幅度调制器的调制信号。P03测试点可用于调制信号的连接和测量；另外，如果实验室配备了电话单机，也可以使用用户电话模块，这样验证实验效果更直接、更形象，P05测试点可用于语音信号的连接和测量。 2．抽样脉冲形成电路模块：它提供有限高度，不同宽度和频率的的抽样脉冲序列，并经过连线送到“PAM脉冲调幅模块”，作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲。P09测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。该模块提供的抽样脉冲频率可调，占空比为50 0/0。（调节方法参见实验5） 3．PAM脉冲调幅模块：它采用模拟开关CD4066实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时，模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开，无信号输出。因此，本模块实现的是自然抽样。在32TP01测试点可以测量到已调信号波形。 调制信号和抽样脉冲都需要外接连线输入。已调信号经过PAM模拟信道（模拟实际信道的惰性）的传输，从32P03铆孔输出，它可能会产生波形失真。 PAM模拟信道电路示意图如图1-2所示，32W01（R1）电位器可改变模拟信道的传输特性，当R1C1=R2C2时，PAM已调信号理论上无失真。 4．接收滤波器与功放模块：接收滤波器低通带宽有2.6KHZ和5KHZ两种，分别由开关
1.1人体对音调高低的感觉与声音频率是什么关系？ 声音音调高低决定于发声体振动的频率。频率越大，声调越高；频率越小，声调也就越低！ 1.2人对声音频率的相应范围？ 20HZ----20KHZ 1.3人对哪些声音频率最敏感？ 人耳对1000Hz的声音最敏感，而且对高频声比对低频声的灵敏性要好。 2.1视频信号的频谱有什么特点？ 音频信息时间上的离散化和图像信息空间位置的离散化。 音频信息电平值和图像灰度值的离散化。 2.2 在我国采用的模拟电视制式中，视频信号的带宽是多少？ PAL制是将两个色差信号对频率为4.43MHz，NTSC制是将两个色差信号对频率为3.58MHz，在无线电频谱中48～958MHz的频率范围被划分为五个频段 Ⅰ频段：为电视广播的1～5频道（48.5～92MHz） Ⅱ频段：为调频广播和通信专用 Ⅲ频段：为电视广播的6～12频道（167～223MHz） Ⅳ频段：为电视广播的13～24频道（470～566MHz） Ⅴ频段：为电视广播的25～68频道（606～958MHz） 2.3彩色信号的频谱是如何分布的？ 彩色电视系统是按照三基色的原理设计和工作的。三基色包括：红色、绿色和蓝色（RGB） 混色方法：单位面积上存在三个RGB像元点，每个点独立发光，由于发光点很小，在一定距离观看时，人眼会看到的是三原色的混合色。 3.彩色电视机传输信号的特点是？与黑白电视是如何兼容的？ 早期为了保护黑白电视机的用户权益，彩色电视信号传送的并非RGB颜色分量，而是一个亮度和两个色差分量。
电视视频基带内传输图像的复合信号。黑白电视的全电视信号包括：扫描逆程期间的行(水平)、场(垂直)扫描同步和消隐信号、扫描正程时间的黑白亮度信号。其中同步信号使收发的扫描同步，以保证接收图像的稳定重现；消隐信号用来消除回扫亮线干扰；黑白亮度信号供黑白或彩色电视机接收黑白电视图像。彩色电视的全电视信号除有同于黑白电视的内容外，还有色同步信号和色度信号。其中色同步信号在扫描逆程期间传送，在NTSC制和PAL制中,它提供接收解码器所需色副载波的频率和相位基准，在SECAM制中，它作为行顺序识别信号。色度信号在扫描正程期间和黑白亮度信号同时传送，它占用视频基带的高频端少部分。经解调得到两个色差信号，黑白亮度信号占用视频基带自低频以上的大部分，除供黑白电视机接收黑白图像，还和两个色差信号一起进入矩阵网络，还原成红、绿、蓝三基色信号，放大后送到彩色显像管显示彩色图像。 兼容的必备条件 (1) 所传送的彩色电视信号中应有亮度信号和色度信号两部分。亮度信号包含了彩色图像的亮度信息，它与黑白电视机的图像信号一样，能使黑白电视机接收并显示出无彩色的黑白画面；色度信号包含了彩色图像的色调与饱和度等信息，被彩色电视机接收后，与亮度信号一起经过处理后显示出彩色画面。另外，彩色电视机接收到黑白电视信号后，也能显示出与黑白电视机基本相同的图像。 (2) 彩色电视信号通道的频率特性应与黑白电视通道频率特性基本一致。应该有相同的频带宽度、图像载频和伴音载频。图像和伴音的调制方式应黑白电视系统相同，且频道间隔相同(8MHz)。 (3) 彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫描频率，相同的辅助信号及参数。 (4) 应尽可能地减小黑白电视机收看彩色节目时所受到（彩色信号的）干扰，以及彩色电视中色度信号对亮度信号的干扰。在以上各条中，要实现扫描方式和扫描频率一致、具有相同的图像及伴音载频相对较容易。困难的是如何形成亮度与色度信号；如何保证彩色与黑白电视具有相同的频带宽度，并尽可能地在减少干扰的情况下传送这些信号。 4.数据通信业务对视频通信业务相比有哪些特点？ 数据业务比其它通信业务拥有更为复杂、严格的通信规程或协议；数据业务相对于视音频业务实时性要求较低，可采用存储转发交换方式工作；数据业务相对于视音频业务差错率要求较高，必须采取严格的差错控制措施；数据通信是进程间的通信，可在没有人的参与下自动完成通信过程。 5.多媒体通信业务对通信网有哪些特殊要求？ 1.具有足够的传输带宽，对信息采取必要的压缩措施； 2.支持实时传输特性； 3.支持点到点、点到多点和广播方式通信； 4.支持对称和不对称方式连接； 5.在一次呼叫过程中可修改连接的特性； 6.呼叫过程中可建立和释放一个或多个连接，多个连接间应保持一定的同 步关系。 1.试比较同步时分复用信号与统计时分复用信号的不同的？ 统计时分复用利用公共信道“时隙”的方法与传统的时分复用方法不同，传统的时分复用接入的每个终端都固定地分配了一个公共信道的一个时隙，是对号入座的，不管这个终端是否正在工作都占用着这个时隙，这就使时隙常常被浪
【例3 一1 】某通信系统发送部分框图如图3 一9 ( a )所示，其中载频3 c ω>>Ω,() 1 m t和() 2 m t是要传送的两个基带调制信号，它们的频谱如图3 一9 ( b )所示。 ( 1 )写出合成信号m ( t )的频谱表达式，并画出其频谱图。 ( 2 )写出已调波s( t )的频域表达式，并画出其频谱图。 ( 3 )画出从s( t )得到() 1 m t和() 2 m t的解调框图。 解：( 1 )由图3 一9 ( a )知：()()() 12 cos2 m t m t m t t =+Ω 其对应的频谱表达式为()()()() 122 1 22 2 M M M M ω=ω+ω+Ω+ω-Ω ?? ?? 频谱图如图3-10（a ）所示。 ( 2 )由图3 一9 ( a )知 ()() ()() ()() ()()() 12 12 122 cos cos2cos cos cos2cos 11 cos cos(2)cos(2) 22 c c c c c c c s t m t t m t m t t t m t t m t t t m t t m t t m t t =ω =+Ωω ?? ?? =ω+Ωω =ω+ω+Ω+ω-Ω s( t )频谱表达式为
() ()()()()()()1122221 21 22224c c c c c c S M M M M M M ω= ω+ω+ω-ω??? ?+ω+ω+Ω+ω-ω-Ω+ω+ω-Ω+ω-ω+Ω??? ? 其频谱图如图3-10 ( b )所示。 ( 3 )解调框图如图3-11 所示。 【 例3 一2 】图3 一12 是对DSB 信号进行相干解调的框图。图中n ( t )是均值为O 、双边功率谱密度为n 0／2 的加性高斯白噪声，本地恢复的载波和发送载波有固定的相位差θ。求该系统的输出信噪比。