通信原理实验习题解答
通信原理习题解答
W
Pd
n0 4
B
1
W
第5章
5． 已知调制信号 m(t) = cos2000t + cos4000t ，载波为 cos104t，进行单边带调制，试确定该上边带信号的表示 式，并画出其频谱图。
解：m(t)的Hilbert变换为
mˆ (t) sin 2000πt sin 4000πt
则上边带信号为
sUSB
j2πf
1 (2 jsin0.2πf ) j2πf
0.2 sin0.2πf 0.2Sa(0.2πf ) 0.2πf
（2）频谱图如图所示。
3． 已知f (t)的频谱F(f )如图所示，画出 f(t)cos2f0t的频谱函数 图。设f0=3fx。
解：设 f1 (t) f (t) cos 2πf0t 根据傅里叶变换的频移性质直接画出其频谱函数F1(f )。
第一章
1． 通信系统的主要性能指标是什么？ 解：通信系统的主要性能指标有有效性和可靠性。
在模拟通信系统中，系统的传输有效性通常用每路信号 的有效传输带宽来衡量。可靠性通常用通信系统的输出 信噪比来衡量。 数字通信系统的有效性可以用码元传输速率或信息传 输速率来衡量。数字通信系统的传输可靠性通常用差错 率来衡量。差错率有两种表述方法：误码率及误信率。
解（1）DSB： B=2fx=30 kHz
Si Ni
S0 N0
/ GDSB
105 / 2 510 4
Ni n0B 2 10 12 30 103 6 10 8 (W)
Si 5104 6 108 3 (mW) S 105 Si 300 (W)
（2）SSB： B=fx=15 kHz
Si Ni
S0 N0
/ GAM
通信原理习题答案1
习题答案(1)1-1已知英文字母e出现的概率为0.105,x出现的概率为0.002,试求e和x的信息量.0002解:p(e)=0.105, I=log[1/p(e)] = 3.25(b) p(),e g2[p()]()p(x)=0.002, I x=log2[1/p(x)] = 8.97(b)1-2 某信息源的符号集由A B C D 和E 组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16,试求该信息源符号的平均信息量.解:N)(log )()(21x P x P x H i i i −=∑=)/(23.2s b =17 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1-72400B，试求该系统的信息速率；若该系统改为传送16进制信号码元，码元速率不变，则这时的系统信息速率为多少（设各码元独立等概率出现）<解答>R=2400BaudB=9600bit/s9600/Rb1-919 如果二进制独立等概率信号的码元宽度为0.5ms,求R B 和R b ；若改为四进制信号，码元宽度不变，求传码率R B 和独立等概时的传信率R b<解答>（1）R B =2000BaudR b =2000bit/s2（）R B =2000BaudR b =4000bit/s110已知某四进制数字传输系统的传信率为1-102400b/s,接收端在0.5h内共收到216个错误码元，.试计算系统误码率Pe<解答>>（1）R b=2400b/s ->R s=1200波特0.5×60 ×60 ×1200=2160000-4=216/2160000=104Pe3-8f 一个中心频率为c ,带宽为Ｂ的理想带通滤波器如图3-9所示，假设输入是均值为零、功率谱密度为n /20的高斯白噪声。
(1) 求滤波器输出噪声的自相关函数(2)(2) 求输出噪声的平均功率(3) 写出输出噪声的一维概率密度函数|H (ω)|B π21ωc 0ω-ωc。
《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。
通信原理课后答案
通信原理课后答案第一章习题习题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s 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 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 === 。
通信原理实验报告答案(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解通信系统的基本原理和组成。
2. 掌握通信系统中的调制、解调、编码、解码等基本技术。
3. 熟悉实验仪器的使用方法，提高动手能力。
4. 通过实验，验证通信原理理论知识。
二、实验原理通信原理实验主要涉及以下内容：1. 调制与解调：调制是将信息信号转换为适合传输的信号，解调是将接收到的信号还原为原始信息信号。
2. 编码与解码：编码是将信息信号转换为数字信号，解码是将数字信号还原为原始信息信号。
3. 信号传输：信号在传输过程中可能受到噪声干扰，需要采取抗干扰措施。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：包括信号发生器、调制解调器、编码解码器等。
2. 信号源：提供调制、解调所需的信号。
3. 传输线路：模拟信号传输过程中的衰减、反射、干扰等现象。
四、实验内容与步骤1. 调制实验（1）设置调制器参数，如调制方式、调制频率等。
（2）将信号源信号输入调制器，观察调制后的信号波形。
（3）调整解调器参数，如解调方式、解调频率等。
（4）将调制信号输入解调器，观察解调后的信号波形。
2. 解调实验（1）设置解调器参数，如解调方式、解调频率等。
（2）将调制信号输入解调器，观察解调后的信号波形。
（3）调整调制器参数，如调制方式、调制频率等。
（4）将解调信号输入调制器，观察调制后的信号波形。
3. 编码与解码实验（1）设置编码器参数，如编码方式、编码长度等。
（2）将信息信号输入编码器，观察编码后的数字信号。
（3）设置解码器参数，如解码方式、解码长度等。
（4）将编码信号输入解码器，观察解码后的信息信号。
4. 信号传输实验（1）设置传输线路参数，如衰减、反射等。
（2）将信号源信号输入传输线路，观察传输过程中的信号变化。
（3）调整传输线路参数，如衰减、反射等。
（4）观察传输线路参数调整对信号传输的影响。
五、实验结果与分析1. 调制实验：调制后的信号波形与原信号波形基本一致，说明调制和解调过程正常。
2. 解调实验：解调后的信号波形与原信号波形基本一致，说明解调过程正常。
通信原理-习题及答案.(DOC)
一、填空1、单音调制时，幅度A不变，改变调制频率Ωm，在PM中，其最大相移△θm 与Ωm_______关系，其最大频偏△ƒm与Ωm__________；而在FM，△θm与Ωm________,△ƒm与Ωm_________。
1、在载波同步中，外同步法是指____________________，内同步法是指________________________。
2、已知一种差错控制编码的可用码组为：0000、1111。
用于检错，其检错能力为可检；用于纠正位错码；若纠一位错，可同时检查错。
3、位同步信号用于。
1．单边带信号产生的方式有和。
2．设调制信号的最高频率为fH，则单边带信号的带宽为，双边带信号的带宽为，残留边带信号的带宽为。
3．抽样的方式有以下2种：抽样、抽样，其中没有频率失真的方式为抽样。
4．线性PCM编码的过程为，，。
5．举出1个频分复用的实例。
6．当误比特率相同时，按所需Eb /no值对2PSK、2FSK、2ASK信号进行排序为。
7、为了克服码间串扰，在___________之前附加一个可调的滤波器；利用____________的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。
1、某数字传输系统传送8进制信号，码元速率为3000B，则该系统的信息速率为。
2、在数字通信中，可以通过观察眼图来定性地了解噪和对系统性能的影响。
3、在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不上信号的变化，形成很大失真的阶梯电压波形，这样的失真称为。
4、为了防止二进制移相键控信号在相干解调时出现“倒π”现象，可以对基带数字信号先进行，然后作BPSK调制。
1、通信系统的性能指标主要有和，在模拟通信系统中前者用有效传输带宽衡量，后者用接收端输出的衡量。
2、对于一个数字基带传输系统，可以用实验手段通过在示波器上观察该系统的 来定性的了解码间干扰及噪声的情况。
3、 2ASK 的功率谱由 和 两部分组成，其带宽为基带信号带宽的 倍。
通信原理习题答案
解：（1）60路SSB且每路有0.7kHz的防护频带，则总带宽为
按照PCM二次群的电话系统，我们取SSB调制的第一路线载频
则第60路的载频
也就是60路组合信号的最高频率为
再进行FM调制后的信号带宽为
解：
6.一正弦波加窄带高斯过程
（1）求 通过能够理想的提取包络的平方律检波器后的一维分布密度函数；
（2）若A=0，重做（1）。
解：已知正弦波加窄带高斯过程的包络的一维概率密度函数为
（1）为求 的包络平方 的概率密度函数，令
而
所以
即
（2）当时A=0时，
7.一波形为 的信号，通过衰减为固定常数值并存在相移的网络。试证明：若 的附近的相频特性曲线可近似为线性，则该网络对 的迟延等于该网络对它的包络的迟延（这一原理常用于测量群迟延特性）。
解：（1）输入信号功率
（2）输出信号功率
（3）输入噪声功率
输出噪声功率
输出信噪比
6.试证明：若在残留边带信号中加入大的载波，则可采用包络检波法实现解调。
证明：残留边带信号 ，其中 是残留边带滤波器的单位冲激响应。
设 ，则
令 为同相分量， 正交分量，故
设
对于残留边带调制Biblioteka ，则 。若在残留边带信号中加入大的载波后的信号为 ，则
解：因为每一像元等概率取12个亮度电平，所以每个象元的信息量为 。一张图片的信息量为
每秒传送信息量（传信率）为
又因为已知信道中信噪功率比为30dB，即S/N=1000，
所以所需带宽
9.今有两个恒参信道，其等效模型分别如（a）、（b）所示。试求这两个信道的群迟延性及画出它们的群迟延曲线，并说明信号通过它们时有无群迟延失真。
通信原理习题答案解析
5-10某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为10W，由发射机输出端到解调器输
入端之间总的传输损耗为100dB，试求：
DSB/SC时的发射机输出功率；
SSB/SC时的发射机输出功率。
设发射机输出功率为St，解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K=
ST/S i=100( dB).
(1)DSB/SC的制度增益G=2,解调器输入信噪比
0 +1
-10
+1
-1
■ '-1-1-L「1-V「1・.
'121UU，V 1
+1
1
1 1
1 1
1111
1 1 1
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1
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11
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6-11设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H()，若要求以2/Ts波特的
7- 速率进行数据传输，试检验图P5-7各种H()是否满足消除抽样点上码间干扰的条件？
解：各波形如下图所示：
单极性波形
双极性波形
单极性归零波形
双极性归零波形
二进制差分波形+E
0
四电平波形
6-8已知信息代码为 波形图。
解：
信息码
AMI码
HDB3码
-E +E
0
+E
0-E
+ 3E
+ E
-E -3E
+E
0
通信原理实验思考题答案
实验二HDB3译码器和时域均衡器
30、写出HDB3编码器电路中的四连零检测原理。
答：
。
31、电路中是如何实现补V、加B补奇的？
答：
32、实验中，单/双极性变换、双/单极性变换是如何实现的？
答：
33、HDB3编码器输出波形相对原始数据会产生延时，按照编码规则，编码器必需经
答：|f2-f1|+2fs=2M-1M+2*256K=1.512Mhz，f1、f2是2个载波频率，fs为基带信号的带
宽。先按下MATH按钮，再选择FFT。
54、画出2FSK过零检测解调的原理框图；
答：
56、测试接收端的各点波形，需要与什么波形对比，才能比较好的进行观测？示波器
的触发源该选哪一种信号？为什么？
答:与该点相同作用处的波形相比较。触发源选择原始信号。因为频率低稳定度高。
57、采用过零检测解调的方法时，将f1和f2倍频的电路是如何设计的？
答:经过上升沿、下降沿单稳态触发后相加输出。
58、采用过零检测解调的方法时，解调电路中哪一点的波形是f1和f2的倍频？
答:相加器输出端
59、解调时将f1和f2倍频有何好处？如何通过仪器测量来说明？
率值与复杂信号的频谱有关系吗？如果有关系的话，关系如何？
答：可以用有频谱分析功能的仪器，如频谱分析仪，带FFT功能的数字示波器，……用频率计、示波器读出的周期、频率值与复杂信号的频谱没有关系，因为复杂信号不能用简单的周期、频率来描述，特别是随机信号没有周期与频率。
10、如何正确使用可调直流电源？
答：可调直流电源使用注意事项：
39、通过均衡后，波形的宽度应该变窄了还是变宽了？波形宽度调整到什么状态比较
通信原理课后答案
通信原理课后答案1. 简答题答案：- 频率调制是一种常用的调制方式，它改变了信号的频率以传输信息。
常见的频率调制方式包括调频（FM）和调相（PM）。
- 调频是通过改变载波频率来实现信息传输的，调频信号的频率随着信息信号的变化而变化。
- 调相是通过改变载波相位来实现信息传输的，调相信号的相位随着信息信号的变化而变化。
2. 解答题答案：a) 正交分频多路复用（OFDM）是一种常见的多路复用技术，在无线通信系统中广泛应用。
它将频谱分成多个子载波，每个子载波在不同的时间间隔中传输数据。
OFDM具有以下优点：- 抗多径干扰能力强，能够有效克服多径传输导致的码间干扰问题。
- 高频谱利用率，能够在频域上灵活地分配子载波，提高整体的频谱利用率。
- 格外适用于高速数据传输，能够分配更多的子载波给高速数据，提高传输速率。
b) 直接序列扩频（DSSS）是一种常见的扩频技术，利用伪随机序列将原始信号进行扩频。
DSSS具有以下特点：- 抗干扰性强，由于信号被扩频，干扰信号对扩频信号的干扰程度将被平均分散，从而降低了干扰的影响。
- 提高系统安全性，DSSS信号在接收端通过与发送端使用相同的伪随机序列进行匹配来进行信号恢复，提高了系统的安全性，不易被非法窃听或干扰。
- 增加带宽利用率，扩频技术能够将信号带宽扩展，使得信号能够在宽频带上传输，提高了带宽利用率。
3. 选择题答案：a) 通信过程中，信号经过信道传输时会受到各种干扰，其中常见的干扰类型包括：1. 噪声：由于信号在传输过程中受到噪声的影响，导致信号的质量下降。
2. 多径效应：信号经过多个不同路径传播导致到达接收端的信号出现多个版本，造成信号畸变和时域混叠。
3. 多用户干扰：多个用户同时使用同一个信道进行通信时，彼此之间的信号会相互干扰。
4. 多普勒效应：当发送和接收节点相对于彼此运动时，导致信道中信号的频率发生变化，从而影响信号的解调。
b) 数字调制技术是一种将数字信号转化为模拟信号的技术，常见的数字调制技术包括：1. 脉冲编码调制（PCM）：将模拟信号的振幅量化为离散的数值，再将离散数值编码成数字信号。
通信原理课后练习答案
1/ 2
Rz ( )
1
1 / 2
⑶ 试求功率谱密度 Pz ( f ) 及功率S。
平稳随机过程的功率谱密度是其自相关函数的傅里 1 叶变换，即 Pz ( f ) Rm ( ) cos c t
2 1 1 Pz ( f ) Pm ( f ) * ( f f c ) ( f f c ) 2 2
j 2 fT 2 2
H ( f ) 2(1 cos 2 fT )
n0 输入噪声的功率谱密度： Pn ( f ) , 2
f 第3章课后作业解答
3-8 一个中心频率为fc、带宽为B的理想带通滤波器如 下图所示。假设输入是 均值为零、功率谱密度 为n0/2 的高斯白噪声，试求：
H( f )
B B
0
fc
fc
f
⑴ 滤波器输出噪声的自相关函数；
⑵ 滤波器输出噪声的平均功率；
⑶ 输出噪声的一维概率密度函数。
第3章课后作业解答
⑴ 滤波器输出噪声的自相关函数；
可以很容易得到滤波器输出噪声的功率谱密度：
ì n0 B ï ï fc - ＃ f Ｐn ( f ) = ï 2 í 2 ï ï ï î 0 其他 B fc + 2
第3章课后作业解答
P Y ( f ) RY ( )
j 2 fT j 2 fT P ( f ) 2 P ( f ) P ( f ) e P ( f ) e Y X X X
2(1 cos 2 fT ) PX ( f )
或者：
PY ( f ) PX ( f ) H ( f ) H( f ) 1 e
1-10 已知某四进制数字传输系统的传信率为2400b/s， 接收端在 0.5h 内共收到 216 个错误码元，试计算该系 统的误码率 Pe。
通信原理课后习题参考答案
++++++++++++++++++++++++++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：第二章习题答案2-1 解：群延迟特性曲线略2-2 解：2-3 解：2-4 解：二径传播时选择性衰落特性图略。
2-5 解：2-6 解：2-7 解：2-8 解：第三章习题答案3-4 解：3-5 解：3-6 解：3-7 解：3-8 解：3-9 解：3-10 解：3-11 解：第四章习题答案4-2 解：4-3 解：4-4 解：4-6 解：4-8 解：4-9 解：4-10 解：4-11 解：4-12 解：4-13 解：4-15 解：4-16 解：4-17 解：第五章习题答案5-1 解：，，，（1）波形（2）5-2 解：，，（1）（2）相干接收时5-3 解：，，（1）相干解调时（2）非相干解调时5-4 解：，，，（1）最佳门限：而：所以：（2）包检：5-5 解：系统，，5-6 解：（1）信号与信号的区别与联系：一路可视为两路（2）解调系统与解调系统的区别与联系：一路信号的解调，可利用分路为两路信号，而后可采用解调信号的相干或包检法解调，再进行比较判决。
前提：信号可分路为两路信号谱不重叠。
5-7 解：系统，，，（1）（2）5-8 解：系统，，，，（1）（2）所以，相干解调时：非相干解调时：5-9 解：5-10 解：（1）信号时1 0 0 1 0（2）1 0 1 0 0，5-12 解：时：相干解调码变换：差分相干解调：，，（1）：a：相干解调时解得：b：非相干解调时解得：（2）：（同上）a：相干解调时，b：非相干解调时，（3）相干解调时即在保证同等误码率条件下，所需输入信号功率为时得1/4，即（4）a：差分相干解调时即在保证同等误码率条件下，所需输入信号功率为时得1/4，即b：相干解调的码变换后解得：5-16 解：（A方式）0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 ，5-17 解：（1）时所以（2）时所以5-18 解：5-19 解：，：：一个码元持续时间，含：个周波个周波。
通信原理习题答案解析
(a)
则 ,无码间干扰传输的最大传码率为:
故该H()不满足消除抽样点上码间干扰的条件。
(b)
则 ,无码间干扰传输的最大传码率为:
虽然传输速率小于奈奎斯特速率,但因为RBmax不就是2/Ts的整数倍,所以仍然不能消除码间干扰。故该H()不满足消除抽样点上码间干扰的条件。
(c)如下图所示,H()的等效Heq()为:
解:各波形如下图所示:
6-8已知信息代码为 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1,求相应的AMI码及HDB3码,并分别画出它们的波形图。
解:
6-11设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H(),若要求以2/Ts波特的速率进行数据传输,试检验图P5-7各种H()就是否满足消除抽样点上码间干扰的条件？
5－10某线性调制系统的输出信噪比为20dB,输出噪声功率为 ,由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB,试求:
(1)DSB/SC时的发射机输出功率;
(2)SSB/SC时的发射机输出功率。
解:设发射机输出功率为S ,解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K= S /Si=100(dB)、
(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。
相干解调
(3)第一零点带宽为
7-7 设发送的绝对码序列为011010,采用2DPSK方式传输。已知码元传输速率为1200B,载波频率为1800Hz。定义相位差 为后一码元起始相位与前一码元结束相位之差:
(1)若 =0代表“0”, =180代表“1”,试画出这时的2DPSK信号波形;
通信原理实验习题解答
通信原理实验习题解答 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-实验一1. 根据实验观察和纪录回答：（1）不归零码和归零码的特点是什么？（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？答：1）不归零码特点：脉冲宽度等于码元宽度Ts归零码特点：＜Ts2）与信源代码中的“1”码对应的AMI码及HDB3码不一定相同。
因信源代码中的“1”码对应的AMI码“1”、“-1”相间出现，而HDB3码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。
举例：信源代码 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1AMI 1 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1HDB3 1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 0 -12. 设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI及HDB3码的代码和波形。
答：信息代码 1 1 1 1 1 11AMI 1 -1 1 -1 1-1 1HDB3 1 -1 1 -1 1 -1 1信息代码0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0AMI0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0HDB3 0 0 0 1-10 0 1-1 0 0 1 -1信息代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0HDB30 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 03. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。
答：HDB3中不含有离散谱fS (fS在数值上等于码速率)成分。
通信原理作业详解章
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等概时的平均信息速率为（2）平均信息量为则平均信息速率为 b 7.197977.1100B b =⨯==H R R习题1.6 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。
试求码元速率和信息速率。
解：B 6B 118000 Bd 125*10R T -=== 等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22===1.7 设一个接收机输入电路的等效电阻等于600欧姆，输入电路的带宽等于6MHz ，环境温度为23℃，试求该电路产生的热噪声电压有效值。
解：66231067.7106600)27323(1038.144--⨯≈⨯⨯⨯+⨯⨯⨯==kTRB V V习题1.8 设一条无线链路采用视距传输方式通信，其收发天线的架设高度都等于80 m ，试求其最远的通信距离。
解：由28D rh =，得63849 km D =m习题2.3 设有一信号可表示为：试问它是功率信号还是能量信号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解：它是能量信号。
X (t )的傅立叶变换为：则能量谱密度 G(f)=2()X f =222416114j f ωπ=++ 注意：以后的作业都要求将ω展开为f π2。
习题2.5 试判断下列函数中哪些满足功率谱密度的条件：(1)()f f πδ2cos 2+； (2)()a f a -+δ； (3)()2ex p f a -解：根据功率谱密度P (f )的性质：①P (f )0≥，非负性；②P (-f )=P (f ) ，偶函数。
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实验一1. 根据实验观察和纪录回答：（1）不归零码和归零码的特点是什么（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同答：1）不归零码特点：脉冲宽度等于码元宽度Ts归零码特点：＜Ts2）与信源代码中的“1”码对应的AMI码及HDB3码不一定相同。
因信源代码中的“1”码对应的AMI码“1”、“-1”相间出现，而HDB3码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。
举例：信源代码 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1AMI 1 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1HDB3 1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 0 -12. 设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI及HDB3码的代码和波形。
答：信息代码 1 1 1 1 1 11AMI 1 -1 1 -1 1-1 1HDB3 1 -1 1 -1 1 -1 1信息代码0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0AMI0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0HDB3 0 0 0 1-10 0 1-1 0 0 1 -1信息代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0HDB30 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 03. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。
答：位同步信号HDB3整流窄带带通滤波器整形移相HDB3中不含有离散谱f S(f S在数值上等于码速率)成分。
整流后变为一个占空比等于的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱f S成分，故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。
4. 试根据占空比为的单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信息代码中的连0码越长，越难于从AMI 码中提取位同步信号，而HDB 3码则不存在此问题。
答：= T S 时单极性归零码的功率谱密度为：)mf f (|)mf (PG |f2)f (|)o (PG |f |)f (G |)p 1(p f 2)f (P s1m 2s2s22s 2s s -++-=∑∞=δδ式中SS T 1f =在数值上等于码速率，P 为“1”码概率 G (f )为= T S 的脉冲信号的富氏变换)fs2f (sa f 21)f (G S π= S S S S f 12/2sinf 21)2(sa f 21)f(G ππππ=⋅==)f f (p 2)f(P S 22SS-=∴δπ将HDB 3码整流得到的占空比为的单极性归零码中连“0”个数最多为3 ，而将AMI 码整流后得到的占空比为的单极性归零码中连“0”个数与信息代码中连“0”个数相同。
所以信息代码中连“0”码越长，AMI 码对应的单极性归零码中“1”码出现概率越小，f S 离散谱强度越小，越难于提取位同步信号。
而HDB 3码对应的单极性归零码中“1”码出现的概率大，f S 离散谱强度大，于提取位同步信号。
实验二1. 设绝对码为全1、全0或1001 1010，求相对码。
答：绝对码 11111，00000， 相对码 10101，00000，或 01010，11111，000100112. 设相对码为全1、全0或1001 1010，求绝对码。
答：绝对码 11111，00000，相对码 00000，00000，01010111或 10000，10000，3. 设信息代码为1001 1010，载频分别为码元速率的1倍和倍，画出2DPSK及2PSK 信号波形。
4. 总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。
答：①绝对码至相对码的变换规律“1”变“0”不变，即绝对码的“1”码时相对码发生变化，绝对码的“0”码时相对码不发生变化。
——此为信号差分码。
②相对码至绝对码的变换规律相对码的当前码元与前一码元相同时对应的当前绝对码为“0”码，相异时对应的当前绝对码为“1”码。
5. 总结2DPSK信号的相位变化与信息代码之间的关系以及2PSK信号的相位变化与信息代码之间的关系。
答：2DPSK信号的相位变化与绝对码（信息代码）之间的关系是：“1变0不变”，即“1”码对应的2DPSK信号的初相相对于前一码元内2DPSK信号的末相变化180º，“0”码对应的2DPSK信号的初相与前一码元内2DPSK信号的末相相同。
2PSK 信号的相位变化与相对码（信息代码）之间的关系是：“异变同不变”，即当前码元与前一码元相异时则当前码元内2PSK信号的初相相对于前一码元内2PSK信号的末相变化180º。
相同时则码元内2PSK信号的初相相对于前一码元内2PSK信号的末相无变化。
实验三1. 总结模拟锁相环锁定状态及失锁状态的特点。
答：模拟环锁定状态的特点：输入信号频率与反馈信号频率相等，鉴相器输出电压为直流。
模拟环失锁状态的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压。
2. 设K 0=18 Hz/V ，根据实验结果计算环路同步带Δf H 及捕捉带Δf P 。
答：代入指导书中的“3式”计算，例： ΔV 1=12V ，则Δf H =18×6=108Hz ΔV 2=8V ，则Δf P =18×4=72Hz3. 由公式116825o )(C R R K K d n +=ω及n CR ωζ21168=计算环路参数ωn 和ζ，式中K d =6V/rad ，K o =2π×18 rad/s ·v ，R 25 =2×104，R 68 =5×103，C 11=×10-6F 。
（f n =ωn /2π应远小于码速率，ζ应大于 )。
答：rad 111102.2)105102(5.6182634n =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=-πω Hz 6.172f nn ==πω 远小于码速率（波特） 6.01112102.210563=⨯⨯⨯⨯=-ς4.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。
答： 2DPSK平方模拟环÷2滤波，移相或t Cos c ωtCos c ω-平方运算输出信号中含有2f C 离散谱，模拟环输出信号频率等于2f C ，二分频，滤波后得到相干载波。
2电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态。
实验四1. 设绝对码为1001101，相干载波频率等于码速率的倍，根据实验观察得到的规律，画出CAR-OOT 与CAR 同相、反相时2DPSK 相干解调MU 、LPF 、BS 、BK 、AK 波形示意图，总结2DPSK 克服相位模糊现象的机理。
答：当相干载波为-cos ωC t 时，MU 、LPF 及BK 与载波为cos ωC t 时的状态反相，但AK 仍不变（第一位与BK 的起始电平有关）。
2DPSK 系统之所能克服相位模糊现象，是因为在发端将绝对码变为了相对码，在收端又将相对码变为绝对码，载波相位模糊可使解调出来的相对码有两种相反的状态，但它们对应的绝对码是相同的。
实验五1. 数字环位同步器输入NRZ 码连“1”或连“0”个数增加时，提取的位同步信号相位抖动增大，试解释此现象。
答：输入NRZ 码连“1”或连“0”个数增加时，鉴相器输出脉冲的平均周期增大，数字环路滤波器输出的控制信号平均周期增大，即需经过更长的时间才对DCO 的相位调整一次。
而DCO 输出的位同步信号重复频率与环路输入的NRZ 码的码速率之间有一定的误差，当对DCO 不进行相位调整时，其输出信号的上升沿与码元中心之间的偏差将不断增大，相位调节时间间隔越长这种偏差越大，即位同步信号相位抖动越大。
2. 设数字环固有频差为Δf ，允许同步信号相位抖动范围为码元宽度T S 的η倍，求同步保持时间t C 及允许输入的NRZ 码的连“1”或“0”个数最大值。
答：t C 时间内由固有频差产生的相位误差为π4△f t C ，Ts η时间可等效为相位值为πη2，故f2t2t f 4cc ∆==∆∴ηπηπ即在t C 时间内不对DCO 进行相位调节，位同步信号抖动范围小于C T π。
设允许输入的NRZ 码的连“1”或连“0”最大个数为M ，鉴相N 次后DLF 才有一个输出信号即对DCO 进行一次相位调节，则 ft mNTs c ∆==2ηfNTs m ∆=2η3. 数字环同步器的同步抖动范围随固有频差增大而增大，试解释此现象。
答：固有频差越大，DCO 输出位同步信号与环路输入信号之间的相位误差增大得越快，而环路对DCO的相位调节时间间隔，平均值是不变的（当输入信号一定时），故当固有频差增大时，位同步信号的同步抖动范围增大。
4. 若将AMI码或HDB3码整流后作为数字环位同步器的输入信号，能否提取出位同步信号为什么对这两种码的信息代码中的连“1”个数有无限制对AMI码的信息代码中连“0”个数有无限制对HDB3码的信息代码中连“0”个数有无限制为什么答：能。
因为将AMI码或HDB3码整流后得到的是一个单极性归零码，其上升沿收使鉴相器输出高电平，从而使位同步正常工作。
对这种码的信息代码连“1”个数无限制，因连“1”代码对应AMI码及HDB3码为宽度等于码元宽度一半的正脉冲或负脉冲，整流后全为占空比为的正脉冲，脉冲上升沿个数等于信息代码“1”码个数。
对AMI码的信息代码中连“0”个数有限制，因AMI码连“0”个数等于信息代码连“0”个数，不产生脉冲，也就没有上升沿。
对HDB3码的信息代码中连“0”个数无限制，因为不管信息代码连“0”个数有多大，HDB3码中连“0”个数最多为3。
即鉴相器在四个码元内至少工作一次。
6. 试解释本实验使用的数字锁相环快速捕捉机理，并与超前滞后型数字环比较。
答：本实验中可对DCO的分频比任意调节，一次调节就可使环路锁定，而在超前滞后型数字环中每次调节只能使DCO的分频比增大1或减1，需多次调节才能使环路锁定。
实验六2. 本实验中同步器由同步态转为捕捉态时÷24信号相位为什么不变答：因判决器无输出，与门4无输出，故÷24（24分频）电路无复位脉冲，其输出的÷24信号相位保持不变。
3. 同步保护电路是如何使假识别信号不形成假同步信号的答：假识别信号与或门输出信号不同步，与门1输出中无假识别信号。