通信原理多进制数字调制系统)

1.与二进制系统相比，多进制调制的特点是什么答：①在相同的码元传输速率下，多进制数字调制系统的信息传输速率高于二进制数字调制系统；②在相同的信息传输速率下，多进制数字调制系统的码元传输速率低于二进制数字调制系统；③在相同噪声情况下，多进制数字调制系统的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。

2.一般的复用形式有哪几种什么是时分多路复用答：频分复用、时分复用和码分复用。

时分多路复用是用脉冲调制的方法使不同信号占据不同时间的时间区间。

在同一信道上同时传送的基带信号具有相同的抽样频率，但抽样脉冲在时间上交替出现占据不同的时隙3.什么是加性高斯窄带白噪声答：高斯窄带白噪声是指一个噪声概率密度服从正态分布（即高斯噪声），其功率谱密度在整个频域内均匀分布，且其还满足窄带条件，即其带宽远远小于中心频率，而且中心频率偏离零频很远，这样的噪声称为高斯窄带白噪声。

4.试画出二进制确定信号的最佳接收结构。

5.简单增量调制的主要优缺点是什么优点：①低比特率时,量化信噪比高于PCM.②抗误码性能好,能在误码率较高的信道里工作③便译码器比PCM 简单.缺点：存在斜率过载和动态范围问题。

6.数字通信系统中编码分为哪两类并简述其各自的作用。

信源编码和信道编码两类。

①信源编码完成的是将模拟信号转换为数字信号，目的是提高传输的有效性。

②信道编码完成是将信源编码输出的数字信号变换成适合于信道传输的码型，目的是提高传输的可靠性。

7.为什么简单增量调制的抗误码性能优于线性脉冲编码调制答：增量调制是用一位二进制码表示相邻抽样的相对大小，用相邻抽样值的相对变化来反应模拟信号的变化规律，且在接收端只需要用一个线性网络便可以恢复模拟信号，而线性脉冲编码调制是将模拟信号抽样值变成二进制码组的过程，为减少量化噪声，一般需要较长的代码及教复杂编译码设备。

8.在模拟调制中改善门限效应的方法及原理。

答：当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象，该特定的输入信噪比称为门限，由包络检波器的非线性解调引起的。

简答题：1、数字通信有何优点？答案：差错可控；抗干扰能力强，可消除噪声积累；便于加密处理，且保密性好；便于与各种数字终端接口，可用现代化计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储；便于集成化，从而使通信设备微型化。

难度：较难2、在PCM 系统中，信号量噪比和信号（系统）带宽有什么关系？答案： )/(22/H f B q N S =，所以PCM 系统的输出信号量噪比随系统的带宽B 按指数规律增长。

难度：难3、非均匀量化的目的是什么？答案：首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。

难度：较难3、 什么是奈奎斯特准则？什么是奈奎斯特速率？答案：为了得到无码间串扰的传输特性，系统传输函数不必须为矩形，而容许具有缓慢下降边沿的任何形状，只要此传输函数是实函数并且在f=W 处奇对称，称为奈奎斯特准则。

同时系统达到的单位带宽速率，称为奈奎斯特速率。

难度：难4、 什么是带通调制？带通调制的目的是什么？答案：用调制信号去调制一个载波，使载波的某个（些）参数随基带信号的变化规律去变化的过程称为带通调制。

调制的目的是实现信号的频谱搬移，使信号适合信道的传输特性。

难度：难5、 若消息码序列为1101001000001，试写出AMI 和HDB3码的相应序列。

答案：AMI ：+1-10+100-100000+1（-1+10-100+100000-1）HDB3：+1-10+100-1000-v0+1（-1+10-100+1000+v00-1）难度：难6、 什么是多径效应？答案：在随参信道当中进行信号的传输过程中，由于多径传播的影响，会使信号的包络产生起伏，即衰落；会使信号由单一频率变成窄带信号，即频率弥散现象；还会使信号的某些频率成分消失，即频率选择性衰落。

这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应。

多进制数字调制系统多进制数字调制具有以下两个特点：（1）在相同的码元传输速率下，多进制数字调制系统的信息传输速率比二进制高。

Rb=RB2 bit/sRb=logN bit/s(2) 在相同的信息传输速率下，多进制数字调制系统的码元传输速率比二进制低，, BN＜B2可增加码元的能量,减小干扰的影响。

1. 多进制数字振幅调制(MASK)(1)多进制数字振幅调制的原理。

——多进制数字振幅调制又称多电平调制。

*MASK表示式: (波形)eASK=bn=P1+P2+……..PM=1(2) 系统的带宽: BASK =(3)单位频带内有超过2bit/s.Hz的信息传输速率。

2. 进制数字频率调制(MFSK)(1)多进制数字频率调制的原理——MFSK调制简称多频制,是二进制数字频率键控方式的直接推广。

(2) 一个多频制系统的组成方框如图:●带通滤波器的中心频率就是多个载频的频率。

●抽样判决器-----在给定时刻上比较各包络。

(3) MFSK系统带宽:BFSK=|fM-fl|+ΔfΔf单个码元宽度。

3. 多进制数字相位调制(MPSK)(1) 多进制数字相位调制的原理——多进制数字相位调制又称多相制。

*利用载波的多种不同相位(或相位差)表征数字信息的调制方式。

也可分为绝对移相(MPSK)和相对(差分)移相(MDPSK)两种。

*多进制相位调制: M=2k K位码元。

一个相位表示K位二进码元.*以四相制为例(2) QPSK(QDPSK)信号调制的原理(A)QPSK:定义:用载波的四种不同相位来表征数列中的信息。

两个信息比特与载波相位关系如下,分为A方式, B方式。

(B) QDSK:定义:利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。

以前一码元相位作为参考,并令Δ为本码元与前一码元的初相差。

信息比特与载波相位变化Δ的关系如上所示,分为A方式, B方式。

(C) 波形:(D) 表达式:ePSK ==式中：——受调相位。

M进制用M种不同相位来表征。

第六章 数字调制系统1． 已知电话信道可用的信号传输频带为600-3000Hz ，取载频为1800Hz ，试说明：(1) 采用α=1余弦滚降基带信号时，QPSK 调制可以传输2400b/s 数据；(2) 采用α=0.5余弦滚降基带信号时，8PSK 调制可以传输4800b/s 数据；解：(1) R b =2400b/s , R B =1200(B) , 基带奈氏带宽W 1= R B / 2 = 600Hz ,信道带宽为 B = 3000 – 600 = 2400Hz = (1+α) 2W 1 = (1+α) R B α=1时，QPSK 系统的频带利用率为数据传输速率为（2）α=0.5时，8PSK 系统的频带利用率为数据传输速率为2．设有一个2PSK 信号，其码元传输速率为1000B ，载波波形 为A cos ( 4 π ⨯ 10 6 t )。

(1) 试问每个码元中包含多少个载波周期？(2) 若发送“0”和“1”的概率分别是0.6和0.4，试求此信号的功率谱密度的表达式。

解：(1)由载波波形可知已调信号载频为2⨯106 Hz ，因此每个码元中包含2⨯106 / 1000 = 2000个载波周期。

222log log log 4 1 //(1)(1)11b B b B R R M M b s Hz B R ηαα=====+++240012400 /b b R B b sη==⨯=22log log 8 2 //(1)10.5b M b s Hz ηα===++240024800 /b b R B b sη==⨯=(2) 2PSK 功率谱密度为因为P s （f ）为基带信号双极性矩形脉冲的功率谱密度，因此有：注：因为先验不等概，所以P s ( f )的离散谱中只有m = 0一项不为零， 故P 2PSK ( f )存在离散载波f c 分量。

3．设有一个2DPSK 传输系统对信号采用A 方式编码，其码元速率为1200B ，载波频率为2400Hz ，已知输入码元序列为011010， 试画出此2DPSK 信号序列的波形图。

通信原理复习题1通信原理复习题一、填空题1、数字通信的有效性用衡量，可靠性用衡量。

2、广义平稳随机过程的数学期望，方差与___________无关，自相关函数只与时间差有关。

3、为了消除码间干扰，基带传输系统的传输函数，即乃奎斯特第一准则为ss is T T T i H πωπω≤=+∑,)2(，其对应的冲激函数为___________。

4、部分响应系统的最高频带利用率为___________。

5、PCM30/32路基群系统中，帧长为___________比特；帧同步信号在第___________时隙传输。

6、十六进制符号速率为800波特，则信息传输速率为___________。

7、8、在相同符号速率条件下，对于2ASK 、2FSK 、2PSK 数字调制方式中频带利用率最低的是___________。

9、一个八进制数字传输系统，若码元速率为2400Baud ，则该系统的最大可能信息速率为_____。

10、一个离散信号源每毫秒发出4种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率分别为1/8、1/8、1/4、1/2，该信源的平均信息量为_____，平均信息速率为_____。

11、功率信号的自相关函数和其能量谱密度是_____关系。

12、设X 是a=0，σ=1的高斯随机变量，则随机变量Y=cX+d 的概率密度函数为______，其中c ，d 均为常数13、平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其以为分布与_____无关，二维分布只与_____有关。

14、调制信道分为_____和_____，调制信道包括_____，媒质，_____。

15、连续信道香农公式可表示为_____，当信道带宽趋于无穷大时，信道容量趋于_____。

16、AM 系统在_____情况下会出现门限效应。

17、3码为_____。

18、2DPSK ，2ASK ，2PSK 和2FSK ，采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能从好到坏排列次序为_____。

思考题第一章1-2 数字通信有那些特点答：第一，数字传输抗干扰能力强，尤其在中继时，数字信号可以再生而消除噪声的积累；第二，传输差错可以控制，从而改善了传输质量；第三，便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理；第四，数字信息易于做高保密性的加密处理；第五，数字通信可以综合传递各种消息，使通信系统功能增强。

1-3 按消息的物理特征，通信系统如何分类答：根据消息的特征不同，通信系统可以分为：第一：电报通信系统；第二：电话通信系统；第三：数据通信系统；第四：图像通信系统。

1-4 按调制方式，通信系统如何分类答：按调制方式，通信系统可以分为：基带传输和频带传输。

1-5 按传输信号的特征，通信系统如何分类答：按传输信号的特征，通信系统可以分为：模拟通信系统和数字通信系统。

1-6 按传送信号的复用方式，通信系统如何分类答：按传送信号的复用方式，通信系统可以分为：频分复用，时分复用和码分复用。

1-7 通信方式是如何确定的答：通信方式是根据消息的传送方向与时间关系确定的。

1-8 通信系统的主要性能指标是什么答：通信系统的主要性能指标是：传输速率和差错率。

1-9 什么是误码率什么是误信率它们之间的关系如何答：所谓误码率，是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切起的说，误码率即是码元在传输系统中被传错的概率。

所谓误信率，又称误比特率，是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例，或者更确切地说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。

二者之间的关系：它们都是表示差错率的。

1-10什么是码元速率什么是信息速率它们之间的关系如何答：码元速率是指每秒钟传送码元的数目，单位为“波特“，常用符号“B”表示。

信息速率是指每秒钟传递的信息量，单位是比特/秒。

二者之间的关系：在二进制下，二者在数值上相等，只是单位不同；在N进制下，设信息速率为Rb(bit/s),码元速率为Rbn(B),则有：Rb=Rbn*log2N(bit/s)1-12 什么是信源符号的信息量什么是离散信源的信息熵答：信源符号的信息量是它出现的概率P(x)的函数。