通信原理习题解答第11部分
通信原理(第二版)(章 (11)
第11章 同步原理 图11.2.5 DSB信号中插入导频示意图
第11章 同步原理 图11.2.6 插入导频法发送端及接收端框图
第11章 同步原理 图11.2.6(a)是插入导频法发送端方框图，根据此图可知
uo(t)=acm(t) cos2πfct+ac sin2πfct 其中，acm(t) cos2πfct为DSB信号项， acsin2πfct为插入的导频信 号，它与载波accos2πfct正交，所以也称为正交载波(导频)。图 11.2.6(b)是接收端解调的方框图，假设收到的信号就是uo(t)， uo(t)的导频经中心频率为fc的窄带滤波器滤出来，再经过90° 相移后得到同步载波ac cos2πfct， uo(t)与载波accos2πfct经相乘 器相乘后输出，有
S Ts 2 n (步) Ts n 2
第11章 同步原理
在接收二进制数字信号时，各码元出现“0”或“1”是随机 的，两个相邻码元出现01、10、11、00的概率可以近似认为相 等。若把码元“0”变“1”或“1”变“0”时的交变点提取出来作 为比相用的脉冲，也就是说，每出现一次交变点，鉴相器比相 一次，使得控制器扣除或附加一个脉冲，位定时信号调整一次， 那么，对位定时信号平均调整一个Ts/n所需要的时间为2Ts秒， 故同步建立时间为
下面以DSB及2PSK为例来说明插入导频法实现载波同步 的基本方法。图11.2.5(a)是基带信号的频谱，(b)是其DSB信号 的频谱及插入导频的位置(虚线所示)。导频插在DSB信号频谱 为0的地方，即导频的频率为fc，且与调制用的载波信号正交。 插入导频法发送端及接收端的方框图如图11.2.6所示。
第11章 同步原理 图11.2.4 Costas环法提取同步载波及解调方框图
北邮通信原理课后习题答案
第三章1 2356 6.16.2 78910（1）（2）()()()sin(2)sin(2)m c s t m t c t f t Ac f t ππ==[cos 2()cos 2()]2c m c m Ac f f t f f t ππ=--+ (){[()][()]}4c m c m Ac S f f f f f f f δδ=+-+-- {[()][()]}4c m c m Ac f f f f f f δδ-+++-+（3）相干解调 理想低通滤波器Cos(Wct)与发端相干解调输出r(t)相干解调：将接收信号与载波信号sin(2)fct π相乘，得到 ()sin(2)()sin(2)sin(2)c c c c r t f t A m t f t f t πππ=()[1cos(4)]2c c A m t f t π=-通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量，得到解调信号为0()()2cA y t m t =2解：(1)444)4cos()cos(2 1.210)()cos(2102 1.110t t t s t πππ++=⨯⨯⨯⨯⨯ 444cos(2 1.110)[10.5cos(20.110)]t t ππ=+⨯⨯⨯⨯调制系数是a=0.5; 信号频率是f=1000Hz(2)44441()[(10)(10)]2[( 1.110)( 1.110)]2S f f f f f δδδδ=++-+++-⨯⨯441[( 1.210)( 1.210)]2f f δδ+++-⨯⨯(3)3解：(1)已调信号无法用包络检波解调，因为能包络检波的条件是()1m t ≤， 这里的max ()151A m t ==>，用包络检波将造成解调波形失真。
(2)相干解调：将接收信号与载波提取电路的信号cos()c t ω相乘，得到()cos()()cos()cos()()[1cos(2)]2c c c c c cA r t t A m t t t m t t ωωωω==+ 通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量，得到解调信号0()()2cA y t m t = (3)c发端加导频的DSB-SC AM 信号产生框图如上图：在DSB-SC 信号上加上导频，在接收时就可以提取导频作为解调波 4解：(1)()2cos[2()]c m s t f f t π+=()()()c m c m S f f f f f f f δδ=+++--(2)调制方式为上边带调制。
通信原理 第 精编章 习题 测试题 11 答案 OK
通信原理第一章习题答案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 )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：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)通信原理第二章习题答案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)。
解：由（2.2-25）式可知，若令该式中τ=1，则S (f )=G (f )所以，直接得知⎪⎩⎪⎨⎧>≤=2/102/11)(t t t s由自相关函数定义式(2.3-1)，并参照右图，可以写出111101011101011)()()(2/12/12/12/1≤≤--=⎩⎨⎧≤≤-≤≤-+=⎪⎩⎪⎨⎧≤≤⋅≤≤-⋅=+=⎰⎰⎰----∞∞-ττττττττττττdt dt dtt s t s R s 通信原理第四章习题答案4-5某个信源由A 、B 、C 和D 等4个符号组成。
设每个符号独立出现，其出现概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16，经过信道传输后，每个符号正确接收的概率为1021/1024，错为其他符号的概率为1/1024，试求出该信道的容量C 等于多少b/符号。
通信原理第11章同步原理
s (t )
平方器
e (t )
窄带 BPF
2 fc
二分频
fc
若m ( t ) = ±1
1 1 e (t = ) + cos 2ωct 2 2
11.2 载波同步
西安电子科技大学 通信工程学院
平方环法
s (t )
平方器
e (t )
鉴相器
ud
环路 滤波器
uc
压控 振荡器
uo ( t )
二分频
uo ( t )
= uo ( t ) m ( t ) cos ωc t + sin ωc t
插入导频法收端 uo ( t ) uo ( t )
BPF 窄带 BPF
×
v (t )
LPF
mo ( t )
v ( t ) = uo ( t ) cos ωc t
1 mo ( t ) = m ( t ) 2
sin ωct
90
波形变换常用电路：微分+整流
11.3 位同步
西安电子科技大学 通信工程学院
包络检波滤波法 适用：带限的2PSK
O
(a)
t
O
(b)
t
O
(c)
t
11.3 位同步
西安电子科技大学 通信工程学院
（2）锁相法
位同步输出
a
整形 接收码元 相位 比较器
超 前 脉 冲 滞 后 脉 冲
晶振
d
n分频器
c
或 门
扣除门 (常开)
一、群同步的实现方法
1.起止式同步法
止 起
1 2 3 4 5 止
1
5 字
1.5
缺点： 不便于同步传输 传输效率低
通信原理第七版课后答案樊昌信
通信原理第七版课后答案樊昌信第一章习题习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。
解：E 的信息量：()()b 25.3105.0log E log E 1log 222E =-=-==P P I习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。
试求该信息源中每个符号的信息量。
解：b A P A P I A 241log )(log )(1log 222=-=-==b I B 415.2163log 2=-=b I C 415.2163log 2=-= b I D 678.1165log 2=-=习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。
若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。
（1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。
解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。
传送字母的符号速率为Bd 100105213B =⨯⨯=-R等概时的平均信息速率为b 2004log log 2B 2B b ===R M R R（2）平均信息量为符号比特977.1516log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =⨯==H R R习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？解：311200 Bd 5*10B B R T -===习题1.5 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。
解：该信息源的熵为96log 961*4832log 321*16)(log )()(log )()(22264121+=-=-=∑∑==i i i i Mi i x P x P x P x P X H=5.79比特/符号因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。
通信原理11章答案
通信原理11章答案【篇一：通信原理教程+樊昌信+习题答案第十章[1]】.1设有两个码组“0101010”和“1010100”，试给出其检错能力、纠错能力和同时纠错的能力。
解：两个码组的最小码距为：do=6由do?e+1,得e=5,即可以检错5位。
由do?2t+1,得t=2，即可以纠错2位。
由do?e+t+1,得e=3,t=2,即可以纠错2位，同时检错3位。
习题10.2设一种编码中共有如下8个码组：表10-1 习题10.3表000000，001110，010101，011011，100011，101101，110110，111000试求出其最小码距，并给出其检错能力、纠错能力和同时纠检错的能力。
解：此8个码组的最小码距为：do=3。
由do?e+1,得e=2,即可以检错2位。
由do?2t+1,得t=1，即可以纠错1位。
由do?e+t+1,得e=1,t=1,即可以纠错1位，同时检错1位。
习题10.3设有一个长度为n=15的汉明码，试问其监督位r应该等于多少？其码率等于多少？其最小码距等于多少？试写出其监督位和信息位之间的关系。
解：由n?2r?1，n=15，得r=4，即监督位4位。
码率为：kn?r15?411?==。
nn1515用s1s2s3s4表示校正子，正好可以指明15个错码的位置，其关系如表10-1所示。
可得监督位和信息位之间的关系式为 a13? a 3 ? a 14 ? ?a12?a11?a10?a9?a8?a?a?a?a?a?a?a?a ?214131211765? ?a1? a14?a13?a10?a9?a7?a6?a4? ?a0?a14?a12?a10?a8?a7?a5?a4最小码距为：do=3。
习题10.4设上题中的汉明码是系统码。
试计算出对应于信息位为全“1”的码组。
解：上题的监督矩阵为?111111100001000??1?01101010100110h=? ? ?110011011010 010????101010110110001?则生成矩阵为?100000000001111??010000000001110????001000000001101 ???000000100000011???000010000001011???h=?0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0??000000100001001????000000010000111??000000001000110 ????000000000100101????000000000010011?当信息位全为“1”时，码组为111111*********。
通信原理11章答案
通信原理11章答案【篇一：通信原理教程+樊昌信+习题答案第十章[1]】.1设有两个码组“0101010”和“1010100”，试给出其检错能力、纠错能力和同时纠错的能力。
解：两个码组的最小码距为：do=6由do?e+1,得e=5,即可以检错5位。
由do?2t+1,得t=2，即可以纠错2位。
由do?e+t+1,得e=3,t=2,即可以纠错2位，同时检错3位。
习题10.2设一种编码中共有如下8个码组：表10-1 习题10.3表000000，001110，010101，011011，100011，101101，110110，111000试求出其最小码距，并给出其检错能力、纠错能力和同时纠检错的能力。
解：此8个码组的最小码距为：do=3。
由do?e+1,得e=2,即可以检错2位。
由do?2t+1,得t=1，即可以纠错1位。
由do?e+t+1,得e=1,t=1,即可以纠错1位，同时检错1位。
习题10.3设有一个长度为n=15的汉明码，试问其监督位r应该等于多少？其码率等于多少？其最小码距等于多少？试写出其监督位和信息位之间的关系。
解：由n?2r?1，n=15，得r=4，即监督位4位。
码率为：kn?r15?411?==。
nn1515用s1s2s3s4表示校正子，正好可以指明15个错码的位置，其关系如表10-1所示。
可得监督位和信息位之间的关系式为 a13? a 3 ? a 14 ? ?a12?a11?a10?a9?a8?a?a?a?a?a?a?a?a ?214131211765? ?a1? a14?a13?a10?a9?a7?a6?a4? ?a0?a14?a12?a10?a8?a7?a5?a4最小码距为：do=3。
习题10.4设上题中的汉明码是系统码。
试计算出对应于信息位为全“1”的码组。
解：上题的监督矩阵为?111111100001000??1?01101010100110h=? ? ?110011011010 010????101010110110001?则生成矩阵为?100000000001111??010000000001110????001000000001101 ???000000100000011???000010000001011???h=?0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0??000000100001001????000000010000111??000000001000110 ????000000000100101????000000000010011?当信息位全为“1”时，码组为111111*********。
通信原理(张会生)课后习题答案
思考题1-1 什么是通信？常见的通信方式有哪些？1-2 通信系统是如何分类的？1-3 何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？1-4 试画出模拟通信系统的模型，并简要说明各部分的作用。
1-5 试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信具体用什么来表述？1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?习题1-1 设英文字母E出现的概率=0.105，X出现的概率为＝0.002，试求E和X的信息量各为多少？1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设一数字传输系统传送二进制信号，码元速率RB2=2400B，试求该系统的信息速率Rb2=？若该系统改为传送16进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少？1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号，信息速率为3600b/s，试问码元速率应为多少？1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s，试问变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少（码元速率不变）？1-6 已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在l小时内共收到1296个错误码元，试求系统的误码率=？1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s，接收端在0.5小时内共收到216个错误码元，试计算该系统=？l-8 在强干扰环境下，某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s。
（l）试问系统误信率=？（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变？为什么？（3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝？习题答案第一章习题答案1-1 解：1-2 解：1-3 解：1-4 解：1-5 解：1-6 解：1-7 解：1-8 解：思考题2-1 什么是狭义信道？什么是广义信道？（答案）2-2 在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？2-3 试画出调制信道模型和二进制无记忆编码信道模型。
通信原理(国防工业出版社)课后思考题完整版答案
第一章绪论1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。
1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
北京理工大学《通信原理》第11章-差错控制编码
但是这种码不能发现一个码组中的两个错码，因为发生两
个错码后产
检错和纠错
上面这种编码只能检测错码,不能纠正错码。例如，当接收码 组为禁用码组“100”时，接收端将无法判断是哪一位码发生了 错误，因为晴、阴、雨三者错了一位都可以变成“100”。
要能够纠正错误，还要增加多余度。例如，若规定许用码组只 有两个：“000”（晴），“111”（雨），其他都是禁用码组， 则能够检测两个以下错码，或能够纠正一个错码。
例如：“000”（晴），“001”（云），
“010”（阴），“011”（雨），
“100”（雪），“101”（霜），
“110”（雾），“111”（雹）。
其中任一码组在传输中若发生一个或多个错码，则将变 成另一个信息码组。这时，接收端将无法发现错误。
12
第11章差错控制编码
若在上述8种码组中只准许使用4种来传送天气，例如：
若码组A中发生两位错码，则其位置不会超出以O点为圆 心，以2为半径的圆。因此，只要最小码距不小于3，码 组A发生两位以下错码时，
不可能变成另一个准用 码组，因而能检测错码 的位数等于2。
0123
A
B 汉明距离
e
d0
19
第11章差错控制编码
同理，若一种编码的最小码距为d0，则将能检测(d0 - 1)个错码。 反之，若要求检测e个错码，则最小码距d0至少应不小于( e + 1)。
N － 码组的总位数，又称为码组的长度（码长）， k － 码组中信息码元的数目， n – k ＝ r － 码组中的监督码元数目，或称监督位数目。
16
第11章差错控制编码
分组码的码重和码距
码重：把码组中“1”的个数称为码组的重量，简称码重。 码距：把两个码组中对应位上数字不同的位数称为码组
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第11章习 题
图见附文件：1①、5 未做：9
11-1 设锁相环路滤波器的传递函数F(s)=1，环路增益K 一定。
试画出环路相位传递函数H(s)的频率响应曲线及相位误差)(s e θ的频率响应曲线。
解：①s
K K
s KF s s KF s H +=
+=
)]([)()(，图 ②图
11-2 数字通信系统的同步是指哪几种同步？它们各有哪几种同步的方法？
解：数字通信系统的同步是指载波同步、位（码元）同步、帧（群）同步及通信网同步。
载波同步的同步方法：插入导频法、直接提取载波法。
位（码元）同步的同步方法：插入导频法、直接提取位同步法。
帧（群）同步的同步方法：起止式同步法、连贯插入特殊码字同步法、间隔式插入同步码法。
通信网同步的同步方法：主从同步方式、相互同步方式、独立时钟同步方式。
11-3 若频域插入导频法中插入导频t A o ωsin 不经900相移，直接与已调信号相加输出。
试证明接收的解调输出信号中有直流分量。
证明：参见教材图11。
7（a ），有]sin sin )([)(000t A t A t m t u ωω+=。
参见教材图11。
7（b ），有t t A t A t m t t u t V 00000sin ]sin sin )([sin )()(ωωωω+==
t t m A t m A t
t m A 0022cos )](1[2
1
)](1[21sin )](1[ωω+-+=+= 经低通滤波后输出)(2121)('t Am A t m +=
，其中的A 2
1
即为直流分量。
11-4 已知锁相环路的输入噪声相位方差i
ni r 212
=θ，证明环路的输出相位方差2
0n θ与环路信噪比L r 的关系为：
L
n r 2120=
θ 证明：对高斯白噪声，其功率22)(σ=t n ,单边功率谱0)(n P n =ω，设噪声带宽为B ，则噪声功率2
0σ==B n P n 。
因为输入噪声相位方差,21
2
i ni
r =θ则由上式知ni θ的单边功率谱密度为i
ni B P ni 2)(θωθ=，i B 为环
路前端BPF 的带宽。
设环路等效噪声带宽为L B ，则环路输出噪声相位方差为：
i
L
ni
L i
ni
L no
B B B B B P ni
22
)(22
22θθωθθ=== 将L
i i L i ni B B r r r 2/,212
==
θ代入：L L i i no r r r r 21212
=
=θ。
得证。
11-5 设有如图E11.1的基带信号，它经带限滤波器之后，变为带限信号。
画出从带限基
带信号中提出位同步信号的原理方框图及波形。
1 0-1
图 E11.1
解：图
11-6 如果七位巴克码1110010为帧同步码，设巴克码前后为数字码流，设“1”、“0”码等概出现，且误码率为e P ，
（1） 求假同步的概率（设m=0），及漏同步的概率。
（2） 画出巴克码相关检测的最大输出及对应的概率曲线图。
解：①假同步的概率128
1
2121|2/7002=
==
=
==∑n m m
k n k n C P 。
漏同步的概率e e m m
k k n e k e
k n P P P P C
P 7)1(1|)1(1700
1≈--=--
===-∑
② 图参见教材P109 图4。
16。
11-7 PCM 系统中同步码长n=7，若传输误码率4
10-=e P
（1） 假定出现m （≤1）个错仍判为同步，求正确判定帧同步的概率及漏概。
（2）假定序列中“1”、“0”出现的概率各为
2
1
，并假定同步码中有小于、等于2个码不同时，也可判为同步码，求假同步的概率。
（3）如果一帧长N=512，且传送速率R=2.048Mb/s ，求平均建立同步时间（设m=0）。
解：①正确判定帧同步的概率61
771
0)1()1()1(e e e k k n e k
e k n P P C P P P C
P -+-=-=
∑=-
2
0421)61(7711)1(e e e e e n e P P P P P nP P -≈-+-≈∴-≈- ＝0.99999958 漏同步的概率201421e P P P ≈-==0.00000042。
②假同步的概率227.0229
2/7
2
2≈=
=
∑=k n k n C P ③m ＝0时，漏同步的概率e e P nP P 71=≈，假同步的概率128
1212==n P
， 512,10
048.21
16=⨯==
N R T 。
所以平均建立同步时间s NT P P t s μ252
.0)1(21≈++≈。
11-8 设一个数字通信系统采用“水库法”进行码速率调整，已知数据率为8.192Mb/s ，存储参量100=n z 位，时钟频率的稳定度为1010-=∆±f
f
，
计算应每隔多少时间校正一次？ 解：对水库法，S
n T f =
⋅。
在本题中，f ＝8.192Mb/s ，S ＝10－10
，502
==
n
z n ， 所以，分钟小时4016min 100010006010
192.81050610==⨯≈⨯⨯==
-s Sf n T 11-9 单路PCM 系统是否需加帧同步码？单路M ∆系统是否需帧同步？为什么？。