通信原理讲义

word文档可自由复制编辑绪论1.1基本要求了解常用通信术语；理解模拟信号与数字信号的区别；掌握通信系统的组成和分类，通信方式主要特点和性能指标；重点掌握离散消息的信息量、平均信息量（信源熵）。1.2内容提要与与精选例题解析1.2.1通信的基本概念1、通信、消息、信息、信号通信的定义：信息的传输与交换。其目的是传递消息中所包含的信息。消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。消息可分为两类：离散消息和连续消息。信息：是消息中包含的有效内容。信号：是消息的物理载体。按信号参量的取值方式不同可把信号分为模拟信号和数字信号。模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号，均称为模拟信号，如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像信号、麦克风输出电压等。注意：模拟信号不一定在时间上都连续，如PAM信号。数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号，均称为数字信号，如电报信号、计算机输入/输出信号、PCM信号等。注意：数字信号不一定在时间上也离散，如PSK信号。2、通信系统通信系统：是指完成信息传输过程的全部设备和传输媒介。通信系统的模型通信系统的一般模型通信系统的一般模型如图1-1所示。图1-1通信系统的一般模型信息源（简称信源）：信源是消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信号。信源可分为模拟信源（输出的是模拟信号）和数字信源（输出离散的数字信号）。发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。变换方式包括调制和编码。信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。即基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解码等。受信者（信宿）：信宿是传输信息的归宿点。其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统，如图1-2所示。图1-2模拟通信系统模型该系统中有两种重要变换：模拟消息←→原始电信号（基带信号）基带信号←→已调信号（带通信号）已调信号有三个基本特征：携带有信息适合在信道中传输信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频，因而已调信号又称频带信号。模拟通信的主要特点

1）抗干扰能力差；

2）不易于保密通信；

3）设备不易于大规模集成；

4）不适应飞速发展的计算机通信的要求；

5）简单、易于实现。注意：调制的这主要作用是将消息变换为便于传输的信号形式，其本质是频谱搬移。调制可以实现频分多路复用，可以改善通信系统的性能。数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图1-3所示。图1-3数字通信系统模型在数字通信系统中除调制外，主要讨论编码和译码问题。信源编码与译码：信源编码有两个作用，一是将信息源输出的是模拟语音信号转换成数字信号，即模/数转换；二是设法减少码元数目和降低码元速率，即数据压缩。信源译码是信源编码的逆过程。信道编码与译码：为了减少噪声引起的差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编码”。接收端的信道译码器按一定规则进行解码，从解码过程中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统抗干扰能力，实现可靠通信。注意：信源编码与译码目的：完成模/数转换，提高信息传输的有效性；信道编码与译码目的：增强抗干扰能力，提高传输的可靠性。3、数字通信的特点与模拟通信系统比较，数字通信系统具有如下优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控，改善了传输质量；便于与各种数字终端接口，利用计算机对信号处理、变换、存储，形成智能网；便于将来自不同信源的信号综合到一起传输；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。同时，数字通信系统也具有系统设备复杂、频带利用率低、对同步要求高等缺点。4、通信系统的分类按通信业务分类：话务通信和非话务通信。非话务通信主要是分组数据业务、计算机通信、数据库检索、电子信箱、电子数据交换、传真存储转发、可视图文及会议电视、图像通信等。电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等；按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统。按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统。按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信等。按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用5、通信方式对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。在数字通信中，按数字信号代码排列的顺序可分为并行传输和串行传输。1.2.2信息及其度量消息：是通信系统的传输对象,是包含有信息的物理量.如:数据符号、图象、语音等，它是信息的载体。信号：是消息的载体。信息：是消息中有意义的内容。信息量信息量的定义（1-1）信息量的单位与对数的底a有关：若a=2，信息量的单位称为比特(bit)，可简记为b(广泛使用)；若a=e，信息量的单位称为奈特(nat)；若a=10，信息量的单位称为哈特莱(Hartley)。一、填空题1-1-1、信息的含义是：________中所包含的对__________者有________的内容。答案：消息，受信，意义1-1-2、通信系统模型中有两个变换，它们分别是__________________和__________________。在模拟通信系统中，强调变换的____________；而在数字通信系统中，强调变换的____________。

答案：非电量电量，基带信号频带信号，线性特性，一一对应1-1-3、模拟信号是指信号的参量可______取值的信号，数字信号是指信号的参量可______取值的信号。

答案：连续，离散1-1-4、发信机的作用是将（）转换为适于在信道中传输的（），它们的转换一般要经过的三个步骤是（）、（），（）。答案：消息，变换，编码，调制1-1-4、信源编码的两个主要功能是完成_______变换和提高消息传输的_______性，信道编码的主要功能是提高消息传输的_______性，密码编码的主要功能是提高消息传输的_______性。

答案：A/D，有效，可靠，安全题干：信源编码完成的两个功能是：(1)__________，(2)________。

答案：A/D变换，压缩题干：信道编码完成的主要功能是：__________________________________。

答案：提高传输的可靠性题干：信道编码的目的是提高数字信号传输的_______性，其代价是减小了数字信号传输的_________性。

答案：可靠，有效题干：信源编码的目的是______信息冗余度，提高传输______性；信道编码的目的是______信息冗余度，提高传输______性。

答案：减小，有效，增大，可靠1-1-5、2FSK信号是时间______、幅值______信号，它属于______信号（数字/模拟取一）。

答案：连续，连续，数字1-1-6、数字通信的两个主要缺点是：(1)__________，(2)_____________。

答案：带宽大，同步复杂题干：与模拟通信相比，数字通信的主要优点是__________能力强，主要缺点是_________大。

答案：抗干扰，带宽题干：与数字通信相比，模拟通信的主要缺点是__________能力差，主要优点是_________小。

答案：抗干扰，带宽1-1-7、通信系统质量指标的一对主要矛盾是________性和_______性。

答案：有效，可靠1-1-8、与多进制相比，二进制的___________性好，_________性差。

答案：可靠，有效题干：与二进制数字调制系统相比，多进制数字调制系统的__________性要好，__________性要差。若两者的码元速率相同，则二进制数字调制系统的信息速率是M进制数字调制系统的_____________倍。

答案：有效，可靠，1／log21-1-9、有人说：“在码元速率相同的情况下，四进制的信息速率是二进制的两倍”。此话成立的条件是______。

答案：等概1-1-10、模拟通信系统的有效性用________表述，数字通信系统的有效性用____________表述，把这两个参数联系起来的一个参数是_______________。

答案：带宽，传输速率，频带利用率1-1-11、频带利用率的含义是单位频带宽度(Hz)的___________。

答案：传输速率1-1-12、模拟通信系统的有效性用_______衡量，可靠性用________衡量。数字通信系统的有效性用__________衡量，可靠性用__________衡量。

答案：带宽，信噪比，传输速率，差错率题干：数字通信系统的主要性能指标是和。答案：传输速率，差错率1-1-13、在________条件下，八元离散信源能达到的最大熵是__________。若该信源每秒钟发送2000个符号，则该系统的信息速率为________。

答案：等概，3bit/符号，6kbit/s1-1-14、在“数字电路”课程中，”bit”的含义是_________________________，在“通信原理”课程中，”bit”的含义是__________________________。

答案：二进制码的位，信息量的单位1-1-15、若四进制系统的码元速率是1000Bd，则其信息速率在______________情况下等于2000bit/s，在______________情况下小于2000bit/s。

答案：等概，不等概1-1-16、某独立发送的二进制信源，1符号出现的概率为1/4，该信源的平均信息量为。答案：等1-1-17、出现概率越的消息，其所含的信息量越大，出现概率越的消息，其所含的信息量越小。答案：等1-1-18、信道多路复用的方法有、和。答案：等1-1-19、所谓“三网融合”是指、和3个网络的融合。答案：计算机通信网，电信网，有线电视网二、简答题1-2-1、画出数字通信系统的一般模型，并简要说明模型中各小方框的作用（如信源编码器的作用等）。答：数字通信系统的一般模型如下图所示：信道编码与译码的作用：信道编码的作用是增强数字信号的抗干扰能力，信道译码是信道编码的逆过程，可实现发现或纠正错码，从而提高系统的可靠性。1-2-2、数字通信有哪些特点？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。题干：试述数字通信的优点有哪些？为什么？1-2-3、衡量通信系统的主要质量指标有哪些？具体对数字通信系统和模拟通信系统如何衡量？题干：数字通信系统的主要性能指标是什么？这些指标分别用哪些具体的参数来衡量？1-2-4、在通信系统中，有效性和可靠性是一对主要矛盾，常常可以牺牲一个来换取另一个的改善，请至少列举3个以有效性换取可靠性的例子。

答案：1）FM广播：带宽比AM大，但抗噪能力强2）卫星通信：主载波FM（带宽大，但所需的SNR可减小）3）FSK：与ASK相比4）数字通信系统：与模拟通信系统相比5）扩频技术：如CDMA6）信道编码7）升余弦系统：与理想LPF相比题干：在通信系统中，有效性和可靠性是一对主要矛盾，常常可以牺牲一个来换取另一个的改善，请至少列举2个以可靠性换取有效性的例子。

答案：1）多进制数字系统：与二进制数字系统相比2）部分响应系统（频带利用率达到2Bd/Hz，但成为三电平以上信号）3）各种有损压缩技术三、计算题课后习题全解1-1、1-2、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，其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。试求该信息源符号的平均信息量。解：H(x)=-∑P(xi)㏒2P(xi)(bit/符号)

=-1/4·㏒2(1/4)-1/8·㏒2(1/8)-1/8·㏒2(1/8)

-3/16·㏒2(3/16)-5/16·㏒2(5/16)

=2.23(bit/符号)1-3、1-4、一个由字母A、B、C、D组成的字。对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A，01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲宽度为5ms。

（1）不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率；

（2）若每个字母出现的可能性分别为PA=1/5,PB=1/4,PC=1/4,PD=3/10，试计算传输的平均信息速率。解：(1)PA=PB=PC=PD=1/4

Ix=-㏒2(1/4)=2(bit/字母)

每个字母占两个脉冲宽度，

Rb=2bit/(2×5ms)=200(bit/s)

(2)H(x)=-1/5㏒2(1/5)-1/4㏒2(1/4)-1/4㏒2(1/4)-3/10㏒2(3/10)

=1.985(bit/字母)

Rb=1.985bit/(2×5ms)=198.5(bit/s)1-5、1-6、1-7、1-8、1-9、1-10、已知某四进制数字传输系统的传信率为2400b/s，接收端在半小时内共收到216个错误码元，试计算该系统的误码率Pe。确知信号2.1基本要求掌握信号的分类及其特征；掌握信号的频域分析法和频谱的概念；理解傅立叶级数的物理意义；掌握傅立叶变换及其基本性质；掌握δ（t）函数及其常用性质；理解信号的能量谱和功率谱；掌握相关函数的定义和性质；掌握相关函数与谱密度的关系。2.2内容提要与与精选例题解析2.2.1按照周期性区分：周期信号： T0－信号的周期，T0>0非周期信号按照能量区分：能量信号：能量有限，功率信号：归一化功率：平均功率P为有限正值：能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于¥2.2.22.2.1功率信号的频谱1、通信、消息、信息、信号填空题2-1-1、简答题2-2-1、能量信号的频谱密度S(f)和周期性功率信号的频谱Cn的主要区别是什么？答：S(f)和Cn的主要区别：S(f)是连续谱，Cn是离散谱；S(f)的单位是V/Hz，而Cn的单位是V。2-2-2、自相关函数有哪些性质？三、计算题T-TtT-TtVs(t)0 0解：（1）（2）由式：得出2-3-2、试求周期性信号s(t)=Acos(t+q)的自相关函数。解:先求功率谱密度，然后对功率谱密度作傅里叶变换，即可求出其自相关函数。求功率谱密度：结果为求自相关函数：四、术语解释随机信号分析基本要求：掌握随机过程的基本概念和数字特征；掌握平稳随机过程的各态历经性、自相关函数的性质、相关函数与功率谱密度的关系；理解高斯随机过程的定义、性质，高斯白噪声；理解随机过程通过线性系统，输出过程的均值、自相关函数和功率谱密度、带限白噪声。一、填空题3-1-1、随机过程的基本特征是：它是________的函数，但在__________上的值却是不确定的，是一个__________。

答案：时间，某一时刻；，随机变量3-1-2、描述一个随机过程的统计特性有两种方法：___________和____________。

答案：分布特性，数字特征2-1-3、一个随机变量的分布特性包括__________和__________。

答案：概率分布函数，概率密度函数

3-1-4、一个随机变量的数字特征是：_________________、_____________、和________________。

答案：数学期望，方差，自相关函数3-1-5、一个平稳随机过程的统计特性与__________起点无关。

答案：时间题干：一个平稳随机过程的______________与时间起点无关。

答案：统计特性题干：一个狭义平稳过程的______________与时间起点无关。

答案：分布特性题干：平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其一维分布与无关，二维分布只与有关。答案：题干：平稳随机过程的特性将不随时间的推移而不同，其一维分布与无关。答案：3-1-6、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________有关。

答案：时间，时间间隔

题干：一个广义平稳过程的______________与时间起点无关。

答案：数字特征3-1-7、各态历经性又称为____________性，其主要特点是____________等于______________。

答案：遍历，统计平均，时间平均3-1-8、一个均值为零，方差为σ2的窄带平稳正态过程，其水平分量和正交分量是过程，均值为，方差为。答案：平稳正太过程、零、σ23-1-9、白噪声的____________为冲击函数形式。

答案：自相关函数题干：白噪声的__________密度在整个频域内_________分布。

答案：功率谱，均匀3-1-10、高斯白噪声是指：其____________函数为高斯分布、__________为均匀分布的噪声。

答案：概率密度，功率谱密度3-1-11、一个零均值平稳高斯窄带过程的包络的一维分布服从________分布，相位的一维分布服从________分布。

答案：瑞利，均匀3-1-12、高斯过程经由_____________后的输出仍为高斯型，但其______________可能会变化。

答案：线性系统，数字特征3-1-13、一个平稳随机过程经由_________系统后的输出仍为平稳随机过程。

答案：线性二、简答题3-2-1、什么是广义平稳随机过程？什么是狭义平稳随机过程？它们之间有什么关系？3-2-2、何谓各态历经性？对于一个各态历经性的平稳随机噪声电压来说，它的数学期望和方差分别代表什么？它的自相关函数R(0)又代表什么？3-2-3、什么是窄带随机过程？一个均值为零，方差为的窄带平稳高斯过程x(t)，其同相分量xc(t)和正交分量xs(t三、计算题3-3-1、某随机相位余弦波ξ(t)=Acos(ωct+θ)，其中A和ωc均为常数，θ是在(0,2π)内均匀分布的随机变量。（1）求ξ(t)的自相关函数，（2）ξ(t)功率谱密度。3-3-2、试求功率谱密度为n0/2的白噪声通过理想矩形的低通滤波器后的功率谱密度、自相关函数和噪声平均功率。理想低通的传输特性为解：（1）由上式得|H(ω)|2=，|ω|≤ωH。故输出信号的功率谱密度为：Po(ω)=|H(ω)|2Pi(ω)=·，|ω|≤ωH（2）输出信号的自相关函数为(3)相加d/dt延时TX(t)Y(t)3-3-3、X(t)是功率谱密度为Px(w)的平稳随机过程，其自相关函数为R相加d/dt延时TX(t)Y(t)（1）输出过程Y(t)是否平稳？并证明。（2）求Y(t)的功率谱密度。解：(1)输出过程Y(t)平稳。证明如下：由上图可知Y(t)=X’(t)+X’(t-T)设系统输入X(t)和Y(t)的关系为f，即Y(t)=f(X(t))，现先证明f是线性关系。设y1(t)=f(x1(t))=x1’(t)+x1’(t-T),y2(t)=f(x2(t))=x2’(t)+x2’(t-T)则f(ax1(t)+bx2(t))=ax1’(t)+bx2’(t)+ax1’(t-T)+bx2’(t-T)=[ax1’(t)+ax1’(t-T)]+[bx2’(t)+bx2’(t-T)]=a[x1’(t)+x1’(t-T)]+[x2’(t)+x2’(t-T)]=ay1(t)+by2(t)故f是线性关系，即上图所示系统为线性系统。由于平稳过程通过线性系统的输出也是平稳的，因此，系统输出Y(t)也是平稳的。（2）系统的传递函数H(w)=jw(1+e-jwT),故|H(w)|2=2w2(1+coswT)从而Py(w)=|H(w)|2Px(w)=2w2(1+coswT)Px(w)四、术语解释3-5-1、平稳

答案：平稳——统计特性与时间起点无关3-5-2、加性噪声

答案：加性噪声——以与信号相加的方式出现的噪声3-5-3、高斯噪声

答案：高斯噪声——概率密度函数为高斯（正态）型的噪声3-5-4、白噪声答案：白噪声——功率谱密度函数为均匀型的噪声3-5-5、各态历经性答案：各态历经性——统计平均值等于时间平均值的一种随机过程信道基本要求：理解信道的定义、分类和模型；掌握恒参信道的传输特性及其对信号传输的影响；掌握随参信道传输媒质的特点，多径传播对信号传输的影响；重点掌握信道容量的概念，香农公式。一、填空题4-1-1、狭义信道是指信号的____________________。

答案：传输媒介43-1-2、调制信道的范围是从调制器的____________端到解调器的____________端，它是一种________信道。

答案：输出，输入，模拟4-1-3、编码信道是一种_________信道，其范围是从编码器_________端到解码器_________端。

答案：数字，输出，输入3-1-4、调制信道分为和，短波电离层信道属于信道。3-1-5随参信道的传输媒质具有的三个特点是____________，____________和____________。

答案：衰耗随时间而变化，时延随时间而变化，多径传播3-1-6、在随参信道中发生瑞利衰落的原因是：，发生频率选择性衰落的原因是：。答案：多径传播、多径传播3-1-7、宽频带信号在短波电离层反射信道中传输时，可能遇到的主要衰落类型是。答案：多3-1-8、当无信号时，加性噪声是否存在？______；乘性噪声是否存在？_______。

答案：是，否3-1-9、香农公式应用的条件是，信号的概率密度函数为________分布，信道噪声为__________噪声。

答案：高斯或正态，加性高斯白3-1-10、由香农编码定理可知，为降低数据通信中的误码率Pe，可采用_____________和______________两种方法。答案：3-1-11、香农公式给出了：在加性____________噪声条件下，___________传输时的___________________的理论极限。

答案：高斯白，无差错，信息传输速率3-1-12、常见的随机噪声可分为、和三类。答案：单频噪声、脉冲噪声、起伏噪声二、简答题4-2-1、什么是调制信道？什么是编码信道？答：所谓调制信道是指调制输出端到解调输入端的部分。所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入短的部分。4-2-2、什么是恒参信道？什么是随参信道？目前常见的信道中，哪些属于恒参信道？哪些属于随参信道？答：恒参信道是指乘性干扰不随时间变化或基本不变化。随参信道是非恒参信道的统称，它的乘性干扰是随机变化的。常见的恒参信道有：由架空明线，电缆，中长波地波传播，超短波及微波视距传播，人造卫星中继，光导纤维以及光波视距传播等传输媒质构成的信道。常见的随参信道有：短波电离层反射，超短波流星余迹散射，超短波及微波对流层散射，超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等传输媒质所分别构成的调制信道。4-2-3、信号在恒参信道中传输时主要有哪些失真？如何才能减小这些失真？答：信号在恒参信道中传输时主要有：幅度——频率畸变和相位——频率畸变。为了减小幅度——频率畸变，在设计总的传输特性时，一般要求把幅度——频率畸变控制在一个允许的范围内，通常采用均衡措施。相位——频率畸变也可以采用均衡措施来减小失真度。4-2-4、什么是群延迟频率特性？它与相位频率特性有和关系？答：所谓群延迟频率特性就是相位——频率特性对频率的导数。它与相位频率特性的关系：若相位——频率特性用ф（W）来表示，则群延迟——频率特性τ（w）为：τ（w）=dф（W）/dw4-2-5答：（1）随参信道的特点如下：第一：对信号的衰耗随时间而变化；第二：传输的时延随时间而变化；第三：多径传播。（2）信号在随参信道中传输时会发生衰落现象是因为：多径传播的结果使确定的载波信号变成了包络和相位受到调制的窄带信号；从频谱上看，多径传输引起了频率弥散，即由单个频率变成了一个窄带频谱。题干：目前常见的信道中，哪些属于随参信道？随参信道的特点如何？对信号产生哪些影响？4-2-6、信道中常见的起伏噪声有哪些？它们的主要特点是什么？答：信道中常见的起伏噪声有：热噪声，散弹噪声，以及宇宙噪声等。它们的主要特点是：无论在时域内还是在频域内它们总是普遍存在和不可避免的。4-2-7、信道容量是如何定义的？连续信道容量和离散信道容量的定义有何区别？答：对于一切可能的信息源概率分布来说，信道传输信息的速率R的最大值称为信道容量，记之为C,即式中max表示对所有可能的输入概率分布来说的最大值。4-2-8、香农公式有何意义？信道容量与“三要素“的关系如何？答：香农公式表明了当信号与作用在信道上的起伏噪声的平均功率给定时，在具有一定频带宽度B的信道上，理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。一个连续信道的信道容量受“三要素“——B,n,s的限制。只要这三个要素确定，则信道容量也就随之确定。当或时，信道容量。3-2-、香农公式告诉我们：在保持通信容量不变的前提下，增大带宽可换取信噪比的减小。试列举两个实际通信（广播）例子予以说明。

答案：?FM广播。其一个电台信号的带宽为180kHz，比AM广播的9kHz带宽要大得多；但其抗干扰能力强，从而可要求较小的输入信噪比。?卫星通信，采用主载波调频。其带宽大，但抗干扰能力强，从而在接收机输入端可允许较低的信号电平。?扩频通信，采用扩展频谱技术，在接收机输入端可允许较低的信号电平。三、计算题4-3-1、设某恒参信道的频谱特性为H（ω）=[1+cosωT0]e-jωtd其中，td为常数。试确定信号s(t)通过该信道后的输出信号表示式，并讨论之。解：设输出信号为so(t)s(t)S(ω)；so(t)So(ω)So(ω)=S(ω)H(ω)=S(ω)[1+cosωT0]e-jωtd=S(ω)[1+1/2·e-jωT0+1/2·e-jωT0]e-jωtd=S(ω)e-jωtd+1/2·S(ω)ejω(T0-td)+1/2·S(ω)e-jω(T0+td)so(t)=s(t-td)+1/2·s(t+T0-td)+1/2·s(t-T0-td)讨论：该恒参信道的幅频特性和相频特性分别如下图所示：φ(ω)=φ(ω)=－ωtdH(ω)=1+cosωT02ωω00π/T03π/T0ω该恒参信道对信号产生选择性衰落失真。4-3-2、今有两个恒参信道,其等效模型分别如下图(a)、(b)所示，试求这两个信道的群迟延特性，并画出它们的群迟延曲线，同时说明信号通过它们时有无群迟延失真？图(a)图(b)解：对(a)H(ω)=R2/(R1+R2)∣H(ω)∣=R2/(R1+R2)td(ω)φ(ω)=0td(ω)=-dφ(ω)/dω=0ω∴信号通过该信道时无群迟延失真。对(b)H(ω)=1/jωCR+1/jωC=1/(1+jωRC)∣H(ω)∣=1/√1+ω2R2C2φ(ω)=-arctg(ωRC)td(ω)=-dφ(ω)/dω=RC/(1+ω2R2C2)∴信号通过该信道时有群迟延失真。4-3-3、假设某随参信道的两径时延差为1ms，试求该信道在哪些频率上传输衰耗最大？所传输的信号选用哪些频率传输最有利？解：τ=1ms当f=n/τ=nkHz时（n为整数），出现传输极点，传输最有利；当f=(n/2+1)/τ=(n/2+1)kHz时，出现传输零点，传输衰耗最大。4-3-4、题图3.3所示的传号和空号相间的数字信号通过某随参信道。已知接收信号是通过该信道两条路径的信号之和。设两径的传输衰减相等（均为d），且时延差τ=T/4。试画出接收信号的波形示意图。解：S(t)题图3.3OT2T3TtOτTt4-3-5、若两个电阻的阻值都为1000Ω，它们的温度分别为300K和400K，试求这两个电阻串联后两端的噪声功率谱密度。解：S1（ω）=2KTR=2×1.38×10-23×300×1000=8.28×10-18V2∕HzS2（ω）=2×1.38×10-23×400×1000=11.04×10-18V2∕HzS（ω）=S1（ω）+S2（ω）=19.32×10-18V2∕Hz4-3-6、设高斯信道的带宽为4kHz，信号与噪声的功率比为63，试确定利用这种信道的理想通信系统之传信率和差错率。解：B=4kHz,S/N=63C=B㏒2(1+S/N)=4k㏒2(1+63)=24kb/s对理想通信系统，其传信率达到最大值，即传信率=24kb/s，差错率=04-3-7、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。假若所有这些亮度电平等概率出现，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)。解：每像元信息量=-㏒2（1/12）≈3.58bit图片包含信息量=3.58×2.25×106≈8.06×106bit要在3min内传送一张图片时，C=8.06×106/180≈4.48×104bit/sS/N=30dB=1030/10=1000B=C/㏒2(1+S/N)≈4.49×103Hz题干：已知一幅黑白图象含有6×105个像素，每个像素有16个等概率出现的亮度等级。求每幅黑白图象的平均信息量；若每秒钟传输24幅黑白图象，其信息速率是多少？在（2）的条件下，且输入信道的信噪比为30dB，计算传输黑白图象所需要的信道最小带宽。4-3-8、计算机终端通过电话信道传输数据，电话信道带宽为3.4KHz，，信道输出信噪比为20dB。该终端输出128个符号，各符号相互独立，等概出现。（1）计算香农信道容量；（2）求无误码传输的最高符号速率。题干：已知有线电话信道的带宽为3﹒4KHz，试求信道输出信噪比为30dB时的信道容量。 模拟调制系统基本要求：掌握调幅（AM）、抑制载波双边带调制（DSB-SC）、单边带调制（SSB）、残留边带调制（VSB），上述各种线性调制的时域和频域表示，时域波形和频谱结构，调制器和解调器模型；重点掌握线性调制系统的抗噪声性能；掌握调频（FM）、调相（PM）的基本概念；掌握单频调制时，宽带调频信号的时域和频域表示；掌握调频信号的产生与解调，定性了解调频系统的抗噪声性能。一、填空题4-1-1、调制的作用是对信号_________进行搬移，从而适合在___________中传输。

答案：频谱，信道4-1-2、调频的含义是：已调信号的_______与调制信号幅值成正比。

答案：频偏4-1-3、调相的含义是：已调载波的_______与调制信号幅值成正比。

答案：相移4-1-4、解调系统中的门限效应是指：当________检波器的______________降低到一个特定值以下时，检波器的_______________出现急剧下降的现象。

答案：包络，输入信噪比，输出信噪比题干：在解调过程中，的解调方式会产生门限效应，产生门限效应的原因是。答案：非相干解调/包络检波法、包络检波器的非线性解调作用引起的题干：包络检波器因其解调时的________性而存在________效应。为克服之，要求在检波器输入端满足________条件。

答案：非线，门限，大信噪比4-1-5、在AM广播系统中，规定每个电台的标称带宽为9kHz，这意味着其音频信号最高频率为______kHz。在FM广播系统中，规定每个电台的标称带宽为180kHz，调频指数为5，这意味着其音频信号最高频率为______kHz。

答案：4.5，154-1-6、与AM相比，宽带FM的主要优点是________性能好，主要缺点是_________大。

答案：抗干扰，带宽4-1-7、当FM信号的振幅增大一倍时，在鉴频器输出端的信号功率将增大______dB，噪声功率增大______dB。

答案：0，﹣64-1-8、在AM、DSB、SSB、FM中，________的有效性最好，________的可靠性最好，_________与DSB的有效性相同，_________与DSB的可靠性相同。

答案：SSB，FM，AM，SSB4-1-9、在VSB调制系统中，为了不失真的恢复信号，其低通滤波器的传输函数H（ω）应满足。答案：H（ω+ωc）+H（ω-ωc）=C，∣ω∣<ωH4-1-10、单边带信号相干解调时，若接收端本地载波与发送端同频不同相，对解调输出的影响是。答案：二、简答题4-2-1、什么是门限效应？AM信号采用包络检波法为什么会产生门限效应？答案：（1）包络检波器存在一个临界值（“门限值”）：当输入信噪比大于该值时，包络检波器能正常工作，消息信号能够无失真地从调恢复出来；当小于该值时，包络检波器就不能作，消息信号将完全不能恢复。这种现象叫门限效应。（2）AM信号包络检波器的非线性解调是出现门限效应的根本原因。4-2-2、DSB调制系统和SSB调制系统的抗噪声性能是否相同？为什么？答案：（1）DSB调制系统和SSB调制系统的抗噪声能力相同。（2）因为在噪声功率谱密度相同的情况下，双边带的输入噪声功率是单边带的二倍，从而也使双边带解调器的输出噪声功率比单边带大一倍，因此尽管双边带解调器的调制制度增益是单边带的两倍，但是它的实际解调性能并不优于单边带的解调性能。如果解调器的输入噪声功率谱密度相同，输入信号功率也相同，则双边带和单边带在解调器输出端的信噪比是相等的。即从抗噪声的观点看，双边带和单边带的抗噪声性能是相同的。4-2-3、从必要性和可能性两个方面来阐述在载波电话通信系统中，采用单边带调制的理由。

答案：载波电话系统采用SSB调制，其必要性是可以在给定的频带范围内同时传输更多的话路(FDM)，因为它的带宽是AM、DSB调制的一半。其可能性是由于在电话通信系统中，话音信号的最低频率规定为0.3kHz，经DSB调制后两边带间空隙为0.6kHz，因而较易采用常规的边带滤波器来滤出一个边带，实现SSB传输。4-2-4、说明在TV系统中，图象信号调制需采用VSB的理由。

答案：在TV系统中，图象信号基带频谱范围为0～6Hz，若采用AM/DSB调制，则带宽将达12MHz，太大；若采用SSB调制，则难以从DSB信号中滤出一个边带。经综合考虑，需采用VSB调制。4-2-5、从FM的优点和缺点出发来阐述在现行电视广播系统中，对伴音采用FM的理由。

答案：FM的主要优点是抗干扰能力强，功率利用率高，其主要缺点是带宽大。在现行电视广播系统中，利用FM抗干扰能力强的优点可获得良好的伴音质量；又利用其功率利用率高的优点来降低伴音信号电平，从而最大限度地避免了对图像信号的干扰。至于其带宽大的缺点，则由于电视频道本身带宽大（我国体制规定：一个电视频道带宽为8MHz），而伴音经FM调制后的带宽仅为0.13MHz，只占很小部分，因而不成问题。四、计算题4-4-1、设有一调制信号为m（t）=cosΩ1t+cosΩ2t，载波为Acosωct，试写出当Ω2=2Ω1，ωc=5Ω1时相应的SSB信号的表示式。4-4-、某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为10－9W，由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB，试求：DSB/SC时的发射机输出功率；SSB/SC时的发射机输出功率。4-4-、已知某单频调频波的振幅是10V，瞬时频率为f(t)=106+104cos2π×103tHz试求:此调频波的表达式；此调频波的频率偏移、调频指数和频带宽度；调制信号频率提高到2×103Hz，则调频波的频率偏移、调频指数和频带宽度如何变化。5-3-4、已知调制信号为m(t)=COSΩ1t+COSΩ2t，载波为COSωct，（1）若Ω1=Ω，Ω2=2Ω，ωc=10Ω，则写出相应的SSB上边带信号的时域数学表达式。（2）若调频灵敏度Kf=20rad/s×V，则写出相应的FM调频信号的时域数学表达式。1、设调制信号f(t)=cos4000πt，对载波c(t)=2cos2×106πt分别进行调幅和窄带调频。写出已调信号的时域和频域表达式；画出频谱图；解：(1)AM信号//或令以下各式中的A0=0，得到DSB-SC信号，则频谱中没有截波分量。sAM(t)=(A0+cos4000πt)2cos(2×106πt)=2A0·cos(2×106πt)+cos(2×106+4000)πt+cos(2×106-4000)πtsAM(ω)=2A0π[δ(ω+2×106π)+δ(ω-2×106π)]+π[δ(ω+2×106π+4000π)+δ(ω-2×106π-4000π)]+π[δ(ω+2×106π-4000π)+δ(ω-2×106π+4000π)]NBFM信号sFM(t)=2cos[2×106πt+Kf∫cos(4000πt)dt]=2cos[2×106πt+Kf/(4000π)·sin(4000πt)]≈2cos(2×106πt)-2Kf/(4000π)sin(2×106πt)sin(4000πt)=2cos(2×106πt)+Kf/(4000π)cos(2×106+4000)πt-Kf/(4000π)cos(2×106-4000)πtsFM(ω)=2π[δ(ω+2×106π)+δ(ω-2×106π)]+πKf/(4000π)[δ(ω+2×106π+4000π)+δ(ω-2×106π-4000π)]-πKf/(4000π)[δ(ω+2×106π-4000π)+δ(ω-2×106π+4000π)](2)AM信号频谱:sAMω2×106πNBFM信号频谱：sFMω1、有一角度调信号s(t)=Acos[ωct+100cos(ωmt)]如果调制为PM，且Kp=2，试求f(t)及f(t)所导致的峰值角频率变化Δω；（2）如果调制为FM，且Kf=2，试求f(t)及f(t)所导致的峰值角频率变化Δω。解：（1）如果调制为PM，应有s(t)=Acos[ωct+KPf(t)]=Acos[ωct+100cos(ωmt)]KP=2∴f(t)=50cos(ωmt)θ(t)=ωct+100cos(ωmt)ω(t)=ωc-100ωm·sin(ωmt)Δω=100ω（2）如果调制为FM，应有s(t)=Acos[ωct+Kf∫f(t)dt]=Acos[ωct+100cos(ωmt)]Kf=2∴f(t)=-50ωm·sin(ωmt)ω(t)=ωc+Kff(t)=ωc-100ωm·sin(ωmt)Δω=100ωm无论调制为PM或AM，f(t)所导致的峰值角频率变化均为Δω=100ωm4-4-、设一宽带频率调制系统，载波振幅100V，频率为100MHz，调制信号m(t)的频带限制于5KHz，m2(t)=5000V2，Kf=500πHz/V，最大频偏Δf=75KHz，并设信道中噪声功率谱密度是均匀的，其Pn(f)=10-3W/Hz（单边谱），试求：接收机输入理想带通滤波器的传输特性H（ω）；解调器输入端的信噪功率比；（3）解调器输出端的信噪功率比；4-4-、设调频与调幅信号均为单音调制，调制信号频率为fm，调幅信号为100%调制。当量者的接收功率Si相等，信道噪声功率谱密度n0相同时，比较当两者的接收功率Si相等，信道噪声功率谱密度n0相同时，比较调频系统与调幅系统的抗噪声性能。数字基带传输系统基本要求：掌握数字基带信号的时域波形和频谱特性；重点掌握AMI码、HDB3码掌握无码间串扰的基带传输特性，奈奎斯特带宽及其抗噪声性能分析；理解升余弦滚降特性，滚降系数与频带利用率关系；了解眼图与基带信号传输质量的关系；了解时域均衡的原理，均衡效果的衡量；一、填空题5-1-、已知消息代码为10110011，其对应的双向码的波形为。答案：1001101001011010能消除码间干扰的3大类特性（系统）是：__________________特性、____________特性、和______________系统。

答案：理想低通，滚降，部分响应

为了克服码的串扰，在___________之前附加一个可调的滤波器；利用____________的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。时域均衡中，横向滤波器的抽头系数与有关。5在数字通信系统中，接收端采用均衡器的目的是。一个性能良好的二进制基带系统的眼图应该是的图形。5、在数字通信中，眼图是用实验方法观察和对系统性能的影响。4、横向滤波器的单位冲激响应为。二、简答题5-2-1、在HDB3码5-2-2、简述HDB3码的主要特点，并将下面给出的三种二进制码编为HDB3（1）全“1”码；（2）全“0”码；（3）10100000110000116-若数字基带传输系统的冲激响应为h(t)，频域特性为H(w)，则请分别写出数字基带传输系统实现无码间串扰的时域条件）和频域条件。并说明数字基带系统所能提供的最高频带利用率。答案：（1）数字基带传输系统实现无码间串扰的时域条件为：（2）数字基带传输系统实现无码间串扰的频域条件为：(3)数字基带系统所能提供的最高频带利用率为2（B/Hz）5-2-3、码间串扰是指什么？若系统总特性为H（ω），系统传码率为4/Ts，则无码间串扰的条件是什么？改善码间串扰的措施有哪些？6-2-4、什么是部分响应波形？什么是部分响应系统？答：（1）有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值，同时又可以降低对定时精度的要求。通常把这种波形称为部分响应波形。（2）利用部分响应波形进行传送的基带传输系统称为部分响应系统。5-2-、什么是时域均衡？横向滤波器为什么能实现时域均衡？三、画图题6-3-1、已知信息代码为1011，0000，0000，0101，试确定相应的AMI码及HDB3码已知信息代码为1010，0000，1100，0011，试确定相应的AMI码及HDB3码画出眼图模型，并简述各点含义。以表5-2中第Ⅳ类部分响应系统为例，试画出包括预编码在内的系统组成方框图。解：++模2判决2T发收akak′bkck发送滤波接收滤波信道抽样脉冲－四、计算题5-19某基带传输系统接收滤波器输出信号的基本脉冲为如图P5-5所示的三角形脉冲：求该基带传输系统的传输函数H（ω）；假设信道的传输函数C（ω）=1，发送滤波器和接收滤波器具有相同的传输函数，即GT（ω）=GR（ω），试求这时GT（ω）或GR（ω）的表示式。0T0Ts/2Tsth(t)1解：(1)H(ω)=∫∞-∞h(t)e-jωtdt=∫0Ts/2(2/Ts)te-jωtdt+∫TsTs/22(1-t/Ts)e-jωtdt=2∫TsTs/2e-jωtdt+2/Ts∫0Ts/2te-jωtdt-2/Ts∫TsTs/2te-jωtdt=-2e-jωt/(jω)︱TsTs/2+2/Ts[-t/(jω)+1/ω2]e-jωt︱0Ts/2-2/Ts[-t/(jω)+1/ω2]e-jωt︱TsTs/2=2e-jωTs/2(2-e-jωTs/2-e-jωTs/2)/(ω2Ts)=4e-jωTs/2[1-cos(ωTs/2)]/(ω2Ts)=8e-jωTs/2sin2(ωTs/4)/(ω2Ts)=2/Ts·Sa2(ωTs/4)e-jωTs/2(2)∵H(ω)=GT(ω)C(ω)GR(ω)C(ω)=1,GT(ω)=GR(ω)∴GT(ω)=GR(ω)=√2/Ts·Sa(ωTs/4)e-jωTs/45-20设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H（ω），若要求以2/Ts波特的速率进行数据传输，试检验图P5-7各种H（ω）满足消除抽样点上的码间干扰的条件否？H(ω)H(ω)11-π/Ts0π/Tsω-3π/Ts03π/Tsω(a)(b)H(ω)H(ω)11-4π/Ts04π/Tsω-π/Ts0π/Tsω(d)图P5-5解：根据奈奎斯特准则，若要求以2/Ts的速率进行数据传输，系统无码间干扰的频域条件是：∑H(ω+4iπ/Ts)=常量，︱ω︱≤2π/Ts∴(a)不满足，系统有码间干扰；(b)不满足，系统有码间干扰；(c)满足，系统无码间干扰；(d)不满足，系统有码间干扰。5-21设某数字基带传输的传输特性H（ω）如图P5-8所示。其中α为某个常数（0≤α≤1）：试检验该系统能否实现无码间干扰传输？试求该系统的最大码元传输速率为多少？这时的系统频带利用率为多大？←1H（←1H（ω）←←0.5--ω00ω0ωαω0αω0αω0αω0图P5-8解：（1）该系统的传输特性在ω0处满足互补对称性，即∑H(ω+2iω0)=常量，︱ω︱≤ω0该系统能实现无码间干扰传输；（2）该系统的最大码元传输速率为：RB=ω0/π=2f0；此系统占用信道带宽为Bc=(1+α)f0,系统的频带利用率为RB/Bc=2/(1+α)B/Hz5-4-1、二进制数字基带传输系统如下图所示，τ0（1+cosωτ0）|ω|≤π/τ0现已知H(ω)=0其他GGT(ω)C(ω)GR(ω)抽样判决器＋{an}{a'n}n(t)试确定该系统最高的码元传输速率RB及相应码元间隔Ts。5-4-、二进制数字基带传输系统如下图所示，设C(ω)=1，GT(ω)=GR(ω)=H(ω)1/2。τ0（1+cosωτ0）|ω|≤π/τ0现已知H(ω)=0其他GGT(ω)C(ω)GR(ω)抽样判决器＋{an}{a'n}n(t)若n（t）的双边功率谱密度为n0/2(W/Hz)，试确定GR(ω)的输出噪声功率；若在抽样时刻KT(K任意正整数)上，接收滤波器的输出信号以相同概率取0，A电平，而输出噪生取值V服从下述概率密度分布的随机变量f(V)=(1/2λ)e-|V|/λλ>0(常数)试求系统的最小误码率。5-4-、设有一个三抽头的横向滤波器，其C-1=-1/4,C0=1,C+1=-1/2；均衡器输入x(t)在各抽样点上的取值分别为：x-1=1/4,x0=1,x+1=1/2，其余都为零。试求均衡器输出y(t)在各抽样点上的值。5-4-、设计3个抽头的迫零均衡器，以减小码间串扰。已知,x-2=0,x-1=0.1,x0=1,x1=-0.2,x2=0.1,求3个抽头的系数，并计算均衡前后的峰值失真。题干：设计3个抽头的迫零均衡器，以减小码间串扰。已知,x-2=0,x-1=0.2,x0=1,x1=-0.3,x2=0.1,求3个抽头的系数，并计算均衡前后的峰值失真。1、如下图所示，系统输入为AMI码和高斯加性白噪声，白噪声经低通滤波器后输出噪声功率为，低通滤波器输出的AMI信号在时刻的可能取值为＋A、0或－A，图中判决器的判决电平为－A/2和A/2。当>A/2或<－A/2时，判决器输出“1”电平，若－A/2<<A/2时，判决器输出“0”电平。若发送端二进制信号源为独立不等概源，且发1概率为1/4，发0概率为3/4，则计算该系统误码率。（已知：，）正弦载波数字调制系统基本要求：掌握二进制数字调制信号的时域表示和频谱特性；重点掌握二进制振幅键控（2ASK）、二进制移频键控（2FSK）、二进制移相键控（2PSK或2DPSK）信号的调制解调原理、时域波形和系统抗噪声性能分析；重点掌握二进制数字调制信号采用相干解调和采用非相干解调的原理及特点；了解多进制数字相位调制（4PSK、4DPSK）信号的星座图组成、调制解调原理。一、填空题7-1-1答案：连续，连续，数字

题干：2FSK信号属于______(数字/模拟选一)信号，因为_____________________。

答案：数字，其参量——频率只能离散取值7-1-2、PSK是用码元载波的___________来传输信息；DPSK是用前、后码元载波的_________来传输信息，它可克服PSK的_____________缺点。

答案：相位，相位差，相位模糊题干：与2PSK系统相比,2DPSK系统的主要优点是____________________，主要缺点是_____________________，在实际工作中应用的是____________系统。

答案：克服了相位模糊，抗噪性能稍差，2DPSK题干：在二进制数字相位调制系统中，经常采用2DPSK调制方式，而不采用2PSK调制方式的主要原因是。答案：克服了相位模糊/7-1-3、对2ASK、2FSK、2PSK作比较后发现：就抗噪性能而言，__________最差；就带宽性能而言，__________最差。

答案：2ASK，2FSK题干：2DPSK，2ASK，2FSK和2PSK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顺序为。答案：7-1-4、在二进制相对相移键控调制（2DPSK）通信系统中在接收机中采用极性比较——码反变换方法解调，已知码变换器输入信号误码率为Pe，则码反变换器输出的误码率Pe/＝。答案：7-1-5、在码元速率相同时，8PSK的频带利用率是2PSK的______倍，64QAM的频带利用率是2PSK的______倍。

答案：3，67-1-6、在数字调制通信系统的接收机中，应该先采用__________同步，其次采用_________同步，最后采用__________同步。

答案：载波，位，帧7-1-7、MSK的主要特点是：__________连续变化，调制指数h_______。

答案：相位，最小7-1-8、在采用8PSK调制的通信系统中，无码间干扰时能达到的最高频带利用率是______bit/s.Hz，或______Bd/Hz。

答案：3，17-1-9、若要求信息传输速率为2kbit/s，则采用基带传输时需要的最小信道带宽为______Hz，采用16QAM传输时的最小信道带宽为______Hz。

答案：1k，500二、简答题7-2-1、什么是数字调制？它和模拟调制有哪些异同点？答：数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接收端则对载波信号的调制参量连续的进行估计。7-2-2、什么是振幅键控？2ASK信号的波形有什么特点？答：振幅键控是用基带信号控制载波的幅度作离散变化，也就是载波的幅度随着数字信号1和0在两个电平之间转换。7-2-3、OOK信号的产生及解调方法如何？答：产生方法：第一种：一般的模拟幅度调制方法；第二种：键控方法。解调方法：第一种：非相干解调；第二种：相干解调。7-2-4、OOK信号的功率谱密度有何特点？答：OOK信号的功率谱密度的特点：第一：由连续谱和离散谱两部分组成；第二：OOK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍；第三：OOK信号的第一旁瓣峰值比主峰值衰减14Db。7-2-5、什么是移频键控？2FSK信号的波形有什么特点？答：2FSK是用数字基带信号控制载波的频率变化，0符号对应于载频ω1，1符号对应于载频ω2，而且ω1和ω2之间的改变是瞬间完成的。7-2-6、2FSK信号的产生及解调方法如何？答：产生：第一种：利用调频模拟法实现；第二种：键控法，即利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。解调方法：第一种：非相干解调；第二种：相干解调。7-2-7、相位不连续的2FSK信号的功率谱密度有何特点？答：第一：2fsk信号的功率谱同样有连续谱和离散谱组成；第二：若两个载频之差较小，则连续谱出现单峰；反之，则出现双峰；第三：传输此信号所需的第一零点带宽为7-2-8、什么是绝对相移？什么是相对相移？它们有何区别？答：绝对相移是利用载波相位（初相）的绝对值来表示数字信号。相对相移是利用相邻码元的载波相位的相对变化来表示数字信号。区别：2dpsk的波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位的差才唯一决定信息符号。7-2-9、2PSK和2DPSK信号可以用哪些方法产生和解调？他们是否可以采用包络检波法解调？为什么？答：产生：第一种：利用调频模拟法实现；第二种：键控法，又分为相位选择法和调相法。解调方法：第一种：相干解调；第二种：差分相干解调。7-2-10、2PSK和2DPSK信号的功率谱密度有何特点？试将它们与OOK信号的功率谱密度加以比较。答：2PSK和2DPSK信号的功率谱是完全相同的，同样有连续谱和离散谱组成，但当双极性基带信号已相等的概率出现时，将不存在离散部分。7-2-11、试比较OOK系统，2FSK系统，2PSK系统以及2DPSK系统的抗信道加性噪声的性能。7-2-12、试述多进制数字调制的特点。答：多进制数字调制的特点：（1）在相同的码元传输速率下，多进制系统的速率显然比二进制系统的高。（2）在相同的信息速率下，由于多进制码元传输速率比二进制的低，因而多进制信号码元的持续时间要比二进制的长。显然，增大码元宽度，就会增加码元的能量，并能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。三、画图题1、请画出2FSK相干解调原理框图。(2）设发送数字信息为011011100010，码元速率为1000波特，试分别画出OOK，2FSK，2PSK和2DPSK信号的波形示意图，且直接画在下图中。其中：2FSK载波f1=1000Hz，载波f2=1500Hz，其它调制信号载波频率均为1000Hz；2ASK中0表示无载波，1表示有载波；2FSK中表示f1，1表示f2；2PSK和2DPSK采用A移相方式。解：011011100010OOK2FSK2PSK2DPSK设载频为1800Hz，码元速率为1200B，发送数字信息为011010：若相位偏移Δφ=0°代表“0”、Δφ=180°代表“1”，试画出这时的2DPSK信号波形；又若Δφ=270°代表“0”、Δφ=90°代表“1”，则这时的2DPSK信号的波形又如何？（注：在画以上波形时，幅度可自行假设）解：011010（1）（2）设发送数字信息序列为01011000110100，试按表6-3的要求，分别画出相应的4PSK及4DPSK信号的所有可能波形。解：01011000110100A方式4PSK4DPSKB方式4PSK4DPSK（以上所画相移键控波形，其初始相位均对正弦波形而言）四、计算题6-4-、设某2ASK系统中二进制码元传输速率为9600波特，发送“1”符号和“0”符号的概率相等，接收端分别采用同步检测法和包络检波法对该2ASK信号进行解调。已知接收端输入信号幅度a=1mV，信道等效加性高斯白噪声的双边功率谱密度n0/2=4×10-13W/Hz。试求:(1)同步检测法解调时系统总的误码率；(2)包络检波法解调时系统总的误码率。5、设有一2FSK传输系统，其传输带宽等于2400Hz。2FSK信号的频率分别为＝980Hz，＝1580Hz。码元速率=300Baud。接收端输入的信噪比等于6dB，另外，已知，，求解:（1）此2FSK信号的带宽？（4分）（2）用包络检波法时的误码率()？6-4-、设发送的二进制绝对信息为1011100101，采用2DPSK方式传输。已知码元传输速率为1200B，载波频率为1800HZ。试构成一种2DPSK信号调制器原理框图，并画出2DPSK信号的时间波形（相位差Δφ为后一码元起始相位和前一码元结束相位之差）；采用差分相干方式进行解调，试画出各点时间波形。6-4-、某系统采用2ASK方式传输数据。已知码元传输速率为RB，信道特性为恒参信道，加性高斯白噪声的均值为零，噪声单边功率谱密度为n0。接收端采用相干解调方式对该2ASK信号进行解调，并设接收信号振幅为a。试画出2ASK信号相干解调器原理框图；若发送概率P（1）=P（0），试推导最佳判决门限b*和系统最小误码率Pe；若发送概率P（1）≠P（0），试分析最佳判决门限b*的变化和对系统最小误码率Pe的影响。6-4-、在2DPSK系统中，已知码元传输速率为2400波特，发送端发出的信号振幅为5V，信道加性高斯白噪声的双边功率谱密度为n0/2=2Χ10-12W/Hz。要求解调器输出误码率Pe≤10-4。若采用差分相干解调，试求从发送端到解调器输入端信号的最大衰减；若采用相干解调加码反变换，试求从发送端到解调器输入端信号的最大衰减。6-4-、若采用2DPSK方式传送二进制数字信息，已知发送端发出的信号振幅为5V，输入接收端解调器的高斯噪声功率σ2n=3×10-12W，今要求误码率Pe=10-5。试求：(1)采用差分相干接收时，由发送端到解调器输入端的衰减为多少？(2)采用相干解调—码反变换接收时，由发送端到解调器输入端的衰减为多少？6-4-、2DPSK系统中，已知载频为1800Hz，码元速率为1200波特，发送数据序列为01110010。当发送‘0’符号时Δф=0°，发送‘1’符号时Δф=180°，试画出一种能采用差分相干解调的2DPSK信号的时间波形(参考相位为0°)；试画出2DPSK信号差分相干解调的原理框图，并画出各点时间波形(至少包括5个波形)；当解调器输入端的信噪比r=10dB，试计算解调器输出的误码率Pe。6-4-、若相干2PSK和差分相干2DPSK系统的输入噪声功率相同，系统工作在大信噪比条件下，试计算它们达到同样误码率所需要的相对功率电平（k=rDPSK/rPSK）；若要求输入信噪比一样，则系统性能相对比值（PePSK/PeDPSK）为多大。并讨论以上结果。五、证明题-5-1、已知2ASK信号,式中s(t)为二进制单极性随机矩形脉冲序列，证明2ASK信号的功率谱P2ASK(f)是基带信号功率谱Ps(f)的线性搬移，即证明成立。新型数字通带调制技术基本要求：掌握正交振幅调制（QAM）的星座图、调制与解调原理、频带利用率；最小频移键控（MSK）的主要特点、附加相位轨迹、调制与解调原理；高斯最小频移键控（GMSK）的基本原理、主要优缺点；正交频分复用（OFDM）的基本原理、频谱特