樊昌信通信原理第8章 新型数字调制(7版)资料
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樊昌信通信原理第7版考研笔记和课后题详解樊昌信《通信原理》(第7版)笔记和课后习题(含考研真题)详解内容简介本资料是樊昌信主编的《通信原理》(第7版)的学习辅导书,主要包括以下内容:(1)整理教材笔记,浓缩内容精华。
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•试看部分内容名校考研真题第1章绪论一、填空题通信使用的频段是按频率划分的,音频的频率范围是______,而卫星或太空通信的频率范围是______。
[同济大学2006研]【答案】0.3~3 kHz;3~30 GHz查看答案二、问答题1.数字化己成为信息社会发展的方向,从通信系统原理出发分析通信系统采用数字信号的优点,并讨论数字通信系统的主要性能指标及其关系。
[同济大学2005研]解:(1)对通信系统而言,采用数字信号的优点有①各种信源信息形式便于用统一的编码格式进行处理与存储,也便于构成进入信道或通信网进行有效与可靠传输的信号方式;②数字编码系列中可以按要求加入有关附加信息代码,以达到控制、管理、纠错等功能;③可设计不同的编码格式,表达码字的码型、波形,提高抗干扰、抗噪声能力;④按香农公式,以增加传输带宽或降低传输速率为代价,使抗噪声能力(信噪比)指数律增大;⑤便于加密与保密通信和信息存储;⑥可以适应各种信道环境进行传输,如数字基带传输;⑦可以进行时分复用、正交复用,采用数字频带传输,可利用指定或适宜的传输频带;⑧实现频分复用、码分复用多址等多用户共享通信资源,有效和可靠地传输。
(2)数字通信系统的主要性能指标及其关系①传输速率(码元传输速率R B,信息传输速率R b),;频带利用率为②差错率(误码率P e,误信率(误比特率)P b),在二进制系统中P e=P b。
第5章模拟调制系统思考题5-1 何谓调制?调制在通信系统中的作用是什么?答:(1)调制是指把信号转换成适合在信道中传输的一种过程。
广义的调制分为基带调制和带通调制(又称载波调制)。
(2)调制在通信系统中的作用:①将基带信号的频谱搬至较高的频率上,提高发射效率;②将多个基带信号分别搬移到不同的载频处,实现信道的多路复用,提高信道利用率;③扩展信号带宽,提高系统抗干扰能力。
5-2 什么是线性调制?常见的线性调制方式有哪些?答:(1)线性调制又称幅度调制,是指由调制信号去控制高频载波的幅度,使之随调制信号作线性变化的过程。
波形上,幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。
(2)常见的线性调制有调幅、双边带调制、单边带调制和残留边带调制。
5-3 AM信号的波形和频谱有哪些特点?答:(1)AM信号的波形特点:AM波的包络与调制信号的形状完全一样。
(2)AM信号的频谱特点:①AM信号的频谱有载频分量、上边带和下边带三部分组成;②上边带的频谱结构和原调制信号的频率结构相同,下边带是上边带的镜像;③带宽是基带信号带宽的2倍。
5-4 与未调载波的功率相比,AM信号在调制过程中功率增加了多少?答:由于AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成,而只有边带的功率才与带宽相关,也就是说载波分量并不携带信息,因此AM信号在调制过程中功率增加了调制信号的功率。
5-5 为什么要抑制载波?相对AM信号来说,抑制载波的双边带信号可以增加多少功效?答:(1)抑制载波的原因:抑制载波可以提高调制效率,节省载波功率,若不存在载波分量,信号的调制效率是100%,即全部功率都用于信息传输。
(2)对于AM信号,抑制载波的双边带可以使其调制效率提高到100%。
5-6 SSB信号的产生方法有哪些?各有何技术难点?答:(1)SSB信号的产生方法:①滤波法,滤波法是指先产生一个双边带信号,然后让其通过一个边带滤波器,滤除不要的边带,即可得到单边带信号;②相移法,相移法是指利用相移网络,对载波和调制信号进行适当的相移,以便在合成过程中将其中的一个边带抵消而获得SSB信号。
通信原理樊昌信第七版通信原理樊昌信第七版(以下简称《樊七版》)是一本系统介绍通信原理的教材。
该教材详细介绍了通信原理的基本概念、原理、技术和应用。
第一章介绍了通信系统的基本概念和组成部分。
通信系统包括信源、信道、调制解调器、编码解码器、传输媒介和接收器等组成部分。
第二章详细介绍了信号的表示与传输。
信号是通信系统中的重要信息载体,通信系统常用的信号类型有连续信号和离散信号。
本章还介绍了常见的调制技术和调制方法。
第三章讲述了模拟调制与解调技术。
模拟调制与解调是常见的信号传输技术,包括调幅、调频和调相等技术。
本章还介绍了调制信号的频谱特性和调制电路的实现方法。
第四章介绍了脉冲调制与解调技术。
脉冲调制与解调是数字通信中常用的技术,包括脉冲编码调制和脉冲位置调制等。
本章还讨论了脉冲调制信号的频谱特性和脉冲调制电路的实现方法。
第五章讲述了数字通信系统的基本原理和技术。
数字通信系统主要包括抽样调制、调制器设计、调制技术的选择和解调器设计等内容。
本章还介绍了常见的数字通信调制技术和解调技术。
第六章详细介绍了通信信道的性质和传输介质的选择。
通信信道是信号传输的媒介,本章讲述了不同传输介质的特性和选择原则。
还讨论了信道容量和信道编码的相关知识。
第七章讨论了信道编码和纠错编码。
信道编码和纠错编码是提高通信系统可靠性和容量的重要技术手段。
本章介绍了常见的信道编码和纠错编码方法,包括奇偶校验、海明码和卷积码等。
第八章介绍了数字通信系统中的多址技术和扩频技术。
多址技术是多用户同时共享信道的重要技术,扩频技术是提高通信系统容量的有效手段。
本书还包括了其他相关的内容,如雷达系统、无线通信系统和光纤通信系统等。
《樊七版》作为通信原理领域的经典教材,系统全面地介绍了通信原理的基本知识和技术,并结合了实际应用。
第7章 数字带通传输系统一、选择题1.在抗加性高斯白噪声方面,性能最好的调制制度是( )。
A .2FSK B .2ASK C .2PSK D .2DPSK 【答案】C【解析】对于相同的解调方式,抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是:2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2.相同传码率条件下,下面四种方式中,( )的频带利用率最低。
A .2ASK B .2PSK C .2FSK D .2DPSK 【答案】C【解析】在相同传码率的条件下,2222ASK PSK DPSK B B B B T ===,2212FSK BB f f T =-+,传输带宽越宽,频带利用率越低,所以2FSK 的频带利用率最低。
3.在数字调制系统中,采用8PSK 调制方式传输,无码间干扰时能达到的最高频带利用率是( )。
A .1Baud /HzB .2Baud /HzC .3Baud /HzD .4Baud /Hz 【答案】A【解析】对所有的调制信号,最大频带利用率均为ηB =1Baud/Hz 。
二、填空题1.2DPSK 、2ASK 、2PSK 和2FSK 采用相干解调时,抗信道加性高斯白噪声性能的优劣顺序为______。
【答案】2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK【解析】数字调制系统的抗噪声性能通过系统在信道噪声干扰下的总误码率表征。
2DPSK 在相干解调下的误码率为e P erfc=;2ASK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =;2PSK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =;2FSK 在相干解调下误码率为12e P erfc =; 故采用相干解调方式时,抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是:2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2.BPSK 采用相干解调时可能出现“反向工作”现象的原因是______;解决方案是______。
【答案】接收端提供的本地载波有180o 相位模糊;采用2DPSK【解析】在2PSK 信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊,称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。
第一章习题之马矢奏春创作习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大,等于0.105,试求其信息量。
解:E 的信息量:()()b 25.3105.0log E log E 1log 222E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ,B ,C ,D 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。
试求该信息源中每个符号的信息量。
解:习题1.3 某信息源由A ,B ,C ,D 四个符号组成,这些符号分别用二进制码组00,01,10,11暗示。
若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输,试分别求出在下列条件下的平均信息速率。
(1) 这四个符号等概率出现; (2)这四个符号出现概率如习题1.2所示。
解:(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2×5ms。
传送字母的符号速率为等概时的平均信息速率为(2)平均信息量为则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =⨯==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少?解:311200 Bd 5*10B B R T -===设一个信息源由64个分歧的符号组成,其中16个符号的出现概率均为1/32,其余48个符号出现的概率为1/96,若此信息源每秒发出1000个独立的符号,试求该信息源的平均信息速率。
解:该信息源的熵为比特/符号因此,该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。
设一个信息源输出四进制等概率信号,其码元宽度为125 us 。
试求码元速率和信息速率。
解:B 6B 118000 Bd 125*10R T -=== 等概时,s kb M R R B b /164log *8000log 22===设一台接收机输入电路的等效电阻为600欧姆,输入电路的带宽为6 MHZ ,环境温度为23摄氏度,试求该电路发生的热噪声电压的有效值。
第8章 新型数字带通调制技术一、填空题1.64QAM 信号可由两路载波正交的 进制ASK 信号叠加而成。
【答案】八【解析】64QAM 信号的构成方法之一便是可由两路载波正交的八进制ASK 信号叠加而成。
2.MSK 与2PSK 相比, 的旁瓣更小, 的主瓣带宽较窄。
【答案】MSK ,MSK【解析】在给定信道带宽的条件下,与2PSK 信号相比,MSK 信号的主瓣带宽较窄,功率谱密度更为集中,其旁瓣下降得更快。
3.若信息速率为R b ,则2DPSK 、MSK 、QPSK 、16QAM 信号的谱零点带宽分别为 、 、 、 Hz 。
【答案】2b R 、1.5b R 、b R 、0.5b R【解析】按主瓣带宽计算:222DPSK B b B R R ==,0.752 1.5MSK b B B R T =?,222log b QPSK B b R B R R M ===,162212log 162b QAM B b R B R R ===。
4.设子信道码元持续时间为T B,则OFDM中各相邻子载波的频率间隔为Hz;频带利用率为b/(s·Hz)。
【答案】【解析】设在OFDM系统中共有N路子载波,子信道码元持续时间为T B。
则各相邻子载波的频率间隔等于最小容许间隔Δf=1/T B(Hz);每路子载波均采用M进制的调制,则它占用的频带宽度为频带利用率为5.当信息速率相同时,MSK信号的带宽______2PSK信号的带宽,MSK信号的相位______。
【答案】小于;连续【解析】当信息速率相同时,MSK信号的带宽为B MSK=1.5R b,2PSK信号的带宽为B2PSK=2R b,故MSK信号的带宽小于2PSK信号的带宽;MSK信号的相位在码元转换时刻是连续的。
6.设信源发送的二进制符号序列为0111001,每个符号时间宽度为T,试画出MSK 信号附加相位轨迹图(设初相位为0)______。
【答案】【解析】MSK 信号的相位在码元转换时刻是连续的,在一个码元周期内,附加相位线性变化±π/2。
第1章绪论思考题1-1以无线广播和电视为例,说明教材图1-3模型中信源、信宿及信道包含的具体内容是什么?答:(1)在无线电广播中①信源:从声音转换而成的原始电信号。
②信宿:从复原的原始电信号转换成的声音。
③信道:载有声音和影像的无线电波。
(2)在电视系统中①信源:从影像转换而成的电信号。
②信宿:从复原的原始电信号转换成的影像。
③信道: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?答:(1)数字信号是指载荷消息的信号参量仅有有限个取值的信号;模拟信号是指载荷消息的信号参量取值为连续(不可数、无穷多)的信号。
(2)两者的根本区别在于载荷消息信号参量的取值是连续的还是离散可数的。
时间域上的连续与否不能作为区分模拟信号和数字信号的标准。
1-3何谓数字通信?数字通信有哪些优缺点?答:(1)数字通信是指利用数字信号来传递信息的一种通信系统。
其中主要有信源编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等组成部分。
(2)数字通信的优缺点:①优点:a.抗干扰能力强,且噪声不积累。
数字通信特有的抽样判决再生的接收方式使得其拥有较强的抗干扰能力。
b.传输差错可控。
在数字通信系统中,可通过信道编码技术进行检错与纠错,降低误码率,提高传输质量。
c.易于加密处理,且保密性好。
d.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。
e.易于集成,使通信设备微型化,重量减轻。
f.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。
②缺点:可能需要较大的传输带宽。
1-4数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么?答:数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是:(1)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;(2)信道编码和译码功能是进行差错控制,从而增强数字信号的抗干扰能力;(3)加密与解密的功能是保证传输信息的安全;(4)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;(5)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。