通信原理习题课(3)概论
《通信原理》习题课解析共35页
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
《通信原理》习题课解析 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
数字通信原理第二版课后习题答案 第3章
故上边带信号为 SUSB(t)=1/2m(t) coswct-1/2m’(t)sinwct
10
《通信原理》习题第三章
=1/2cos(12000πt)+1/2cos(14000πt)
下边带信号为
SLSB(t)=1/2m(t) coswct+1/2m’(t) sinwct =1/2cos(8000πt)+1/2cos(6000πt) 其频谱如图 3-2 所示。
ω (t ) = 2*106 π + 2000π sin 2000π t
故最大频偏 （2）调频指数
∆f = 10* mf = 2000π = 10 kHZ 2π
∆f 103 = 10* 3 = 10 fm 10
故已调信号的最大相移 ∆θ = 10 rad 。 （3）因为 FM 波与 PM 波的带宽形式相同，即 BFM = 2(1 + m f ) f m ，所以已调信号 的带宽为
《通信原理》习题第三章
第三章习题
习题 3.1 设一个载波的表达式为 c(t ) = 5cos1000π t ，基带调制信号的表达式为： m(t)=1+ cos 200π t 。试求出振幅调制时已调信号的频谱，并画出此频谱图。 解：
s(t ) = m(t )c(t ) = (1 + cos 200πt )5 cos(1000πt )
因为调制信号为余弦波，设
B = 2(1 + m f ) f m ∆f = 1000 kHZ = 100 m'2 (t ) =
2
，故
m' (t ) = 0,
m2 1 ≤ 2 2
则：载波频率为 边带频率为 因此
通信原理习题课PPT课件
.
34
第十章 信道复用和多址方式 重点：复用原理
第十一章 同步原理 重点： 1. 四种同步 2. 同步的原理
.
35
1、直接由PSK信号中提取位同步的方法有 __(1)__和__(2)__。
2．画出载波同步中平方环法提取载波的框 图。
.
21
5.信号 f (t) 的最高频率为 fm 25KHz ，按奈奎斯特速率进行抽样后，采用PCM方式传输，量
化级数 N258
，采用自然二进码，若系统的平均误码率 Pe 103
，则传输十秒钟后错码的数目为_________。
6.对信号m (t)2si8n 0t(V 0)
进行增量调制，若取增量 0.1V
重点：
1.信息及其度量：信息量 2.通信系统的主要性能指标：可靠性和有效性
.
1
习题
1.某四进制系统，4秒钟传输4800个四进制符号，则此系统
的传码率RB4=
，传信率Rb=
2.模拟调制系统的抗噪声性能主要用
。 来衡量；数
字调制系统的抗噪声性能主要用
来衡量。
3.AM调制的可靠性用 衡量；DPSK的可靠性用
2. 一码长n=15的汉明码，监督位r最少应该为多 少？此时的编码效率为多少？
3. 设一线性分组码的一致监督方程为：
其中
为信息码。
（1）试求其生成矩阵和监督矩阵。
（2）写出所有码字。
（3）判断下列接收到的码字是否正确。B1= （011101），B2=（101011），B3= （110101）。若接收到的是非码字，如何纠错和
.
15
通信原理各章习题集的答案
第一章 通信系统概论一 填空选择题1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化（便于集成）等_。
2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK 系统指标具体用_传输速率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM 系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。
3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率为600B ，信息速率为600b/s ；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4；若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为1800b/s 。
4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。
6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。
7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )A.信息传输速率B.符号传输速率C.频带利用率D.以上都包括8.在码元速率相同条件下，m 进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log 2m 倍。
9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。
10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和 数字通信系统11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者是指消息传输的 质量问题。
12．设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。
13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。
14.某四元制信源，各符号对应的概率分别为21、41、81、1，则该信源符号的平均信息量为 1.75b/符号 。
《通信原理》习题解答-final
Q (4 nf
0
m
) ( 4 nf m )
若用 q(t ) 对 m(t ) 进行抽样，则已抽样信号 ms (t ) 为 ms (t ) m(t )q(t ) 其频谱为
ms ( ) 1 M ( ) Q ( ) 2
1 M ( ) Q0 (4 nf m ) ( 4 nf m ) T n
5-1、已知低通信号 m(t ) 的频谱 M ( f ) 为 f 1 M ( f ) 200 0 f 200 f 为其他值
(1) 假设以 f s 300 Hz 的速率对 m(t ) 进行理想抽样，试画出已抽样信号 ms (t ) 的频谱草图。 (2) 若用 f s 400 Hz 的速率抽样，重做上题。 解： (1) 由题意知，已抽样信号为 ms (t ) m(t ) T (t ) 其频谱函数为 M s ( f ) 1 T
因此码元宽度： Ts (3 ~ 5) m (9 ~ 15)ms 3-7、设宽度为 T，传号、空号相同的数字信号通过衰落信道，已知多径时延
T / 4 ，接收信号为两条路径信号之和，试画出展宽后的接收信号波形，并讨
论此时对信号波形应提出什么要求？ 解：通过展宽以及叠加的信号波形如下图：
2 第二章 信息论初步
1
《通信原理》课后习题解答
作者：熊沛、王宇
3 第三章 信道与干扰
3-1、一恒参信道点饿幅频特性为 H ( ) (1 cos T0 )e jtd ，td 为常数，试确定 信号 S（t）通过该信道后的输出波形，并讨论之。 解：根据系统传输特性，接收到的信号频率响应 Y(w)为：
5-6、已知模拟信号抽样值的概率密度 f(x)，如图所示，若按四电平进行均匀 量化，试计算信号量化噪声功率比。
通信原理课后习题
2bit
1 I (2) log 2 8 3bit
I (3)
log 2
1 8
3bit
各种振幅的平均信息量为：
H
1 2
log 2
1 2
1 4
log 2
1 4
1 4
log 2
1 8
0.5
0.5
0.75
1.75bit
/
symbol
（2）
Rb
RB
H
1 2 106
1.75
875kb/ s
1-3 某 4PSK 数字通信系统用正弦波的四个相位 0， 2, ,3 2 来传输信息， 设这四个相位是相互独立的。 （1） 若每秒钟内 0， 2, ,3 2 出现的次数分别为 500,125,125,250，求 此数字通信系统的码元速率和信息速率。 （2） 若每秒钟内这四个相位出现的次数均为 250，求此数字通信系统的码 元速率和信息速率。 解：（1） RB 500 125 125 250 1000 B
输入 R
C 输出
解：因为理想低通滤波器的传输特性可以表示成：
H
(
f
)
k e 0,
, jtd f f 其它处
H
所以有:
H( f ) 2 k2, f fH
输出信号的功率谱密度为:
PY ( f )
H(
f
)
2
PX
(
f
)
k
2
n0 2
,
f
fH
输出信号的自相关函数:
RY ( )
PY
(
f
)e
j
df
a
0 2a
2a 1! 2
8
通信原理课程通信原理-习题课
《通信原理》习题课1． 已知二进制OOK 数字通信系统中发送的二元信号是()1cos2c s t A f t π=、()20s t =，持续时间为0b t T ≤<。
OOK 信号传输中受到功率密度为02N 的加性高斯白噪声()n t 的干扰，接收信号为()()()i r t s t n t =+，1,2i =(1)请分别画出最佳相干接收框图。
(2)设s1(t)和s2(t)等概出现，推导相干接收时的平均误比特率。
（知识点：数字频带通信系统）2．设有恒参信道模型如下图所示，求其幅频特性、相频特性、时延特性和群时延特性，并说明它们对信号传输的影响。
（知识点：信道）3．已知在高斯信道理想通信系统传送某一信息所需带宽为106Hz,信噪比为20dB ，若将所需信噪比降低10dB ，求无差错传输所需信道带宽。
（知识点：香农信道容量公式）4．某一待传输的图片约含2.5×106个像素，每像素量化为16个亮度电平。
假若所有这些亮度电平等概出现且互不相关，并设加性高斯噪声信道中的信噪比为30dB ，试计算用3分钟传送一张这样的图片所需的最小信道带宽（假设不进行压缩编码）。
（知识点：信息量计算；香农公式）5．对10路模拟信号分别进行A 律13折线PCM 编码（每样值8比特编码），然后进行时分复用，再经过滚降因子为α=0.5的升余弦脉冲成型滤波器进行无ISI 传输，该升余弦基带系统的截止频率为480kHz 。
（1）求该系统的最大信息传输速率；（2）求允许每路模拟信号的最高频率分量f H 的值。
（知识点：抽样定理；升余弦滤波器带宽）6. 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P A =1/5，P B =1/4，P C =1/4，P D =3/10试计算传输的平均信息速率。
通信原理(第六版)课后思考题及习题答案
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。
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（2）相干解调原理框图及其各点时间波形如图7-28所示。
e2PSK(t) 带通
滤波器
A 相乘器
B
低通
C
滤波器
抽样 判决器
D
cos wct
(a)
定时脉冲
0 A
1
0
0
1
1
0 t
B
t
C
t
D t
(b) 图7-28 相干解调原理框图及其各点时间波形
（3）2PSK信号的功率谱密度为
P2PSK ( f )
1 4
通信原理学习辅导（3）
数字带通传输系统
7-1 设发送的二进制信息为1011001，试分别画出OOK、 2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图，并注意观察其 时间波形上各有什么特点。
解： OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号示意图如图7-21所示。
1
0
1
1
0
0
1
2ASK
2FSK
2PSK 2DPSK
Ps
(
f
fc ) Ps ( f
fc )
式中，PS ( f )是二进制双极性非归零信号s(t) 的功率谱密度，它的表 达式为
PS ( f ) 4 fs P(1 P)G( f )2 fs (2P 1)G(mf s ) 2 ( f mf s ) m
因为单个非归零矩形脉冲的频谱函数为
G(
f
)
TS
包络
抽样
E
判决器
滤波器
检波器
D
图7-25 2FSK 信号包络检波原理图
2FSK
A
B
C
D 位定时
脉冲 E
0
1
0
1
t
t
t
t
t
0
1
t
0
1
t
图7-25 2FSK信号的各点时间波形
e2FSK(t)
B2FSK
f2
带通 滤波器
带通 滤波器
相乘器
cos 1t 相乘器
低通 滤波器
抽样脉冲 低通
滤波器
抽样 判决器
输出
0.01| G(0) |2 ( f fc ) ( f fc )
其中，fc 2400, G( f ) TsSa(f Ts )
7-6 设发送的绝对码序列为0110110，采用2DPSK方式传输。 已知码元传输速率为2400B，载波频率为2400Hz。
（1）试构成一种2DPSK信号调制器原理框图；
（3）若发送“1”和“0”的概率为0.6和0.4，试求出该2PSK信 号的功率谱密度表达式。
解：（1）2PSK信号调制器（键控法）原理框图如图7-27（a） 所示。
cos wct
180°移相
开关电路 0
e2PSK (t)
x(t)
(a)
0
1
0
0
1
1
0
t
（b) 图7-27 2PSK信号调制器原理框图及其时间波形
（2）若采用相干解调—码反变换器方式进行解调，试画出 各点时间波形；
（3）若采用差分相干方式进行解调，试画出各点时间波形。
图7-21 信号波形图
7-2 设某OOK系统的码元传输速率为1000B，载波信号为 Acos(4 106 t)
（1）试问每个码元中包含多少个载波周期？ （2）求OOK信号的第一零点带宽。
解 ： （1）由题意可知
fc
4 106 2
2 106
(Hz)
RB 1000B
故每个码元中包含2000个载波周期
（3）2FSK信号的功率谱由连续谱与离散谱叠加而成，如图 7-24所示。
7-24 2FSK功率谱示意图 2FSK信号的带宽为
B2FSK f2 f1 2fs 2000 1000 2 1000
3000Hz
7-4 设二进制信息为0101，采用2FSK系统传输。码元速
率为1000B，已调信号的载频分别为3000Hz（对应“1”码）
（3）试画出2FSK信号的功率谱密度示意图。
解：（1）2FSK信号可以采用模拟调制的方式产生，也可以 采用数字键控的方式产生。数字键控方式的调制器原理框 图如图7-22所示。
振荡器1 f1
选通开关
反向器
相加器
振荡器2 f2
选通开关
图7-22 数字键控方式的调制器原理图
e2 FSK (t )
由题意知，码元传输速率 RB =1000B，若设“1”码对应的 载波频率为 f2 =1000Hz，“0”码对应的载波频率为 f1 =2000Hz, 则在2FSK信号的时间波形中，每个“1”码元时间内共有1个周
sin fTS f TS
TS Sa(f TS
)
当f
mf
时，
s
G（m Ts
0;
m不为等于零的整数时， G(mf s ) TsSa(n ) 0,所以有
PS 4 fs P(1 P)G( f )2 fs（2 2P 1)2 | G(0) |2 （f）
和1000Hz（对应“0”码）。
（1）若采用包络检波方式进行解调，试画出各点时间波形；
（2）若采用相干方式进行解调，试画出各点时间波形；
（3）求2FSK信号的第一零点带宽。
解：（1）2FSK信号的包络检波原理及其各点的时间波形如图7-
25所示。
1
A
带通
包络
C
e2 FSK (t )
滤波器
2
带通 B
检波器 定时脉冲
期的载波，每个“0”码元时间内共有2个周期的载波。2FSK信
号的时间形如图7-23所示
0
1
1
0
1
0
图7-23 2FSK信号的时间波形
（2）由于2FSK信号的频谱有较大的重叠，若采用非相干解调时 上下支路有较大串扰，使解调性能下降。由于表示“1”和“0”码 的两个信号正交，故可以采用相干解调。因为相干解调具有抑 制正交分量的功能。
cos 0t 图7-26 相干解调原理图
f1 2fs 2000 2 1000 4000Hz
7-5 设某2PSK传输系统的码元速率为1200B。载波频率 为2400Hz。发送数字信息为0100110； （1）画出2PSK信号调制器原理框图，并画出2PSK信号的时 间波形；
（2）若采用相干解调方式进行解调，试画出各点时间波形；
因此 P2PSK ( f ) fs P(1 P) | G( f fc ) |2 | G( f fc ) |2
1 4
fs（2 1 2P)2
| G(0) |2
( f
fc) ( f
fc )
将P 0.6, fs 1200和G(0) Ts代入上式，可得
P2PSK ( f ) 288 | G( f fc ) |2 | G( f fc ) |2
（2）OOK的第一零点带宽为Bs 2RB 2000Hz
7-3 设某2FSK传输系统的码元速率1000B,已调信号的载波 分别为1000Hz和2000Hz.发送数字信息为011010；
（1）试画出一种2FSK信号调制器原理框图，并画出2FSK 信号的时间波形；
（2）试讨论这时的2FSK信号应选择怎样的解调器解调；