通信原理第八章数字调制系统概论
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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。
通信原理简答题答案2(个⼈整理)第⼀章绪论1-2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:电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号:电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信?数字通信偶哪些优缺点?答:利⽤数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点:抗⼲扰能⼒强,⽆噪声积累传输差错可控;便于现代数字信号处理技术对数字信息进⾏处理、变换、储存;易于集成,使通信设备微型化,重量轻;易于加密处理,且保密性好。
缺点:⼀般需要较⼤的传输带宽;系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的⼀般模型中各组成部分的主要功能是什么?答:信源编码:提⾼信息传输的有效性(通过数字压缩技术降低码速率),完成A/D转换。
信道编码/译码:增强数字信号的抗⼲扰能⼒。
加密与解密:认为扰乱数字序列,加上密码。
数字调制与解调:把数字基带信号的频谱搬移到⾼频处,形成适合在信道中传输的带通信号。
同步:使收发两端的信号在时间上保持步调⼀致。
1-5 按调制⽅式,通信系统如何分类?答:基带传输系统和带通传输系统。
1-6 按传输信号的特征,通信系统如何分类?答:模拟通信系统和数字通信系统。
1-7 按传输信号的复⽤⽅式,通信系统如何分类?答:FDM,TDM,CDM。
1-8 单⼯、半双⼯及全双⼯通信⽅式是按什么标准分类的?解释他们的⼯作⽅式。
答:按照消息传递的⽅向与时间关系分类。
单⼯通信:消息只能单向传输。
半双⼯:通信双⽅都能收发消息,但不能同时进⾏收和发的⼯作⽅式。
全双⼯通信:通信双⽅可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信⽅式?他们的适⽤场合及特点?答:分为并⾏传输和串⾏传输⽅式。
并⾏传输⼀般⽤于设备之间的近距离通信,如计算机和打印机之间的数据传输。
串⾏传输使⽤与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么?—答:有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些?答:有效性:传输速率,频带利⽤率。
第一章一、填空题1、通信系统的基本组成 、 、 、 、 、2、数字通信系统的有效性指标码元速率R B 定义是 ,单位 。
信息速率定义是 ,单位 。
3、在等概条件下,八元离散信源能达到最大熵是 ,若该信源每秒钟发送2000个符号,则该系统的信息速率为 。
4、通信系统的有效性衡量指标对于模拟通信系统为 ,对于数字通信系统为 。
5、衡量通信系统可靠性的指标对于模拟通信系统为 对于数字通信系统为 。
6、一个M 进制基带信号,码元周期为T S 秒,则传码率为 ,若码元等概出现,一个码元所含信息量为 。
7、根据信道中所传输信号特征的不同,通信系统可分为 通信系统和 通信系统二、画图:画出通信系统的简化模型。
三、计算题1(课后7). 设信道引起的传输误码率为5×10-10,若二元数字序列以2 Mb/s 的信息传输,求: (1) 同样的信息速率, 十六进制时的码元速率;(2) 传输中出现1 bit 误码的平均时间间隔;(3) 若另设有四个消息A 、B 、C 、D ,分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传递,每一消息出现是相互独立的,试计算其平均信息量。
解:已知:10105-⨯=e P ,b/s 2R b M =,则二进制的码元速率为 Baud 2Rb Rs M ==(1)十六进制的信息速率为 b/s 2R b M =十六进制的码元速率为 MBaud Baud M R R b s 5.04/216log /2===(2) 由传输的总码元数目错误接收的码元数目=e P 知出现1 bit 误码即R s 误=1Baud所传输的总码元数为 R s 总 =R s 误/P e =1/5×10-10Baud=2×109Baud所需时间间隔T s =R s 总/R s =2×109/2×106s=103 s(3))(lb )()(21i ni i x P x P x H ∑=-==1.75bit2、如果二进制等概信号,码元宽度为0.5ms,求R B和R b;有四进制信号,码元宽度为0.5ms,求传码率R B和独立等概时的传信率R b解:第三章一、填空题1、随机变量X的概率分布函数(简称分布函数),记作F(x),即F(x)=P(X≤x) ,它表示。
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。
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2000Hz 或 4000 HZ 。
1)若发送数字信息为011010,试画出相应的2FSK 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2FSK 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 。