通信原理第7章(樊昌信第七版)
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 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 -===错误!未找到引用源。
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 ===错误!未找到引用源。
樊昌信通信原理第7章 数字调制(7版)
1
式中，n1c(t) 和 n2c(t) 均为低通型高斯噪声，( 0，
n
2
)
判决 规则
x1 > x2 时，判为“1” x1 x2 时，判为“0”
x1 (t )
定时 脉冲 抽样 判决器 输出
Pe
发 “1” 错判为“0”的概率为
x2 ( t )
P(0 /1) P( x1 x2 ) P( x1 - x2 0)
带通 滤波器
1
相乘器
低通 滤波器 定时 脉冲 低通 滤波器
x1 (t )
抽样 判决器 输出
发送端
信道
yi ( t )
带通 滤波器
y1 (t )
2 cos 1t
相乘器
sT (t ) ni (t )
Pe
2
x2 ( t )
y2 (t )
2 cos 2t
发“1”时：
y1 (t ) a cos 1t n1 (t )
b0 =b / n 归一化门限值 发“0”错判为“1”的概率为
P (1 / 0) P (V b) f 0 (V )dV
b
b
2 2 V V 2 / 2 n2 b2 / 2 n b0 /2 e dV e e n2
系统的总误码率为
Pe P (1) P (0 / 1) P (0) P (1 / 0)
K
a = kA
发“1”时 发“0”时
ni (t )
a cos c t ni (t ) yi (t ) ni (t ) 0
a cos c t n(t ) y (t ) n(t ) 0
发“1”时 发“0”时
通信原理(樊昌信,第七版)思考题答案
的
， 确和可靠的工
1-5 按调 方式，
分类？
根据传输 的 道是否经过调 ，可将
1-6 按传输 号的
，
按 号
道 传输的
和数
如何分类？
号可分 模拟 号和数
1-7 按传输 号的复 方式，
频分复 ，时分复 ，码分复
1-8 单工，半双工及全双工
分
基带传输
号，
和带 传输
的
分别 模拟
如何分类？
方式是按什么标
AM 波的包络 调
号的
全
；
AM 号的频谱
频分量、上边带 边带三部分 成。
上边带的频谱结构和 调
号的频率结构
， 边带是上边带的镜
5-4
调 波的功率 比，AM
加了调
号的功率
号 调 过程 功率 加了多少？
5-5
什么
波？ 对 AM 号来说，
波可
高调
率；
对
波的双边带，可 使其调
率
波的双边带 号可
1/3
加多少功 ?
分类的？解释
们的工
方式并举例说
明？
们是按
传递的方
时间关 分类。
单工
：
能单 传输的工 方式，
双方
个进 发送，另 个 能接
受，如广播， 测，
呼等。
半双工
：
双方都能进 收发
，但是不能 时进 收发的工 方式，如使
频的普 对讲机。
全双工
：
双方能 时进 收发
的工 方式，如电话等
1-9 并 传输和串 传输的适 场合及 点？
千米
H=D^2/50 其
H
高度，单
通信原理第7章(樊昌信第七版)
整理知识 梳理关系 剖析难点 强化重点
归纳结论 引导主线 解惑疑点 点击考点
曹丽娜
樊昌信
编著
国防工业出版社
谢谢！
3 QPSK 解调
原理：分解为两路2PSK信号的相干解调。
x 带通 输入 滤波器 低通 x1 (t ) 滤波器 位定时 低通 滤波器 抽样 判决 抽样 判决
a
并/串 变换 输出
y (t ) cos c t
sin c t
x 载波 恢复
x2 (t )
b
存在问题：存在900的相位模糊（0, 90, 180, 270） 解决方案：采用四相相对相位调制，即QDPSK。
QPSK 特点：
01
Q 11
相位跳变：0°,± 90°,± 180° 跳变周期 2Tb 带宽 B=Rb
0
I
误码性能与BPSK相同
00
10
最大相位跳变：180°
发生在0011或0110交替时，
即双比特ab同时跳变时，信号点沿对角线移动。
21
QPSK 缺点：
最大相位跳变180°，使限带的QPSK信号包络起
744多进制差分相移键控mdpsk1基本原理?qdpsk与qpsk的关系如同2dpsk与2psk关系?4dpsk也称qdpsk?qdpsk的矢量图与qpsk的矢量图相似只是参考相位是前一码元的载波相位n??双比特码元ab载波相位naba方式b方式0?111110?10?10?1111109018027022531545135参考相位a?矢量图aba前一码元载波相位t?波形t参考相位atc?cos?也有法正交调相法和相位选择法?仅需在qpsk调制器基础上增添差分编码码变换2qdpsk调制tc?sin2??差分编码将绝对码ab
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 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 -===错误!未找到引用源。
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 ===错误!未找到引用源。
(完整版)通信原理第七版课后答案解析樊昌信
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 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 -===错误!未找到引用源。
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 M i 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 ===错误!未找到引用源。
樊昌信《通信原理》(第7版)配套题库【章节题库7-9章】【圣才出品】
【答案】2Pe（1－Pe） 【解析】码反变换器的功能是将相对码变为绝对码。只有当码反变换器的两个相邻输入 码元中，有一个且仅有一个码元出错时，其输出码元才会出错。设码反变换器输入信号的误 码率是 Pe，则两个码元中前面码元出错且后面码元不错的概率是 Pe（1－Pe），后面码元出 错而前面码元不错的概率也是 Pe（1－Pe）。所以，输出码元发生错码的误码率为 2Pe（1－ Pe）。
7．先将矩形基带信号采用滚降系数为 0.5 的滚降滤波器滤波，然后采用 8PSK 调制方
式实现无码间干扰传输。若传输速率为 30kb／s，需要占用的信道带宽为______。
【答案】15kHz
【解析】对滚降系数α＝0.5，8PSK 无码间干扰传输，传输速率为 30kb／s 的信号，
其需要占用的信道带宽为 B = (1+a )Rb = (1+ 0.5)30 = 15kHz 。
2ASK
在相干解调下的误码率为
Pe
=
1 2
骣
erfc
琪 琪
桫
r 4
；
( ) 2PSK
在相干解调下的误码率为
Pe
=
1 2
erfc
r；
2FSK
在相干解调下误码率为
Pe
=
1 2
骣
erfc
琪 琪
桫
r 2
；
故采用相干解调方式时，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK、
2DPSK、2FSK、2ASK。
2．相同传码率条件下，下面四种方式中，（ ）的频带利用率最低。
(完整版)通信原理——第七章
获得振幅键控、频移键控和相移键控三种基本的数字调制方式。
1
0
1
1
0
1
1
0
1
t
t
t
(a) 振幅键控 （ASK）
(b) 频移键控
(FSK) 正弦载波的三种键控波形
(c) 相移键控
(PSK)
绝对相移键控PSK 相对相移键控DPSK
7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
1
0
0
1
s(t)
课件
第7章
数字带通传输
通信原理（第7版） 樊昌信 曹丽娜 编著
本章内容:
第7章 数字调制
7.1 二进制数字调制原理 2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK
7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能
7.3 二进制数字调制系统的性能比较
7.4 多进制数字调制原理（了解）
7.5 多进制数字调制系统的抗噪声性能（×）
➢ 数字调制：用数字信号控制载波某个参数的过程 ➢ 用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号 。 ➢ 数字带通传输系统（或 数字频带传输系统）：包括调制和解调过程的数
字传输系统 ➢ 调制的作用：
将信号频谱搬移至最佳频段 多路复用，高效利用信道 提高传输质量
数字调制方式：用数字基带信号改变 正弦型载波 的 幅度、频率 或 相
1. 2ASK基本原理
Ts
t
振幅键控是利用载波的幅度变化来
载波
t
传递数字信息，而其频率和初始相
位保持不变。
2ASK
t
2ASK信号的一般表达式可以写为
e2ASK (t) s(t) cosct 单极性
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4DPSK 也称 QDPSK QDPSK与QPSK的关系，如同2DPSK与2PSK关系
QDPSK的矢量图与QPSK的矢量图相似 ——只是参考相位 是前一码元的载波相位
n
双比特码元 ab a 0（−1） 1（+1） 1（+1） 0（−1） b 0（−1） 0（−1） 1（+1） 1（+1）
0
I
0
I
00
10
00
10
最大相位跳变180°
最大值 最小值
最大相位跳变90°
最大值 2 最小值
——包络起伏大
——频谱扩展大
——包络起伏小
——频谱扩展小
相位跳变周期 2Tb
相位跳变周期 Tb
影响 主瓣 带宽
功率谱形状：相同 相干解调时：误码性能相同 限带OQPSK比限带QPSK信号的
b(1)
正交调相法 QPSK信号可视为两个互为 正交的2PSK信号的合成。
I (t )
a
载波 振荡
01 a(0) 00 b(0)
11 a(1) 10
B方式
x
cos c t
输入 串/并 变换
b
移相 2 sin c t
+
QPSK
Q(t )
x
相位选择法
a b
B方式 原理 根据当时的双比特ab，选相电路从候选的4 ： 个相位中选择相应相位的载波输出。
种类： MASK 、MFSK、 MDPSK 、 MQAM 注意：MFSK信号的带宽较宽， 频带利用率低，
适用于频带资源不受限制的场合。
§7.4.1 多进制振幅键控 （MASK）
MASK可看成是二进制振幅键控（2ASK）的推广 。 M
eMASK (t ) an g (t nTs )cos ct
rb
(a) 非相干解调
MFSK –相干解调系统的误码率:
Pe ( M 1)erfc( r )
比较相干和非相干解调 的
误码率，当 log2M > 7时，
误码率的上界都可表示为：
Pe
M 1 A2 / 4 n2 Pe e 2
rb
(b) 相干解调
MPSK(M≥ 4) 相干解调系统的误码率:
整理知识 梳理关系 剖析难点 强化重点
归纳结论 引导主线 解惑疑点 点击考点
曹丽娜
樊昌信
编著
国防工业出版社
谢谢！
注：对应关系可有不同 规定，但相邻码组应符 合格雷码编码规则
载波相位 φn
b 0（−1） 0（−1） 1（+1） 1（+1）
10
A 方式
0° 90 ° 180° 270°
B 方式
225° 315° 45 ° 135°
矢量图
11
b(1) 01
00 参考相位
11 a(1) 10 b(0)
a(0) 00
11
01
10
00
4PSK
t
2 QDPSK调制
也有正交调相法 和 相位选择法
仅需在QPSK调制器基础上增添差分编码（码变换）
x
输入 串/并 变换
a b
差分 编码
c d
载波 振荡
cos c t
QDPSK
移相 2 sin c t
+
B方式
x
将绝对码 ab ⇨相对码 cd
码变换+绝对调相 原理图
MASK解调:
与2ASK信号解调也相似，有相干和非相干解调两种。
MASK信号的功率谱 与 2ASK信号具有相似的形式; 谱零点带宽是 M 进制数字基带信号带宽的两倍。
2 Rb B 2 RB log 2 M
2 2 B TB Tb log 2 M
在 Rb相同时，MASK信号带宽是 2ASK的 1 / log2M 倍 。 MASK的抗噪声能力差， 常用多进制正交振幅调制（MQAM）来代替。
n 1
以概率P 0, 1 以概率P2 1, an M 1, 以概率PM
且有
P 1
i 1 i
M
4ASK信号振幅有4种取值，每个码元含2bit。
MASK调制:
与2ASK的产生方法相似，区别在于:
发送端输入的二进制数字基带信号需要先经过电平变 换器转换为M电平的基带脉冲，然后再去调制。
包络起伏小、频谱扩展小、邻道干扰小，
所以OQPSK比QPSK应用广。
5
/4 - QPSK
原理和特点：
由两个相差4的QPSK星座图交替产生： Q A方式: 0°,± 90°,180° B方式: ± 45°, ± 135° 可能相位跳变：
± 45°, ± 135° 且A组只能往B组跳，反之亦然
QPSK 特点：
01
Q 11
相位跳变：0°,± 90°,± 180° 跳变周期 2Tb 带宽 B=Rb
0
I
误码性能与BPSK相同
00
10
最大相位跳变：180°
发生在0011或0110交替时，
即双比特ab同时跳变时，信号点沿对角线移动。
21
QPSK 缺点：
最大相位跳变180°，使限带的QPSK信号包络起
3 QPSK 解调
原理：分解为两路2PSK信号的相干解调。
x 带通 输入 滤波器 低通 x1 (t ) 滤波器 位定时 低通 滤波器 抽样 判决 抽样 判决
a
并/串 变换 输出
y (t ) cos c t
sin c t
x 载波 恢复
x2 (t )
b
存在问题：存在900的相位模糊（0, 90, 180, 270） 解决方案：采用四相相对相位调制，即QDPSK。
即双比特ab不同时跳变
01
Q 11
0
I
如何实现？
在QPSK调制基础上， 将两个正交分量的比特a和b 错开半个码元（1个比特时间） 使 ab 不可能同时改变 见下图
00 10
OQPSK 相位路径 相位跳变 0或± 90°
OQPSK
限带OQPSK 与 限带QPSK 对比：
Q 01 11 01 Q 11
3 QDPSK解调
相干解调（极性比较）+码反变换
将相对码 cd ⇨绝对码 ab
c
差分 译码
a
d
QDPSK B方式
b
差分相干解调（相位比较法）
B
§7.5
多进制数字调制系统的抗噪声性能
回顾：二进制调制系统的抗噪声性能
抑制载波MASK -相干解调系统的误码率:
1 3 Pe 1 erfc r M 2 1 M
o
I
相位跳变周期 2Tb
——主瓣带宽 B=Rb，小于OQPSK
4-QPSK优势：
相邻码元间总有相位改变
——有利于接收端提取码元同步。
可采用差分检测
——4-QPSK的信息蕴含在相邻码元间的相位差中。
存在多径衰落时， 4-QPSK优于OQPSK。
§7.4.4 多进制差分相移键控 （MDPSK ） 1 基本原理
下降；设备复杂。
2 4PSK 调制
4PSK，也称正交相移键控 QPSK ——利用载波的 4 种不同相位 来表示数字信息。
QPSK的每一种载波相位代表两个比特：
（00、01、10 或 11）
两个比特的组合 称做 双比特 码元，记为 a b
15
1）双比特与载波相位的关系
双比特码元 ab a 0（−1） 1（+1） 1（+1） 0（−1）
2 r Ps / n - 解调器
输入信噪功率比
Ps - 信号码元功率
2 - 噪声功率 n
P
e
M = 2时:
1 Pe erfc r 2
r (dB)
MFSK –非相干解调系统的误码率:
M 1 r / 2 Pe e 2
Pe
rb r / log 2 M
——每比特的信噪功率比
01
A方式
B方式
双比特码元 ab a 0（−1） 1（+1） 1（+1） 0（−1）
载波相位 φn b 0（−1） 0（−1） 1（+1） 1（+1） A 方式
0° 90 ° 180° 270°
B 方式
225° 315° 45 ° 135°
波形
11
10
11 00 01
00 参考相位
t
01
A方式
2） QPSK调制
Pe erfc r sin M
OQPSK的抗噪声性能和QPSK完全一样。
MDPSK(M≥ 4) 相干解调系统的误码率:
Pe erfc 2r sin 2M
Pe
Pe
rb (dB)
rb(dB
)
MPSK系统的误码率
MDPSK系统的误码率
配套辅导教材：
课 件
第7章
数字带通传输
通信原理（第7版）
樊昌信 曹丽娜 编著
本章内容:
二进制数字调制/解调原理