通信原理第4章-信道
- 格式:ppt
- 大小:3.48 MB
- 文档页数:41
第四章 模拟调制学习指导4.1.1 要点模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。
1. 幅度调制幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度,使之随调制信号作线性变化的过程。
在时域上,已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化;在频谱结构上,它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。
由于这种平移是线性的,因此,振幅调制通常又被称为线性调制。
但是,这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。
事实上,任何调制过程都是一种非线性的变换过程。
幅度调制包括标准调幅(简称调幅)、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。
如果调制信号m (t )的直流分量为0,则将其与一个直流量A 0相叠加后,再与载波信号相乘,就得到了调幅信号,其时域表达式为[]()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω),则调幅信号的频谱为[][]AM 0c c c c 1()π()()()() (4 - 2)2S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+++- 调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。
上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。
由波形可以看出,当满足条件|m (t )| A 0 (4-3)时,其包络与调制信号波形相同,因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。
否则,出现“过调幅”现象。
这时用包络检波将发生失真,可以采用其他的解调方法,如同步检波。
调幅信号的一个重要参数是调幅度m ,其定义为[][][][]00max min 00max min()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++ AM 信号带宽B AM 是基带信号最高频率分量f H 的两倍。
AM 信号可以采用相干解调方法实现解调。
第4章信道一、选择题恒参信道的相频失真,对模拟通话质量影响()。
A.很大B.不显著C.显著D.不存在【答案】B【解析】恒参信道的相频失真,对语音信号影响不大,对视频信号影响大。
二、填空题1.根据信道特性参数随时间变化的快慢,可将信道分为______和______信道。
【答案】恒参信道;随参信道【解析】信道特性随时间变化的信道称为随参信道;信道特性基本上不随时间变化,或变化极慢极小的信道称为恒参信道。
2.调制信道分为______和______,短波电离层反射信道属于______信道。
【答案】恒参信道;随参信道;随参【解析】按照调制信道模型,信道可以分为恒参信道和随参信道两类。
短波电离层反射信道的特性随随时间、季节和年份不断变化,故其属于随参信道。
3.理想恒参信道的冲激响应为______。
【答案】h (t )=kδ(t -t d )【解析】理想恒参信道的幅频特性和相频特性为|()|()d H kt ωϕωω=⎧⎨=-⎩故恒参信道的传输函数为()()|()|d j t j H H e ke ωϕωωω-==根据傅里叶变换可知其冲激响应为(t)(t t )d h k δ=-4.调制信道的定义范围从______至______。
【答案】调制器输出端;解调器输入端【解析】调制器输出端至解调器输入端的范围被定义为调制信道。
5.信号在随参信道中传输时,产生频率弥散的主要原因是______。
【答案】多径效应【解析】信号的多径传播造成了信道的时间弥散性,产生了频率选择性衰落。
6.某电离层反射信道的最大多径时延差为30μs,为了避免频率选择性衰落,工程上认为在该信道上传输数字信号的码速率不应超过______Baud。
【答案】11kBaud【解析】信号的相关带宽为根据工程经验信号的带宽为R由于线性数字调制系统的最高频带利用率为1Baud/Hzη==BB故。
7.宽带信号在短波电离层反射信道中传输时,可能遇到的主要衰落类型是______。
填空题1.采用非均匀量化的主要原因是:改善________量化信噪比:________系统平均量化信噪比。
2.PCM方式的模拟信号数字化要经过____________________、___________________、_________三个过程。
3.将模拟信号数字化传输的基本方法有__________和__________两种。
4.在模拟信号转化为数字信号的过程中,抽样过程是为了实现_______的离散,量化过程是为了实现________的离散。
5.一个模拟信号在经过抽样后其信号属于_______信号,在经过量化后其信号属于________信号。
6.量化是将幅值_______的信号变换为幅值_________的信号。
7.PCM30/32基群帧结构中,TS0时隙主要用于传输_______信号,TS16时隙主要用于传输________信号。
8.设某样值为—2048△,则A律13折线8位码为_______,译码后输出的样值为__________。
9.若一低通信号m(t)的频带范围为0-108kHZ,则可以无失真恢复信号的最小采样频率为:_________。
10.改善弱信号的量化信噪比,通常可用_____________技术。
11.增量调制中为防止出现过在现象,必须满足______________________。
12.设输入信号抽样值为-131个量化单位,则其A律13折线编码输出码组为________。
13.在PCM30/32系统中,其信息传输速率为______________________。
14.在简单增量调制系统中,当信号实际斜率超过最大跟踪斜率时,将会造成______________。
15.电话采用的A律13折线8位非线性码的性能相当于编线性码位数为________。
16.当采用A律13折线进行非均匀量化时,其中第2、8段的量化信噪比改善量分别为 dB、 dB。
17.实际中,非均匀量化的方法是:将抽样值通过__________再进行_________。
通信原理部分答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】第一章绪论何谓数字通信,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。
第四章4-1设一条无线链路采用视距传播方式通信,其收发天线的架设高度都等于40m,若不考虑大气折射的影响,试求其最远通信距离。
解:D = J&R 花45km4-2设一条天波无线电信道,用高度等于400km的F2层反射电磁波,地球的等效半径等于(6370 x4/3)km,收发天线均架设在地面,试求其通信距离大约能达到多少千米?设地球的等效半径为r, F2层的高度为h,最大通信距离(直线距离)的一半为 d : 解: (图略)。
4-3米。
4-4dJ(r +h - J r2 -d2)2+d24式中,h = 400km,r =6374 x-km,3J r2 -d22d即为所求。
设有一平流台距离地面29km,试按上题给定的条件计算其覆盖地面的半径等于多少千解:将上式中的h=400km改为h=29km即可。
设一个接收机输入电路的等效电阻等于600 O,输入电路的带宽等于6MHz,环境温度为27 C,试求该电路产生的热噪声电压有效值。
解:V = j4kTRB = 丁4勺.38咒10"^3心00咒600咒6咒106 = 7.72AV4-5某个信息源有 A 、B 、C 和D 等四个符号组成。
设每个符号独立出现,其出现的概率分 别为1/4、1/4、3/16、5/16,经过信道传输后,每个符号正确接受的概率为1021/1024, 错为其他符号的条件概率 P(x /y j )均为1/1024,画出此信道的模型,并求出该信道的容量 C 等于多少b/符号。
解:此信源的平均信息量(熵)为33 5 5 H(x)弋 P( x i )log 2 P( X i ) -2 导瞄胡。
临胡og 2 花=1.977(b/符号)P®/" =1021/1024 (i =1,2,3,4)P(y i /X j )=1/1024 (iHj)P(X 1/V 1)「P(X 1)P SxJ2 P(X k )P(V 1/x k )kd : (14)x(1021/1024)(1/4)x(1021/1024) +(1/4)咒(11024) +(3/16)x(1/1024) + ⑸ 16)"们024) 1021 1024=P 化仏)P(x / V )=2 X (14)天(1/1024)+ (3/16) X (1021/1024) + ⑸ 16)咒(1/1024) 30633076"x"%) "2x(1/4)x(们024) +(3/16)x(1/1024)+(5/16)x(1021/1024) 5105 5116(3/16)x(1021 1024)(5/16)咒(10211024)4 4H(x/y)=—2;P(y j)2;[P(^/y j)log2 P(X i/y j)]1 4 1 4 ---Z [P(x/y1)log2P(X i/y1)]-;送[P(X i/y2)log2 P^/y?)]4i 43 4 5 4--Z [P(X i/y3)log2 P(为/y3)] --2 [P化/y4)log2 P(^/y。