通信原理正弦载波数字调制
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通信原理填空1.数字通信系统包括信源、信源编码、信道编码,信道、解调、信道解码、信源解码和收信者。
2.数字信号的基带传输与载波传输的区别是:信道的条件不同:基带传输是在有线信道中传输,载波传输是在无线信道或光信道中传输。
3.脉冲编码调制主要包括:抽样、量化和编码三个部分。
4.一般情况下,在一个分组码码组内纠正t个误码,同时检测e (e>t)个误码,要求最小码距dmin≧e+t+1.;在一个分组码码组内检测e个误码,要求最小码距dmin≧e+1;;在一个分组码码组内检测t个误码,要求最小码距dmin≧2t+1.。
某一分组码中,码组间最小码距5,在一个码组内该分组码最多可以检测出4个误码,最多可以纠正2个误码。
5.香农信道容量公式为C=Wlog2(1+S/N),由此公式可知,当信道带宽无限增大时,信道容量仍然是有限的。
由定理可知:在码长及发送信息速率一定的情况下,为减小编码错误概率应增大信道容量。
6.设基带信号为m(t),载波为coswct,则单边带上边带信号的一般表示式为s(t)=1/2m(t)coswct-1/2m(t)sinwct.7.设计最佳线性滤波器的两种准则是:最大输出信噪比准则、最小错误概率准则。
8.非线性调制是指已调信号的频谱中将出现与调制信号无对应线性关系的分量。
9.非均匀量化是指量化间隔是不相等的量化。
10.循环码的主要性质包括封闭性、循环性和线性。
11.若信息速率为Rb,码元速率为Rs,每个码元有N 种可能出现的符号,则它们之间的关系满足:Rb=Rslog2N(b/s)。
12.设输出信号s(t),则匹配滤波器的时域冲激响应h(t)为:h(t)=kS(T-t).13.一个产生最长线性反馈移位寄存器序列(即m序列)的n级移位寄存器,其本原多项式F(x)必须满足的三个条件为:F(x)是既约的,既不能再分解因式;F(x)可整除xm+1,m=2n-1;;F(x)不能整除xq+1,q<m。
通信原理ICommunication Theory安建伟北京科技大学通信工程系第六章 数字信号的频带传输6.1 引言 6.2 二进制数字信号正弦型载波调制 6.3 四相移相键控 6.4 M进制数字调制 6.5 恒包络连续相位调制第6章数字信号的频带传输6.1 引言1.数字信号的正弦型载波调制数字信号 d(t) 调制 频带信号 带通信道s ( t ) = A c o s ( 2 π ft + ϕ ) = F ( d ( t ))用数字基带信号去控制正弦型载波的某参量: ¾ 控制载波的幅度,称为振幅键控(ASK); ¾ 控制载波的频率,称为频率键控(FSK); ¾ 控制载波的相位,称为相位键控(PSK)。
3北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输2. 数字信号的分类 (1)二进制及M进制(M>2); (2)按是否满足叠加原理分类: 线性调制及非线性调制; (3)按已调符号约束关系分类 无记忆调制及有记忆调制。
4北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输6.2 二进制数字信号的正弦载波调制1. 二进制通断键控(OOK或2ASK) 2. 二进制移频键控(2FSK) 3. 二进制移相键控(2PSK或BPSK) 4. 2PSK的载波同步 5. 差分移相键控(DPSK)5北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输 (OOK) 6.2.1 二进制通断键控二进制通断键控(OOK: On-Off Keying) 又名二进制振幅键(2ASK),它是以单极性 不归零码序列来控制正弦载波的导通与关 闭。
即正弦载波的幅度随数字基带信号而 变化。
6北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输1. OOK信号的产生a) 模拟法n = −∞∑+∞a nδ ( t − nTb )b (t ) =a n = 0 或1脉冲成形 滤波器 冲激响应 g T ( t )n = −∞∑+∞a n g T ( t − nTb )sO O K (t ) A cos(2π f c t )b) 键控法载波 cosωct开关电路1 0KSOOK(t)b(t)7北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输¾时域表示b( t ) =n = −∞∑a∞ngT ( t − nTb )其中b(t)为单极性矩形不归零脉冲序列。
2011-2012学年度第2学期期末考试试题(A卷)课程名称:通信原理使用班级:09050641-09050642一、填空题:(每空1分,共30分)1通信的任务是(传递消息中所包含的信息或克服距离上的障碍快速而准确地传递消息)。
2按照消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为(单工)、(半双工)和(全双工)。
3门限效应是指(当输入信噪比降低到一定情况时,输出信噪比急剧恶化的现象)。
4非线性调制包括(幅度调制)和(相位调制)。
5带通信号的最小抽样频率等于(2B(1+k/n))。
6基带传输与频带传输的最主要区别是(是否采用载波调制)。
7当码间串扰非常严重时,眼图中的“眼睛”会完全闭合(睁开、闭合)起来。
8非均匀量化与均匀量化的主要区别是(量化间隔是否相等)。
9已知二元信息序列为0001100000010000000100001000100010010,则其AMI码为(00-110-10000010000-1100000-10010),HDB3码为(00+1-10+1000+V0-1000-V+1-1+B00+V0-100+10)。
10正弦载波数字调制有三种基本形式,分别为(幅度键控或ASK)、(频移键控或FSK)和(相移键控或PSK)。
11在2PSK输出解调时存在0, 相位模糊,解决办法是采用( 2DPSK )。
12脉冲编码调制包括(抽样)、(量化)和(编码)。
13(n,k)分组码中,有( k)位信息码元,有( n-k )位监督码元。
14循环码具有的性质有(线性)、(封闭性)和(循环性)。
15一般情况下,在一个分组码码组内纠正t个误码,要求最小码距dmin ( 2t+1 )。
16 m序列的全称是(最长线性反馈以为寄存器序列)。
17按照同步的功用把同步分为载波同步,(群同步),(码元同步)和(网同步)。
二、简答题(每题5分,共40分)1、说明通信系统的组成及各部分的功能。
信息源发送设备信道接收设备受信者(2分)信息源:将各种消息转换为原始电信号;发送设备:产生适合在信道中传输的信号;信道:用来将来自发送设备的信号传送到接收端;接收设备:将信号放大和反变换,从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号;受信者:传送消息的目的地,把原始电信号还原成相应的消息;(5分)2、为什么通信系统中要对基带信号采取调制的方式进行传输?1)、提高频带利用率; (2分)2)、便于信号的接收; (4分)3)、提高传输的可靠性(5分)3、从抗噪声性能、频带利用率、调制解调等方面对各种模拟调制系统进行比较。
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 。
2009-2010学年度第2学期期末考试试题(A卷)课程名称:通信原理使用班级:07050641-07050642一、(每空1分,共30分)(1)通信系统由信源、()、信道、噪声源、()和受信者组成。
(2)某离散消息Xi的发生概率为p(Xi),则此消息所携带的信息量I(Xi)为()。
(3)非线性调制的特点()。
(4)在抗加性高斯白噪声方面,相干2PSK性能 (大于,等于,还是小于)2FSK。
(5)一般情况下,在一个分组码码组内纠正t个误码,要求最小码距d min ( )。
(6)门限效应是指()。
(7)数字调制信号,有三种基本信号形式()、()和()。
(8)带通信号的最小抽样频率等于()。
(9)脉冲编码调制包括()、()和()。
(10) 基带传输与频带传输的最主要区别是()。
(11)已知二元信息序列为011010000100011000010010,则其AMI码为(),HDB3码为()。
(12)循环码具有的性质有()、()和()。
(13)m序列的全称是()。
(14)(7,3)循环码,有()位信息码元,有()位监督码元。
(15)同步包括四种方式分别为位同步、()同步、()同步和()同步。
(16)非均匀量化与均匀量化的区别是()。
(17)在二进制确知信号的通信中,()信号是最佳的信号形式之一。
(18)在保证小信号区间量化间隔相同条件下,()位非线性编码等效于()位线性编码。
二、简答(可画框图说明,每题5分,共30分)(1)写出香农公式,该公式能够说明什么?(2)什么是码间串扰?产生码间串扰的原因?无码间串扰的基带传输系统的条件是什么?(3)什么是频分复用和时分复用?(4)简述差错控制编码的基本原理。
(5)什么是匹配滤波器?它的冲激响应是什么?画出匹配滤波器在二元确知信号最佳接收中的原理方框图。
(6)简述如何利用m序列发生器实现伪随机序列?三、分析计算题(40分)1黑白电视图像每幅含有200000个像素,每个像素有16个等概出现的亮度等级.要求每秒钟传输30帧图像.若信道输出S/N=30dB,计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽.2 已知二元序列为1010110101010110,画出以下情况的2ASK,2FSK,2PSK和2DPSK波形:3已知某线性反馈移位寄存器的特征多项式系数的八进制表示为107,若移位寄存器的起始状态为全1。
第一部 各章重要习题及详细解答过程第1章 绪论1—1 设英文字母E 出现的概率为0.105,x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解:英文字母E 的信息量为105.01log 2=E I =3.25bit 英文字母x 的信息量为002.01log 2=x I =8.97bit 1—2 某信息源的符号集由A 、B 、C 、D 和E 组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4、l/8、l/8/、3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解:平均信息量,即信息源的熵为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-163log 1632-165log 1652- =2.23bit/符号1—3 设有四个消息A 、BC 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8和l/2传送,每一消息的出现是相互独立的,试计算其平均信息量。
解:平均信息量∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-21log 212-=1.75bit/符号1—4 一个由字母A 、B 、C 、D 组成的字。
对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00代替A ,01代替B ,10代替C ,11代替D ,每个脉冲宽度为5ms 。
(1)不同的字母是等可能出现时,试计算传输的平均信息速率。
(2)若每个字母出现的可能性分别为P A =l/5,P B =1/4,P C =1/4,P D =3/10 试计算传输的平均信息速率。
解:(1)不同的字母是等可能出现,即出现概率均为1/4。
每个字母的平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 4142⨯-=2 bit/符号因为每个脉冲宽度为5ms ,所以每个字母所占用的时间为 2×5×10-3=10-2s每秒传送符号数为100符号/秒 (2)平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=51log 512-41log 412-41log 412-103log 1032-=1.985 bit/符号平均信息速率为 198.5 比特/秒1—5 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母,划用持续3单位的电流脉冲表示,点用持续1个单位的电流脉冲表示;且划出现的概率是点出现概率的l/3;(1)计算点和划的信息量;(2)计算点和划的平均信息量。
2011-2012学年度第2学期期末考试试题(A卷)课程名称:通信原理使用班级:09052一、填空题:(每空1分,共30分)1通信的任务是(传递消息中所包含的信息或克服距离上的障碍快速而准确地传递消息)。
2按照消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为(单工)、(半双工)和(全双工)。
:3门限效应是指(当输入信噪比降低到一定情况时,输出信噪比急剧恶化的现象)。
4非线性调制包括(幅度调制)和(相位调制)。
5带通信号的最小抽样频率等于(2B(1+k/n))。
6基带传输与频带传输的最主要区别是(是否采用载波调制)。
7当码间串扰非常严重时,眼图中的“眼睛”会完全闭合(睁开、闭合)起来。
8非均匀量化与均匀量化的主要区别是(量化间隔是否相等)。
9已知二元信息序列为00000010010,则其AMI码为(00-00-),HDB3码为(00+1-10+1000+V0-1000-V+1-1+B00+V0-100+10)。
10正弦载波数字调制有三种基本形式,分别为(幅度键控或ASK)、(频移键控或FSK)和(相移键控或PSK)。
11在2PSK输出解调时存在0, 相位模糊,解决办法是采用(2DPSK )。
12脉冲编码调制包括(抽样)、(量化)和(编码)。
%13(n,k)分组码中,有(k)位信息码元,有(n-k )位监督码元。
14循环码具有的性质有(线性)、(封闭性)和(循环性)。
15一般情况下,在一个分组码码组内纠正t个误码,要求最小码距d min ( 2t+1 )。
16 m序列的全称是(最长线性反馈以为寄存器序列)。
17按照同步的功用把同步分为载波同步,(群同步),(码元同步)和(网同步)。
二、简答题(每题5分,共40分)1、说明通信系统的组成及各部分的功能。
)信息源发送设备信道接收设备受信者(2分)信息源:将各种消息转换为原始电信号;发送设备:产生适合在信道中传输的信号;信道:用来将来自发送设备的信号传送到接收端;接收设备:将信号放大和反变换,从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号;受信者:传送消息的目的地,把原始电信号还原成相应的消息;(5分)2、为什么通信系统中要对基带信号采取调制的方式进行传输1)、提高频带利用率; (2分)2)、便于信号的接收; (4分)(3)、提高传输的可靠性(5分)3、 从抗噪声性能、频带利用率、调制解调等方面对各种模拟调制系统进行比较。