通信原理總結(jié)

通信原理總結(jié)

學(xué)了通信原理這門課，一開始覺得很難，而且聽學(xué)長(zhǎng)們也總是告誡我們，通信原理是很難的課程，平時(shí)一定要好好學(xué)，不然自己復(fù)習(xí)的日子根本就抓不到要點(diǎn)了。事實(shí)上好像也是如此，在周圍，這門主課的掛課率總是算前排的。當(dāng)然對(duì)于我這樣的人，總是上課時(shí)算是比較認(rèn)真的，但是半期的時(shí)候還是沒有搞懂它是干什么的，甚至到期末了，也只有零星的一點(diǎn)編碼呀，帶寬呀，調(diào)制啦，這樣一些概念，但這些技術(shù)在一個(gè)通信系統(tǒng)中又是出于什么樣的位置，該怎樣應(yīng)用這些技術(shù)組成一個(gè)通信系統(tǒng)，對(duì)此我還是一概不知。然而經(jīng)過期末前的復(fù)習(xí)，我感覺自己對(duì)通信系統(tǒng)總算有個(gè)印象了，所以想把那些零碎的名詞做一些解釋，并且用我自己的學(xué)習(xí)過程以及對(duì)通信系統(tǒng)的了解來說明這些技術(shù)的應(yīng)用。

上面是我畫的認(rèn)為比較完整的通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)單流程圖，對(duì)此我做一翻解釋。

首先日常生活中的信號(hào)總是模擬的，我們把這些信號(hào)通過濾波等處理，得到帶限的信號(hào)，這里以基帶信號(hào)singnal為例

子,signal經(jīng)過采樣保持電路，我們就得到PAM信號(hào)，如圖號(hào)了。

，這樣的信號(hào)就是離散信

離散信號(hào)經(jīng)過量化歸屬到個(gè)檔次的幅度中比如我們有2V,4V,6,V,8V四個(gè)檔次的歸類，并且規(guī)定1V~3V之間的PAM離散信號(hào)就歸類到2V的檔次中去,一次類推，通過比較給每個(gè)PAM信號(hào)進(jìn)行歸類，這就是量化。

之后將量化了的信號(hào)進(jìn)行編碼，編碼是一種認(rèn)為規(guī)定的過程比如我們規(guī)定2V用00表示，4V用01表示，6V用10表示，而8V用11來表示,這樣就把階梯信號(hào)和二進(jìn)制信號(hào)有了一種對(duì)應(yīng)關(guān)系，順著這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們可以得到剛才量化了的信號(hào)的二進(jìn)制代碼，這就是PCM編碼得到了可以在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)。

以上從模擬到數(shù)字信號(hào)的一種轉(zhuǎn)變就是我們常說的A/D轉(zhuǎn)換。至于我們平時(shí)要求的轉(zhuǎn)換比特率的求法可以從它的轉(zhuǎn)換過程得出計(jì)算方法。一個(gè)PAM信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)檔次，而一個(gè)檔次對(duì)應(yīng)幾個(gè)比特的數(shù)字是在編碼中體現(xiàn)的，例子中就是一個(gè)檔次對(duì)應(yīng)兩個(gè)比特，假設(shè)這種對(duì)應(yīng)關(guān)系是1對(duì)N個(gè)比特，對(duì)模擬信號(hào)的采樣率是F,也就是1秒鐘有F個(gè)PAM信號(hào)，這F個(gè)PAM信號(hào)就要被轉(zhuǎn)換成F*N個(gè)比特，所以比特率就是F*N了。

對(duì)于完成轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)，我們?nèi)绾翁幚砟�？有的是被放進(jìn)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了，有的是到CPU中進(jìn)行計(jì)算，加密等處理了。通常為了達(dá)到通信目的，我們就要將數(shù)字信號(hào)傳遞并且轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，畢竟在生活中模擬信號(hào)才是我們可以識(shí)別的。所以我們從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)字信號(hào)，這些信號(hào)是基帶信號(hào)，不容易傳輸，經(jīng)過數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)就可以轉(zhuǎn)換成高頻信號(hào)而被發(fā)送設(shè)備以各種形式比如微波，光信號(hào)傳播出去。發(fā)送這些高頻信號(hào)的速度關(guān)系到發(fā)送的比特率注意與前面的轉(zhuǎn)換的比特率有不同。假如整個(gè)發(fā)送端可以發(fā)送四中波形A,B,C,D，它們可以分別表示發(fā)送了00，01，10，11信號(hào)，那么我們就說發(fā)送一個(gè)符號(hào)（即波形）就是發(fā)送了兩個(gè)比特了。由此得到符號(hào)率與比特率的關(guān)系B=N*D.D是符號(hào)率baud/s,B是比特率bit/s,N表示一個(gè)符號(hào)與N個(gè)比特對(duì)應(yīng)。

接收設(shè)備將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過解調(diào)器，就可以還原基帶信號(hào)，同樣可以將它們放進(jìn)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，這可以理解成網(wǎng)絡(luò)視頻在我們的電腦上的緩存。緩存中的信號(hào)通過解碼器，也就是與編碼器功能相反的器件將數(shù)字序列轉(zhuǎn)換成各種量化的臺(tái)階（檔次）信號(hào)。

最后將臺(tái)階信號(hào)進(jìn)行填充恢復(fù)，我們就又可以原來的輸入的模擬波形了，由此我們完成一次通信。如果模擬信號(hào)不需要數(shù)字化，那么我們可以進(jìn)行模擬調(diào)制，同樣可以發(fā)送出去，這個(gè)過程要簡(jiǎn)單很多。

當(dāng)然，這里所講的只是我們學(xué)習(xí)中所涉及的一些概念，完整的通信系統(tǒng)還有更多要考慮的，這只是我覺得通信過程的關(guān)鍵的骨架問題。

還有幾個(gè)概念是對(duì)它們的理解和總結(jié)，希望可以和大家分享。1.

二進(jìn)制比特率與信息量中的比特率。

因?yàn)槲覀兗俣ǘ�進(jìn)制信號(hào)是等概率發(fā)生的，也就是P=0.5，而信息量的定義是這樣的I=-log2(p)bit,通過此式，我們可以計(jì)算發(fā)送的一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)的信息量I=-log2(0.5)bit=1bit,所以我們通常說一個(gè)0或者1就是一個(gè)比特了。

2.

方波的帶寬問題。

由上圖我們可以注意到，一個(gè)持續(xù)時(shí)間為T的方波，它的頻譜是一個(gè)SINC函數(shù)，零點(diǎn)帶寬是1/T，即時(shí)間的倒數(shù)。當(dāng)然，方波的帶寬是無限大的，因此這樣的波形在現(xiàn)實(shí)中是很難實(shí)現(xiàn)的，我們只能給方波提供一定的帶寬，就是說得到的肯定只能是經(jīng)過了過濾的波形。

在這里我們可以聯(lián)系到吉布斯現(xiàn)象。我們可以這樣理解：頻率越大，就說明變化越快，而方波的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處就是一個(gè)極快的變化也就是有頻帶的高頻部分構(gòu)成，而經(jīng)過帶限的濾波之后，高頻被濾去，得到的波形在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處就變化慢下來，于是在需要變化快的地方（如方波的轉(zhuǎn)折點(diǎn)）變化慢，由此產(chǎn)生吉布斯現(xiàn)象。

3.

升余弦滾降濾波器。

我們知道升余弦滾降濾波器是防止碼間串?dāng)_而設(shè)計(jì)的。碼間串?dāng)_是指各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送的符號(hào)并非準(zhǔn)確的方波，而是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)仍有余波，于是對(duì)下一個(gè)時(shí)刻發(fā)送的符號(hào)產(chǎn)生影響，最后可能因?yàn)橛绊懙寞B加效果而使后果嚴(yán)重，得到相反的采樣結(jié)果。注意我們這里講的碼間串?dāng)_都是發(fā)生在基帶頻率上的。因此升余弦滾降濾波器也是在基帶上的應(yīng)用。

下圖是升余弦滾降濾波器的原理圖，上半部分是濾波器的頻譜相應(yīng)圖，下半部分是濾波結(jié)果在時(shí)間域上的波形圖。

我們可以這樣思考，發(fā)送的基帶波形是在一定的帶限內(nèi)的，假如說要求發(fā)送的符號(hào)率是D，那么圖下半部分中可知1/2f0=1/D，所以f0=1/(2*D),或者說D=2*f0,由下半圖我們可以看出我們發(fā)送的符號(hào)的頻率是2*f0，這串符號(hào)在頻譜上的表示（上半圖）是個(gè)帶寬為f0的信號(hào)，這個(gè)就是采樣定理中說的當(dāng)波形用SINC函數(shù)來表示時(shí)，符號(hào)率是該波形的帶寬的兩倍，也就是升余弦滾降濾波器在r=0的時(shí)候的特性。

當(dāng)然，我們這里表示的只是發(fā)送一個(gè)符號(hào)的波形的帶寬，但是我們可以這樣想象，一個(gè)系統(tǒng)在任何時(shí)候發(fā)送符號(hào)是使用的帶寬f0都是固定的，在1時(shí)間段內(nèi)發(fā)送的波形的帶寬在f0以內(nèi)，那么我們完全有理由相信在2時(shí)間段內(nèi)發(fā)送的波形的帶寬必然在f0以內(nèi)，所以這樣可以理解多個(gè)符號(hào)組成的波形的帶寬是在f0以內(nèi)的。

從下半圖我們可以看到，隨著r的增加，符號(hào)波形在一個(gè)周期段以外的衰減就會(huì)加快，這里我們就可以看到它對(duì)碼間串?dāng)_的影響會(huì)減小，這個(gè)就是升余弦滾降濾波器的作用，但是我們必須清楚的看到，符號(hào)率是不變的2*f0,而系統(tǒng)的絕對(duì)帶寬在增加。根據(jù)升余弦滾降濾波器的定義我們得到這樣一個(gè)關(guān)系D=2*f0/(1+r)。從以上的分析過程我們可以認(rèn)為1/2*f0就是發(fā)送的數(shù)字信號(hào)的周期，也就是對(duì)于同樣周期的信號(hào)我們需要不同的帶寬，這個(gè)帶寬就是發(fā)送的數(shù)字信號(hào)的帶寬，而與原始的模擬波的帶寬無關(guān)。

4.

調(diào)制的一些想法。

在學(xué)習(xí)調(diào)制的過程中，我一直搞不清什么是調(diào)制信號(hào)，什么是載波。最后總算明白，原來（一般來講）調(diào)制就是將低頻信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）攜帶的信息在另外一個(gè)高頻的信號(hào)（載波）上表現(xiàn)出來，表現(xiàn)的方法可以是改變載波的幅度或者相位或者頻率等。當(dāng)我們看到調(diào)制完成的波形是，發(fā)現(xiàn)它與載波有不同的幅度或者相位或者頻率，從這里的變化我們極可以判斷處調(diào)制信號(hào)有那些信息。載波就是用來攜帶低頻信號(hào)要表達(dá)的意思的高頻信號(hào)。之所以用高頻是因?yàn)樵谝话闱闆r下高頻信號(hào)便于傳輸。

以上是我在學(xué)習(xí)通信原理中覺得關(guān)鍵要明白的只是點(diǎn)，這樣知識(shí)才可以融會(huì)貫通。

擴(kuò)展閱讀：通信原理總結(jié)

第一章緒論

一、填空題

1、（通信）是傳遞與交換信息的過程。

2、（通信系統(tǒng)）是為完成通信任務(wù)所需的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)所構(gòu)成的總體。

3、通信系統(tǒng)由（信源）、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備、（收信者）五部分組成，其中（信源）的作用是將消息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。（發(fā)送設(shè)備）是對(duì)原始電信號(hào)進(jìn)行各種處理和變換，使它變換成適合于信道中傳輸?shù)男问健?/p>

4、（模擬信號(hào)）參量的取值是連續(xù)的或取無窮多個(gè)值的，且（直接）與消息相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，（數(shù)字信號(hào)）參量只能取有限個(gè)值，并且常常（不直接）與消息相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。

5、模擬信號(hào)（不一定）在時(shí)間上也連續(xù)；數(shù)字信號(hào)（不一定）在時(shí)間上也離散。

6、某離散消息所含的信息量為（

）信息量的

單位與底a有關(guān)當(dāng)（a=2）時(shí)，信息量的單位為比特，對(duì)數(shù)以（e）為底時(shí)，信息量的單位為奈特。

7、對(duì)于等概率的二進(jìn)制波形，其每個(gè)符號(hào)所包含的信息量為（1b）。

8、碼元速率與數(shù)字信號(hào)進(jìn)制沒有關(guān)系，只與（碼元長(zhǎng)度）有關(guān)。9、對(duì)于一個(gè)M進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，碼元速率Rs和信息速率Rb之間的關(guān)系為（

Rb＝Rslog2M）

）對(duì)于二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)Rs=Rb，有時(shí)稱他們?yōu)閿?shù)碼率。二、問答題

[問題1]語音信號(hào)為模擬信號(hào)，所以傳輸語音信號(hào)的系統(tǒng)一定是模擬通信系統(tǒng)，此說法正確嗎？為何？

答：不對(duì)。因?yàn)檎Z音信號(hào)可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后通過數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。

[問題2]數(shù)字電話與模擬電話有什么區(qū)別？

答：區(qū)別在于數(shù)字電話是數(shù)字通信系統(tǒng)，語音信號(hào)在信道中已經(jīng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；而模擬電話是模擬通信系統(tǒng)，語音信號(hào)在信道中仍然為模擬信號(hào)。三、應(yīng)用題

1、某消息用十六元碼序列傳送時(shí)，碼元速率是300baud，問：其信息速率為多少？若改用二元碼序列傳送該消息，試求信息速率為多少？

2、設(shè)有4種消息符號(hào)，其出現(xiàn)概率分別是1/4,1/8,1/8和1/2。各消息符號(hào)出現(xiàn)是相對(duì)獨(dú)立的，求該符號(hào)集的平均信息量。3、一個(gè)離散信號(hào)源每毫秒發(fā)出4種符號(hào)中的一個(gè)，各相互獨(dú)立符號(hào)出現(xiàn)的概率分別為0.4,0.3,0.2，0.1。求該信號(hào)源的平均信息量與信息速率。

第二章

一、填空題

1、時(shí)域內(nèi)能量信號(hào)的總能量等于（頻域內(nèi)各個(gè)頻域分量能量的連續(xù)）和。周期信號(hào)的總的平均功率等于（各個(gè)頻域分量功率的總和）。2、功率譜只與功率信號(hào)頻譜的（模值）有關(guān)，而與其（相位）無關(guān)。3、（數(shù)學(xué)期望）反映了隨機(jī)變量取值的集中位置（均值）；（方差）

反映了隨機(jī)變量的集中程度。

4、功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)都是均勻分布的噪聲稱之為(白噪聲)。二、問答

1、平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率譜密度和自相關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系。答：確定信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)R()與其功率譜P()之間有確定的傅立葉變換關(guān)系，平穩(wěn)隨機(jī)過程X(t)的自相關(guān)函數(shù)與其功率譜之間也互為傅立葉變換關(guān)系，即

PX()R()ejdR()12PX()ejd

2、平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)？

答：（1）R(0)為X(t)的平均功率：R(0)E[X2(t)]s

（2）R(τ)為偶函數(shù)：R()R()

（3）R(0)為R(τ)的上界：R()R(0)

（4）R()為X(t)的直流功率：R()E[X(t)]（5）R(0)=R()為X(t)的交流功率（方差）：R(0)R()

223、什么是窄帶高斯噪聲？它在波形上有什么特點(diǎn)?它的包絡(luò)和相位各服從什么概率分布？

答：窄帶高斯白噪聲:若一個(gè)高斯噪聲滿足窄帶的假設(shè),即其頻譜均被限制在“載波”或某中心頻率附近一個(gè)窄的頻帶上,且這個(gè)中心頻率離開零頻率又相當(dāng)遠(yuǎn)’則稱之為窄帶高斯噪聲.窄帶高斯噪聲在波形上的特點(diǎn):像一個(gè)包絡(luò)和相位都緩慢變化的正弦波.其包絡(luò)的一維分布服從瑞利分布’其相位的一維分布服從均勻分布.

4、什么是隨機(jī)過程的協(xié)方差函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)？它們之間有什么關(guān)系？它們反映了隨機(jī)過程的什么性質(zhì)？答：隨機(jī)過程的協(xié)方差函數(shù)

隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)

自相關(guān)函數(shù)和協(xié)方差函數(shù)之間的關(guān)系

它們反映了同一隨機(jī)過程不同時(shí)刻的相關(guān)程度

5、什么是能量信號(hào)？什么是功率信號(hào)？能量信號(hào)和功率信號(hào)與周期信號(hào)和非周期信號(hào)有什么關(guān)系？

答:能量有限的信號(hào)稱為能量信號(hào)，功率有限的信號(hào)是功率信號(hào)。周期信號(hào)一定是功率信號(hào)，能量信號(hào)一定是非周期信號(hào)。

三、應(yīng)用題

1、黑白電視圖像每幀含有300000個(gè)圖像，每個(gè)像素有16個(gè)等概率出現(xiàn)的亮度等級(jí)，要求每秒傳輸30幀圖像。如果要求信噪比為40db，計(jì)算傳輸該黑白圖像所要求的最小信道寬帶。

2、設(shè)n（t）是雙邊功率譜密度為n/2的白噪聲，它作用在一個(gè)RC低通濾波器上，如圖所示，求濾波器輸出噪聲的功率譜密度和自相關(guān)函數(shù)。

、3、

第三章模擬線性調(diào)制

一，填空題

1．幅度調(diào)制有常規(guī)調(diào)幅、雙邊帶調(diào)制、單邊帶調(diào)制以及殘留

邊帶調(diào)制。

2.幅度調(diào)制中，常規(guī)調(diào)幅，抑制載波雙邊帶調(diào)幅的時(shí)域表達(dá)式分別為：

sAM(t)A0f(t)cos(ctc)sDSB(t)f(t)cosct,3．常規(guī)調(diào)幅中，根據(jù)調(diào)幅指數(shù)的不同，可以分為正常調(diào)幅，滿調(diào)幅，過調(diào)幅三種。

4.常規(guī)調(diào)幅，調(diào)制效率的表達(dá)式為

1AM22A0Am12Am22Am2AA202m222AM2AM

最大調(diào)制效率為1/3，抑制載波雙邊帶調(diào)幅的效率為15.形成SSB信號(hào)的兩種方法是濾波法、相移法6.解調(diào)的常用方法為相干解調(diào)，包絡(luò)檢波。7.設(shè)高斯白噪聲雙邊功率譜密度為n寬為B，則有：

Nin022Bn0B0/2，BPF特性理想，單邊帶

二．計(jì)算題

1.已知一個(gè)AM廣播電臺(tái)輸出功率是50kW，采用單頻余弦

信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)幅指數(shù)為0.707。(1)試計(jì)算調(diào)制效率和載波功率；

(2)如果天線用50的電阻負(fù)載表示，求載波信號(hào)的峰值幅度。

2.對(duì)雙邊帶信號(hào)和單邊帶進(jìn)行相干解調(diào)，接收信號(hào)功率為2mW，噪聲雙邊功率譜密度為210W/Hz，調(diào)制信號(hào)是最高頻率為4kHz的低通信號(hào)。

(1)比較解調(diào)器輸入信噪比；(2)比較解調(diào)器輸出信噪比。

3,用單邊帶方式傳輸模擬電話信號(hào)。設(shè)載頻為15MHz,電話信號(hào)的頻帶為300Hz~3400Hz,濾波器歸一化值不低于1/1000,設(shè)計(jì)濾波器的方案

3

第四章．模擬角調(diào)制

一.填空題

1.對(duì)任意正弦信號(hào)，若有：(c(t)Acos(t))，則稱之為調(diào)角信號(hào)。2.倍頻的目的是提高(調(diào)頻指數(shù))，其作用是使輸出信號(hào)的頻率為輸入信號(hào)頻率的某一給定倍數(shù)。

3.產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法有（直接調(diào)頻法）和（倍頻法）。4.調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)有(相干)與(非相干)解調(diào)兩種方法二．問答題

1.窄帶調(diào)頻和常規(guī)調(diào)幅的的主要異同點(diǎn)？

相似之處：在+（）Wc處由載波分量，在+(-)Wc兩側(cè)有圍繞著載頻的兩個(gè)邊帶。它們的帶寬相同，都是調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍。區(qū)別：

2.包絡(luò)檢波的定義。

解調(diào)過程是先由微分器將調(diào)頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)，再由包絡(luò)檢波器提取其包絡(luò)。三．應(yīng)用題

1.已知受1KHz正弦信號(hào)的調(diào)制的角調(diào)制信號(hào)為S(t)=100cos(WcT+25cos(WmT))(1)(2)

若為調(diào)頻波，當(dāng)Wm增為5倍時(shí)，求調(diào)頻指數(shù)及帶寬。若為調(diào)相波，當(dāng)Wm減為1/5倍時(shí)，求調(diào)頻指數(shù)及帶寬。

2已知調(diào)頻信號(hào)是8MHz的單頻余弦信號(hào)，若要求輸出信噪比

40dB，試比較調(diào)制效率為1/3的常規(guī)調(diào)幅系統(tǒng)和調(diào)頻指數(shù)為5的調(diào)頻系統(tǒng)的帶寬和發(fā)射功率。設(shè)信道噪聲的單邊功率譜密度為n=5×10W/Hz，信道損耗α為60dB。

第五章模擬信號(hào)的波形編碼

一．填空題

1.PCM過程主要由（抽樣）、（量化）和（編碼）三個(gè)步驟組成。2.只要采樣頻率fs大于或等于被采樣信號(hào)最高頻率fH的（兩倍），就可由采樣信號(hào)不失真地還原被采樣信號(hào)。

3.設(shè)帶通信號(hào)有，N為不超過的最大正整數(shù)，若要用帶通濾波器不失真地恢復(fù)被采樣信號(hào)，則要滿足（）條件。

二．簡(jiǎn)答題

1,。對(duì)電話信號(hào)進(jìn)行非均勻量化有什么優(yōu)點(diǎn)？

在非均勻量化時(shí)，采用壓縮和擴(kuò)張可以提高小信號(hào)的信噪比，從而相當(dāng)于擴(kuò)大了輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。2．試述A律PCM編碼規(guī)則。

第1位碼M1為極性碼，1代表正極性碼，0代表負(fù)極性碼；第2至4位碼M2M3M4為段落電平碼，表示信號(hào)絕對(duì)值處在哪個(gè)段落，3位碼共可以表示8個(gè)段落，代表了8個(gè)段落的起始電平值；

第5至8位碼M5M6M7M8表示任一段落內(nèi)的16個(gè)量化電平值。3．試述時(shí)分復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)。

在一條信道上同時(shí)傳送的若干個(gè)基帶信號(hào)，它們具有相同的抽樣頻率，但抽樣脈沖在時(shí)間上交替出現(xiàn)。各路信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)隙，稱為時(shí)分復(fù)用。與頻分復(fù)用相比，時(shí)分復(fù)用是多路信號(hào)占用

相同的頻率資源，而頻分復(fù)用則是每路信號(hào)各自占用不同的頻率資源。

三．應(yīng)用題

1．已知某信號(hào)m(t)的頻譜M(ω)如圖所示。將它通過傳輸函數(shù)為H1(ω)的濾波器后再進(jìn)行理想抽樣。（1）抽樣速率應(yīng)為多少？

（2）若抽樣速率=3，試畫出抽樣信號(hào)的頻譜；

（3）接收端的接收網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有怎樣的傳輸函數(shù)，才能由不失真地恢復(fù)m(t).

2．設(shè)輸入為，按A律13折編碼，求編碼碼組C，解碼輸出和量化誤差。

3．模擬信號(hào)的最高頻率4000Hz，以奈奎斯特頻率抽樣并進(jìn)行PCM編碼。編碼信號(hào)的波形為矩形，占空比為1。

（1）按A律13折編碼，計(jì)算PCM信號(hào)的第一零點(diǎn)帶寬；（2）設(shè)量化電平數(shù)L=128，計(jì)算PCM信號(hào)的第一零點(diǎn)帶寬。

4．有3路信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，這3路信號(hào)的最高頻率分別是2kHz,2kHz,4kHz,信號(hào)的量化級(jí)都是256。在滿足抽樣定理所規(guī)定的抽樣頻率下，試求碼元傳輸速率是多少？

.

第六章數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸

一、填空題

1、數(shù)字基帶信號(hào)是數(shù)字信號(hào)的（電脈沖）表示。其產(chǎn)生過程可分為（碼型編碼）和（波形成形）兩步。

2、在數(shù)字基帶信號(hào)S(t)的功率譜密度中，（連續(xù)譜）總是存在的，（離散譜）可有可無。功率譜的形狀取決于（單個(gè)形狀的頻譜函數(shù)）。

3、無碼間串?dāng)_傳輸?shù)某湟獥l件是僅在（本碼元的抽樣時(shí)刻）上有最大值，而對(duì)其它碼元抽樣時(shí)刻信號(hào)值無影響，即在抽樣點(diǎn)上不存在（碼間串?dāng)_）。

4、理想低通濾波器的傳遞函數(shù)是（

0,S()ST,0TT）。

5、對(duì)理想低通，碼元速率為（1/T），所需帶寬為（1/2T），最高碼元頻帶利用率為（2baud/Hz）。通常，我們稱1/2T為（奈奎斯特帶寬），T為（奈奎斯特間隔）。

6、對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)，將（待測(cè)的基帶信號(hào)）加到示波器輸入端，

（定時(shí)信號(hào)）作為示波器掃描同步信號(hào)，示波器上就可見如同人眼的圖形，謂之眼圖。眼睛睜的越（大），系統(tǒng)性能越好。

二、簡(jiǎn)答題

1、簡(jiǎn)述奈奎斯特第一準(zhǔn)則及其物理意

義。

2、某數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)特性H(f)如右圖所示。其中α為某個(gè)常數(shù)，0≤α≤1。試說明該系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)無碼間串?dāng)_的傳輸。

三、應(yīng)用題

1、已知信號(hào)代碼為：10000000011100100001，畫出它所對(duì)應(yīng)的單極性非歸零碼、AMI碼和HDB3碼。

2、已知信息速率為64kbit/s，采用α=0.2的升余弦滾降頻譜信號(hào)。

（1）求它的時(shí)域表達(dá)式；（2）畫出它的頻譜圖；

（3）求傳輸帶寬和頻帶利用率。

3、設(shè)輸入信號(hào)an是四進(jìn)制序列{0，0，0，1，3，2，1，0，3，2，3}。當(dāng)采用第Ⅳ類部分響應(yīng)信號(hào)時(shí)，列表說明全過程。（注：第Ⅳ類部分響應(yīng)信號(hào)即r1,r2,r3分別為1,0，－1）

4、基帶信號(hào)時(shí)峰-峰值為5V的NRZ碼，噪聲功率為0.25W，求單極性和雙極性碼的誤比特率。（注：Q(5.00)=2.87×10）5、下圖是一個(gè)由5級(jí)移位寄存器組成的擾碼和解碼系統(tǒng)。設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)除an-5=0外其余均為1，輸入序列cn是周期為6的序列001100110011，試寫出輸出序列錯(cuò)誤！未找到引用源。的前列。

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20拍序

第七章數(shù)字信號(hào)的調(diào)制傳輸

一、填空題

1、

數(shù)字調(diào)制的三種的基本方式為（幅度鍵控）、（頻移鍵控）、（相移鍵控）。2、3、

幅度鍵控的功率譜寬度是二進(jìn)制基帶信號(hào)的（2）倍。由于PSK信號(hào)的功率譜中沒有（載波分量），所以解調(diào)時(shí)必須采用（相干）解調(diào)。4、

相對(duì)調(diào)相信號(hào)的產(chǎn)生過程是，首先對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行（差分編碼），即由（絕對(duì)碼）變?yōu)椋ㄏ鄬?duì)碼），然后在進(jìn)行（絕對(duì)）調(diào)相。5、

匹配濾波器輸出的最大信噪比只決定于（信號(hào)能量）與（噪聲功率譜密度）之比，而與輸入信號(hào)的（波形）無關(guān)。6、

接收機(jī)由（匹配濾波器）、（抽樣器）和（判決再生器）組成。

7、在二進(jìn)制的情況下，1對(duì)應(yīng)于載波頻率f1,0對(duì)應(yīng)于載波頻率f2.碼元速率為Rs，帶寬為Bb，則FSK的調(diào)頻指數(shù)h為（h=（f2-f1）/Rs），頻帶寬帶為（2Bb+|f2-f1|）。

二、作圖

1、已知代傳送二元序列為｛an｝=1011010011，試畫出ASK，F(xiàn)SK，PSK和DPSK信號(hào)的波形。

三、問答

1、2PSK信號(hào)和2DPSK信號(hào)可以由哪些方法產(chǎn)生和解調(diào)？他們是否可以采用包絡(luò)檢波法解調(diào)？為什么?

答：2PSK信號(hào)和2DPSK信號(hào)可以用模擬調(diào)制法、鍵控調(diào)制法產(chǎn)生，用極性比較法，鑒相法解調(diào)2PSK信號(hào)，用極性比較一碼變換法、差分相干法解調(diào)。他們不能用包絡(luò)檢波解調(diào)，因?yàn)?PSK和２DPSK是用相位而不是用振幅來攜帶需要傳送的信息的。

2、什么是絕對(duì)移相？什么是相對(duì)移相？他們有什么區(qū)別？

答：絕對(duì)移相就是用載波的相位直接表示碼元；相對(duì)移相就是用前后相鄰的相對(duì)載波相位值表示數(shù)字信息。相對(duì)移相信號(hào)可以看作是把數(shù)字信息序列（絕對(duì)碼）變換成相對(duì)碼，然后在根據(jù)相對(duì)碼進(jìn)行絕對(duì)移相而成。

四、應(yīng)用題

1、已知2FSK信號(hào)的兩頻率f1=2025Hz，f2=2225Hz，碼元速率Rs=300bound，信道有效帶寬為3000Hz，信道輸出端的信噪比

為6db，求：（1）2FSK信號(hào)傳輸帶寬；（2）非相干接收時(shí)的誤比特率；（3）相干接收時(shí)的誤比特率。

2、對(duì)于2ASK信號(hào)分別進(jìn)行非相干接收和相干接收，數(shù)字信號(hào)的碼元速率Rs=4800000bound，接收端的輸入信號(hào)的幅度A=1mv,信道噪聲的單邊功率譜密度n=2×10^-15求：（1）非相干接收時(shí)的誤比特率；（2）相干接收時(shí)的誤比特率。

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