2-通信原理-模拟调制系统
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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。
第四章 模拟调制学习指导4.1.1 要点模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。
1. 幅度调制幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度,使之随调制信号作线性变化的过程。
在时域上,已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化;在频谱结构上,它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。
由于这种平移是线性的,因此,振幅调制通常又被称为线性调制。
但是,这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。
事实上,任何调制过程都是一种非线性的变换过程。
幅度调制包括标准调幅(简称调幅)、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。
如果调制信号m (t )的直流分量为0,则将其与一个直流量A 0相叠加后,再与载波信号相乘,就得到了调幅信号,其时域表达式为[]()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω),则调幅信号的频谱为[][]AM 0c c c c 1()π()()()() (4 - 2)2S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+++- 调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。
上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。
由波形可以看出,当满足条件|m (t )| A 0 (4-3)时,其包络与调制信号波形相同,因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。
否则,出现“过调幅”现象。
这时用包络检波将发生失真,可以采用其他的解调方法,如同步检波。
调幅信号的一个重要参数是调幅度m ,其定义为[][][][]00max min 00max min()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++ AM 信号带宽B AM 是基带信号最高频率分量f H 的两倍。
AM 信号可以采用相干解调方法实现解调。
第5章 模拟调制系统 一、填空题1.AM 、SSB 、FM 系统中,有效性最好的是 __,可靠性最好的是 __。
[华中科技大学2002研]【答案】SSB ;FM【解析】AM 、SSB 、FM 系统的带宽及调制制度增益如表5-1所示。
表5-12.用基带信号m (t )=2cos4000πt 对载波c (t )=20cos2πf c t 进行调频,若调频的调制指数是βf =9,则调频信号的时域表达式s (t)=______,其信号带宽B =______Hz 。
[北京科技大学2010研]【答案】;B =40000【解析】(1)若调制信号为单一频率的正弦波,即,则调频信号的时域表达式为()cos()m m m t A t ω=由题意可知 A 0=20,,βf =9,ωm =4000π所以(2)带宽B =2(1+)f m ,又f m =,所以B =40000。
3.模拟通信系统中,若载波的幅度由模拟基带信号()m t 的变化规律去控制,则称为幅度调制;若载波的频率由模拟基带信号()m t 的变化规律去控制,则称为______。
[北科2011研]【答案】频率调制【解析】模拟通信系统中,可以把调制信号的消息载荷于载波的幅度变化中,也可以载荷于载波的频率中,前者称为幅度调制,后者称为频率调制。
4.模拟通信系统中,己调信号带宽与有效性之间的定性关系为______,接受机输出信噪比与可靠性之间的定性关系为______。
[华中科技大学2002研]【答案】已调信号带宽越宽,有效性越差;接收机输出信噪比越高,可靠性越好。
【解析】模拟通信系统中,有效性可用有效传输频带来度量,同样的信息所用的调制方式不同,调制信号的频带宽度也不同,带宽越大,有效性越差。
可靠性通常用接收端解调器输出的信噪比来度量,输出的信噪比越高,通信质量就越好。
0()cos[sin()]c f m s t A t t ωβω=+2c c f ωπ=f β20002m =πω二、判断题1.标准调幅AM信号的包络调制解调属于线性解调方式。
通信原理习题:第一章 通信的基本概念与基本问题1. 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,其出现的概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16,5/16。
试求改信息源符号的平均信息量。
2.设一信息源的输出由128个不同的符号组成。
其中16个出现的概率为1/32,其余112个出现的概率为1/224。
信息源每秒发出1000个字符,且每个符号彼此独立。
试计算该信息源的平均信息速率。
3.如果二进独立等概信号,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 。
4.具有6.5MHZ 带宽的某高斯信道,若信道中信号功率与噪声单边功率谱密度之比为45.5 MHZ,试求其信道容量。
5.某一待传输的图片约含2.25 * 106个像元。
为了很好地重现图片需要12个亮度电平。
假若所有这些电平等概率出现,试计算用3min 传送一张图片时所需的信道带宽(设信道中信噪功率比为30dB )。
6.数字通信系统的主要指标是_____和_____。
码元速率R B 的定义是_____,单位是_____。
信息速率R b 的定义是_____,单位是_____。
7.仙农信道容量公式为:C=Blog(1+S/N),请简述公式中各量的意义。
8.二进制信源符号概率为P 0和P 1,求信息熵最大时的分布。
9.四进制信号传码率为4800B ,若改用八进制信号传输,其传码率为_____。
10.已知某信息集为[x 1,x 2,x 3……x n ],由它构成的某信息源的符号概率分布为:[p(x 1),p(x 2),p(x 3)……p(x n )],则每个符号所携带的信息量为__________,每个符号的平均信息量为__________,若要求平均信息量取得最大值,则信息源的概率分布为__________。
11.某信息源由x 0,x 1符号组成,其概率为p(x 0)=0.4,p(x 1)=0.6,如果消息传输速率为每秒1000个符号,信道特性如图(1).试问: 1).信源发出的信息速率是多少? 2).信息传输速率是多少?0.98 0.9711 0 0 X Y12.通信系统的可靠性衡量指标对于模拟通信系统为__________,对于数字通信系统为__________。