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1章绪论知识结构图
重点内容： 本章为通信学科的基础入门知识。虽然简单，但很重要。 1.名词术语：码元，码元宽度，传码率，传信率。误码率，频带利用率。信息量，平均信息量 注意：码元宽度用Ts表示。他只取决于信号的持续时间长度，而与数字信号的波形无关，因此有关系式RB=1/Ts。 2.基本性能度量指标： 有效性。模拟系统由信号占用带宽，数字系统有频带利用率。 可靠性。模拟系统为输出信噪比，数字系统为误码率 3.重点公式： 信息量计算公式，平均信息量计算，传信率与传码率的关系。
重要公式 信道容量：)/(1log 1log 022s b B n S B N S B C ??? ? ??+=??? ??+= 白噪声功率谱密度函数：)(2 )(0∞+<<-∞=ωωn P n 高斯噪声的概率密度函数：]2)(exp[21 )(2 2 σσ πa x x p --= 相关带宽：Bc=1/τm
重点公式 调制定理：m （t ）cos ωc t ←→1/2[M （ω-ωc ）+M （ω+ωc ）] 输出信噪比：功率解调器输出噪声的平均平均功率 解调器输出有用信号的=o o N S 输入信噪比： 功率 解调器输入噪声的平均平均功率解调器输入已调信号的=i i N S 调制制度增益：i i o o N S N S G //= 卡森公式，单音调频波调频指数的计算。 难点 在于系统性能分析，包括各种模拟调制系统的带宽、制度增益、抗噪性能分析，应掌握各类调制方式的计算公式。
重点内容： 1.本章要求掌握数字基带传输系统结构，数字基带信号及其频谱特性，包括数字基带信号的各种类型及它们的特点，基带传输常用的码型以及各种码型的特点，适用范围。 2.重点理解码间干扰的定义及无码间干扰的基带传输特性，学会判断所给的基带传输特性是否满足无码间干扰的要求； 3.了解部分相应系统是如何在某些抽样点有目的地引入码间干扰，从而能在高频带利用率与“尾巴”衰减小，收敛慢这对矛盾中取得平衡的。 4.掌握无码间干扰基带传输系统的抗噪声性能并熟悉其推导过程； 5.熟悉时域均衡的基本原理及简单应用。 重点公式 1.数字基带信号功率谱密度： [] ∑∞ -∞ =--++ --=m b b b b b x mf f mf G p mf pG f f G f G p p f P )()()1()()()()1()(2 212 21δω 2.奈奎斯特第一准则： 时域条件：?? ?≠==0 0)(1)(k k kT h b 或常数 频域条件：∑???? ?>≤=+ =i b b b b eq T T T T i H H /0 /)2()(πωπωπωω）常数（比如（B R 1/b T =）；W1=1/2T b 或 B ()(2R )0 b B eq i B T R H H i R ωπωωπωπ?≤?=+=?>??∑常数（比如）
第 章 àààààààààààààààààààààààààààààààààààààààààà 信道与噪声 大纲要求 信道的定义、分类和模型； 恒参信道的传输特性及其对信号传输的影响； 随参信道传输媒质的特点，多径传播对信号传输的影响；信道容量的概念，香农公式；信道加性噪声的统计特性。 内容提要 信道的定义和分类 信道是指以传输媒质为基础的信号通道K 有狭义信道和广义信道之称 狭义信道 狭义信道仅指传输媒质 分为有线信道和无线信道两类 有线信道包括明线 对称电缆 同轴电缆及光纤等 无线信道包括地波传播 短波电离层反射 超短波或微波视距中继 人造卫星中继 散射及移动无线电信道等 图 调制信道与编码信道 广义信道 广义信道除了包括传输媒质外K 还包括有关的转换装置K 如发送设备 接收设备 馈线与天线 调制器 解调器等 这种在狭义信道的基础上K 扩大范围的信道称为广义信道 它的引入为通信系统的一些基本问题的研究带来了方便 广义信道按照它包括的功能K 又可分为调制信道 编码信道等K 如图 所示 调制信道是为了方便研究调制与解调问题而定义的 这时我们所关心的是调制器输出
的信号形式 解调器输入端信号与噪声的最终特性 编码信道是为了便于研究数字通信系统中的编码与译码问题而定义的 其范围指图 中编码器输出端至解码器输入端的部分 需要指出K 如果研究的对象和关心的问题不同K 还可以定义其它形式的广义信道 无论何种广义信道K 传输媒质是其主要部分K 通信效果的好坏K 在很大程度上将依赖于传输媒质的特性 图 调制信道模型 信道的数学模型 建立信道模型的目的是为了描述实际物理信道的特性K 它有助于通信系统的分析和设计 调制信道模型 调制信道是为研究调制与解调问题而定义的 一种广义信道 根据调制信道的几点共性K 其模型一般可抽象为输出端叠加有噪声的二端口I 或多端口J 的线性时变网络K 如图 所示 其输入与输出关系如下M s I u J t p I u J o I u J g P t j I u J Q o I u J I J 式中K t j I u J 为输入的已调信号N t p I u J 为信道对输入信号的响应波形N o I u J 为加性噪声K o I u J 独立于t j I u J N g P Q 反映了信道的特性K 不同的物理信道具有不同的特性 一般情况下K g P t j I u J Q 可以表示为信道单位冲激响应d I u J 与输入信号的卷积K 即t p I u J d I u J H t j I u J I J 或 T p I J D I J T j I J I J 其中K D I J 表示信道传输特性 对于信号来说K D I J 可看成是乘性干扰 因此K 分析信道对信号的具体影响K 归结为了解d I u J I 或D I J J 与o I u J 的特性 根据信道传输特性D I J 不同的时变特性K 调制信道又可分为恒参信道和随参信道两大类 若D I J 基本不随时间变化K 即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢的K 这类信道称为恒定参量信道K 简称恒参信道 如架空明线 电缆 中长波地波传播 超短波及微波视距传播 卫星中继 光导纤维以及光波视距传播等都属于恒参信道 若D I J 随时间随机快变化K 这类信道称为随机参量信道K 简称随参信道 如短波电离层反射信道 各种散射信道 超短波移动通信信道等 常见的随参信道有陆地移动信道 短波电离层反射信道 超短波流星余迹散射信道 超短波及微波对流层散射信道 超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等信道 在常用物理信道中K D I J 的特性有以下三种典型形式M I J D I J 是常数K 或在信号频带范围之内是常数 这类信道模型如图 所示 该信道的输出为 s I u J t p I u J o I u J d t j I u J o I u J I J 式中K d 是信道衰减因子K 通常可取d N 由于加性噪声o I u J 通常是一种高斯噪声K 该信道模型通常称为加性高斯噪声信道 它在通信系统的分析和设计中是常用的K 也是最主要的信道模型
第一章 1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么？ 在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么？ 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。 1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点？ 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统； 优缺点： 1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5. 设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为 4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ。 1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么？ 数字通行系统的模型见图1-4 所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰
通信原理作业参考答案 第三章 模拟线性调制 证明只要适当选择题图中的放大器增益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 DSB ωcos )(4)(= 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+=-
第一章： 信息量、平均信息速率、码元速率、信息速率 第二章： 习题 设随机过程X (t )可以表示成： 式中，θ是一个离散随机变量，它具有如下概率分布：P (θ=0)=，P (θ=π/2)= 试求E [X (t )]和X R (0,1)。 解：E [X (t )]=P (θ=0)2cos(2)t π+P (θ= π/2)2cos(2)=cos(2)sin 22t t t π πππ+- 习题 设一个随机过程X (t )可以表示成： 判断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：为功率信号。 习题 试求X (t )=A cos t ω的自相关函数，并根据其自相关函数求出其功率。 解：R (t ，t+τ)=E [X (t )X (t+τ)] =[]cos *cos()E A t A t ωωτ+ 功率P =R(0)=22 A 习题 已知噪声()t n 的自相关函数()ττk -e 2k R n =，k 为常数。 (1)试求其功率谱密度函数()f P n 和功率P ；(2)画出()τn R 和()f P n 的曲线。 解：(1)222 ()()2(2)k j j n n k k P f R e d e e d k f τωτωττττπ-+∞ -+∞ --∞-∞===+?? (2)()n R τ和()f P n 的曲线如图2-2所示。 图2 0、双边功率谱密度为 02的高斯白噪声时，试求 (1) 输出噪声的自相关函数。(2)
解：(1)LC 低通滤波器的系统函数为 H(f)=222 122 1422j fC f LC j fL j fC ππππ=-+ 输出过程的功率谱密度为20021()()()21i n P P H LC ωωωω==- 对功率谱密度做傅立叶反变换，可得自相关函数为00()exp()4Cn C R L L ττ= - (2) 输出亦是高斯过程，因此 第三章： 习题 设一个载波的表达式为()5cos1000c t t π=，基带调制信号的表达式为：m(t)=1+cos200t π。试求出振幅调制时已调信号的频谱，并画出此频谱图。 解： ()()()()()t t t c t m t s ππ1000cos 5200cos 1+== 由傅里叶变换得 已调信号的频谱如图3-1所示。 习题 2 kHZ 解=5kHZ 已调信号带宽为 2()2(52)14 kHZ m B f f =?+=+= 习题设角度调制信号的表达式为63()10cos(2*1010cos 2*10)s t t t ππ=+。试求： （1）已调信号的最大频移；（2）已调信号的最大相移；（3）已调信号的带宽。 解：（1）该角波的瞬时角频率为 故最大频偏 200010*10 kHZ 2f ππ ?==
《现代通信原理与技术》是全国高职高专一体化教学通信专业通用教材。本书全面介绍了现代通信系统的基本原理、基本技能和基本分析方法。全书共七章，分别是：绪论、模拟调制系统、数字基带传输系统、数字信号的频带传输、模拟信号的数字传输、差错控制编码和同步系统。 本书是全国高职高专一体化教学通信专业通用教材。本书全面介绍了现代通信系统的基本原理、基本技能和基本分析方法。全书共七章，分别是：绪论、模拟调制系统、数字基带传输系统、数字信号的频带传输、模拟信号的数字传输、差错控制编码和同步系统。 作为高职高专通信专业的一门核心技术基础课程教材，在本书的编写中考虑了以下的原则与特点： 1．充分考虑了高职教育以应用能力培养为主线的特点，并考虑了高职学生的学习能力，内容上力求通俗易懂，以必需够用为度，并适当考虑学生的可持续发展的要求。 2．讲述简明透彻、概念清楚，重点突出。着重使学生掌握通信系统的基本概念、基本原理，大大缩减了不必要的数学推导和计算。 3．本着学用一体的思想，本书加强了针对性和实用性，尽可能的体现现代通信系统中的新知识、新技术和新方法，并在大部分章节配有相应的实训内容与要求，以强化学生的动手能力。 4．在教学内容和思考练习中，着重训练学生对基本概念的理解与掌握，系统的培养学生科学的思维方法和学习能力。 全书内容丰富，编排连贯，系统性强。先介绍基础知识，后介绍
系统知识，每章配有小结和富有针对性的思考题和习题，便于学生学习掌握。 本书既可作为高职高专层次的各类高校通信、电子、计算机应用等专业的教材，又可作为成人高等学校有关专业教学用书，还可以作为信息类专业工程技术人员的参考用书。 本书由济南铁道职业技术学院陈霞、山东省农业管理干部学院杨现德担任主编，曾庆磊、姜维正、秦爱民担任副主编，寇迎辉、张慧香、房曙光、崔雪彦参加了部分章节的编写。垒书由陈霞统稿并主审。 限于编者水平，书中难免有疏漏和不足，恳请读者批评指正。
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： 令 02 =-b aK ，则a b K /2 = 3.13 用ο 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 证明： )(]sin )([)(]cos )([)(21t h t t f t h t t f t S c c *+*=ωω 以t t C c d ωcos )(=相干解调，输出为 选择适当滤波器，滤掉上式中c ωω2±项，则 要无失真恢复基带信号，必须 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 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 DSB DSB i 6 36301012103210102)(---?=?????==
所以 DSB i i SSB i i N S N S ???? ??>???? ?? （2）dB N S N S DSB i i DSB 2.22200=???? ??=???? ?? 所以SSB DSB N S N S ???? ??=???? ??000 0 即在相同输入信号功率、0n 、相同调制信号带宽下SSB DSB N S N S ???? ??=???? ??000 0。 第四章 模拟角调制 4.8 已知受kHz 1正弦信号调制的角调制信号为 (1) 若为调频波，问m ω增加为5倍时的调频指数及带宽； (2) 若为调相波，问m ω减小为1/5时的调相指数及带宽； 解：(1)rad A K m m FM FM 25/==ωβ (2) rad A K PM m PM PM 25' ===ββ 4.12已知窄带调相信号为 若用相干载波)cos(θω+t c 相乘后再经过一个低通滤波器，问： (1) 能否实现正确解调？ (2) 最佳解调时θ应为何值？ 解： (1) ()()()t t t t t t t t t S t S m PM c m PM c c m PM c c p ωθβθθωωβθωθθωωβθθωθωcos sin 2 1 cos 21)]2sin(cos )2[cos(21]sin )2[sin(cos 21 ]cos )2[cos(21) cos()()(+++-+=-+-++=+?= 经低通滤波器后 能实现正确解调。 （2）2 π θ= 4.19 题图4.19表示一种频率解调器，输入调频波通过一个对载频c f 产生2/π相移的延时线。设调频波为 试分析该解调器工作原理（当调频指数1 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 通信原理作业答案 第1题 若对某一信号用DSB 进行传输，设加至接收机的调制信号()m t 之功率谱密度为 2()0m m m m m f n f f f P f f f ?≤? =??>? 试求： （1） 接收机的输入信号功率； （2） 接收机的输出信号功率； （3） 若叠加于DSB 信号的白噪声具有双边功率谱密度为 2 n ，设解调器的输出端接有截止频率为m f 的理想低通滤波器，那么，输出信噪功率比是多少？ 解： （1） 设DSB 已调信号()()cos DSB c s t m t t ω=，则接收机的输入信号功率为 22 2 22111()()cos ()(1cos 2)()()d 2222 m m i DSB c n f S s t m t t m t ct m t Pm f f ωω+∞ -∞===+===? （2） 相干解调，乘以同频同相的载波信号后，信号为 21 ()cos ()cos ()(1cos )2 DSB c c c s t t m t t m t t ωωω== + 经过低通滤波器后，输出为 1 ()()2 o s t m t = 输出功率为 211 ()428 m m o i n f S m t S === （3） 调制信号频谱在[,]m m f f -上有值，其他频率为零，已调信号在[,]c m c m f f f f ±-±+上有值，其他频率为零，所以解调器前端带通滤波器的通带为[,]c m c m f f f f ±-±+输入噪声功率为 02222 i m m n N f n f = = 经过低通滤波器后白噪声为窄代白噪声，可表示为 ()()sin ()cos s c c c n t n t t n t t ωω=+ 其中(),()s c N t N t 为独立同分布随机过程，均值为零，方差为σ。所以 4-1 解 AM 信号 ()[]t t A t s AM ππ4010cos 2000cos 2)(?+= DSB 信号 ()()() t t t t t s D S B ππππ444108.0cos 102.1cos 10cos 2000cos 2)(?+?=?= USB 信号 () t t s U S B π4102.1cos )(?= LSB 信号 () t t s L S B π4108.0cos )(?= 频谱图略 4-2 解 设载波 ， （1）DSB 信号的波形如题4-2图（b),通过包络后的输出波形为题4-2 图（c)。 （2）AM 信号 ，设 ，波形如题4-2图（d),通 过包络后的输出波形为题4-2图（e)。 讨论DSB 解调信号已严重失真，故对DSB 信号不能采用包络检波法；而AM 可采用此法恢复 。 题4-2图(b)、(c)、(d)和(e) 4-5 解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号 带宽，即kHz f B m 8422=?==，其中心频率为100kHz ，故有 为常数，其中其他， ，K kHz f kHz K H ???≤≤=010496)(ω。 （2）已知解调器的输入信号功率W mW S i 31022-?==，输入噪声功率为 )(1032101021082)(26633W f P B N n i ---?=?????=?= 故输入信噪比 5.62=i i N S （3）因为DSB 调制制度增益2=DSB G ，故解调器的输出信噪比 1252==i i o o N S N S （4）根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(1084 1 6W N N i o -?== 又因解调器中低通滤波器的截止频率为kHz f m 4=，故输出噪声的功率谱密度 kHz f Hz W f N f P m o N o 4)/(10110 81082)(33 6 ≤?=??==--， μ 或者，根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(2 1 )(t n t n c o =，其中)(t n c 是解调器输入端高斯窄带噪声的同相分量，其功率谱密度 kHz f Hz W f P f P n nc 4)/(104)(2)(3≤?==-， μ 因此输出噪声)(t n o 的功率谱密度kHz f Hz W f P f P nc no 4)/(101)(4 1 )(3≤?==-， μ 功率谱图略 4-6 解 方法如上题 （1）为常数，其中其他， ，K kHz f kHz K H ?? ?≤≤=010096)(ω （2） 125=i i N S （3）125=o o N S 4-7 解 练习题4-7图 接收机模型 现代通信原理_曹志刚_答案(很重要) 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 DSB ωcos )(4)(= 3.13 用ο90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 DSB DSB i 636301012103210102)(---?=?????== 第一章 绪论 1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5. 设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为 4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ。 1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4 所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保 现代通信原理课后习题答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 第二章 2.40 二进制对称信道中的误比特率P e为0.2，若输入信道的符号速率为2000符号/s，求该信道的信道容量。 解：2000×(1-0.2)=1600 (b/s) 2.41 已知某语音信道带宽为4kHz，若接收端的信噪比S/N =60dB，求信道容量。若要求该信道传输56000b/s的数据，则接收端的信噪比最小应为多少？ 解：dB=10 lgN 60 = 10 lg S/N →S/N = 106 C = wlog2 (1+S/N)=4×103log2(1+106) = 8 × 104 (bps) 5.6 × 104 = 4 × 103log2(1+S/N) log2(1+S/N) = 14 → 1+S/N = 214 →S/N = 214－1 2.42 若黑白电视机的每幅图像含有3×105个像素，每个像素都有16个等概率出现的亮度等级，如果信道的输出信噪比为S/N = 40dB、信道带宽为1.4MHz，则该信道每秒可传送多少幅图像？ 解：每幅图的信息量：3×105×log216 = 1.2×106（b） 40dB = 10log2 S/N →S/N = 104 C = wlog2（1 + S/N）= 1.4×106log2（1+104）≈1.862×107（bps） 1.862×107/1.2×106 = 15.5 (幅/s) 第三章 3.50 用10KHz的单频正弦信号对1MHz的载波进行调制，峰值频偏为2KHz。试求： （1）该调频信号的带宽。 （2）若调制信号的幅度加倍，再求该调频信号的带宽。 解：（1）B FM = 2 × ( 2+10 ) = 24 ( KHz) （2）B FM = 2 ×（2 + 2×10）= 44 （KHz） 3.51 幅度1V的10MHz载波受到幅度1V、频率为100Hz的正弦信号调制，最大频偏为500Hz。问调制信号的幅度和频率各变为2V、1000Hz时，新调频信号的带宽为多少？ 解：B FM = 2 × (500+1000) = 3000 (Hz) 第四章 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⊕⊕= 《现代通信原理》课程要点 www.51niuniu.com 《现代通信原理》是一门重要的专业基础课，由于课程内容较多，加上课程学时大幅度的缩减，为更好地让同学们掌握相关知识特此列出该课程的要点提纲，供同学们学习使用。（注意：该要点提纲不是全部课程内容） 一、课程中的基础概念（要求掌握该概念下的定义、框图和相关术语） 1.通信系统概述部分 1)点对点通信系统模型；模拟通信和数字通信系统的系统模型 2)主要的载波调制方式（AM、FM、PM、ASK、PSK、FSK等） 3)主要的脉冲调制方式（PAM、DM、DPCM等） 4)通信方式（单工、双工、半双工；串序、并序传输） 5)熵及最大信息量的概念； 6)比特率和波特率的概念和区别；误码率和误信率的定义。 2.随机过程分析部分 1)平稳随机过程的概念及自相关函数的特性 2)高斯白噪声的概念和特点； 3)窄带高斯随机过程的概念和时域表达式； 3.信道部分 1)电磁波的传播方式； 2)恒参信道的概念、特性、分类； 3)随参信道的概念、分类；多径传播和衰落特性； 4)调制信道的概念、分类及干扰的类型； 5)信道中噪声的主要类型。 4.模拟调制部分 1)幅度调制（线性调制）的主要种类、表达式、系统结构及各部件的主要功能； 2)非线性调制的主要种类 3)DSB、SSB、FM的调制制度增益 4)解调系统门限效应的概念 5.数字基带部分 1)数字基带传输的概念和系统结构； 2)数字基带信号的类型； 3)传输码的概念和编码规则； 4)码间串扰的概念；消除码间串扰的条件及其理解； 6.数字调制部分 1)二进制数字调制的主要种类、二元数字调制器框图、接收机（相干、非相干解调）框图及各 点波形的表述；功率谱密度草图。 2)多进制数字调制的概念 7.模拟信号的数字传输部分www.52niuniu.com 1)低通、带通抽样定理的概念；脉冲模拟调制的主要类型。 2)量化的概念和分类； 现代通信原理-曹志刚-答案(很重要) 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 2=-b aK ，则a b K /2 = t t bAf t S c DSB 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)(1 t f 和) (2 t 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)(1 t f 。 对于) (2 t f ，使用t t C c d ωsin )(=相干解调，可以无失真地 恢复) (2 t 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，接收现代通信原理与技术答案1-8章
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