通信原理第五章习题解答
通信电路基础第五章答案
第五章振幅调制与解调习题参考答案5- 1有一调幅波,载波功率为100W,试求当与时，每一对边频功率就是多少？[参考答案：,]解:因为边频功率，所以当时，当时，5-2试指出下列两种电压就是什么已调波？写出已调波表示式，并指出它们在单位负载上消耗得平均功率及相应得频谱宽度。
⑴⑵[参考答案：(1),(2)]解:⑴为标准调幅波频谱宽度(2)为双边带调幅波5-3如图P5—3所示用频率1000kHz得载波信号同时传送两路得频谱图(1) 求输出电压表示式。
(2) 画出用理想模拟相乘器实现该调幅框图。
(3) 估算在单位负载上平均功率与频带宽度。
图P5 —3解：(1) 图P5 —3所示得频率图就是两路已调波作为调制信号对载波进行二次调制即对载波=103kHz而言,它得调制信号就是由两个调幅信号合成。
第一个调幅信号得载波频率为=10kH z,第二个调幅信号得载波频率为=3X104kH z,且它们得调制频率均为3X0kHz。
合成后得已调波为v V Cm 1 M a1(1 cos Q t)cos 1t M a2(1 cos Q t)cos 2t cos C t由图5—1可知6 4 4C 2 n 10 rad/s, 1 2 n 10 rad/s, 2 6 n 10 rad/s,v 10 1 0.8(1 cos Q t)cos -f. 0.6(1 cos Q t)cos 2t cos C t⑵ 实现调幅得方框图如图P5- 3J 所示。
(2) 为普通调幅(AM)波,波形与频谱图如图P5 - 4J2所示图P5-3J ⑴(3) 负载上平均功率应为所有分量功率之与，故V 21 F a v -C m4 1.524 222 322 421 02W 87.5W2R L 2频带宽度为5-4试画出下列三种已调波电压得波形与频谱图。
(1) (2) (3)解：(1)为双边带(DSB)波，波形与频谱图如图P5-4J1 所示。
(b)频谱图图 P5 -4J1⑶为单边带(SSB)波,波形与频谱图如图P5—4J3所示5 -5如图P5—5所示，试画出它们得频谱图。
通信原理 曹志刚版 第五章课后答案
数字基带传输 国防 5-1．1100100011100E E-E E 0E E 007E 5E 3E E 0-E -3E -5E -7E单极性码双极性码单极性归零码双极性归零码二进制差分码八电平码5-4.三角波的功率谱密度函数为：2s s a AT T S f 22π⎛⎫⎪⎝⎭因此信号的功率谱密度函数为：()()2222i i s 2m ss s m G f G mf f-T T T σμδ+∞-∞⎛⎫+⎪⎝⎭∑＝ 代入均值为1/2，方差为1/4，得到功率谱密度函数()2324444441sin sin 22s s m s A f f A m f mf f f mππδππ+∞=-∞⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑ 按照书本应该是()()22s s sm s m f (1)G f f (1-p)G mf f-T p p δ+∞-∞⎛⎫-+⎪⎝⎭∑＝ 所以在s f f =±处可以提取到能量总计为242A π的脉冲，可以同步。
5-7．信源 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1AMI +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1 HDB3 +1 0 0 0 +V –B 0 0 -V 0 +1 –1 PST(正)+ 0 - + - + - + - + + - 双相码10 01 01 01 01 01 01 01 01 01 10 10 5-8.1010000011000011+10-100000+1-10000+1-1+B 0-B 000-V 0+B -B -B 00+V +B +B+1 0 -1 0 0 0 –V 0 +1 -1 +B 0 0 +v -1 +1 5-9.波形为标准三角脉冲平移2sT ，所以频域响应为()()2s T i s H H e ωωω-=，其中()224s s s a T T H S ωω⎛⎫=⎪⎝⎭。
由于()()()()()()()1,,TR TR C G G H G C G ωωωωωωω===，所以()()44s T i s T R a T G G eωωωω-⎛⎫=== ⎪⎝⎭5-11.根据奈奎斯特定律，只有c 满足条件 5-17.n a 1 0 1 1 0 0 1 0 2n a - 1 0 1 1 0 02n n n c a a -=- 1 0 0 1 -1 -1 1 0所以有三种电平n a 0 3 2 1 2 1 3 1 2 3 3 2 2n a - 0 3 2 1 2 1 3 1 2 32n n n c a a -=-0 3 2 -2 0 0 1 0 -1 2 1 -1所以有七种电平。
移动通信原理习题答案5章
移动通信原理习题答案5章Chapter 11、为什么寻呼系统需要提供较低的数据传输速率？较低的数据速率如何实现更好的覆盖？答：寻呼系统⽤来提供⾼度可靠地覆盖，甚⾄包括建筑物内部。
⽽建筑物能削弱⽆线信号20-30dB 。
因此我们希望在信号传输过程中提⾼信噪⽐。
发射功率是⼀定的，因此提⾼信噪⽐要求降低接收端的噪声电平，因为噪声电平和射频带宽成正⽐，因此提⾼信噪⽐必然要求我们减⼩射频带宽，射频带宽的减⼩导致较低的数据传输速率。
寻呼机的接收信噪⽐随着寻呼机与基站距离的增加⽽减⼩。
若将寻呼系统的覆盖范围⽤寻呼机正确接收所需的最低信噪⽐门限来表⽰，那么为了得到更好的覆盖，可以通过降低噪声功率来使得信噪⽐满⾜门限限制，即降低频带宽度（使得速率降低）。
2、假设蜂窝电话使⽤容量为1安培⼩时的电池。
假设蜂窝电话在空闲时耗电35mA ，通话时耗电250mA 。
如果⽤户⼀直开机，并且每天通话3分钟，那么这个电池能⽤多久？每天通话6⼩时呢？该电池最多能通话多久。
答：每天通话三分钟，则每天耗电：35*（24-3/60）+250*3/60=850.75mAh ，故可⽤1000/850.75=1.175天=28.21⼩时每天通话6⼩时，则每天耗电：35*18+250*6=2130mAh>1000mAh ，故⼀天不能通话6⼩时，最长通话时间为：1000/250=4⼩时。
移动通信原理习题Chapter 31、证明对六边形系统，同频复⽤因⼦为Q =3N ,其中22N i j ij =++.答：如图，由余弦定理：RD2、⼀个FDD 蜂窝电话系统分配有24MHz 总带宽，并使⽤两个30kHz 信道来提供全双⼯语⾳和控制信道。
设每个⼩区电话⽤户的业务量为0.1 Erlang 。
假设使⽤Erlang B 公式。
()2222222233222232cos12023333D i R j R i j R i j ij R NR =??+?? ? ?-??? ???=++=233DNRQ N R R===（a ）计算在4⼩区复⽤系统中每个⼩区的信道数。
通信原理(陈启兴版)第5章课后习题答案
第5章 数字基带传输系统5.1 学习指导 5.1.1 要点本章的要点主要有数字基带传输系统结构及各部件功能；基带信号常用波形及其频谱特性；基带传输常用码型的编译及其特点；码间串扰和奈奎斯特第一准则；理想低通传输特性和奈奎斯特带宽；升余弦滚将特性；第一类部分响应系统；无码间串扰基带系统的抗噪声性能；眼图和均衡的概念。
1.数字基带传输系统数字基带传输系统：不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，其基本结构如图5-1所示。
主要有发送滤波器、信道、接收滤波器、同步提取电路以及抽样判决器组成。
发送滤波器用于产生适合于信道中传输的基带信号波形。
信道是基带信号传输媒质（通常为有线信道）。
加性n (t )是均值为零的高斯白噪声。
接收滤波器的功能接收有用信号，滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。
同步提取即从接收信号中提取用来抽样的定位脉冲。
抽样判决器用来对对接收滤波器的输出波形进行抽样、判决和再生（恢复基带信号）。
图5 - 1 数字基带传输系统的原理方框图发送滤波器信道接收滤波器抽样、判决器e (t )n (t)位同步提取y (t )2.数字基带信号及其频谱特性(1) 数字基带信号数字基带信号用不同的电平或脉冲来表示不同的消息代码。
数字基带信号的单个脉冲有矩形脉冲、余弦脉冲、升余弦脉冲、高斯脉冲等等形式。
常用的基本信号波形有：单极性与双极性波形、不归零码与归零码波形、差分波形、多电平波形等。
数字基带信号通常是一个随机的脉冲序列。
若其各码元波形相同而电平取值不同，则可表示为()()nsn s t a g t nT ∞=-∞=-∑ (5-1)式(5-1)中，a n 是第n 个码元所对应的电平值（随机量）；T s 为码元持续时间；g (t )为某种脉冲波形。
一般情况下，数字基带信号可表示为()()nn s t s t ∞=-∞=∑ (5-2)(2) 基带信号的频谱特性数字基带信号s (t )的频谱特性可以用功率谱密度来描述。
通信原理第五章(正弦载波数字调制系统)习题及其答案
第五章（正弦载波数字调制系统）习题及其答案【题5－1】设发送数字信息为 011011100010，试分别画出 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。
【答案5－1】2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形如下图所示。
【题5－2】已知某2ASK 系统的码元传输速率为103Band ，所用的载波信号为()6cos 410A π⨯。
1）设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK 信号波形示意图；2）求2ASK 信号的带宽。
【答案5－2】1）由题中的已知条件可知310B R Baud =因此一个码元周期为3110s B T s R -==载波频率为664102102s f Hz ππ⨯==⨯载波周期为61102T s -=⨯所以一个码元周期内有2000个载波周期。
如下图所示我们画出2ASK 信号的波形图，为简便，我们用两个载波周期代替2000个载波周期。
2）根据2ASK 的频谱特点，可知其带宽为222000B B R Hz T ===【题5－3】设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 或 2000 HZ 。
1）若发送数字信息为011010，试画出相应的ZFSK 信号波形；2）试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调？3）若发送数字信息是等可能的，试画出它的功率谱密度草图。
【答案5－3】1）由题意可画出ZFSK 信号波形如下图所示。
2）由于ZFSK 信号载波频差较小，频谱有较大重叠，采用非相干解调时上下两个支路有较大串扰，使解调性能降低。
由于两个载频人与人构成正交信号，采用相干解调可减小相互串扰，所以应采用相干解调。
3）该2FSK 信号功率谱密度草图如下图所示。
【题5－4】假设在某2DPSK 系统中，载波频率为 2400 Hz ，码元速率为 1200 Band ，已知相对码序列为11000101ll 。
天津大学现代通信原理课后习题答案(5-9章)
解；
（1）∵“0”和“1”分别由g（t）和-g（t）组成 而其对应的频谱分别为G（f）和-G（f）故其双边功率谱为
其功率为
（2）因为矩形脉冲的频谱为
∵τ=TS故ωTs/2=Kπ时为零点
即f=Kfs时均为零点，故该序列不存在离散分量fs。
（3）∵τ=TS/2 故 ωTs/4=Kπ时为零点
即f=2Kfs时为零点，而fS的奇数倍时存在离散分量Fs。
8-1已知单边带信号 ，试证明它不能用平方变换滤波法提取载波。
解：
经2f0窄带滤波后为：
上式经二分频后得载波相位有两个，故不能提取与载波同频同相的同步信号。
8-2已知单边带信号 ，若采用与DSB导频插入相同的方法，试证明接收端可正确解调，若发端插入的导频是调制载波，试证明解调输出中也含有直流分量。
解: 接收双极性信号时的误码率为
当PE=10-8时 r=22.7(13dB)
当接收单极性信号时
由:
5-9 已知某信道的截止频率为1600Hz，其滚降特性为α=1。
(1)为了得到无串扰的信息接收，系统最大传输速率为多少?
(2)接收机采用什么样的时间间隔抽样，便可得到无串扰接收。
解:
（1）
5-10已知某信道的截止频率为100KHz。码元持续时间为10s的二元数据流，
5-3 设随机二进制数字序列的“0”和“1”分别由g(t)和-g(t)组成，它们出现的概率分别为P与1-P，且码元速率为fS= 。
(1)求其功率谱密度及功率；
(2)若g(t)的波形如题5-3图(a)所示,问该序列是否存在离散分量fS?
(3)若g(t)改为题5-3图(b)所示的波形,问该序列是否存在离散分量fS?
解：
7-3设一数字信息序列为{+1,+1,-1,-1,+1,+1,+1},已知码元速率为1000波特，未调载频为3000Hz，试分别画出MSK信号和OQPSK信号波形，并加以比较。
通信原理教程樊昌信习题答案第五章
第五章习题习题5.1 若消息码序列为1101001000001，试求出AMI 和3HDB 码的相应序列。
解： AMI 码为 3HDB 码为习题5.2 试画出AMI 码接收机的原理方框图。
解：如图5-20所示。
图5-1 习题5.2图习题 5.3 设)(1t g 和)(2t g 是随机二进制序列的码元波形。
它们的出现概率分别是P 和)1(P -。
试证明：若k t g t g P =-=)](/)(1[121，式中，k 为常数，且10<<k ，则此序列中将无离散谱。
证明：若k t g t g P =-=)(/)(1121，与t 无关，且10<<k ，则有1)()]()([212=-t g t g t g P即 )()1()()()(2221t g P t g t Pg t Pg -=-=0)()1()(21=-+t g P t Pg所以稳态波为 ∑∑--+-=)()1()()(s 2s 1nT t g P nT t g P t v0)]()1()([s 2s 1=--+-=∑nT t g P nT t g P即0)(=w P v 。
所以无离散谱。
得证！习题5.4 试证明式()()()()⎰+-=1011d 2sin 2sin 4W f ft W f H Wt t h ππ。
证明：由于⎰∞∞-=df e f H t h ft j π211)()(，由欧拉公式可得⎰⎰⎰∞∞-∞∞-∞∞-+=+=fft f H ftdf f H fft ft f H t h d 2sin )(j 2cos )(d )2sin j 2)(cos ()(1111ππππ由于)(1f H 为实偶函数，因此上式第二项为0，且⎰∞∞-=f ft f H t h d )2cos()(2)(11π10100010010111000001001011+--+-++-+-+k a《通信原理》习题第五章令，'d d ,'f f W f f =+=，代入上式得⎰⎰⎰∞-∞-∞-+++=++=WWW fWt ft W f H f Wt ft W f H f t W f W f H t h d 2sin 2sin )(2d 2cos 2cos )(2'd ])'(2cos[)'(2)(1111πππππ由于)(1f H 单边为奇对称，故上式第一项为0，因此⎰⎰+=+=∞-WW fftt W f H W fftt W f H W t h 0111d 2sin )(2sin 4d 2sin )(2sin 2)(ππππ习题5.5 设一个二进制单极性基带信号序列中的“1”和“0”分别用脉冲)(t g [见图5-2的有无表示，并且它们出现的概率相等，码元持续时间等于T 。
通信原理习题(3-5章)
其特性如图4-2所示。
4－9 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密 度 Pn f 0.5 103 W Hz ，在该信道中传输抑 制载波的单边带（上边带）信号，并设调 制信号 m(t )的频带限制在5kHz,而载波是 100kHz，已调信号功率是10kW.若接收机 的输入信号在加至解调器之前，先经过一 (B=10kHz)理想带通滤波器滤波，试问： （1）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特 性 H ？ （2）解调器输入端的信噪功率比为多少？ （3）解调器输出端的信噪功率比为多少？
（3）由于单边带调制系统的调制制度增益 G 1，因此解调器输出端的信噪比
S0 Si 2000 N0 Ni
S 0 Si 1000 N 0 Ni
4－13 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱 密度Pn f 0.5 103 W Hz, 在该信道中传输振 幅调制信号，并设调制信号 m(t ) 的频带限 制于5kHz，载频是100kHz，边带功率为 10kW，载波功率为40kW。若接收机的输 入信号先经过一个合适的理想带通滤波器， 然后再加至包络检波器进行解调。试求： （1）解调器输入端的信噪功率比； （2）解调器输出端的信噪功率比； （3）制度增益G。
1 () 为常数， 2 () 为 的非线性函数，
所以信号经过信道（a）时无群迟延失真， 而经过信道（b）时会产生群迟延失真。
2 ()
3-10 设某随参信道的最大多径时延差等于 3ms , 为了避免发生选择性衰落，试估算在 该信道上传输的数字信号的码元脉冲宽度。
解：信道的相关带宽
解 理想低通滤波器的传递函数为
Ts ' H 0
Ts other
其对应的单位冲激响应
现代通信原理与技术课后答案完整版 张辉第五章
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+10-1+1000000000-10+1HDB3 码+10-1+1000+V –B00 –V0+10-15-7解 PST码为 -++0+--+0-+0-++-双相码为01 0110 01 10 10 01 01 01 10 10 01 01 01 10 105-8解原信息代码为 1010000100001100001015-9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 H 1 ( f )h1 (t )1(1)W1 gSa2(1)Wt112H 2 ( f )h2(t )(1)W1gSa2(1)W1t2h(t )h1 (t )h2 (t)所以冲激响应(1)2W1 gSa2(1)2(1)Wt`W1gSa2(1 )Wt`22（2）因为该系统克等小成理想低通特性H eq ( f )1,f W1 0,f W1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。
通信原理 第五章 课后答案【khdaw_lxywyl】
k 调信号的功率为 10kW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为 10kHz的
. 设残留边带信号为 sVSB (t) ，且 sVSB (t) SVSB () ，则 sVSB (t) SDSB ()H () 。由图 5-3 w 可得
a f 10.05kHz 时， H () 10.05 9.5 0.55 ；
课 后 答 案 网
f 10kHz 时， H () 0.5 ；
om （a）
相乘器
sin 1t
理想低通
相乘器
s1 (t )
(b)
c 解：上支路输入信号 m(t) 与 cos1t 相乘产生 DSB 信号（频谱的中心频率为1 ），经
课 后 答 案 网
. 过理想低通滤波器（截止频率1 ）后，产生下下边带信号输出：
w s 1
(t
)
1 2
m(t)
cos 1t
（2）接收机的输出信号功率；
wn
（3）若叠加于 DSB 信号的白噪声具有双边功率谱密度为 0 ，射解调器的输出
2
端接有截止频率为 fm 的理想低通滤波器，那么，输出信噪功率比为多少？
xt－6
解：
（1）设 DSB 信号 sm m(t) cosct 。接收机的输入信号功率为
Si
1 2
m2 (t)
1 2
m(t) cos c
t
1 2
m (t ) sin ct
1 2
cos(8000 t)
1 2
cos(6000 t )
k 上边带
下边带
SSSB(ω) 下边带
上边带
.-7 –6
通信原理第五章习题及其答案
第五章〔正弦载波数字调制系统〕习题及其答案【题5－1】设发送数字信息为，试分别画出 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。
【答案5－1】2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形如下列图所示。
【题5－2】确定某2ASK 系统的码元传输速率为103Band ，所用的载波信号为()6cos 410A π⨯。
1〕设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK 信号波形示意图； 2〕求2ASK 信号的带宽。
【答案5－2】1〕由题中的确定条件可知310B R Baud =因此一个码元周期为3110s B T s R -==载波频率为664102102s f Hz ππ⨯==⨯载波周期为61102T s -=⨯所以一个码元周期内有2000个载波周期。
如下列图所示我们画出2ASK 信号的波形图，为简便，我们用两个载波周期代替2000个载波周期。
2〕依据2ASK 的频谱特点，可知其带宽为 222000B B R Hz T ===【题5－3】设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 或 2000 HZ 。
1〕假设发送数字信息为011010，试画出相应的ZFSK 信号波形；2〕摸索讨这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调？3〕假设发送数字信息是等可能的，试画出它的功率谱密度草图。
【答案5－3】1〕由题意可画出ZFSK 信号波形如下列图所示。
2〕由于ZFSK 信号载波频差较小，频谱有较大重叠，接受非相干解调时上下两个支路有较大串扰，使解调性能降低。
由于两个载频人与人构成正交信号，接受相干解调可减小相互串扰，所以应接受相干解调。
3〕该2FSK 信号功率谱密度草图如下列图所示。
【题5－4】假设在某2DPSK 系统中，载波频率为 2400 Hz ，码元速率为 1200 Band ，确定相对码序列为11000101ll 。
1〕试画出2DPSK 信号波形〔注：相对偏移ϕ∆，可自行假设〕；2〕假设接受差分相干解调法接收该信号时，试画出解调系统的各点波形；3〕假设发送信息符号0和1的概率分别为0.6和0.4，试求2DPSK 信号的功率谱密度。
《通信原理》课后习题答案及每章总结(樊昌信,国防工业出版社,第五版)第五章
《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 +=()[]sm s s s s T f G f G P P mf f mf G P mf PG f 1)()()1()()(1)(221221--+-⋅-+=∑∞-∞=δ ()sm s s s T f G P P mf fmf G P f1)()1(4)()(12222-+-⋅-=∑∞-∞=δ s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1)()1(4)()()12(2222-+-⋅-=∑∞-∞=δ∴⎰∞∞-=ωωπd P S s )(21df T f G P P mf f mf G P f s m s s s ⎰∑∞∞-∞-∞=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-⋅-=1)()1(4)()()12(2222δ df T f G P P df mf f mf G P f s m s s s ⎰⎰∑∞∞-∞∞-∞-∞=-+-⋅-=1)()1(4)()()12(2222δtt(a) (b) 图P5-2df f G P P T df mf f mf G P f s s m s s⎰⎰∑∞∞-∞∞-∞-∞=-+--=2222)()1(41)()()12(δ (2) 若g(t)为图P5-2(a)，则g(t)经过傅立叶变化可得到它的频谱，即：)2()(ss T Sa T G ωω=将ω换为f 得： ffT f T f T T f T Sa T f G s s s ss s πππππsin sin )()(=== 判断频域中是否存在s T f 1=，就是将sT f 1=代入)(f G 中，得：0sin sin )(===ππππss T f f T f G说明sT f 1=时g(t)的功率为0，所以不存在该分量。
通信原理习题答案-CH5(清华大学出版社第2版—李晓峰)
第5章习题解答1. 已知某2ASK 系统的码元速率为1000波特，所用载波信号为()6cos 410A t π⨯。
（1） 假定比特序列为{0110010}，试画出相应的2ASK 信号波形示意图； （2） 求2ASK 信号第一零点带宽。
解：由1000b sR R bps ==，6210c f Hz =⨯， 621020001000b c c b T f T R ⨯===（1）一个码元周期内有2000个正弦周期：111{}n a ()2ASK s t 0（2）022000b B R Hz ==2. 某2ASK 系统的速率为2b R =Mbps ，接收机输入信号的振幅40μV A =，AWGN 信道的单边功率谱密度为180510N -=⨯W/Hz ，试求传输信号的带宽与系统的接收误码率。
解：传输信号的带宽24T b B R MHz ==，平均码元能量：24bb A T E =。
()()22212010cos 21cos 4,0222b bT T bb c c b b b b A T A E A f t dt f t dt E E E E ππ==+==+=⎰⎰系统的接收误码率： （1）若是非相干解调，()2622618000401040444210510b b b E A T AN N R N --⨯====⨯⨯⨯⨯ 由非相干解调误码率公式，/4092211 1.03061022b E N e P ee ---≈==⨯ （2）若是相干解调：由相干解调误码率公式得，101.269810b P Q Q-===⨯3. 某2FSK 发送“1”码时，信号为()()111sin s t A t ωθ=+，0s t T ≤≤；发送“0”码时，信号为()()000sin s t A t ωθ=+，0s t T ≤≤。
式中1θ及0θ为均匀分布随机变量，0128s ωωπ==，“1”与“0”码等概率出现。
（1） 画出包络检波形式的接收机框图； （2） 设码元序列为11010，画出接收机中的主要波形（不考虑噪声）；（3） 若接收机输入高斯噪声功率谱密度为02N （W/Hz ），试给出系统的误码率公式。
北邮通信原理习题答案第五章 数字信号的基带传输
fTb 4 Pu f sin 2 2 1 1 而 u t 是速率为 2Ts Tb 的双极性 RZ 码，所以
2
Pu f
2 A2Tb 1 fT G f sinc2 b Tb 4 2
故
fT fTb Ps f A2Tb sinc2 b sin 2 2 2
100101010101010101101010010110010101011001 (2)波形如下：
(3)AMI 码和 HDB3 码可以看成是一种双极性的 RZ 信号，经过全波 整流后成为单极性 RZ 信号，它包含时钟的线谱分量，故此可直接提 取。提取时钟的框图如下：
Macnshester 码经过全波整流后是直流，不能用上述办法。需要先微 分，使之成为一种双极性 RZ 信号，然后再用上述办法，不过注意这 里提出的二倍频时钟，故需要二分频。提取时钟的框图如下：
f
2
f
2k 1 Tb
于是 s t 的功率谱密度为：
Ps f Tb 1 T 1 sinc2 f b f 2 16 4 2 4
k
1
2k 1
2
2k 1 Tb
5. 错误！未定义书签。 假设信息比特 1、0 以独立等概方式出现， 求数字分相码的功率谱密度。 解一：数字分相码可以表示成二进制 PAM 信号的形式
解三：假设二进制 0 映射为-1，1 映射为-1。记信息码序列为 an ，
an 1 ，编码结果为 bk ， bk 1 ， an 中的第 n 个 an 对应 bk 中的
通信原理答案第五章
第五章5-1 已知线性调制信号表示式如下：（1）ttcωcoscosΩ，（2）tc5.01(+。
式中，Ω=6cω。
试分别画出它们的波形图和频谱图。
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。
解：5-3已知调制信号m(t)=cos(2000πt)+ cos(4000πt)，载波为cos104πt，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表示式，并画出频谱图。
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f/kHz)解：设调幅波[()]cosAM cs m m t tω=+，其中()m m t，且()AM DSBs Sω⇔，根据残留边带滤波器在cω处的互补对称性，从()Hω的图中得知载频cf为10kHz，由此得到载波cos20000tπ。
因此设残留边带信号为()VSBs t，且()()VSB VSBs t Sω⇔，则()()()VSB DSBs t S Hωω⇔。
由图5-3可得10.05f kHz=±时，()10.059.50.55Hω=-=；10f kHz=±时，()0.5Hω=；9.95f kHz=±时，()9.959.50.45Hω=-=；7f kHz=±时，()0Hω=。
故5-5 某调制方框图如图P5-3（b）所示。
已知()m t的频谱如图P5-3（a）所示，载频12ωω，1Hωω>，且理想低通滤波器的截止频率为1ω，试求输出信号()s t，并说明()s t为何种已调信号。
解：上支路输入信号()m t 与1cos t ω相乘产生DSB 信号（频谱的中心频率为1ω），经过理想低通滤波器（截止频率1ω）后，产生下下边带信号输出：下支路输入信号()m t 与1sin t ω相乘产生DSB 信号（频谱的中心频率为1ω），经过理想低通滤波器（截止频率1ω）后，产生另一个下边带信号输出：1()s t 与2()s t 分别与2cos t ω和2sin t ω相乘，再相加后的输出信号11211211()[()cos ()sin ]cos [()sin ()cos ]sin 22s t m t t m t t t m t t m t t t ωωωωωω=++- 即：()s t 为载频为21ωω-的上边带信号。
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m(t)
m(t)
0 图 P4-1
t
0
SDSB(t)
t
0 t
从波形中可以看出，DSB 信号经过包络检波器后输出
SAM(t)
波形失真，不能恢复调制信
号；而 AM 信号经过包络检
0
波器后能正确恢复调制信号。
t
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4-3已知调制信号m(t)=cos(2000πt)+ cos(4000πt)，载 波为cos104πt，进行单边带调制，试确定该单边带信号 的表示式，并画出频谱图。
解： m (t) sin(2000t) sin(4000t) 则 sUSB (t) m(t) cosc t m (t) sin ct
cos(12000t) cos(14000t) sLSB (t) m(t) cosc t m (t) sin ct
cos(8000t) cos(6000t)
（1）该理想带通滤波器中心频率为多少？ （2） 解调器输入端的信噪功率比为多少？ （3） 解调器输出端的信噪功率比为多少？ （4）求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表 示出来。
解：（1）f0 fc 100kHz
（2） Ni
2
fc fH fc fH
Pn
(
f
)df
2
105k 0.5103 df
（1）解调器输入端的信噪功率比； （2）解调器输出端的信噪功率比； （3）调制度增益G。
解：（1）Si Sc ScSx 40 10 50(kW)
Ni 2BPn ( f ) 2 (2 5103 ) (0.510 3) 10W
Si 50kW 5000 Ni 10W
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_______ _______
通信原理(陈启兴版) 第5章作业和思考题参考答案
5-1 设二进制符号序列为1 0 0 1 0 0 1 ，试求矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性、双极性、单极性归零、双极性归零、二进制差分波形和四电平波形。
解 单极性、双极性、单极性归零、双极性归零、二进制差分、四电平波形分别如下图5-6(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示。
图5-6 波形图5-2 设二进制随机脉冲序列中的“0”和“1”分别由g (t )和-g (t )表示，它们的出现概率分别为2/5及3/5：(1) 求其功率谱密度；(2) 若g (t )为如图题5-2(a)所示波形，T s 为码元宽度，问该序列是否存在位定时分量f s = 1/T s ? (3) 若g (t )改为图题5-2(b)，重新回答题(1)和(2)所问。
图题5-2g (t )sst(a)g (t )sst(b)解 (1)随机二进制序列的功率谱密度212()(1)()()s S P f f P P G f G f =--+212[()(1)()]()S S S S m f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞+--∑由题意知g 1(t ) = - g 2(t ) = g (t )，因此双极性波形序列的功率谱密度为()2222()4(1)()12()()S S S S S P f f P P G f f P G mf f mf δ+∞-∞=-+--∑222241()()()2525S S S S f G f f G mf f mf δ+∞-∞=+-∑式中，G (f )⇔g (t )；等式右端第一项是连续谱成分，第二项是离散谱成分。
功率()SS P f df ∞-∞==⎰()22224(1)()12()()SS SSfP P G f df f P G mff mfdf δ∞∞∞-∞-∞-∞-+--∑⎰⎰222241(1)()()2525S S S f P P G f df f G mf ∞∞-∞-∞=-+∑⎰ (2)若基带脉冲波形g (t )为()1,20,ST t g t ⎧≤⎪=⎨⎪⎩其他则g (t )的傅里叶变换G (f )为()()S S G f T Sa T f π=因为sin ()()0s S S s SG f T Sa T f T πωπ===所以由题（1）的结果可知，该二进制序列不存在离散分量1/s s f T =。
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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 )相位不连续2FSK 信号的功率谱（单边谱）5-5 已知数字序列{a n }=1011010，分别以下列两种情况画出二相PSK 、DPSK 及相对码{b n }的波形（假定起始参考码元为1）：（1）码元速率为1200B ，载波频率为1200Hz ； （2）码元速率为1200B ，载波频率为1800Hz 。
5-6 在相对移相键控中，假设传输的相对码序列为{b n }=01111001000110101011，且规定相对码的第一位为0，试求出下列两种情况下的原数字信号序列{a n }：（1）规定遇到数字信号1时，相对码保持前一码元信号电平不变，否则改变前一码元信号电平； （2）规定遇到数字信号0时，相对码保持前一码元信号电平不变，否则改变前一码元信号电平。
5-7 设发送的二进制信息为110100111，采用2PSK 方式传送。
已知码元传输速率为2400B ，载波频率为4800Hz ：（1）试构成一种2PSK 信号调制器原理框图，并画出2PSK 信号的时间波形； （2）若采用相干方式进行解调，试画出接收端框图，并画出各点波形；（3）若发送0和1的概率相等，试画出2PSK 信号频谱结构图，并计算其带宽。
5-8 设发送的二进制绝对码序列为{a n }=1010110110，采用2DPSK 信号方式传输。
已知码元传输速率为1200B ，载波频率为1800HZ ：（1）试构成一种2DPSK 信号调制器原理框图，并画出2DPSK 信号的时间波形；（2）若采用相干解调加码反变换器方式进行解调，试画出接收端框图，并画出各点波形。
解：（1）2DPSK 信号调制器原理框图如下：时间波形略（2）采用相干解调加码反变换器方式进行解调，接收端框图如下图，各点波形略e 2DPSK (t )~φ 移相载波s 0π 码变换 开关5-9 某2ASK系统传送等概率的二进制数字信号序列。
已知码元宽度Ts=0.5μs，接收端解调器输入信号的振幅a=40μV，信道加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0=6⨯10-18W/Hz，试求：（1）非相干解调时，系统的误码率；（2）相干解调时，系统的误码率。
5-10 某系统采用2ASK方式传送信号。
已知相干解调接收机输入端发0和发1的平均信噪功率比为9dB，试求相干接收时的系统误码率。
欲保持相同的误码率，包络检波接收机输入端发0和发1的平均信噪比应为多大？5-11 已知某2FSK系统的码元传输速率为300B，且规定f1=980Hz代表数字信息“1”，f2=2180Hz代表数字信息“0”。
信道有效带宽为3000Hz，信道输出端的信噪比为6dB。
试求：（1）2FSK信号带宽；（2）相干解调时系统的误码率；（3）非相干解调时的误码率，并与（2）的结果比较。
5-12 在二进制相位调制系统中，已知解调器输入信噪比r=10dB。
试分别求出相干解调2PSK、相干解调加码反变换2DPSK和差分相干解调2DPSK系统的误码率。
解：已知解调器输入信噪比r=10dB，即10lg r=10dB，所以可得r=10（1）相干解调2PSK误码率为：12eP erfc=，在大信噪比条件下，上式近似为106410reP---===⨯（2）相干解调加码反变换2DPSK误码率为：'2(1)e e eP P P=-，其中eP为相干解调2PSK误码率。
由于1eP，所以上式近似为6'2810e eP P-≈=⨯（3）差分相干解调2DPSK系统的误码率为：105112.271022reP e e---===⨯5-13 已知发送载波幅度A=10V，在4kHz带宽的电话信道中分别利用2ASK、2FSK及2PSK系统进行传输，信道衰减为1dB/km，n0=10-8W/Hz，若采用相干解调，试求解以下问题：（1）误码率都保持在10-5时，各种传输方式分别传送多少公里？（2）若2ASK所用载波幅度A ASK=20V，并分别是2FSK的1.4倍和2PSK的2倍，重做（1）。
解：（1）2ASK系统：接收机噪声功率为8502104000410ASKN n B W W--=⨯=⨯=⨯，误码率都保持在10-5时，即相干解调512)102eP erfc-==，查表求得r=36.13，信号功率为：5536.13410144.510S W W--=⨯⨯=⨯，信号幅度为：25.3810a V-===⨯，由10V衰减到5.38×10-2V，衰减的分贝（dB）数为[20lg（10/（5.38×10-2））]dB =45.4dB，故2ASK本地载波信号传输距离为45.4km 。
2FSK 系统：接收机上、下支路带通滤波器的带宽为2kHz 。
接收机噪声功率为850102000210N n B W W --=⨯=⨯=⨯带通，误码率都保持在10-5时，即相干解调51102e P erfc -==，查表求得r =18.07，信号功率为：5518.0721036.1410S W W --=⨯⨯=⨯，信号幅度为：22.6910a V -===⨯，由10V 衰减到2.69×10-2V ，衰减的分贝（dB ）数为[20lg （10/（2.69×10-2））] dB =51.4dB ，故2FSK 信号传输距离为51.4km 。
2PSK 系统：接收机噪声功率为85021********PSK N n B W W --=⨯=⨯=⨯，误码率都保持在10-5时，即相干解调51102e P erfc -==，查表求得r =9，信号功率为：559.03541036.1410S W W --=⨯⨯=⨯，可见2PSK 信号传输距离与2FSK 的相同，为51.4km 。
（2）略5-14 设发送数字信号序列为{a n }=0101100011010，试按图5.5.3-2（b ）、（e ）所示的相位配置矢量图，分别画出相应的4PSK 和4DPSK 信号的所有可能波形。
5-15 基带数字信号s (t )如题5-15图所示，已知载波频率为码元速率的2倍。
（1）试画出MASK 的时域波形；（2）若以s(t )作为调制信号进行DSB 模拟调幅，试画出已调波时域波形。
与（1）的结果比较有何不同？5-16 设待发送的数字信号序列为1001110，已知码元速率为400B ，载频为300Hz ，试画出MSK 信号的相位路径θk (t )图和波形图。
实践项目1. 请用FPGA 实现4PSK 调制解调系统。
2. 请用MATLAB 画出相干解调的2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 的P e -r 曲线，以及非相干解调的2ASK 、2FSK 、差分相干解调的2DPSK 的P e -r 曲线。
并对这些曲线作一比较。
-A /3-A os (t )题5-15图。