樊昌信《通信原理》(第7版)名校考研真题(新型数字带通调制技术)【圣才出品】
樊昌信《通信原理》(第7版)课后习题(数字信号的最佳接收)【圣才出品】
第9章数字信号的最佳接收思考题9-1 试问数字信号的最佳接收以什么指标作为准则？答：数字信号的最佳接收以错误概率最小作为最佳的准则。
9-2 试写出二进制信号的最佳接收的判决准则。
答：二进制信号的最佳接收判决准则：若，则判为“0”；若，则判为“1”。
9-3 对于二进制双极性信号，试问最佳接收判决门限值应该等于多少？答：二进制双极性信号中又所以即对于二进制极性信号，最佳接收判决门限值为0。
9-4 试问二进制确知信号的最佳形式是什么？答：二进制确知信号的最佳形式：两种码元的先验概率相等，能量相等。
9-5 试画出二进制确知信号最佳接收机的方框图。
答：如图9-1所示，图9-19-6 对于二进制等概率双极性信号，试写出其最佳接收的总误码率表示式。
答：最佳接收的总误码率表示式为式中：，为误差函数；，为补误差函数；E b为码元能量； 为码元相关系数；n0为噪声功率谱密度。
9-7 试述数字信号传输系统的误码率和信号波形的关系。
答：数字信号传输系统的误码率和信号波形的关系：二进制确知信号的最佳误码率决定于两种码元的相关系数ρ和信噪比E b／n0，而与信号波形无直接关系。
9-8 何谓匹配滤波？试问匹配滤波器的冲激响应和信号波形有何关系？其传输函数和信号频谱又有什么关系？答：（1）用线性滤波器对接收信号滤波时，使抽样时刻上线性滤波器的输出信号噪声比最大，此过程称为匹配滤波。
（2）匹配滤波器的冲激响应和信号波形的关系：匹配滤波器的冲激响应h（t）就是信号s（t）的镜像s（－t），但在时间轴上（向右）平移了t0。
（3）传输函数和信号频谱的关系：两者相同。
9-9 试述滤波器的物理可实现性条件。
答：滤波器的物理可实现性条件是：其冲激响应必须符合因果关系，即必须有即要求满足条件或满足条件9-10 试问如何才能使普通接收机的误码率达到最佳接收机的水平？答：使普通接收机的误码率达到最佳接收机的水平的方法：（1）匹配滤波器；（2）相关接收法9-11 何谓相关接收？试画出接收2FSK信号的相关接收方框图。
樊昌信《通信原理》(第7版)名校考研真题(信源编码)【圣才出品】
第10章信源编码一、填空题1．脉冲编码调制（PCM）中最常见的二进制码包括：自然二进制码、______和______。
[北科2011研]【答案】折叠二进制码；反射二进制码（格雷码）【解析】通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制，常用的码型有自然二进制码、折叠二进制码和反射二进制码（又称格雷码）。
2.在模拟信号的数字化过程中，按奈奎斯特速率对模拟基带信号取样，______失真。
进一步在取值域上离散-量化，______失真。
[北科2010研]【答案】无；量化【解析】在模拟信号数字化的过程中，按奈奎斯特速率抽样，所得样值序列含有基带信号的全部信息，故信号无失真；但在量化时有失真，且失真与量化电平数有关，量化级数越多，量化失真越小，属于限失真。
3．对某模拟信号进行线性PCM编码，设抽样频率为8KHZ，编码位数为7，则此PCM 信号的信息速率为______；当抽样频率不变而编码位数由7增大到12时，量化信噪比提高______dB。
[华中科技大学2002研]【答案】56 kbit／s；30【解析】PCM 信号的信息速率b s R f n =⋅，其中n 为每个抽样值所对应的编码位数。
对于一M 个量化电平的线性量化器，其量化信噪比2qq S M N ≈，编码位数2log N M =。
4．A 率PCM 基群共包括______个时隙，每个时隙为______μs；帧长为______比特，因此基群总比特率为______Mbps 。
[南京大学2010研]【答案】32；3.9；256；2.048【解析】语音信号的采样频率取8kHz ，则采样间隔为1/8kHz ＝125μs。
A 律PCM 基群有32个时隙，每个时隙＝3.9μs；每个时隙中填充一个8比特码字，此32个时隙构成一帧，则帧长＝256bit ，总比特率。
5．在信源编码中，______是信源编码和数据压缩的理论基础。
[北邮2006研]【答案】信源的冗余度二、选择题1．模拟信号进行波形编码成为数字信号后（ ）。
樊昌信《通信原理》(第7版)名校考研真题(模拟调制系统)【圣才出品】
第5章 模拟调制系统 一、填空题1．AM 、SSB 、FM 系统中，有效性最好的是 __，可靠性最好的是 __。
[华中科技大学2002研]【答案】SSB ；FM【解析】AM 、SSB 、FM 系统的带宽及调制制度增益如表5-1所示。
表5-12．用基带信号m （t ）＝2cos4000πt 对载波c （t ）＝20cos2πf c t 进行调频，若调频的调制指数是βf ＝9，则调频信号的时域表达式s （t）＝______，其信号带宽B ＝______Hz 。
[北京科技大学2010研]【答案】；B ＝40000【解析】（1）若调制信号为单一频率的正弦波，即，则调频信号的时域表达式为()cos()m m m t A t ω=由题意可知 A 0＝20，，βf ＝9，ωm ＝4000π所以（2）带宽B ＝2（1＋）f m ，又f m ＝，所以B ＝40000。
3．模拟通信系统中，若载波的幅度由模拟基带信号()m t 的变化规律去控制，则称为幅度调制；若载波的频率由模拟基带信号()m t 的变化规律去控制，则称为______。
[北科2011研]【答案】频率调制【解析】模拟通信系统中，可以把调制信号的消息载荷于载波的幅度变化中，也可以载荷于载波的频率中，前者称为幅度调制，后者称为频率调制。
4．模拟通信系统中，己调信号带宽与有效性之间的定性关系为______，接受机输出信噪比与可靠性之间的定性关系为______。
[华中科技大学2002研]【答案】已调信号带宽越宽，有效性越差；接收机输出信噪比越高，可靠性越好。
【解析】模拟通信系统中，有效性可用有效传输频带来度量，同样的信息所用的调制方式不同，调制信号的频带宽度也不同，带宽越大，有效性越差。
可靠性通常用接收端解调器输出的信噪比来度量，输出的信噪比越高，通信质量就越好。
0()cos[sin()]c f m s t A t t ωβω=+2c c f ωπ=f β20002m =πω二、判断题1．标准调幅AM信号的包络调制解调属于线性解调方式。
樊昌信《通信原理》(第7版)名校考研真题(数字基带传输系统)【圣才出品】
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D．Manchester
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【答案】A
【解析】AMI 可看为单极性不归零码的变形，其带宽为 Rs；1B2B、CMI 和 Manchester
均为双极性不归零码，提高了检错能力，但所需带宽增加，为 2Rs。
2．线路编码中的 AMI 码解决了（ ）问题，但没有解决（ ）问题。[南邮 2010 研]
则预编码输出电平数为 2；
由 cn an an1 可得，相关编码输出序列为 cn {0,2,2}
【答案】错
【解析】对于双极性不归零码，平均误比特率为
Pb1
1 2
erfc(
A2 2 2
)
；对于单极性不
n
归零码，平均误比特率为 Pb2
1 erf收低通滤 8 2
n
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3．线路编码中的 HDB3 码解决了（ ）问题和（ ）问题。[南邮 2009 研] A．码间干扰，噪声 B．误码率，误差传播 C．长连 0，长连 1 D．长连 0，误码率
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【答案】C
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【解析】HDB3 码中信息“1”交替地变换为＋1 与－1 码，解决长连 1 问题；HDB3 码
A．码间干扰，噪声 B．误码率，误差传播 C．长连 1，长连 0 D．长连 0，误码率 【答案】C 【解析】AMI 码是传号交替反转码，将二进制符号“0”（空号）编为 AMI 码的“0” 符号，将二进制符号“1”（传号）编为交替出现的“＋1”和“－1”码，当信源输出符号 中出现长串连“0”时，由于 AMI 码的信号长时间处于零电平，因而时钟提取困难，故只 解决了长连 1 问题，没有解决长连 0 问题。
(樊昌信第七版)通原第8章
发送端
信道
yi (t )
带通 滤波器
y1 (t )
2 cos1t
相乘器
sT (t ) ni (t )
Pe
2
x2 (t )
y2 ( t )
2 cos 2t
18
第8章 新型数字带通调制技术
sin[(1 0 )Ts 1 0 ] sin[(1 0 )Ts 1 0 ] 1 0 1 0 sin(1 0 ) sin(1 0 ) 0 1 0 1 0
通信原理
1
通信原理
第8章 新型数字带通调制技术
2
第8章 新型数字带通调制技术
8.1 正交振幅调制(QAM)
信号表示式：
这种信号的一个码元可以表示为
sk (t ) Ak cos( 0t k ) kT t (k 1)T 式中，k = 整数；Ak和k分别可以取多个离散值。
20
f1 f 0 n / 2Ts
第8章 新型数字带通调制技术
8.2.2 MSK信号的基本原理
MSK信号的频率间隔
MSK信号的第k个码元可以表示为 ak sk (t ) cos(ct t k ) (k 1)Ts t kTs 2Ts
式中，c － 载波角载频； ak = 1（当输入码元为“1”时， ak = + 1 ； 当输入码元为“0”时， ak = - 1 ）； Ts － 码元宽度； k － 第k个码元的初始相位，它在一个码元宽度 中是不变的。
收，则要求初始相位是确定的，在接收端是预知的，这时
可以令1 - 0 = 0。 于是，下式 cos(1 0 ) sin(1 0 )Ts sin(1 0 )[cos( 1 0 )Ts 1] 0
樊昌信《通信原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解数字带通传输系统【圣才出品】
第7章数字带通传输系统7.1复习笔记数字带通传输系统：包括数字调制和数字解调过程的数字传输系统。
数字调制：利用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程。
数字解调：通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程。
一、二进制数字调制原理二进制数字调制：调制信号是二进制数字基带信号的调制，其载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。
1．二进制振幅键控（1）2ASK的表达式2ASK信号的一般表达式其中若取则相应的2ASK信号就是OOK信号，其表达式为（2）2ASK的波形图7-12ASK/OOK信号时间波形（3）2ASK的产生方法①模拟调制法（相乘器法）图7-2模拟调制法原理框图②键控法图7-3键控法原理框图（4）2ASK的解调方法①非相干解调（包络检波法）图7-4非相干解调法原理框图非相干解调过程的波形分析图7-5非相干解调过程的时间波形②相干解调（同步检测法）图7-6相干解调法原理框图（5）2ASK的功率谱密度①表达式②示意图图7-72ASK信号的功率谱密度示意图③特性a．2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成；连续谱取决于g(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱由载波分量确定。
b．2ASK信号的带宽B2ASK是基带信号带宽的2倍，即其中，1B B B f T R ==（码元速率）。
2．二进制频移键控（1）2FSK 的表达式2FSK 信号的一般表达式为式中，n ϕ和n θ分别是第n 个信号码元的初始相位，在频移键控中，n ϕ和n θ不携带信息，通常令n ϕ和n θ均为0。
所以可简化为（2）2FSK 的波形图7-82FSK 信号的时间波形（3）2FSK 的产生方法①模拟调频法产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，称为连续相位FSK （CPFSK）。
②键控法图7-9键控法产生2FSK信号的原理图产生的2FSK信号相邻码元之间的相位不一定连续。
（4）2FSK的解调方法①非相干解调图7-10非相干解调法原理框图②相干解调。
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(信 道)【圣才出品】
第4章信道一、选择题恒参信道的相频失真，对模拟通话质量影响（）。
A．很大B．不显著C．显著D．不存在【答案】B【解析】恒参信道的相频失真，对语音信号影响不大，对视频信号影响大。
二、填空题1．根据信道特性参数随时间变化的快慢，可将信道分为______和______信道。
【答案】恒参信道；随参信道【解析】信道特性随时间变化的信道称为随参信道；信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小的信道称为恒参信道。
2．调制信道分为______和______，短波电离层反射信道属于______信道。
【答案】恒参信道；随参信道；随参【解析】按照调制信道模型，信道可以分为恒参信道和随参信道两类。
短波电离层反射信道的特性随随时间、季节和年份不断变化，故其属于随参信道。
3．理想恒参信道的冲激响应为______。
【答案】h （t ）＝kδ（t －t d ）【解析】理想恒参信道的幅频特性和相频特性为|()|()d H kt ωϕωω=⎧⎨=-⎩故恒参信道的传输函数为()()|()|d j t j H H e ke ωϕωωω-==根据傅里叶变换可知其冲激响应为(t)(t t )d h k δ=-4．调制信道的定义范围从______至______。
【答案】调制器输出端；解调器输入端【解析】调制器输出端至解调器输入端的范围被定义为调制信道。
5．信号在随参信道中传输时，产生频率弥散的主要原因是______。
【答案】多径效应【解析】信号的多径传播造成了信道的时间弥散性，产生了频率选择性衰落。
6．某电离层反射信道的最大多径时延差为30μs，为了避免频率选择性衰落，工程上认为在该信道上传输数字信号的码速率不应超过______Baud。
【答案】11kBaud【解析】信号的相关带宽为根据工程经验信号的带宽为R由于线性数字调制系统的最高频带利用率为1Baud/Hzη==BB故。
7．宽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______。
樊昌信《通信原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解数字信号的最佳接收【圣才出品】
第9章数字信号的最佳接收9.1复习笔记一、数字信号的统计特性1．噪声的统计表述（1）高斯白噪声的独立特征①若噪声是高斯白噪声，则在任意两个时刻上的抽样值互相独立；②若噪声是限带高斯白噪声，最高频率分量小于f H，则在以不小于奈奎斯特速率（2f H）抽样时，各抽样值之间互相独立。
（2）高斯白噪声的统计特性①联合概率密度函数高斯白噪声k维联合概率密度函数式中，n i为在时刻t i上噪声的抽样值；σn为高斯噪声的标准偏差。
②平均功率a．表达式平均功率f(n)的表达式为式中，n0为噪声单边功率谱密度；；，为k维矢量，表示一个码元内噪声的k个抽样值。
b．特性各参数给定后f(n)仅决定于该码元期间内噪声的能量，即。
2．接收电压的统计表述（1）接收电压表达式接收电压r(t)是信号电压s(t)和噪声电压n(t)之和，即（2）接收电压特点二进制信号传输系统中，发送码元确定后，接收电压r(t)的随机性由噪声决定，服从高斯分布，其方差为，均值为s(t)。
（3）接收电压的统计特性M进制码元信号传输系统中，即可能发送s1，s2，…，s i，s M之一，则按当发送码元是s i时，接收电压的k维联合概率密度函数为二、数字信号的最佳接收1．二进制通信系统统计概率（1）错误转移概率①发送“1”时，接收到“0”的条件概率；②发送“0”时，接收到“1”的条件概率。
（2）先验概率先验概率是指发送码元概率P(1)和P(0)。
（3）后验概率后验概率是指在接收到某个信息后，接收端所了解到的该信息发送的概率，如条件概率P(0／1)、P(1／0)。
（4）总误码率二进制通信系统中发送码元“1”的概率为P(1)，发送码元“0”的概率为P(0)，则总误码率P e为2．二进制通信系统最佳接收（1）一般判决准则图9-1k维矢量空间示意图若接收矢量r落在区域A0内，则判为发送码元是“0”；若接收矢量r落在区域A1内，则判为发送码元是“1”。
（2）P e最小的最佳判决准则①总误码率式中，P(A0／1)表示发送“1”时，矢量r落在区域A0的条件概率；P(A1／0)表示发送“0”时，矢量r落在区域A1的条件概率。
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第8章新型数字带通调制技术
一、判断题
1．MSK属于连续相位的频移键控信号，故可以采用非相干解调，即包络解调。
（）[南邮2009研]
【答案】错
【解析】MSK的非相干解调是差分相干解调，MSK不能用包络解调。
2．OFDM系统在发方使用FFT进行多载波调制，在收方使用IFFT调制。
（）[南邮2011研]
【答案】错
【解析】OFDM系统在发方使用IFFT进行多载波调制，在收方使用FFT调制。
二、选择题
1．MSK信号不但（）连续，而且（）连续，故频谱集中于主瓣。
[南邮2009研]
A．振幅，时间
B．频谱，波形
C．恒定，相位
D．波形，相位
【答案】D 【解析】MSK 信号包络恒定、相位连续，所以频谱集中于主瓣。
2．MSK 信号与PSK 信号相比较其优势在于（ ），特别适合移动通信。
[南邮2010研]
A ．误码小
B ．频谱集中于主瓣
C ．容易实现调制解
D ．含离散谱
【答案】B
【解析】连续相位调制信号的功率谱旁瓣衰减得快，频谱集中于主瓣。
三、计算题
1．在MSK 调制中已知码元速率为R B ，载波频率为2R B 。
现有数字序列＋1－1－1＋1＋1＋1。
（1）计算传信频率f 1和f 2，假设f 1大于f 2； （2）画出对应的MSK 波形图；
（3）画出对应的附加相位θ（t ）变化路径图。
[南邮2009研]
解：（1）传信频率
12192444172444s c B B B s c B B B f f f R R R f f f R R R =+
=+==-=-=
（2）122, 1.5s s f f f f ==，用f 1表示“1”，用f 2表示“－1”，MSK 波形图如图8-1
所示。
图8-1
（3）对应的附加相位θ（t ）变化路径图，如图8-2所示。
图8-2
2．画出16QAM 的星座图，发送与接收器原理图，并作适当解释。
[南邮2011研] 答：16QAM 的星座图如图8-3所示。
图8-3中f 1（t ）和f 2（t ）是归一化的正交基函数。
各星座点等概出现。
在归一化正交基下，每个点的长度平方就是该点所对应的信号的能量。
图8-3中的最小距离是d min ＝2。
图8-3
16QAM 的发送器原理图如图8-4所示，每4个输入的二进制代码（a 1a 2b 1b 2）作为一组，串/并变换器将其分为两个双比特码元分别送给上支路和下支路，然后分别经过2/4电平变换，形成四电平信号k X 和k Y ，k X 和k Y 分别与相互正交的两路载波相乘，形成两路互为正交的4ASK 信号k 0cos X t ω和k 0sin Y t ω，最后将两路信号相加即可得到16QAM 信号。
图8-4
16QAM 的接受器原理图如图8-5所示，由于16QAM 信号的16个信号点在水平轴和垂直轴上投影的电平数均有4个（＋3、＋1、－1、－3），对应低通滤波器输出的4电平信
号，因而抽样判决器应有3个判决电平：＋2、
0、－2。
图8-5。