通信原理第11章

现代通信原理教学要求第一章绪论1通信、通信系统的定义；通信：从一地向另一地传递消息（信息或消息的传输和交换）；通信系统：实现消息传递所需的一切技术设备和信道的总和称为通信系统2•通信系统的一般模型及各框图作用；信息源：消息的发源地，把各种消息转换成原始电信号（称为消息信号或基带信号）。

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。

信道：传输信号的物理媒质。

噪声源：不是人为加入的设备，而是信道中的噪声以及通信系统其它各处噪声的集中表示。

接收设备：功能是放大和反变换（如滤波、译码、解调等），其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复原始电信号。

受信者（信宿）：传送消息的目的地。

（将原始电信号还原成相应的消息）。

3•基带信号、频带信号、模拟信号、数字信号的含义；基带信号：信息源把各种消息转换成原始电信号的信号。

频带信号（带通信号）：（经过调制以后的信号称为已调信号，特点：携带信息，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。

模拟信号（连续信号）：凡信号参量的取值连续（不可数，无穷多），称为模拟信号。

数字信号（离散信号）：凡信号参量只可能取有限个值，称为数字信号。

信源编码与译码：信源编码的作用是提高信息传输的有效性，完成模/数（A/D）转换；信源译码是信源编码的逆过程。

信道编码与译码：数字信号在信道传输时会因为各种原因产生差错，为了减少差错则在信息码中按照一定的规则加入监督码，组成抗干扰编码，接收端译码器则按照一定规则解码，发现错误或纠正错误，从而提高心态的抗干扰能力（提高可靠性）。

数字调制与解调：数字调制就是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频带信号。

数字解调就是采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。

同步：同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。

（载波同步、位同步、群同步和网同步）。

数字通信的主要特点：（1）抗干扰能力强而且噪声不累加；（2）差错可控；（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网；（4）易于集成化，从而使通信设备微型化；（5）易于加密处理，且保密强度高。

1-2 某信源符号集由A 、B 、C 、D 和E 组成，设每一符号独立出现，其概率分布分别为1/4、1/8、1/8、3/16和5/16。

试求该信源符号的平均信息量。

解：平均信息量（熵）H (x )符号）/(22.252.045.0375.025.01635.8162.7838321)67.1(165)4.2(163)3(81)3(81)2(41165log 165163log 16381log 8181log 8141log 41)(log )()(2222212bit x P x P x H i Mi i =++⨯+≈++++=----------=-----=-=∑=1-3 设有四个符号，其中前三个符号的出现概率分别为1/4、1/8、1/8，且各符号的出现是相对独立的。

试该符号集的平均信息量。

解：各符号的概率之和等于1，故第四个符号的概率为1/2，则该符号集的平均信息量为：符号）/(75.15.0375.025.021838321)1(21)3(81)3(81)2(4121log 2181log 8181log 8141log 41)(2222bit x H =+⨯+≈+++=--------=----=1-6 设某信源的输出由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。

信源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。

试计算该信源的平均信息速率。

解：每个符号的平均信息量符号）/(405.6905.35.2)81.7(2241112)5(32116224log 224111232log 32116)(22bit x H =+=⨯+⨯≈⨯+⨯=已知符号速率R B =1000(B)，故平均信息速率为： R b = R B ×H = 1000×6.405 = 6.405×103 (bit /s)2-6 设信号s (t )的傅里叶变换S ( f ) = sin πf /πf ，试求此信号的自相关函数R s (τ)。

周炯槃《通信原理》第3版章节题库第11章正交频分复用多载波调制技术一、填空题1．设子信道码元持续时间为T B，则OFDM中各相邻子载波的频率间隔为Hz；频带利用率为b/（s·Hz）。

【答案】2．BPSK采用相干解调时可能出现“反向工作”现象的原因是______；解决方案是______。

【答案】接收端提供的本地载波有180°相位模糊；采用2DPSK3．若信息速率为R b，则2DPSK、MSK、QPSK、16QAM信号的谱零点带宽分别为、、、Hz。

【答案】二、综合分析题1．假设信道带宽是5MHz，如果采用滚降系数为α＝0的QPSK调制，比特速率是多少？若信道的相干带宽是200kHz，就会有严重的频率选择性衰落。

现在把5MHz带宽分割为1000个5kHz的小频带，由于每个子频带的带宽远小于信道的相干带宽，所以子频带上是平衰落，不会出现ISI。

若每个子频带也是滚降系数为α＝0的QPSK，此系统总的速率是多少？（此处的前一个系统叫单载波系统，后一个叫多载波系统）解：若QPSK的符号速率是R s，则对应到带通时的Nyquist最小带宽等于R s，此即滚降系数为0时的带宽。

因此R s＝B＝5Msymbol/s。

每个QPSK符号携带2个比特，因此比特速率是R b＝10Mbps。

对于多载波系统，类似可得每个子载波上的数据速率是10kbps，因此总速率仍然是10Mbps。

2．某通信系统在0≤t≤Ts时间内同时发送N个QPSK调制符号s i（t）＝cos（2πf i t ＋θi），其中i＝0，1，…，N−1，θi∈{π/4，3π/4，−3π/4，−π/4}是第i个载波上的QPSK相位，第i个载波的频率是f i＝f0＋i∆f，。

总的发送信号是。

（1）求能使这些QPSK信号两两正交的最小频率间隔∆f。

（2）s（t）整体上是一个符号间隔为T s的多进制数字信号，求其符号速率和比特速率。

（3）若以第一个载波（f0）的左侧第1个频率零点到最后一个载波（f N−1）右侧第1个频率0点之间的频率范围作为该系统的带宽B，那么该系统的频带利用率为多少？（4）以f0为参考载波，写出s（t）的复包络。