新型数字带通调制技术习题

第五章（正弦载波数字调制系统）习题及其答案【题5－1】设发送数字信息为 011011100010，试分别画出 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。

【答案5－1】2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形如下图所示。

【题5－2】已知某2ASK 系统的码元传输速率为103Band ，所用的载波信号为()6cos 410A π⨯。

1）设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK 信号波形示意图； 2）求2ASK 信号的带宽。

【答案5－2】1）由题中的已知条件可知310B R Baud =因此一个码元周期为3110s B T s R -==载波频率为664102102s f Hz ππ⨯==⨯载波周期为61102T s -=⨯所以一个码元周期内有2000个载波周期。

如下图所示我们画出2ASK 信号的波形图，为简便，我们用两个载波周期代替2000个载波周期。

2）根据2ASK 的频谱特点，可知其带宽为 222000B B R Hz T ===【题5－3】设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 或 2000 HZ 。

1）若发送数字信息为011010，试画出相应的ZFSK 信号波形；2）试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调？3）若发送数字信息是等可能的，试画出它的功率谱密度草图。

【答案5－3】1）由题意可画出ZFSK 信号波形如下图所示。

2）由于ZFSK 信号载波频差较小，频谱有较大重叠，采用非相干解调时上下两个支路有较大串扰，使解调性能降低。

由于两个载频人与人构成正交信号，采用相干解调可减小相互串扰，所以应采用相干解调。

3）该2FSK 信号功率谱密度草图如下图所示。

【题5－4】假设在某2DPSK 系统中，载波频率为 2400 Hz ，码元速率为 1200 Band ，已知相对码序列为11000101ll 。

《数字通信技术》复习题一一、填空题1、PCM 30/32路基群每秒传帧，每帧包括个路时隙。

2、非均匀量化器由和 组成。

3、综合数字网是与的综合。

4、已知段落码可确定样值所在量化段的和 。

5、PCM30/32系统的帧周期为 ，l=8时帧长度为 。

6、某数字传输系统的信息速率为64kbit/s，若采用十六进制码元信号传输，则码元速率为, PCM 30/32路系统标志信号的抽样周期为 。

7、非均匀量化与均匀量化信噪比的关系为（S/D）dB非均匀=（S/D）dB均匀+，未过载时，均匀量化量化误差的最大值maxe为 。

8、PDH系统中，数字复接要解决的两个问题是 和 。

9、异步复接二次群的帧周期为 ，帧长度为 。

10、PCM三次群的数码率为 ，能够复用的话路数为路。

11、数字通信系统的优点之一是能够消除噪声的 。

12. 语声信号采用非均匀量化的目的是为了 的量化信噪比。

13. 某数字通信系统的传信率为9600 bit/s,若采用八进制码元进行传输，则码元速率为 。

14. 抽样时，若抽样速率不满足抽样定理，则会产生 。

15．PCM30/32路系统的帧结构中， 时隙用来传输信令信号。

二、简答题1．PCM 30/32路系统中，第23话路在哪一时隙中传输？第23路信令码在复帧结构的传输 位置在什么地方？2. 实现非均匀量化的方法有哪些?3. 逐次渐近型编码器中，11位线性解码网络的作用是什么?4. 后方保护是如何防止伪同步的不利影响的?5. 为什么说异步复接二次群一帧中最多有28个插入码?6. 为什么同步复接要进行码速变换?7. SDH 有哪几种自愈环?8. PCM 二次群的数码率是8.448Mb/s,为什么不是PCM 一次群数码率2.048Mb/s的4倍? 9. 写出非均匀量化信噪比与均匀量化信噪比的关系式(忽略过载区),并分别说明均匀量化信10. 噪比及信噪比的改善量与哪些因素有关? 11、SDH 的最主要特点是什么？三、作图题1、某模拟信号的频谱如下图所示，求抽样频率并画出抽样信号的频谱。

第8章新型数字带通调制技术思考题8-1 何谓MSK？其中文全称是什么？MSK信号对每个码元持续时间T B内包含的载波周期数有何约束？答：（1）MSK信号是指一种相位连续、包络恒定并且占用带宽最小的二进制正交2FSK 信号。

（2）其中文全称是最小频移键控。

（3）MSK信号每个码元持续时间T B内包含的波形周期数必须是1/4载波周期数的整数倍。

8-2 试述MSK信号的6个特点？答：MSK信号的6个特点：（1）其频率间隔为2FSK信号的最小频率间隔；（2）其每个码元持续时间T B内包含的波形周期数必须是1/4载波周期数的整数倍；（3）附加相位在码元间是连续的；（4）包络是正弦形；（5）正交的两路码元是偏置的；（6）对相邻频道干扰小。

8-3 何谓GMSK？其中文全称是什么？GMSK信号有何优缺点？答：（1）在进行MSK调制前将矩形信号脉冲先通过一个高斯型的低通滤波器。

这样的体制称为GMSK。

（2）其中文全称是高斯最小频移键控。

（3）GMSK信号的优缺点：①优点：进一步减小了对邻道的干扰。

②缺点：有码间串扰。

8-4 何谓OFDM？其中文全称是什么？OFDM信号的主要优点是什么？答：（1）OFDM是指一类多载波并行调制的体制。

（2）其中文全称是正交频分复用（3）OFDM信号的主要优点：①各路已调信号是严格正交的，接收端能完全地分离各路信号。

②能够充分利用频带。

③每路子载波的调制制度可以不同，根据各个子载波处信道特性的优劣不同采用不同的体制，并且可以自适应地改变调制体制以适应信道特性的变化。

8-5 在OFDM信号中，对各路子载频的间隔有何要求？答：在OFDM信号中，为了使各路子载波信号相互正交，要求各路子载频间隔大于或等于1/T B，T B为码元持续时间。

8-6 OFDM体制和串行单载波体制相比，其频带利用率可以提高多少？答：设一OFDM系统中共有N路子载波，子信道码元持续时间为T B，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单位带宽传输的比特率若用单个载波的M进制码元传输，为得到相同的传输速率，则码元持续时间应缩短为T B／N，而占用带宽等于2N／T B，故频带利用率为因此并行的OFDM体制和串行的单载波体制相比，频带利用率大约可以增至2倍。

2-1什么是模拟信号的数字化传输？试述PAM通道、PCM通道、时分复用多路通信各自的含义及相互联系。

什么是模拟信号的数字化传输？模拟信号经过抽样、量化和编码把模拟信号转换为数字信号，用数字通信方式传输。

PCM通道：抽样、量化和编码。

主要通过3个步骤实现的。

1、抽样，根据抽样定理，只要对模拟信号抽样的次数大于模拟信号频率的2倍，就能通过滤波器将这个数字信号再无损伤的恢复到原来的模拟信号。

当然这个抽样间隔也就是抽样点的时间间隔要平均才行。

2、量化，就是把抽样出来的信号放到一个标准的图里去比对，根据标准把这个信号定义成多大，如5或10等等以及其他数值，PCM信号根据抽样出来的信号大小，把它一般定义为-127~+127之间。

3、编码，把经过量化的信号转换成数字编码。

如果是PCM的8位编码，5就可以转换成00000101，10就可以转换成00001010.等2-2 什么是低通型信号的抽样定理? 已抽样信号的频谱混叠是什么原因引起的?一个频带限制在（0，fH）赫内的时间连续信号m(t)如果以1／2 fH秒的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。

为了能恢复出原始话音信号，只要或就周期性的重复而不重叠，在接收端用一低通滤波器把原语音信号（0，fH）滤出，即完成原始话音信号的重建。

注意，若抽样间隔T变得大于则M(f )和ST(f )的卷积在相邻的周期内存在重叠（也称混叠），见图所示。

2-3 如果f s =4000Hz，话音信号的频带为0到5000 Hz，能否完成PAM通信？为什么？如何解决？不能完成，不符合抽样定理。

根据抽样定理，抽样频率fs >=5000*2Hz>=10000Hz。

才能完成PAM通信。

2-4 什么叫量化?为什么要进行量化?量化：利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。

模拟信号进行抽样以后，其抽样值还是随机信号幅度连续变化的。

当这些连续变化的抽样值通过噪声信道传输时，接收端不能准确的估值所发送的抽样。

数字通信试题及答案2012-7-5数字通信2012年上学期试题1. 设计一个QPSK 调制无线通信系统，通过一条中心频率为400MHz 、带宽为1.6MHz 的窄带AWGN 信道进行数据传输，设所传输数据编码后的比特率为2Mbps(bps ：比特/秒)；关于该系统的设计请回答以下问题：(1) 采用平方根升余弦谱特性的成形波，计算其滚降系数，给出其频率响应和单位冲激响应形状的图示；(7分)(2) 结合数学表达、框图及文字说明，描述该系统发射机的结构原理和信号处理步骤；(7分)(3) 结合数学表达、框图及文字说明，描述该系统接收机的结构原理和信号处理步骤；(8分)(4) 如果采用OQPSK 调制，波形成形应该如何实现？OQPSK 调制能带来什么好处？(8分)解答：(1)依据成形前后带宽关系W=(1+α)R s ，滚降系数为0.6。

频响及冲击可参考讲义上的图。

(2) 编码后比特流首先串并变换，每两比特看作一个符号，每个符号根据其信息内容表示为一个星座点值()()I i jQ i +，即QPSK 符号特征矢量；然后采用平方根升余弦谱特性的成形滤波器()g t ，将符号序列变为连续波形信号：()l t s =0[()()].()i I i jQ i g t iT ∞=+?∑(其中包括离散成形滤波和D/A 变换，符号周期T =10-6秒)；最后进行载波调制()Re[().exp(2)]l c s t t j f t π=s 后发送，其中c f =4×108Hz 。

(3) 接收信号()Re[().exp(2)]()l c r t t j f t t πυ=+s 经正交下变频变为零中频信号，即0()t r =??().exp(2)cr t j f t j π，虚部实部分别经A/D 变换变为一个复数样点序列，然后实部虚部分别用与发送端相同的平方根升余弦谱特性的滤波器进行匹配滤波，采用锁相环消除零中频信号{0()n r }的频偏相偏，实现完全的载波解调，得到发送信号等效低通信号()l t s 的估计?()l n s，采用符号同步环路控制在每个符号时间间隔的中点采一个复数样点，即得到各个接收符号的特征矢量估计??()()I i jQ i +；最后基于最小欧氏距离进行符号判决，并将判决结果变为比特流输出。

【摘要】为了对2FSK相位不联系，频带利用率低等不足之处进行改进，提出了最小频移键控MSK。

本文通过研究最小频移键控MSK系统调制解调的工作原理及其功率谱，并给出基于MATLAB软件环境的仿真实现。

阐述了MSK是一种相位连续、包络恒定并且占用带宽最小的二进制正交2FSK信号，得到了MSK的频率间隔1/2T s为2FSK的最小频率间隔。

【关键词】MSK MATLAB 仿真调制解调目录一、MSK简介 (3)二、设计原理 (3)1、基本原理 (3)2、调制解调原理 (4)1、原理框图 (4)2、原理 (4)3、功率谱和误码率 (5)三、设计系统仿真 (6)1、调制解调仿真框图 (6)2、功率谱与误码率仿真框图 (7)四、仿真结果与结论 (8)1、调制结果 (8)2、解调结果 (9)3、功率谱 (10)4、误码率 (11)5、结果分析 (11)五、总结与体会 (12)致谢 (13)参考文献 (13)一、MSK简介数字频率调制和数字相位调制，由于已调信号包络恒定，因此有利于在非线性特性的信道中传输。

由于一般移频键控信号相位不连续、频偏较大等原因，使其频谱利用率较低。

MSK(Minimum Frequency Shift Keying)是二进制连续相位FSK的一种特殊形式。

MSK称为最小移频键控，有时也称为快速移频键控(FFSK)。

所谓“最小”是指这种调制方式能以最小的调制指数(0.5)获得正交信号；而“快速”是指在给定同样的频带内，MSK能比2PSK的数据传输速率更高，且在带外的频谱分量要比2PSK衰减的快。

二、设计原理1、基本原理（1）、MSK信号的频率间隔MSK信号的第K个码元可以表示为：Sk(t)=cos(ωct+akπt/2Ts+Ψk) 式中：ωc=2πfc，为载波角频率；ak=±1（当输入码元为“1”时，ak=+1 ；当输入码元为“0”时， ak=-1 ）；Ts为码元宽度；Ψk为第k个码元的初始相位，它在一个码元宽度中是不变的。

通信原理第六版课后思考题第1章绪论1、何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号：电信号的参量取值连续；两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。

2、画出模拟通信系统的一般模型。

3、何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，有以下特点：1）传输的信号是离散式的或数字的；2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；3）抗干扰能力强，因为信号可以再生，从而消除噪声积累；4）传输差错可以控制；5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；6）便于加密，可靠性高；7）便于实现各种信息的综合传输3、画出数字通信系统的一般模型。

答：4、按调制方式，通信系统如何分类？答：分为基带传输和频带传输5、按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM）7、通信系统的主要性能指标是什么？第3章随机过程1、随机过程的数字特征主要有哪些？它们分别表征随机过程的哪些特征？答：均值：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相对于均值a(t)的偏离程度。

相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。

2、何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？答：严平稳：随机过程(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。

广义平稳：1）均值与t无关，为常数a。

2）自相关函数只与时间间隔=-有关。

严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。

4、平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱的关系如何？答：自相关函数性质：(1)R(0)=E[]——的平均功率。

(2)R()=R(-)——的偶函数。

(3)——R()的上界。