通信原理-数字调制_4

通信系统中的数字信号调制原理在通信系统中，数字信号调制是非常重要的一个环节。

数字信号调制的原理是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道传输过程中能够准确传输和恢复原始信息。

下面我将详细介绍数字信号调制的原理。

数字信号调制的主要目的是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道传输过程中可以准确传输信息。

这样一方面可以减小传输的带宽，另一方面也可以提高信号的传输质量和抗干扰能力。

数字信号调制主要有两种方式：ASK（Amplitude Shift Keying）和FSK（Frequency Shift Keying）。

对于ASK调制，其原理是通过改变信号的振幅来表示不同的数字信号。

具体实现方法是，在一个固定频率的载波信号上，当需要传输高电平（1）时，将振幅调制成一定水平；当需要传输低电平（0）时，将振幅调制成另一个水平。

这样，接收端可以通过测量信号的振幅来还原原始的数字信号。

而对于FSK调制，其原理是通过改变信号的频率来表示不同的数字信号。

具体实现方法是，在一个固定振幅的载波信号上，当需要传输高电平（1）时，将频率调制成一定值；当需要传输低电平（0）时，将频率调制成另一个值。

接收端则可以通过测量信号的频率来还原原始的数字信号。

值得注意的是，数字信号调制的过程中会引入一定的量化误差和噪声干扰，因此在设计通信系统时需要考虑到这些因素。

此外，不同的数字信号调制方式在传输效率、带宽利用率、抗干扰能力等方面可能有所不同，需要根据具体的应用场景进行选择。

总的来说，数字信号调制在通信系统中起着至关重要的作用。

掌握数字信号调制的原理和实现方法，可以帮助我们设计出更高效、更可靠的通信系统，从而更好地满足人们对信息传输的需求。

希望以上内容对您有所帮助。

通信原理答案4第四章模拟调制系统已知调制信号 m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt)，载波为cos104πt ，进⾏单边带调制，试确定该单边带信号的表达试，并画出频谱图。

解：⽅法⼀：若要确定单边带信号，须先求得m(t)的希尔伯特变换 m ’（t ）=cos （2000πt-π/2）+cos （4000πt-π/2） =sin （2000πt ）+sin （4000πt ）故上边带信号为S USB (t)=1/2m(t) cos w c t -1/2m ’(t)sin w c t =1/2cos(12000πt )+1/2cos(14000πt ) 下边带信号为S LSB (t)=1/2m(t) cos w c t +1/2m ’(t) sin w c t=1/2cos(8000πt )+1/2cos(6000πt ) 其频谱如图所⽰。

⽅法⼆：先产⽣DSB 信号：s m (t)=m(t)cos w c t =···，然后经过边带滤波器，产⽣SSB 信号。

1. 将调幅波通过残留边带滤波器产⽣残留边带信号。

若次信号的传输函数H(w )如图所⽰。

当调制信号为m(t)=A[sin100πt +sin6000πt ]时，试确定所得残留边带信号的表达式。

解：设调幅波sm(t)=[m 0+m(t)]coswct ，m0≥|m(t)|max ，且s m (t)<=>S m (w)根据残留边带滤波器在f c 处具有互补对称特性，从H(w)图上可知载频f c =10kHz ，因此得载波cos20000πt。

故有sm(t)=[m0+m(t)]cos20000πt=m0cos20000πt+A[sin100πt+sin6000πt]cos20000πt=m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt)+sin(26000πt)-sin(14000πt)Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)-σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)-σ(w+14000π)+σ(w-14000π)残留边带信号为F(t)，且f(t)<=>F(w)，则F(w)=Sm(w)H(w)故有：F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[0.55σ(w+20100π)-0.55σ(w-20100π)-0.45σ(w+19900π)+ 0.45σ(w-19900π)+σ(w+26000π) -σ(w-26000π)f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[0.55sin20100πt-0.45sin19900πt+sin26000πt]2.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.5*10-3W/Hz，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，⽽载波为100kHz，已调信号的功率为10kW.若接收机的输⼊信号在加⾄解调器之前，先经过⼀理想带通滤波器滤波，试问：1.）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)?2.）解调器输⼊端的信噪功率⽐为多少?3.）解调器输出端的信噪功率⽐为多少?4.）求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并⽤图型表⽰出来。

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。

通信原理习题四1. 填空题（1） 数字调制传输就是用数字基带信号对载波信号的某些参量进行调制，使载波信号的这些参量随该数字基带信号（ ）。

实际数字通信系统大都选择（ ）作载波，有（ ）、（ ）和（ ）三种基本调制方式，还有多种其它派生形式。

（2）移相键控就是载波信号的（ ）按基带脉冲信号的码元变化规律而改变的一种数字调制方式。

设载波为t c ωcos ，则2PSK 信号可表示为（ ）。

（3）2FSK 的调制带宽是（ ）。

1222f f B B B FSK -+≈（4）2ASK 的解调方式有（ ）和（ ）两种。

包络检波、相干解调（5）采用2DPSK 的目的是为了克服2PSK 的（ ）缺点。

在接收端存在相位模糊（6）2PSK 信号带宽与2ASK 信号带宽的关系是（ ）。

2PSK 信号的功率谱与2ASK 信号的功率谱相同，只是少了一个离散的载波分量2. 选择题（1）二进制振幅键控ASK 信号的带宽B 和调制信号频率s f 、码元间隔s T 之间的关系为（ ）。

A s s T f B 1== B ss T f B 22== C s s T f B 215.0== D s s T f B 44== （2）2DPSK 方式是利用前后相邻两个码元载波相位的变化来表示所传送的数字信息，能够唯一确定其波形所代表的数字信息符号的是（ ）。

A 前后码元各自的相位B 前后码元的相位之和C 前后码元之间的相位之差D 前后码元之间相位差的2倍（3）根据CCITT 建议，A 类移相方式中，每个二进制码元的载波相位相对于基准相位可取值（ ），B 方式中每个码元的载波相位相对于基准相位可取值（ ）。

A （0，2π）B （0，π）C （± 2/π ）D ± π（4）对于2ASK 、2PSK 、2FSK 三种调制方式，一般来说在相同的条件下其误码性能好坏的依次排序是（ ）。

A P 2ASK <P 2PSK <P 2FSKB P 2ASK < P 2FSK < P 2PSKC P 2PSK <P 2FSK <P 2ASKD P 2FSK < P 2ASK < P 2PSKB（5）若2FSK 调制系统的码元速率为1000baud ，己调制载波为2000Hz 或3000Hz ，则调制带宽为（ ）。

第一章绪论1．以无线广播和电视为例，说明图1-3模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。

收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2．何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。

他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的3．何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.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；5.设备便于集成化、微机化。

数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。

设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6.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。

另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。

一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。

4．数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。

其中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；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；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；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。

数字通信原理
数字通信原理是一种将信息通过数字信号进行传输的通信
方式。

它包括了数字信号的产生、编码、调制、传输、解
调和解码等过程。

在数字通信中，信息经过模拟到数字转换的过程，被转换
为数字信号，然后通过编码和调制等处理，转换为适合传
输的信号。

传输过程中，为了提高传输效率和抵抗噪声干扰，通常会采用调制技术，将数字信号转换为模拟信号进
行传输。

接收端根据接收到的模拟信号进行解调和解码，
将数字信号恢复为原始信息。

数字通信原理的关键技术包括：
1. 数字信号的产生：通过采样和量化将模拟信号转换为数
字信号。

2. 编码：将数字信号表示为二进制码，提高可靠性和效率。

3. 调制：将数字信号转换为模拟信号，适应信道传输特性，常用的调制方式有调幅、调频和调相等。

4. 传输：通过传输介质将调制后的信号从发送端传输到接
收端，包括有线传输和无线传输。

5. 解调：将接收到的模拟信号转换为数字信号。

6. 解码：将数字信号转换为原始信息。

数字通信原理可以应用于很多领域，例如电视广播、移动
通信、计算机网络等。

它能够提供更高的传输速率、更好
的抗干扰能力和更高的可靠性，成为现代通信领域的主要
通信方式。

通信原理知识
通信原理是指在传输信息时，通过信号的生成、编码、调制、调整及解码等过程，从发送端将信息通过信道传输到接收端，并从接收端恢复原始信息的技术原理和方法。

其核心目标是实现信息的可靠传输和高效传送。

在通信原理中，常见的技术原理包括：
1. 模拟通信原理：模拟通信是指将原始信息转换成连续变化的模拟信号，通过调制、放大、传输等步骤进行传输的通信方式。

常见的模拟调制技术有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。

2. 数字通信原理：数字通信是指将原始信息转换为离散的数字符号，通过编码、传输和解码等步骤进行传输的通信方式。

常见的数字调制技术有振幅调制（ASK）、频移键控（FSK）、
相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）等。

3. 噪声及信道模型：通信过程会受到噪声和信道影响，因此了解噪声与信道的特性对通信原理至关重要。

噪声主要包括加性白噪声和信道噪声，信道模型则用于描述信号在信道中的传输特性。

4. 调制解调技术：调制解调技术是实现信号调制和解调的关键环节。

调制将原始信号转换为适合传输的信号，解调则将接收到的信号恢复为原始信号。

常见的调制解调技术有振幅调制解调、频移键控解调、相移键控解调和正交幅度调制解调等。

5. 误码控制：为了保证信息的可靠传输，通信系统常常采用纠错编码、交织技术和反馈控制等方法来进行误码控制。

这些技术可以提高通信系统的容错性，减小信道传输中出现的错误率。

综上所述，通信原理涉及信号的调制与解调、噪声与信道模型、误码控制等多个方面的知识。

深入理解通信原理对于设计和改进通信系统具有重要的意义。