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
通信原理习题解答
《通信原理》习题【习题1-1】 某数字通信系统用正弦载波的四个相位0、2π、π、23π来传输信息，这四个相位是互相独立的。
(1) 每秒钟内0、2π、π、23π出现的次数分别为500、125、125、250，求此通信系统的码速率和信息速率；(2) 每秒钟内这四个相位出现的次数都为250，求此通信系统的码速率和信息速率。
解： (1) 每秒钟传输1000个相位，即每秒钟传输1000个符号，故R B =1000 Baud每个符号出现的概率分别为P(0)=21,P ⎪⎭⎫ ⎝⎛2π=81,P(π)=81,P ⎪⎭⎫ ⎝⎛23π=41，每个符号所含的平均信息量为H (X )=(21×1+82×3+41×2)bit/符号=143bit/符号 信息速率R b =(1000×143)bit/s=1750 bit/s(2) 每秒钟传输的相位数仍为1000，故 R B =1000 Baud此时四个符号出现的概率相等，故H (X )=2 bit/符号R b =(1000×2)bit/s=2000 bit/s【习题1-2】已知等概独立的二进制数字信号的信息速率为2400 bit/s 。
(1) 求此信号的码速率和码元宽度；(2) 将此信号变为四进制信号，求此四进制信号的码速率、码元宽度和信息速率。
解：(1)R B =R b /log 2M =(2400/log 22)Baud=2400 BaudT =B R 1=24001 s=0.42 ms (2)R B =(2400/log 24)Baud=1200 BaudT=B R 1=12001 s=0.83 ms R b =2400 b/s【习题1-3】设一信息源的输出由128个不同符号组成。
其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现概率为1/224。
信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。
试计算该信息源的平均信息速率。
《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)第一章
《通信原理》习题参考答案第一章1-1. 设英文字母E 出现的概率为0.105，x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解： )(25.3105.01)(log 2bit E I ==)(97.8002.01)(log 2bit X I == 题解：这里用的是信息量的定义公式)(1log x P I a =注：1、a 的取值：a ＝2时，信息量的单位为bita ＝e 时，信息量的单位为nita ＝10时，信息量的单位为哈特莱2、在一般的情况下，信息量都用bit 为单位，所以a ＝21-2. 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：方法一：直接代入信源熵公式：)()()()()(E H D H C H B H A H H ++++=516165316163881881441log log log log log 22222++++=524.0453.083835.0++++= 符号）/(227.2bit =方法二：先求总的信息量I)()()()()(E I D I C I B I A I I ++++= 516316884log log log log log 22222++++= 678.1415.2332++++= )(093.12bit =所以平均信息量为：I/5＝12.093/5＝2.419 bit/符号题解：1、方法一中直接采用信源熵的形式求出，这种方法属于数理统计的方法求得平均值，得出结果的精度比较高，建议采用这种方法去计算2、方法二种采用先求总的信息量，在取平均值的方法求得，属于算术平均法求平均值，得出结果比较粗糙，精度不高，所以尽量不采取这种方法计算注：做题时请注意区分平均信息量和信息量的单位：平均信息量单位是bit/符号，表示平均每个符号所含的信息量，而信息量的单位是bit ，表示整个信息所含的信息量。
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910W ，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ST，解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K=S T /Si=100(dB).（1）DSB/SC 的制度增益G=2，解调器输入信噪比相干解调时：Ni=4No因此，解调器输入端的信号功率：发射机输出功率：（2）SSB/SC 制度增益G=1，则解调器输入端的信号功率发射机输出功率：6-1设二进制符号序列为 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码波形、双极性码波形、单极性归零码波形、双极性归零码波形、二进制差分码波形及八电平码波形。
解：各波形如下图所示：单极性波形 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0+E双极性波形 +E -E单极性归零波形 +E0 双极性归零波形 +E0 -E二进制差分波形 +E0 +3E +E-E-3E 四电平波形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：+1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1 +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1AMI 码1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 HDB 3码+1 0 -1信息码 +1 0 -16-11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(ω)，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(ω)是否满足消除抽样点上码间干扰的条件？-π/T s0 1H (ω)π/T s-3π/T s0 1H (ω)3π/T sωω(a )(b ) -4π/T s 0 1H (ω)4π/T sω(c )-2π/T s 0 1H (ω) 2π/T sω(d )解：无码间干扰的条件是：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∑ssi s s eq T T T T i H H πωπωπωω02)((a )⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=≤=ssT BT H πωππωω021)(则sT B 21=，无码间干扰传输的最大传码率为：ss B T T B R 212max<==故该H (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。
通信原理习题答案-完整可编辑版
RB 500 Baud Rb 800 bit/s Imax 2.88 10 6 bit
第三章 随机过程
学习要求：
随机过程的基本概念及其数字特征； 平稳随机过程的定义、各态历经性； 平稳随机过程的自相关函数的性质以及和功率谱密度之间的关系； 高斯随机过程的定义和性质、一维分布特性； 平稳随机过程通过线性系统时输出与输入的关系； 窄带随机过程的数学表达式，其包络、相位、同相分量、正交分量的统计特性； 正弦波加窄带高斯随机过程的统计特性； 白噪声的定义及其功率谱和自相关函
mt
H
相乘器 cos 1t 相乘器
sin 1t
理想 低通
理想 低通
s1t
相乘器
cos 2t
st 相加器
s2 t 相乘器
（b）
sin 2t
理想低通滤波器的截止频率为 1，试求输出信号 s t 号。
，并说明 s t
1
1
st
mt
cos
2 1t
m tˆ
sin
2
2
为何种已调信
2 1t
st
为载频为
2 1 的上边带信号
对于图中所示的数字基带信号波形给出以下两种码型对应的信息序列a双极性归零码传号取1空号取1mfgftb波特的速率进行数据传输试验证下图所示的各种a有码间串扰b有码间串扰c无码间串扰d有码间串扰5
第一章 绪论
学习要求：
常用通信术语； 模拟信号与数字信号的定义； 通信系统的组成、分类、和通信方式； 数字通信系统的优缺点； 离散消息的信息量、平均信息量（信源熵）的计算； 衡量模拟通信系统和数字通信系统的性能指标； 传码率、传信率、频带利用率、平均传信率和最大传信率的计算及其关系；
通过该信道后输出信号的时域表示式，并讨
通信原理教程课后练习题含答案
通信原理教程课后练习题含答案第一部分：选项题（单选题）1.在通信系统中，为什么需要抗噪性能？A. 防止信号失真B. 提高当前信号的频率C. 压缩信道的频带宽度D. 抵抗信号的干扰和噪声答案：D解析：在通信系统中，我们需要考虑信号的传输过程，不仅需要传送正确的信息，还需要保证传送过程中的信号质量，抗噪性能就是指在传送过程中，系统能够抵御外部干扰和噪声等不利因素对信号的影响。
2.以下哪个是数字信号的优点？A. 抗噪性强B. 信号质量稳定C. 低成本D. 传输距离远答案：A解析：数字信号可以被编码和解码，可以进行纠错和压缩，通过数字信号处理技术可以消除大部分噪音和失真，因此数字信号的抗噪性能相比于模拟信号更加优异。
3.以下哪些是同步通讯的技术？A. 分组交换B. 时隙复用C. 频分复用D. 波分复用答案：B解析：同步通讯是指，在通信系统中，发送方与接收方在时间上保持同步。
其中时隙复用技术就是同步通讯的一种方法，该方法把时间分为若干个时隙，发送方和接收方在同样的时隙内进行传输和接收数据。
第二部分：填空题（构造题）1.在FSK调制中，当载波波形为正弦波时，可得到_____频带宽度，但是两种不同的调制信号之间在频谱上无法有效分离。
答案：相同解析：FSK调制中，载波的频率被两个离散的数字调制信号所取代，当载波波形为正弦波时，可得到相同频带宽度，但是两种不同的调制信号之间在频谱上无法有效分离。
2.在AM调制中，存在一个_____问题导致了它的不稳定性，这个问题通过使用_____调制技术得到了解决。
答案：抑制振荡；DSB-SC解析：AM调制中存在一个抑制振荡的问题，它导致了AM信号的不稳定性和失真，为了解决这个问题，可以使用DSB-SC调制技术，该技术在调制信号之前，在载波上进行一定程度的频偏，可以有效的避免抑制振荡。
第三部分：应用题（综合题）1.一个数据通道的带宽是100KHz，数据率是10Mbps。
为了能够满足该数据通道的传输要求，需要采用什么调制方式？答案：QAM解析：QAM调制是一种有限带宽调制，它将数据信号分为I和Q两路，通过I 路和Q路的幅度和相位来调制载波信号，因此它可以实现更高的数据速率和更小的频带占用率。
通信原理作业详解(1-7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1.6 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：错误!未找到引用源。
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 错误!未找到引用源。
63849 kmD ===m 习题2.3 设有一信号可表示为：4exp() ,t 0(){0, t<0t X t -≥=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：(1)004()()441j t t j t j tX x t e dt e e dt edt j ωωωωω+∞-+∞--+∞-+-∞====+⎰⎰⎰ 则能量谱密度 G(f)=错误!未找到引用源。
(完整版)通信原理课后答案1
习题解答（一）1-4 一个由字母A ，B ，C ，D 组成的字。
对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A ，01代替B ，10代替C ，11代替D ，每个脉冲宽度为5ms 。
（1）不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率；（2）若每个字母出现的可能性分别为P A =1/5，P B =1/4，P C =1/4，P D =3/10试计算传输的平均信息速率。
)/(5.1981010985.1)/(985.1103log 10341log 4141log 4151log 51)]()[log ()(2)/(20010102/10/52)/(24log log )(1log )1(32222123222s bit t I R bit x P x P x H s bit t I R ms ms t bit M x P I b ni i i b =⨯≈∆=≈----=-==⨯=∆==⨯=∆====-=-∑则：符号）（则：符号）（符号）（间为：传输每个符号占用的时符号解：1-5 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用持续3单位的电流脉冲表示，点用持续1单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的1/3：（1）计算点和划的信息量；（2）计算点和划的平均信息量。
符号））（故。
划出现的概率为，，所以点出现的概率为出现概率的因为划出现的概率是点解：/(81.0241415.0432)(241log log )(415.043log log 4/14/33/1)1(22112222212121bit I P I P H bit P I bit P I P P =⨯+⨯=+==-=-=≈-=-===1-6设一信息源的输出由128个不同的字符组成。
其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现的概率为1/224。
信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。
试计算该信息源的平均信息速率。
1-9 如果二进制独立等概信号，码元宽度为0.5ms ，求R B 和R b ；有四进制信号，码元宽度为0.5ms ，求传码率R B和独立等概时的传信率R b 。
《通信原理》习题参考答案解析
∴
(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：
将ω换为f得：
判断频域中是否存在 ，就是将 代入 中，得：
说明 时g(t)的功率为0，所以不存在该分量。
(3)若g(t)为图P5-2(b)，它的频谱为：
对图(d)有：
在虚线范围内叠加不为常数，所以存在码间干扰。
5-13.为了传送码元速率RB=103(B)的数字基带信号，试问系统采用图P5-9中所画的哪一种传输特性较好？并简要说明其理由。
解：分析各个传输特性有无码间干扰，由于码元传输速率为RB=103，即频谱的周期为： ，
对于图(a)有：
在〔-103π,103π〕区间内叠加为常数Байду номын сангаас，所以不存在码间干扰；
将ω换为f得：
将 代入 中，得：
说明 时g(t)的功率为 ，所以存在该分量。
5-8.已知信息代码为1010000011000011,试确定相应的AMI码及HDB3码，分别画出它们的波形图。
解：波形土如下：
信息码：
AMI码：
HDB3码：
(0码参考)
5-11.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(ω)，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(ω)满足消除抽样点上码间干扰的条件否？
解：当码元速率为2/Ts时，它的频谱周期为： ，即在频谱上将H(ω)左右平移一个 ，若在 和 范围内为常数，则无码间干扰，否则就存在码间干扰，现分别对上图进行分析：
对图(a)有：
在虚线范围内叠加不为常数，所以存在码间干扰；
对图(b)有：
《通信原理》习题参考答案解析
《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 )(21tt(a) (b)图P5-2df T f G P P mf f mf G P f s m s s s ⎰∑∞∞-∞-∞=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-⋅-=1)()1(4)()()12(2222δdf T f G P P df mf f mf G P f s m s s s ⎰⎰∑∞∞-∞∞-∞-∞=-+-⋅-=1)()1(4)()()12(2222δdf 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。
通信原理实验一思考题答案
通信原理实验指导书思考题答案1、实验一: 信号源实验位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用？答：位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题, 在整个通信系统中, 发送端按照确定的时间顺序, 逐个传输数码脉冲序列中的每个码元, 在接收端必须有准确的抽样判决时刻（位同步信号）才能正确判决所发送的码元。
位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻, 即把每个码元加以区分, 使接收端得到一连串的码元序列, 这一连串的码元序列代表一定的信息。
通常由若干个码元代表一个字母（符号、数字）, 而由若干个字母组成一个字, 若干个字组成一个句。
帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。
尤其在时分多路传输系统中, 信号是以帧的方式传送的。
克服距离上的障碍, 迅速而准确地传递信息, 是通信的任务, 因此, 位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。
自行计算其它波形的数据, 利用U006和U005剩下的资源扩展其它波形。
答: 在实验前, 我们已经将四种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并存放在固定的地址中。
当单片机U006（89C51）检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后, 一方面通过预置分频器调整U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类, 通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间, 输出相应的数字信号。
该数字信号经过D/A转换器U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需模拟信号。
自行扩展其它波形时要求非常熟悉信号源模块的硬件电路, 最好先用万用表描出整个硬件电路。
此题建议让学生提供设计思路, 在设计不成熟的情况很容易破坏信号源。
提示如下: 工作流程同已有的信号源, 波形的数据产生举例如下:a=sin(2.0*PI*(float)i/360.0)+1.0;/产生360个正弦波点, 表示一个周期波形数据/k=(unsigned char)(a/2.0*255.0);/数字化所有点以便存储/将自己产生的360个点追加到数据存储器U005（2864）并存放在后续的固定的地址中, 根据单片机U006（89C51）编程选中对应U005的地址, 循环周期显示输出即为我们所设计的波形。
通信原理习题参考答案
《通信原理》习题参考答案第三章3-2.设随机过程ξ(t)可表示成ξ(t)＝2cos(2πt+θ)式中θ是一个离散随机变量，且P(θ=0)=1/2、P(θ=π/2)=1/2，试求E[ξ(1)]及Rξ(0,1)。
解：求E[ξ(1)]就是计算t=1时ξ(1)的平均值：∵ξ(0)＝2cos(0+θ)＝2cosθξ(1)＝2cos(2π+θ)＝2cosθ∴ E[ξ(1)]＝P(θ=0)×2cos0＋P(θ=π/2)×2cos(π/2)＝(1/2)×2＋0＝1Rξ(0,1)＝E[ξ(0)ξ(1)]＝E[2cosθ×2cosθ]＝E[4cos2θ]＝P(θ=0)×4cos20＋P(θ=π/2)×4cos2(π/2)＝(1/2)×4＝2题解：从题目可知，θ是一个离散的随机变量，因此采用数理统计的方法求出ξ(t)在不同时刻上的均值和相关函数就显得比较容易。
3-3. 设Z(t)＝X 1cos ω0t －X 2sin ω0t 是一个随机过程，若X 1和X 2是彼此独立且具有均值为0，方差为σ2的正态随机变量，试求 (1) E[Z(t)]、E[Z 2(t)](2) Z(t)的一维分布密度函数f(z); (3) B(t 1,t 2)与R(t 1,t 2)。
解：(1)∵ E[X 1]＝E[X 2]＝0，且X 1和X 2彼此独立∴ E[Z(t)]＝E[X 1cos ω0t －X 2sin ω0t] ＝E[X 1cos ω0t]－E[X 2sin ω0t] ＝E[X 1]×cos ω0t －E[X 2]×sin ω0t ＝0E[Z 2(t)]＝E[(X 1cos ω0t －X 2sin ω0t)2]＝E[X 12cos 2ω0t －2 X 1 X 2 cos ω0t sin ω0t ＋X 22sin 2ω0t]＝E[X 12cos 2ω0t]－E[2 X 1 X 2 cos ω0t sin ω0t]＋E[X 22sin 2ω0t] ＝cos 2ω0t E[X 12]－2 cos ω0t sin ω0tE[X 1]E[X 2]＋sin 2ω0t E[X 22]＝cos 2ω0t E[X 12] ＋sin 2ω0t E[X 22]又∵ E[X 12]＝D[X 1]＋E 2 [X 1]＝D[X 1]＝σ2E[X 22]＝D[X 2]＋E 2 [X 2]＝D[X 2]＝σ2∴ E[Z 2(t)]＝σ2 cos 2ω0t ＋σ2 sin 2ω0t ＝σ2 (cos 2ω0t ＋sin 2ω0t) ＝σ2 (2)由于Z(t)＝X 1cos ω0t －X 2sin ω0t 是由两个正态随机变量X 1和X 2叠加而成，因此它仍然服从正态分布，即它的]2exp[21)(22)(σσπa x Z f --=其中： E[Z(t)]＝0D[Z(t)]＝E[Z 2(t)]－E 2 [Z(t)]＝E[Z 2(t)]＝σ2所以得一维分布密度函数f(Z)为：(3) B(t 1,t 2)＝R(t 1,t 2)－E [Z(t 1)] E [Z(t 2)] ＝R(t 1,t 2)＝E [Z(t 1) Z(t 2)]＝E [(X 1cos ω0t 1－X 2sin ω0t 1)( X 1cos ω0t 2－X 2sin ω0t 2)] ＝E [X 12cos ω0t 1 cos ω0t 2－X 1 X 2cos ω0t 1 sin ω0t 2 －X 1X 2sin ω0t 1cos ω0t 2＋X 22sin ω0t 1 sin ω0t 2]＝cos ω0t 1 cos ω0t 2E [X 12]－cos ω0t 1 sin ω0t 2 E [X 1 X 2] －sin ω0t 1cos ω0t 2 E [X 1 X 2]＋sin ω0t 1 sin ω0t 2 E [X 22] ＝cos ω0t 1 cos ω0t 2E [X 12] ＋sin ω0t 1 sin ω0t 2 E [X 22] ＝σ2 (cos ω0t 1 cos ω0t 2＋sin ω0t 1 sin ω0t 2) ＝σ2 cos ω0(t 1－t 2)＝σ2 cos ω0τ 其中τ＝∣t 1－t 2∣3-5. 若随机过程z(t)＝m(t)cos(ω0t ＋θ)，其中m(t)是宽平稳随机过程，且自相关函数R m (τ)为θ是服从均匀分布的随机变量，它与m(t)彼此统计独立。
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。
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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τ等于码元宽度Ts归零码特点：τ＜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 1 1AMI 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0.5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0.5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：τ = 0.5 T S 时单极性归零码的功率谱密度为：)mf f (|)mf (PG |f 2)f (|)o (PG |f |)f (G |)p 1(p f 2)f (P s1m 2s 2s 22s 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τ = 0.5 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 12/2sin f 21)2(sa f 21)f(G ππππ=⋅== )f f (p 2)f (P S 22S S -=∴δπ将HDB 3码整流得到的占空比为0.5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0.5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 11111，00000，10011010相对码 10101，00000，11101100或 01010，11111，000100112. 设相对码为全1、全0或1001 1010，求绝对码。
答：绝对码 11111，00000，10011010相对码 00000，00000，01010111或10000，10000，110101113. 设信息代码为1001 1010，载频分别为码元速率的1倍和1.5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=108HzΔV 2=8V ，则Δf P =18×4=72Hz3. 由公式116825o )(C R R K K d n +=ω及n C R 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 Ω，R 68 =5×103 Ω，C 11=2.2×10-6 F 。
（f n =ωn /2π应远小于码速率，ζ应大于0.5 )。
答：rad 111102.2)105102(5.6182634n =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=-πω Hz 6.172f n n ==πω 远小于码速率170.5（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：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1.5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f 2t 2t f 4c c ∆==∆∴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 f t mNTs c ∆==2η f NTs 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0.5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。