第五章 5-1 已知线性调制信号表示式如下： （1）t t c ωcos cos Ω，（2）t t c ωcos )sin 5.01(Ω+。 式中，Ω=6c ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 1(1)cos cos [cos()cos()] 2[cos cos ]{[()][()][()][()]} 2 1 (2)(10.5sin )cos cos [sin()sin()] 4 [(10.5sin )cos ][()(c c c c c c c c c c c c c c c t t F t t t t t F t t ωωωπ ωδωωδωωδωωδωωωωωωωπδωωδωωΩ=-Ω++Ω∴Ω= --Ω++-Ω+-+Ω+++Ω+Ω=+-Ω++Ω∴+Ω=-++ 解：)]{[()][()] 4 [()[()]]} c c c c j π δωωδωωδωωδωω++-Ω---Ω+++Ω--+Ω π π 5-2 根据图P5-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
图P5-1 解： 从波形中可以看出，DSB 信号经过包络检波器后输出波形失真，不能恢复调制信号；而AM 信号经过包络检波器后能正确恢复调制信号。 5-3已知调制信号m (t )=cos(2000πt )+ cos104 πt ，进行单边带调制， ()sin(2000)sin(4000) 1111 ()()cos ()sin cos(12000)cos(14000) 22221111 ()()cos ()sin cos(8000)cos(6000) 2222 USB c c LSB c c m t t t s t m t t m t t t t s t m t t m t t t t ππωωππωωππ=+=-=+=+=+ 解：则 5-4 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此滤波器的传输函数H(ω)如图P5-2所示（斜线段为直线）。当调制信号为()[100600]m t A sin t sin t ππ=+时，试确定 图P5-2 (横坐标的单位为f/kHz )
10.1 已知码集合中有8个码组为（000000）、（001110）、（010101）、（011011）、（100011）、（101101）、（110110）、（111000），求该码集合的最小码距。 解 因为该码集合中包含全零码组（000000），所以对于线性分组码，最小码距等于除全零码外的码组的最小重量，即3m in =d 。 10.2 上题给出的码集合若用于检错，能检出几位错码？若用于纠错，能纠正几位错码？若同时用于检错与纠错，问纠错、检错的能力如何？ 解 只用于检错时，由条件：最小码距1min +≥e d ，求出2=e ，即能检出2位错码。 只用于纠错时，由12min +≥t d ，可得1=t ，既能纠正1位错码。 同时用于检错与纠错，且3m in =d 时，无法满足下列条件 ???>++≥t e e t d 1m in 故该码不能同时用于检错与纠错。 10.4 已知(7,3)码的生成矩阵为 ???? ??????=001110101001111001110G 列出所有许用码组，并求监督矩阵。 解 分别将信息段（000）、（001）、（010）、（011）、（100）、（101）、（110）和（111）代入式A =m G ，得到许用码组如下 0000000 0011101 0100111 0111010 1001110 1010011 1101001 1110100 生成矩阵G 为典型阵，有 ???? ??????=110101111110Q 所以
????? ???????==011110111101T Q P 监督矩阵 []????? ???????==0110001110001011101001011000r I P H M 10.5 已知一个(7,4)系统汉明码监督矩阵如下： ???? ??????=110100101110101110100H 试求： (1) 生成矩阵G ； (2) 当输入信息序列()101101011010=m 时，求输出码序列A=？ (3) 若译码器输入()1001001B =,请计算校正子S ，并指出可能的错误图样。 解 (1) ???? ? ???????==011110111101T P Q []????? ???????==0001011001011001001111000101Q I G k M (2) 1010,0110,1101321===m m m []()11010010001011001011001001111000101110111=????? ???????==G m A ()011000122==G m A ()101001133==G m A
第五章 纠错编码习题解答 1、已知一纠错码的三个码组为(001010)、(101101)、(010001)。若用于检错，能检出几位错码？若用于纠错，能纠正几位错码？若纠检错结合，则能纠正几位错码同时检出几位错码？ [解]该码的最小码距为d 0=4，所以有： 若用于检错，由d 0≥e +1，可得e =3，即能检出3位错码； 若用于纠错，由d 0≥2t +1，可得t =1，即能检出1位错码； 若纠检错结合，由d 0≥e +t +1 （e >t ），可得t =1，e =2，即能纠正1位错码同时能检出2位错码。 2、设某(n ,k )线性分组码的生成矩阵为： 001011100101010110G ?? ??=?????? ①试确定该(n ,k )码中的n 和k ； ②试求该码的典型监督矩阵H ； ③试写出该码的监督方程； ④试列出该码的所有码字； ⑤试列出该码的错误图样表； ⑥试确定该码的最小码距。 [解] ①由于生成矩阵G 是k 行n 列，所以k =3，n =6。 ②通过初等行变换，将生成矩阵G 变换成典型生成矩阵
[] 100101010110001011k G I Q ?? ??==?????? 由于101110110011011101T Q P Q ???? ????=???? ????????， ＝＝，可知典型监督矩阵为 []110100011010101001r H PI ?? ??=?? ????＝ ③监督方程为5424315 300 00 a a a a a a a a a ⊕⊕=??⊕⊕=??⊕⊕=? ④所有码字见下表 ⑤错误图样表即错误图样与校正子关系表，见下表
5-2 解(1)随机二进制序列的双边功率谱密度为 由得 式中，是的频谱函数，在功率谱密度中,第一部分是连续谱成分，第二部分是离散谱成分。 随机二进制序列的功率为 （2）当基带脉冲波形为 的付式变换为 因为 所以该二进制序列不存在离散分量。 （3）当基带脉冲波形为
的付式变换为 因为 所以该二进制序列存在离散分量。 5-3 解（1）由图5-7得 的频谱函数为 由题意 且 所以 代入二进制数字基带信号的双边功率谱密度函数式,可得
(2)二进制数字基带信号的离散谱分量为 当 代入上式得 因为该二进制数字基带信号中存在离散谱分量，所以能从该数字基带信号中提取码元同步所取得频率的分量。 该频率分量的功率为 5-6 解AMI码为+1 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 +1 HDB3码+1 0 -1 +1 0 0 0 +V –B 0 0 –V 0 +1 0 -1 5-7 解PST码为- + + 0 + - - + 0 - + 0 - + + - 双相码为01 01 10 01 10 10 01 01 01 10 10 01 01 01 10 10 5-8 解原信息代码为101000010000110000101 5-9 解（1）令 由图5-8可得， 因为的频谱函数为 所以，系统的传输函数为 （2）系统的传输函数由发送滤波器，信道和接收滤波器三部分
组成，即 因为 则 所以，发送滤波器 和接收滤波器 为 5-10 解（1）总特性H （f ）可以看成是图5-11两个三角形特性之差，即 H （f ）=H1（f ）-H2（f ） 其中 []211111()()(1)(1)2H f h t W Sa W t α απαα +?= ++g []222111()()(1)(1)2H f h t W Sa W t α απαα -?= --g 所以冲激响应 [][]122222 1`1`()()() (1)(1) (1)(1)22h t h t h t W Sa Wt W Sa Wt ααπαπααα =-+-=+--g g （2）因为该系统克等小成理想低通特性1 1 1,()0, eq f W H f f W ?≤? =? >?? 它所对应的无码间串扰的最高传码率为2W1，所当传输速率为2W1时，在抽样店无码间串扰。 （3）系统实际带宽为 2() i s s H C T T ππωω+ =≤∑1(1)B W α=+，因此频带利用率为 1122 (1)1B R W B W ηαα = ==++ （4）该系统的h(t)的谓不衰建较快，与2 t 成反比，因此有利于减小由码元定时误差所引起的码间串扰。 5-11 解 方法一：根据奈奎斯特第一准则，当最高传码率1 B s R T = 时，能够实现无码间串扰传输的基带系统的总特性()H ω应满足 2() i s s H C T T ππωω+ =≤∑
§11.1 引言 §11.2 载波同步方法§11.3 位同步方法§11.4 帧同步方法
§11.1 引 言 对数字系统： 点对点通信： 对模拟系统： 采用相干解调时，接受端需要一个与发端调制时的载波完全 同频同相的相干载波，这个载波获取就称为载波同步（或载 波提取） 调制系统除了载波同步外，还有位同步。在接收端产生与接收 码元的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为码元同 步或位同步。 同步包括载波同步，位同步和网同步(Network synchronization （计算机通信） 同步包括载波同步(Carrier synchronization) ，位同步(bit synchronization) ，帧同步（群同步:group synchronization ）。 点对多点通信： 同步(synchronization)：通信系统中的实际问题，信息(information)传输的前提。
§11．2 载波同步方法 定义：当采用同步解调或相干检测时，接收端需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波。这个相干载波的获取就称为载波提取，或称为载波同步 实现方法 插入法：在发射信号时，在适当频率位置插入一个或多个导频(Pilot)信号 直接法：在接收端从发送信号中提取载波
直接法 1. 平方变换法和平方环法 t t m t s c ωcos )()(=DSB 已调信号 接收端将该信号进行平方变换，即经过一个平方律部件后就得到 t t m t m t t m t e c c ωω2cos )(2 12)(cos )()(222 2+== 平方律部件 2f c 窄带滤波器 输入已调信号 滤波输出 二分频 锁相环 平方器 二分频 输入已调信号 滤波输出 LF VCO PD
11-1 试画出2PSK 载波同步的平方变换法的原理方框图。 解2PSK 载波同步的平方变换法的原理方框图如图答11-1所示。 图答11-1 s c'(t ) 11-2 试画出Costas 环法的原理方框图。 解Costas 环法的原理方框图如图答11-2所示。 图答11-2 11-3 试画出5位巴克码组的自相关函数图。 解 5位巴克码组为{+1 +1 +1 -1 +1}，其自相关函数取值为 5 21 (0)111115 i i R x ===++++=∑ 4 1122334451 (1)11110 i i i R x x x x x x x x x x +===+++=+--=∑ 6 11021324354651 (1)0111100 i i i R x x x x x x x x x x x x x x -=-==+++++=++--+=∑ 3 21324351 (2)1111 i i i R x x x x x x x x +===++=-+=∑ 7 211203142536475 1 (2) 00111001 i i i R x x x x x x x x x x x x x x x x --=-==++++++=++-+++=∑ 2 314251 (3)110 i i i R x x x x x x +===+=-+=∑ 8 31221304152637485 1 (3) 000110000 i i i R x x x x x x x x x x x x x x x x x x ---=-==+++++++=++-++++=∑
1 4151 (4)1i i i R x x x x +====∑ 9 4132231405162738495 1 (4) 0000100001 i i i R x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ----=-==++++++++=++++++++=∑ 5位巴克码组的自相关函数图如图答11-3所示。 图答11-3 j
通信原理大作业 1、说明 在通信原理课程中，介绍了通信系统的基本理论，主要包括信道、基带传输、调制 / 解调方法等。为了进一步提高和改善学生对课程基本内容的掌握，进行课程作业方法的改革的试点，设立计算机仿真大作业。成绩将计入平时成绩。 2、要求 参加的同学3~5人一组，选择1?2个题目，协作和共同完成计算机编程和仿真，写出计算机仿真报告。推荐的计算机仿真环境为MATLAB也可以 选择其它环境。 3、大作业选题 (1) 信道噪声特性仿真产生信道高斯白噪声，设计信道带通滤波器对高斯白噪 声进行滤波， 得到窄带高斯噪声。对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析，画出其时域和频域的图形。 (2) 基带传输特性仿真利用理想低通滤波器作为信道，产生基带信号，仿真验证奈氏第一准则的给出的关系。改变低通滤波器的特性，再次进行仿真，验证存在码间干扰时的基带系统输出，画出眼图进行观察。加入信道噪声后再观 察眼图。 (3) 2ASK言号传输仿真 按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK言号和高斯白噪声，经过信道传
输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(4) 2FSK信号传输仿真 按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(5) 2PSK信号传输仿真 按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2PSK信号的解调选用相干解调法。 ⑹2DPSK言号传输仿真 按照2DPSK产生模型和解调模型分别产生2DPSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2DPSK信号的解调可以选用非相干解调或者相干解调法。 (7) 模拟信号的数字传输 产生模拟语音信号，进行PCM编码过程的计算机仿真。仿真发送端采样、 量化编码的过程、仿真接收端恢复语音信号的过程。按照有或者无信道噪 声两种情况分别进行仿真。
第一章 1-1 e 的信息量 ==)(1log 2 e P I e 3.25bit v 的信息量 ==) (1 log 2v P I v 6.96bit 1-2 因为全概率1)1()0(=+P P ，所以P(1)=3/4，其信息量为 ==) 1(1 log 2 P I 0.412(bit) 1-3平均信息量（熵） ∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=2.375（bit/符号） 1-4 （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10ms 。传送字母的符号速率为)(10010521 3 B R B =??=- 等概率时的平均信息速率 )/(200log 2s bit M R R B b == （2） 平均信息量为 ∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=1.985（bit/符号） 则平均信息量为)/(5.198s b H R R B b =?= 1-5 （1） )/(2400s bit R R B b == （2） )/(96004240016log 2s bit R R B b =?== 1-6 （1） 先求信息源的熵，∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=2.23（bit/符号） 则平均信息速率 )/(1023.23 s b H R R B b ?=?= 故传送1小时的信息量)(10028.81023.236006 3bit R T I b ?=??=?= （2）等概率时有最大信息熵，)/(33.25log 2max 符号bit H == 此时平均信息速率最大，故有最大信息量)(10352.86 max bit H R T I B ?=??= 1-7 因为各符号的概率之和等于1，所以第四个符号的概率为1/2，则该符号集的平均信息量为)/(75.12 1 log 2181log 81241log 41222符号bit H =-?-- = 1-8 若信息速率保持不变，则传码率为
习题 5-1 设待发送的数字序列为10110010，试分别画出2ASK 、2FSK 、2PSK 和2DPSK 的信号波形。已知在2ASK 、2PSK 和2DPSK 中载频为码元速率的2倍；在2FSK 中，0码元的载频为码元速率的2倍，1码元的载频为码元速率的3倍。 解：波形略 5-2 已知某2ASK 系统的码元传输速率为1200B ，采用的载波信号为A cos(48π?102t )，所传送的数字信号序列为101100011： （1）试构成一种2ASK 信号调制器原理框图，并画出2ASK 信号的时间波形； （2）试画出2ASK 信号频谱结构示意图，并计算其带宽。 解：（1）2ASK 信号调制器原理框图如图5.2.1-2，2ASK 信号的时间波形略。 （2）2ASK 信号频谱结构示意图如图5.2.1-5，则其带宽为B 2ASK =2f s ＝2400Hz 。 5-3 若对题5-2中的2ASK 信号采用包络检波方式进行解调，试构成解调器原理图，并画出各点时间波形。 解：2ASK 信号采用包络检波的解调器原理图： cos ωc t (t ) (a ) 图5.2.1-2 2ASK 信号调制原理框图 (b ) (t ) 开关电路 图5.2.1-5 2ASK 信号的功率谱 e
各点时间波形：（下图对应各点要换成101100011） 5-4 设待发送的二进制信息为1100100010，采用2FSK 方式传输。发1码时的波形为A cos(2000π t +θ1)，发0码时的波形为A cos(8000π t +θ0)，码元速率为1000B ： （1）试构成一种2FSK 信号调制器原理框图，并画出2FSK 信号的时间波形； （2）试画出2FSK 信号频谱结构示意图，并计算其带宽。 解：（1）2FSK 信号调制器原理框图如下图，时间波形略。 （2）2FSK 信号频谱结构示意图如下图，其带宽 221240001000210005000FSK s B f f f Hz =-+=-+?=。 载波 ~ f 1 ~ f 2 载波 开关 s (t ) S e 02FSK (t )
通信电路原理试题综合 绪论 1在城市环境和移动情况下，多径传播和多普勒频率给接收信号带来什么影响？ 2线性和非线性系统所产生的失真有什么本质差别？ 3信号通过非线性系统的失真能否用另外的线性或非线性系统进行补偿？ 4建议：认识一个通信系统。 LC 串并联谐振回路 串联回路如下图所示 信号源频率1F MHz =，电压0.1V V =，将1-1端短接，电容C 调到100pF 时谐振。此时，电容C 两端的电压为10V 。如1-1端开路再串接一阻抗 Z （电阻和电容串联），则回路失谐，电容C 调到200PF 时重新谐振。此时，电容C 两端的电压为2.5V 。 V Z 试求：线圈的电感L ，回路品质因数Q 以及未知阻抗Z 。 并联回路如下图所示 已知125L L H μ==，100Q =，128C C pF ==，40g R k =，10L R k =。 L R 试求：无阻尼谐振频率；等效谐振电阻R ；不接L R ，BW 如何变？ 请分析下图（a ）和（b ）所示无损耗回路的电抗-频率特性，并计算出关键点的频率值。
请分析下图所示网络有几个谐振频率，并写出它们的表达式。 给定1212,L L C C => 如下图，使并联谐振回路电感支路的电阻r 加大， 则回路通频带BW 加大 ；回路等效谐振电阻p R 减小 ；回路谐振角频率p ω 减小 ； 当输入电流I 不变时，回路输入电压0V 减小 ；回路品质因数Q 减小 ； （加大，减小，基本不变，不变） 思考题： （1）滤波器可以滤除某些频率分量。为什么还叫线性电路? （2）串、并联谐振回路是什么类型的滤波器? 高频小信号放大器 在共射连接的高频小信号放大器中，影响其增益带宽积的主要因素是什么？它们是如何影响放大器的增益带宽积的？ 答：T L s bb R GBP D R r ω' '≈ ? +（教材P103） 为获得较大的GBP 和h ω值，应选用b c C '小、bb r '小而T ω高的晶体管；增大L R '，可以增大0A ，但由于D 因子增大，h ω将减小，因而L R '的选择应该兼顾0A 和h ω的要求；管子选完后，为提高h ω值，信号源内阻s R 应尽可能小，即放大器的输入信号应尽量接近恒压源。 比较共基极和共发射极放大器的异同。（习题3-1） 噪声 求长度为50m ，衰减量为0.082dB/m 的高频电缆的噪声系数。（例3.4.5） 答：()500.082 4.1 L dB =?= 4.1 NF L dB == 4.1100.411010 2.57n F ===
第五章 数字基带传输系统 第六章 \设随机二进制序列中的0和1分别由g （t ）和-g （t ）组成，它们的出现概率分别 为P 及（1-P ）：求其功率谱密度及功率； 解：（1）随机二进制序列的双边功率谱密度为 P s (ω)=f s P(1-P)|G 1(f)-G 2(f)|2 + ∑|f s [PG 1(mf s ) + (1-P)G 2(mf s )]|2δ(f- mf s ) 由g 1(t)=-g 2(t)=g(t)得 P s (ω)= 4f s P(1-P)G 2(f) + f s (1-2P)2∑|G(mf s )|2δ(f- mf s ) 式中，G(f)是g （t ）的频谱函数，在功率谱密度P s (ω)中，第一部分是其连续谱部分，第二部分是其离散成分。 随机二进制序列的功率为 S=1/2л∫P s (ω)d ω =4f s P(1-P)∫G 2(f)df + ∑|f s (1-2P) G(mf s )|2∫δ(f- mf s )df =4f s P(1-P)∫G 2(f)df + f s P(1-P)2∑|G(mf s )|2 (2)当基带脉冲波形g(t)为 ????? ≤=t T t t g s 其他,02 ||,1)( g(t)的傅立叶变换G(f)为 s s s fT fT T f G ππsin )(= 因为0sin )(==s s s s s T f T f T f G ππ 由题（1）中的结果知，此时的离散分量为0。 （3）??? ??≤=t T t t g s 其他,04 ||,1)(
g （t ）的傅立叶变换G （f ）为 2/ 2/sin 2)(≠== π ππs s s s s s T T f T f T f G 所以该二进制序列存在离散分量s s T f 1 = 1. 设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲，如图所示。图中s T 为码元间隔，数字 信号“1”和“0”分别用g(t)的有无表示，且“1”和“0”出现的概率相等： （1） 求该数字基带信号的功率谱密度，并画出功率谱密度图； （2） 能否从该数字基带信中提取码元同步所需的频率s s T f 1 =的分量，若能，式计算该分量的功率。 解：（1）对于单极性基带信号，)()(,0)(21t g t g t g ==，随机脉冲序列的功率谱密度为 ∑ ∞ +-∞ =--+ -=m s s s s s mf f mf G p f f G p p f f p ) ()()1() ()1()(2 2 δ 当p=1/2时 ∑∞ +-∞=-+=m s s s s s mf f mf G f f G f f p ) ()(4)(4)(2 2 δ 由图可得 ????? ≤-=t T t t Ts A t g s 其他,02 ),21()( g （t ）的傅立叶变换G （f ）为
《通信原理》习题参考答案 第五章 5-3. 设随机二进制序列中的0和1分别由g(t)和-g(t)组成，它们的出现概率分别为P 和(1-P)； (1)求其功率谱密度及功率； (2)若g(t)为图P5-2(a)所示，T s 为码元宽度，问该序列存在离散分 量f s =1/T s 否？ (3)若g(t)改为图P5-2(b)，回答题(2)所问。 解：(1)随机二进制的功率谱密度是由稳态波)(t v T 的功率谱密度和交流波)(t u T 的功率谱密度之和，即： )()()(ωωωu v s P P P += ()[]s m s s s s T f G f G P P mf f mf G P mf PG f 1) ()()1()()(1)(2 212 21--+-?-+=∑∞ -∞ =δ ()s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1 )()1(4)() (122 2 2 -+-?-= ∑ ∞ -∞ =δ s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1)()1(4)()() 12(2 2 2 2-+-?-=∑∞-∞ =δ ∴ ?∞ ∞-=ωωπ d P S s )(21 df T f G P P mf f mf G P f s m s s s ?∑∞∞-∞-∞=????? ?-+-?-=1)()1(4)()()12(222 2δ df T f G P P df mf f mf G P f s m s s s ??∑∞∞-∞∞-∞-∞ =-+-?-=1)()1(4)()()12(222 2δ t t (a) (b) 图P5-2
复习提纲 一、基本概念 1、在通信设备中，属于线性系统的电路有线性放大器、滤波器、均衡器、相加（减）器、微分（积分）电路以及工作于线性状态下的反馈控制电路等。 2、零中频接收机是将有用信号直接变换到基带，中频为零。 3、滤波器按处理的信号形式可分为模拟滤波器、数字滤波器和抽样数据滤波器等。 4、接收机要有足够高的灵敏度（接收弱信号的能力）和高的选择性（选出有用信号滤除无用信号的能力）。 5、通信系统的基本特性有传输距离、通信容量、信号失真度、抗干扰能力。 6、发送与接收设备主要任务是对基带信号进行处理，使之适宜于所采用信道的传输特性。 7、通信系统按信道可分有线通信系统和无线通信系统。 8、通信系统的基本特性有传输距离、通信容量、信号失真度、抗干扰能力。 9、信号通过非线性系统后，最主要的特点是将产生新的频率分量。 10、通行系统的信道特性有衰减特性、工作频率范围、频率特性、时变时不变特性、干扰特性。 11、常用的多路复用信号传输有频分复用、时分复用和码分复用等。 12、PLL 表示锁相环,AGC 表示自动增益控制，AFC 表示自动频率控制。 13、滤波器按其频率特性可分为低通，高通，带通，带阻。 14、通行系统的信道特性有衰减特性、工作频率范围、频率特性、时变时不变特性、干扰特性。 15、直接表示原始信息的电信号为基带信号，直接传送该信号称为基带信号传输。 16、设备内部的噪声主要由电阻内电子的热运动和电子器件内部的带电粒子的无规则运动产生的。 17、滤波器的功能是对信号频谱进行处理。 18、通信系统调制方式主要有调幅、调频、调相。 19、有色噪声是在有效频带内，功率谱分布不均匀的噪声。 20、晶体管的噪声有四个来源：电阻热噪声、散粒噪声、分配噪声、1 / f 噪声。 21、共发—共基组合放大单元电路最突出的特点是高频响应特性好，频带宽，稳 定性好。 22、白噪声是功率谱密度在整个频段内为恒定值的噪声。 23、场效应管的噪声有四个来源：栅极散粒噪声、沟道热噪声、栅极感应噪声和1 / f 噪声。 24、对振荡器频率性能的要求，通常用频率准确度和频率稳定度来衡量。 25、代表欲传送消息的信号叫作调制信号。 26、正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式，后两者合称为角度调制。 27、功率放大器的主要性能指标：大功率、高效率、不失真、大动态范围。 28、元件可分为：线性元件、非线性元件和时变参量元件。 29、非线性电路可以分为两大类：非线性电阻电路和非线性动态电路。 30、反馈系数F 太大、太小都不利起振，通常F 取值0.2 至0.8。 31、导致振荡频率不稳定的原因有：温度变化、电压变化、负载变化和相位平衡条件。 32、经调制后的信号叫作已调信号。 33、对非线性电路工程上一般采用近似分析手段：图解法和解析法。 34、振荡的稳定条件包含振幅稳定条件和相位稳定条件。 35、调制是一种非线性过程。载波被调制后将产生新的频率分量，通常它们分布在载波频率的两边，并占有一定的频带。
1.（1）由()()111cos t ωπδωωδωω?-++????， 且 ()() 10cos 20cos 2005cos 220cos180m t t t t t ππππ==+ 所以可得 ()()()()()5180180220220M t t t t ωπδωπδωπδωπδωπ=++-+++-???? 又理想抽样的频谱公式为 ()()1s s n s M M n T ωωω∞ =-∞=-∑ 由抽样频率可知500c ωπ=，所以抽样信号()s m t 的频谱为 ()()250500s n M M n ωωπ∞ =-∞=-?∑ 式中，()()()()()5180180220220M t t t t ωπδωπδωπδωπδωπ=++-+++-????。 （2）由()m t 的表达式可知信号的最大频率为110Hz m f =，且抽样频率为250Hz s f =，所以低通滤波器的截止频率范围为110~140Hz 。 （3）无失真的最小抽样频率为min 2220Hz s m f f ==。 2. 门函数的频谱函数为 ()2D Sa ττωτω??= ??? 在第10个零点处，有102τωπ??= ??? ， 则 10500Hz 2f ωπτ === 所以最小抽样频率为21000Hz s f f == 3.（1）PCM 的最小码元速率为 min 22log B m R f Q =? 在M ?中，要使不过载，必有()max 's x t f σ≤，即
,m m m m s s A A f f ωωσσ ≤≥ 所以M ?中的最小码元速率为 min m m B A R ωσ = （2）由题意可知 22log m m m A f Q ωσ?= 222log log m m m m A f Q Q ωπωσ==? σ与m A 及Q 有关，当Q 增大时，只有σ减少，才能不发生过载现象。 4.（1）31644.1105060bit=2.1168Gbit=264.6MByte 8 ???? （2）量化级数为162M =对于均匀量化器，当输入为均匀分布时的量化信噪比为 2322q S M N == 换成分贝值为10lg 96.33dB q S N ??≈ ? ??? 5. 由QPSK 功率谱的主瓣宽度可知QPSK 信号的带宽为1MHz ，故调制前数字基带信号的信息速率应为 1Mbit s=1000kbit s b QPSK R B == 这是两路180kbit/s 数据和10路语音PCM 信号速率的总合，故一路语音信号的信息速率为 110001802kbit s 64kbit s 10b R -???== ??? 由1b s R kf =，得364108000k ?=?，8k =，进而求得量化电平数为 822256k Q === 6. （1）已知信号的最高频率为4MHz H f =，且采用奈奎斯特取样，故取样速率为 224MHz=8MHz s H f f ==?。又因为量化电平数256Q =，则2log 8k Q ==。故PCM 信号的二进制码元速率为
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。 4．数字通信系统模型及各框图作用；数字通信的主要特点； 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。缺点：占用带宽大，需要同步。 5．通信系统分类（按传输媒质、信号复用方式）； 按传输媒质分类：有线通信系统（用导线作为传输媒质完成通信：架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等。）和无线通信系统（依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目的：短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。） 按信号复用方式分类：传输多路信号有三种复用方式，频分复用（用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围）、时分复用（用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间）、码分复用（用正交的脉冲序列分别携带不同信号）。 6．信息量的含义；自信息量、平均信息量（熵）、一条消息的信息量计算； 信息量的含义：对消息中不确定的度量（可能性越小，信息量越大）。 自信息量： a=2时： 算术平均信息量：I/符号数 平均信息量（熵）： 每个符号等概率出现时，熵最大： 7．通信系统的两个主要性能指标；码元传输速率、信息传输速率、频带利用率定义、误码率、误信率的计算； 模拟通信系统：有效性：有效传输频带来度量；可靠性：接收端最终输出信噪比来度量。 数字通信系统：有效性：传输速率来衡量；可靠性：差错率来衡量。 码元传输速率R Bd：简称传码率，又称符号速率等。
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 。
9.4 解： 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 AMI HDB3 B3zs B6zs 9.13 解： 9.14 解： （2）发送： 8电平 已调 基带信号 信号 接收： 调制信号 基带信号 9.17 单极性NRZ )2(N S Q P b = 双极性NRZ )(N S Q P b = 多进制 双极性 （M 为奇数:取0，+/-A, …..; M 为偶数：取2 A ±。。。） s Mb Lf R L L s Mb f R s Mb f R s Mb R b b b b /2log 4 7)12)(4(/67.05 .11)3(/38log )2(/1)1(22==∴=∴=-≈= ===调相。 ，调制方式可为调幅或其带宽正好是的升余弦滚降频谱信号 电平信息，所以可采用单位符号应传输所需传输速率信道带宽kHz bit kHz R kHz kHz kHz f b 482.0831204860108)1(=∴==-=α
格雷编码方式普通二进制编码----------------=-------------=-?-= s b s n n b s P n P P M N S Q M M P 1P ) 12(22)13)(()1(22 2L-1电平的部分响应信号 ])(134[)1(2222N S L Q L L P s --=π 1）75.4101)(6==>?=-ααQ 2）75.4101)(6==>?=-ααQ 3）36.444/6.4)(18332==>=-=>=N S N S P P b s 4) ])(1434[4 )14(2222N S Q P s --=π s b P P L L 324712==>==>=-而或s b P P 21= S/N(DB 值)： 45.125(16.44)，22.6(13.5), 444.36(26.4), 194.6(22.9) 9.18 1）25.4=α S/N =18.06 合12.57dB 2) ])(83[ N S Q P b = S/N = 48.16 合16.83dB 3）s b P P 3 2= S/N = 90.3 合19.56dB 9.23解： 序列的三条性质。序列，因为不符合该序列不是）（为全，则起始状态若为全m m a a a a a 21 1 )1(65 406⊕⊕=
通信原理作业参考答案 第三章 模拟线性调制 3.7证明只要适当选择题图3.7中的放大器增益K ，不用滤波器即可实现抑制载波双边带调制。 解： t t Af b aK t A t f b aK t A t f b t A t f aK t A t f b t A t f K a t S c c c c c c DSB ωωωωωωcos )(2)(]cos )()[(]cos )([]cos )([]cos )([)]cos )(([)(222222 222 2?+++-=--+=--+= 令 02 =-b aK ，则a b K /2 = t t bAf t S c D SB ωcos )(4)(= 3.13 用 90相移的两个正交载波可以实现正交复用，即两个载波可分别传输带宽相等的两个独立的基带信号)(1t f 和)(2t f ，而只占用一条信道。试证明无失真恢复基带信号的必要条件是：信道传递函数)(f H 必须满足 W f f f H f f H c c ≤≤-=+0), ()( 证明： )(]sin )([)(]cos )([)(21t h t t f t h t t f t S c c *+*=ωω )]}()([)()(){(2 1 )(2211c c c c F F j F F H S ωωωωωωωωωω--++++-= 以t t C c d ωcos )(=相干解调，输出为 )(*)()(t C t S t S d p =
)]}()2([)2()(){(4 1 )]}2()([)()2(){(41 )] ()([21 )(22112211ωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωF F j F F H F F j F F H S S S c c c c c c c c p -++++++--++--=++-= 选择适当滤波器，滤掉上式中c ωω2±项，则 )]()()[(4 )]()()[(41)(21c c c c d H H F j H H F S ωωωωωωωωωωω+--+++-= 要无失真恢复基带信号，必须 ? ? ?=++-+=-常数)()() ()(c c c c H H H H ωωωωωωωω 此时可恢复)(1t f 。 对于)(2t f ，使用t t C c d ωsin )(=相干解调，可以无失真地恢复)(2t f ，用样须满足 )()(c c H H ωωωω+=- 3.29 双边带抑制载波调制和单边带调制中若消息信号均为kHz 3限带低频信号，载频为 MHz 1，接收信号功率为mW 1，加性白色高斯噪声双边功率谱密度为Hz W /103μ-。接收 信号经带通滤波器后，进行相干解调。 (1) 比较解调器输入信噪比； (2) 比较解调器输出信噪比； 解：kHz W 3=， mW S i 1=， Hz W n /102 30 μ-= （1）W B n N D SB D SB i 636301012103210102)(---?=?????== B W mW N S DSB i i d 2.193.83101216即=?=? ??? ??- ()W W n N SSB i 6 3 6 3 010*********---?=????== dB N S SSB i i 2.227.166********即=??=???? ??-- 所以 DSB i i SSB i i N S N S ???? ??>???? ??