第5章模拟调制系统习题 通信原理

第5章 模拟调制系统

学习目标

通过对本章的学习，应该掌握以下要点：

 调制的定义、功能和分类；

 线性调制（AM、DSB、SSB和VSB）原理（表达式、频谱、带宽、产生与解调）；

 线性调制系统的抗噪声性能，门限效应；

 调频（FM）、调相（PM）的基本概念；

 单频调制时宽带调频信号时域表示；

 调频信号频带宽度的——卡森公式；

 调频信号的产生与解调方法；

 预加重和去加重的概念；

 FM、DSB、SSB、VSB 和AM的性能比较；

 频分复用、复合调制和多级调制的概念。

5.1 内容提要

5.1.1 调制的定义、目的和分类

1. 定义

调制——用调制信号（基带信号）去控制载波的参数的过程，即使载波的参数按照调制信号的规律而变化。

从调频角度上说，就是把基带信号的频谱搬移到较高的载频附近的过程。

解调（也称检波）则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。

2. 目的

（1）把基带信号转换成适合在信道中传输的已调信号（即实现有效传输、配置信道、减小天线尺寸）；

（2）实现信道的多路复用，以提高信道利用率，

（3）改善系统抗噪声性能（与制式有关）。

3. 分类

根据不用种类的调制信号、载波和调制器等，调制的分类如表5-1所列。

表5-1 调制的分类

按调制信号分类 按载波分类 按被调参数分类 按已调信号频谱结构分类

模拟调制

数字调制 连续波调制

脉冲调制 幅度调制

频率调制

相位调制 线性调制

非线性调制

注：除此之外，还有其他的调制方式

4.模拟（连续波）调制

调制信号——模拟基带信号m（t）；载波——连续正弦波)cos()(0cAtc，其中A、c、0为常数（常设定0为0）。已调信号)(tsm有两种分类：

(1) 幅度调制（线性调制）：调幅（AM）、双边带（DSB）、单边带（SSB）、残留边带（VSB）;

(2) 角度调制（非线性调制）：调频（FM）和调相（PM）。

【 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,1mt和2mt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1mt和2mt的解调框图。

解：( 1 )由图3 一9 ( a )知：12cos2mtmtmtt

其对应的频谱表达式为1221222MMMM

频谱图如图3-10（a ）所示。

( 2 )由图3 一9 ( a )知

1212122coscos2coscoscos2cos11coscos(2)cos(2)22cccccccstmttmtmtttmttmtttmttmttmtt

s( t )频谱表达式为 11222212122224ccccccSMMMMMM

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。

解：( 1 )求输出信号的功率0S

经乘法器输出的信号分量为

cos2cos()[cos(2)cos]cccmtttmtt

通信原理复习题

第一章 绪论

重要概念：

1、通信的目的：就是传递消息。

2、通信的定义：

利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。

3、通信系统模型：

信源：原始信号的来源，其作用是将消息转换成相应的电信号。

发送设备：对原始电信号（基带信号）进行各种处理和变换，使它变成适合于信道中传输的形式。

信道：是指传输信号的物理媒质。

接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号。

信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。

4、模拟信号：信号参量的取值是连续的或无穷多个值，且直接与消息相对应的信号，例如语音信号。

数字信号：信号参量只能取有限个值，并常常不直接与消息向对应的信号。

它们都有可能是连续信号或离散信号。

5、通信系统的分类

按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统

按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统

按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统

6、通信方式：

按传输方向：单工、半双工和全双工通信

按码元排列方式：并行传输和串行传输

7、信息与消息：

消息：通信系统中传送的对象。

信息：消息中包含的抽象的、本质的内容。

消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。

8、信息量计算公式：

)(log)(1logxpxpIaa

平均信息量（信息熵）的计算公式：

典型例题：

例：设有四个信息A、B、C、D分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均住处量H=___________。

通信系统的评价：有效性和可靠性。

模拟系统的评价：有效带宽和信噪比；

通信原理复习资料

一、基本概念

第一章

1、模拟通信系统模型

模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统

2、数字通信系统模型

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统

3、数字通信的特点

优点：

（1）抗干扰能力强，且噪声不积累

（2）传输差错可控

（3）便于处理、变换、存储

（4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输

（5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻

（6）易于加密处理，且保密性好

缺点：

（1）需要较大的传输带宽

（2）对同步要求高

4、通信系统的分类

（1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统

（2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统

（3）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1

（4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统

（5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统

（6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信

（7）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用

5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性

有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速 模拟通信系统模型

信息源信源编码信道译码信道编码信 道数字调制加密数字解调解密信源译码受信者噪声源 数字通信系统模型 度”问题。

可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。

（1）模拟通信系统：

有效性：可用有效传输频带来度量。

可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。

（2）数字通信系统：

有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。

可靠性：常用误码率和误信率表示。

码元传输速率RB：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud）

信息传输速率Rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒

6、通信的目的：传递消息中所包含的信息

7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信