通信原理(陈启兴版)第4章课后习题答案
第四章 模拟调制
4.1 学习指导 4.1.1 要点
模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。 1. 幅度调制
幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域的简单平移。由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。
如果调制信号m (t )的直流分量为0，则将其与一个直流量A 0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为
[]()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+
如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，则调幅信号的频谱为
[][]AM 0c c c c 1
()π()()()() (4 - 2)2
S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+
++- 调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。由波形可以看出，当满足条件
|m (t )| ≤ A 0 (4-3)
时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。否则，出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。 调幅信号的一个重要参数是调幅度m ，其定义为
[][][][]00max min
00max min
()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++
AM 信号带宽B AM 是基带信号最高频率分量f H 的两倍。
AM 信号可以采用相干解调方法实现解调。当调幅度不大于1时，也可以采用非相干解调方法，即包络检波，实现解调。
双边带信号的时域表达式为
()DSB c ()()cos (4 - 5)s t m t t ω=
其中，调制信号m (t )中没有直流分量。
如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，双边带信号的频谱为
[]DSB c c 1
()()() (4 - 6)2
S M M ωωωωω=
++-
与AM 信号相比，双边带信号中不含载波分量，全部功率都用于传输用用信号，调制效率达到100%。由于双边带信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，所以不能采用包络检波的方法来解调了，只能采用相干解调了。
双边带信号两个边带中的任意一个都包含了完整调制信号频谱M (ω)，因此仅传输其中一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种调制方式称为单边带调制(SSB)。
产生SSB 信号的方法有滤波法和相移法两种。滤波法就是用带通滤波器滤除不要的一个边带，而保留另一个边带。移相法是根据以下SSB 信号的时域表达式：
()()SSB c c 1
?()()cos ()sin (4 - 7)2
s t m t t m t t ωω=
????m
实现的，其中，?()m t 是m (t )的希尔伯特变换；“－”对应上边带信号；“+” 对应下边带信
号。
SSB 信号的解调也不能采用包络检波，因为它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以需要采用相干解调。
残留边带调制是介于SSB 与DSB 之间的一种折中方式，它既克服了DSB 信号占用频带宽的缺点，又降低了SSB 信号实现中的难度。在这种调制方式中，不像SSB 那样完全抑制DSB 信号的一个边带，而是逐渐切割，使其残留—小部分。
残留边带信号的频谱为
()()[]VSB DSB c c 1
()()()() (4 - 8)2
S S H M M H ωωωωωωωω==
++- 其中，H (f )是带通滤波器的传输函数。
残留边带滤波器的传输函数H (ω)在±ωc 处必须具有互补对称(奇对称)特性, 相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。
2. 频率调制
角度调制是频率调制和相位调制的总称。对于角度调制，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，故又称为非线性调制。与幅度调制相比，角度调制最突出的优势是具有较高的抗噪声性能。
对于频率调制，已调波的瞬时频率与调制信号成线性关系，即
c f ()() (4 - 9)f t f K m t =+
其中，f c 是载波信号的频率，K f 是调频灵敏度，单位是Hz/V ，一般大于零，m (t )是调制信号。这种线性关系与ω(t ) = ωc + K f m (t )是等价的，只是等式两边都是角频率而已，且K f 单位变为rad/(s.V)。
相对于载频，FM 信号瞬时频率的偏移量最大值被称为最大频偏Δf ，简称频偏，单位是Hz ，即
c f f max max max ()()= () (4 - 10)f f t f K m t K m t ?=-=
相对于载频所产生的相移ωc t ，FM 信号瞬时相移的偏移量最大值被称为调频指数m f ，单位是rad/s ，即
f c f f
max 0
max
max
()2π()d =2π()d (4 - 11)t
t
m t t K m K m θωττ
ττ
=-=??
如果载波信号为s c (t) = A cos(ωc t )，则调频信号的时域表达式可以表示为
FM c f 0()cos ()cos 2π()d (4 - 12)t
s t A t A t K m θωττ??==+????
? 调频波的有效带宽可以估算为
f m m 2(1)2() (4 - 13)B m f f f ≈+=?+
其中，m f 是调频信号的调制指数；f m 是调频信号的最大频率；Δf 是调频信号的最大频偏。
调频信号的产生方法有直接调频法和间接调频法两种。直接调频法就是用调制信号直接去控制载波发生器的频率，使其随调制信号线性变化。压控振荡器(VCO)就能够实现直接调频，它的振荡频率正比于控制电压m (t )(调制信号)，即
c f ()()=+f t f K m t
压控振荡器(VCO)电路的选频网络中包含有可控电抗元件，比如变容二极管、电抗管等，这些可控电抗元件的等效电容或电感受电压m (t )的控制，从而实现调频。
直接调频法的主要优点是可以获得较大的频偏，主要缺点是频率稳定度不高。
间接法调频法又叫阿姆斯特朗(Armstrong)法，先将调制信号积分，然后对载波进行调相，即可产生一个窄带调频信号，再经n 次倍频器得到宽带调频信号。
调频信号的解调既可以用相干解调法也可以用非相干解调法。相干解调都是由乘法器、载波恢复电路和低通滤波器组成。根据调频的定义，调频信号的解调就是要输出一个与其瞬时频率成线性关系的电压信号，实现由频率到电压的转换，这种转换被称为鉴频。鉴频器的种类很多，主要包括振幅鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器、斜率鉴频器和锁相环(PLL)鉴频器等。
3. 相位调制
对于相位调制，已调波的瞬时相位与调制信号成线性关系，即
c p ()() (4 - 14)t t K m t θω=+
其中，ωc 是载波信号的角频率，K p 是调相灵敏度，单位是rad/V ，一般大于零。
PM 信号的最大频偏Δf 为
p p c max max
max d ()d ()()= (4 - 15)2πd 2πd K K m t m t f f t f t t ?=-=
?? PM 信号的调相指数m p 为
p c p max max
()()
(4 - 16)m t t K m t θω=-=
调相信号的时域表达式可以表示为
PM c p ()cos ()cos () (4 - 17)s t A t A t K m t θω??==+??
调相信号的有效带宽可以估算为
p m m 2(1)2() (4 - 18)B m f f f ≈+=?+
其中，m p 是调相信号的调制指数；f m 是调相信号的最大频率；Δf 是调相信号的最大频偏。
4.1.2 难点
模拟调制的难点主要是模拟调制系统的抗噪声性能分析。
1. DSB 调制系统的抗噪声性能
DSB 调制采用相干解调时，调制制度增益为
o o
DSB i i
/ 2 (4 - 19)/S N G S N =
=
DSB 信号的解调器使信噪比改善一倍。这是因为采用相干解调，使输入噪声中的正交分量被消除的缘故。
2. SSB 调制系统的抗噪声性能 SSB 调制系统的调制制度增益为
o o
SSB i i
/ 1 (4 - 20)/S N G S N =
=
对于SSB 信号采用相干解调而言，解调器对信噪比既没有改善，也没有恶化。 3. AM 调制系统的抗噪声性能
在采用包络检波的条件下，AM 信号采用非相干解调时，其抗噪声性能分大信噪比和小信噪比两种情况。
大信噪比情况下，采用包络检波时，AM 调制系统的制度增益为
2o o AM
22i i 0/2() (4 - 21)/()
S N m t G S N A m t ==
+
其中，A 0为载波信号的振幅；m (t )为调制信号。
由上式可见，AM 信号的调制制度增益G AM 随A 0的减小而增加；G AM 总是小于1，这说明包络检波器对输入信噪比没有改善，而是恶化了；对于100%的调制，且m (t )是单频正弦信号，这时AM 信号 的调制制度增益G AM 最大，且为2/3。
可以证明，采用同步检测法解调AM 信号时，得到的调制制度增益与上式给出的结果相同。也就是说，对于AM 调制系统，在大信噪比时，采用包络检波器解调时的性能与同步检测器时的性能几乎一样。
当信号幅度远小于噪声幅度时，就属于小信噪比情况，有用信号m (t )被噪声干扰，输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，系统无法正常工作。通常把这种现象称为解调器的门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。
4. 调频系统的抗噪声性能
就大信噪比和小信噪比情况，分别讨论FM 信号非相干解调时的抗噪声性能。 当m f >> 1时，FM 信号非相干解调器的调制制度增益为可以近似为
3f 3≈G m
由此可见，在大信噪比情况下，宽带调频系统的制度增益是很高的，即抗噪声性能好。例如，m f = 5时，则制度增益G =450。也就是说，加大调制指数，可使调频系统的抗噪声性能迅速改善。
在大信噪比情况下，调频系统的抗噪声性能优于调幅系统，且其优越程度将随传输带宽的增加而提高。但是，FM 系统以带宽换取输出信噪比改善并非无止境。随着传输带宽的增加，输入噪声功率增大，在输入信号功率不变的条件下，输入信噪比下降。当输入信噪比降到一定程度时就会出现门限效应，输出信噪比将急剧恶化。
当鉴频器输入信噪比低于一定数值时，其输出信噪比急剧恶化，这种现象称为调频信号解调的门限效应。出现门限效应时所对应的输入信噪比值称为门限值，记为(S i /N i ) b 。
门限值与调制指数m f 有关。m f 越大，门限值越高。但是， 不同m f 值，门限值的变化不大，大约在8 ~ 11 dB 的围变化，一般认为门限值为10 dB 左右。
在门限值以上时，鉴频器输出信噪比与输入信噪比呈线性关系，且m f 越大，输出信噪比的改善越明显；在门限值以下时，鉴频器输出信噪比随输入信噪比的下降而急剧恶化，且m f 越大，输出信噪比下降越快。
降低门限值，也称门限扩展，方法有很多。例如，可以采用锁相环解调器和负反馈解调器，它们的门限值比其它鉴频器的门限值低6 ~ 10 dB 。还可以采用“预加重”和“去加重”技术进一步改善鉴频器的输出信噪比，这也相当于降低了门限值。
4.2 习题详解
4-1 设双边带信号 s DSB (t ) = x (t )cos(ωc t )， ωc 为载波角频率。为了恢复出x (t )，用信号cos(ωc t + θ)去乘s DSB (t )。为了使恢复出的信号是其理想值的90%，相位θ的最大允许值为多少？。
解 乘法器的输出为
11
()cos()cos()()cos ()cos(2)
22
c c c x t t t x t x t t ωωθθωθ?+=
++ 通过低通滤波器后的输出为
1
()cos 2
x t θ 恢复出的信号的理想值是0.5x (t )，因此，由
max 11
()cos ()90%22
x t x t θ=? 得到
o max arccos 0.925.8θ=≈
4-2 调制信号的波形如图题4-2所示，试画出其AM 和DSB 信号的波形图，以及AM 和
DSB 信号通过包络检波后的波形图。
t
m (t )
图 题4-2
解 相关波形图答4-2如下所示。
t
t
s (t )
u o (t )
s (t )
u (t )
O
t
(a) AM 信号的波形图(b) AM 信号的包络检波器输出波形
(c) DSB 信号的波形图
(d) DSB 信号的包络检波器输出波形
图 答4-2
由上图可见，DSB 信号的包络检波器的输出信号发生了严重的失真，而对于AM 信号而言，只要调幅度不超过１，理论上，其包络检波器的输出信号能无失真地恢复出原调制信号。
4-3 如果调制信号m (t ) = 2cos(400πt ) + 4sin(600πt )，载波信号c(t) =
cos(20000πt )，采用单边带调制。试分别下边带和上边带信号的时域表达式，画出它们的频谱示意图。
解 m (t )的Hilbert 变换为
()()^
ππ()2cos 400π4sin 600π2sin 400π4cos 600π22m t t t t t ???
?=-+-=- ? ????
?
LSB 和USB 信号的时域表达式分别为
[][]^
LSB ()()cos()()sin()
2cos(400π)4sin(600π)cos(20000π) 2sin(400π)4cos(600π)sin(20000π) 2cos(19600π)4sin(19400π)c c s t m t t m t t t t t t t t t t ωω=+=++-=+ [][]^
USB ()()cos()()sin()
2cos(400π)4sin(600π)cos(20000π) 2sin(400π)4cos(600π)sin(20000π) 2cos(20400π)4sin(20600π)
c c s t m t t m t t t t t t t t t t ωω=-=+--=+
LSB 和USB 信号的频谱为
[][]LSB ()2π(9800)(9800)4πj (9700)(9700)S f f f f f δδδδ=++----+
[][]USB ()2π(10200)(10200)4πj (10300)(10300)S f f f f f δδδδ=++----+
LSB 和USB 信号的幅度谱示意图如图答４-3所示。
f / KHz
|S ( f )|
图 答4-3
9.8
9.7
-9.7
-9.8 f / KHz
-1.03|S USB ( f )|
4-4 试画出如图题4-4所示的频谱搬移过程图，标明关键频率。已知f c 1 = 60 KHz, f c 2 = 4 MHz, f c 3 = 100 MHz, 调制信号为频谱在300 ~ 3000 Hz 的话音信号。
图 题4-4
)
解 三个带通滤波器输出信号的频谱示意图如图答4-4所示。
S SSB1( f )
f /KHZ
S SSB2( f )
f /MHZ
S SSB3( f )
f /MHZ
图 答4-4
4-5 调制系统的方框图如图题4-5所示。为了在输出端得到m 1(t )和m 2(t )，试问图中的c 1(t )和c 2(t )应该为多少？
图 题4-5
m 1(t )
m 2(t )
解 当c 1(t ) = 2cos(ωc t )时，
[]121212112()cos()()sin()()
2()cos ()2()sin()cos()()()cos(2)()sin(2)
c c c c c c c f t t f t t c t f t t f t t t f t f t t f t t ωωωωωωω+=+=++
经过LPF 后的输出为1()f t ，因此，c 1(t ) = 2cos(ωc t )。
当c 2(t ) = 2sin(ωc t )时，
[]122212122()cos()()sin()()
2()sin()cos()2()sin ()()sin(2)()()sin(2)
c c c c c c c f t t f t t c t f t t t f t t f t t f t f t t ωωωωωωω+=+=+-
经过LPF 后的输出为2()f t ，因此，c 2(t ) = 2sin(ωc t )。
4-6 双边带信号通过一个单边功率谱密度P n ( f ) =10-3
W/Hz 的信道，调制信号的最高频率为5 KHz ，载频为100 KHz ，接收机接收到已调波的平均功率为10 KW 。设接收机的解调器之前有一个理想带通滤波器。试问：
(1) 该理想带通滤波器的中心频率和通带宽度为多大？ (2) 解调器输入端的信噪比是多少？ (3) 解调器输出端的信噪比是多少？
(4) 解调器输出端的噪声功率谱密度是多少？ 解 (1) 该理想带通滤波器的传输函数为：
[95 kHz, 105 kHz]
()0
Others
K
f H f ∈?=?
?
其中心频率为100 kHz ，通带宽度为10 KHz 。 (2) 解调器输入端的噪声功率为：
33()20.510101010 (W)i n H N P f f -==???=g 。
输入信噪比为：3
1010100010
i i S N ?==。
(3) 因为制度增益G = 2，输出信噪比为
22000o i o i
S S
N N ==。 (4) 相干解调器的输出噪声功率是输入噪声功率的1/4，所以，解调器输出端的噪声功率为
1
2.5 (W)4
o i N N =
= 解调器输出端的单边噪声功率谱密度为
42.5=510 (W/Hz) 5 KHz 5000
o no H N P f f =
=?≤ 4-7在50 Ω的负载电阻上，有一个调角信号
8
()20cos 210π3sin(2000π) V s t t t ??=?+??
对于这个调角信号，试问：
(1) 平均功率为多少？ (2) 调制指数是多少？ (3) 带宽为多少？ (4) 频偏为多少？
(5) 能判断它是调频波还是调相波吗？ 解 (1) 平均功率为
222040 (W)2250
cm L U P R ===?
(2) 瞬时相位表达式为
8()210π3sin(2000π) rad t t t θ=?+
调制指数为
8max max
()210π3sin(2000π)=3 (rad)m t t
t θ=-?=
(3) 带宽为
()()3212311000=810 (Hz)m B m f ≈+=+??
(4) 瞬时频率为
8
83d 210π3sin(2000π)1d ()1()2πd 2πd =10π+310sin(2000π) (Hz)
t t t f t t t
t θ???+??=?=?
? 频偏为
33max
310sin(2000π)
310 (Hz)f t ?=?=?
(5) 不能。
4-8 一个上边带信号通过单边功率谱密度P n ( f ) =10-3
W/Hz 的信道，调制信号的最高
频率为5 KHz ，载频为100 KHz ，接收机接收到已调波的平均功率为10 KW 。设接收机的解调器之前有一个理想带通滤波器。试问：
(1) 该理想带通滤波器的中心频率和通带宽度为多大？ (2) 解调器输入端的信噪比是多少？ (3) 解调器输出端的信噪比是多少？ 解 (1) 该理想带通滤波器的传输函数为：
[100 kHz, 105 kHz]
()0
Others
K
f H f ∈?=?
?
其中心频率为102.5 kHz ，通带宽度为5 KHz 。 (2) 解调器输入端的噪声功率为：
33()10510 5 (W)i n H N P f f -=?=??=。
输入信噪比为为
3
101020005
i i S N ?== (4) 因为G SSB = 1，输出信噪比为为
2000o i o i
S S
N N ==
4-9 设一线性调制系统的解调器的输出信噪比为20 dB ，输出噪声功率为10-9
W ，从发射机到解调器输入端之间的传输损耗为100 dB 。试求：
(1) 如果调制方式是双边带，则发射机的输出功率是多少？ (2) 如果调制方式是单边带，则发射机的输出功率是多少？
解 设发射机的输出功率为P T ，解调器输入端的信号功率为S i ，由传输损耗P T / S i = 10
10
可得，P T = 1010
S i 。
(1) 解调器输入信噪比为
DSB 11100502
i o i o S S N G N =?=?= 相干解调器的输出噪声功率是输入噪声功率的1/4，因此，解调器输入端的信号功率为
975050420010210 (W)i i o S N N --==?=?=?
发射机的输出功率为
1010731010210=210 (W)T i P S -=?=???
(2) 解调器输入信噪比为
SSB 1100i o i o
S S N G N =?= 相干解调器的输出噪声功率是输入噪声功率的1/4，因此，解调器输入端的信号功率为
97100100440010410 (W)i i o S N N --==?=?=?
发射机的输出功率为
1010731010410=410 (W)T i P S -=?=???
4-10证明：设解调器输入端的AM 信号为s AM (t ) = [A 0 + m (t )]cos(ωc t )。当AM 信号采用相干解调法时，其调制制度增益等于
2AM 22
2()()
m t G A m t =
+
证明 解调器输入端的噪声为
()()cos()()sin()i c c s c n t n t t n t t ωω=-
解调器输入端的信号功率和噪声功率分别为
22()22
i A m t S =+
20()i i N n t n B ==
其中，n 0和B 分别是输入噪声的单边功率谱密度和带宽。
相干解调器中的乘法器的输出为
[][]{}[][]AM 000()()cos()
()cos()()cos()()sin()cos()
111
()()()()cos(2)()sin(2)222
i c c c c s c c c c c s c s t n t t A m t t n t t n t t t A m t n t A m t n t t n t t ωωωωωωω+?=++-?=
+++++-
相干解调器中的LPF 的输出为
[]01
()()2
c A m t n t ++ 因此，解调器输出端的有用信号功率和噪声功率分别为 2()2
o m t S =
2011
()44
o c N n t n B =
= 调制制度增益为
2AM
22/2()/()
o o i i S N m t G S N A m t ==+
4-11 设信道中的加性高斯白噪声的单边功率谱密度为P n ( f ) =10-3
W/Hz ，调制信号m (t )
的最高频率为5 KHz ，载频为100 KHz 。AM 信号通过该信道达到包络检波器输入端的载波功率为40 KW ，边频功率为10 KW 。试求：包络检波器输入端和输出端的信噪比，调制制度增益。
解 包络检波器输入端的信号功率为
401050 (KW)i c s S P P =+=+=
其中，P c 和P s 分别表示载波功率和边频功率。
包络检波器输入端的噪声功率为
33()210101010 (W)i n N P f B -=?=??=
包络检波器输入端的信噪比为
3
3501051010
o o S N ?==? 这显然是大信噪比的情况。包络检波器输出端的有用信号和噪声的功率分别为
220 (KW)o s S P == 10 (W)o i N N ==
包络检波器输出端的信噪比为
3
3201021010
o o S N ?==? 制度增益为
3AM
3
/2100.4/510o o i i S N G S N ?===? 4-12 某FM 信号的振幅为10 V ，瞬时频率为f (t ) = 107
+5×103
cos(2×103
πt ) Hz 。试求：
(1) FM 信号的时域表达式； (2) 频偏、调频指数和带宽；
(3) 如果调制信号的频率提高一倍，其余参数不变，频偏、调频指数和带宽又为多少？ 解 (1) FM 信号的瞬时相位为
()()
733
73()2π()d 2π10510cos 2π10d 2π105sin 2π10t
t
t f t t θττττ-∞-∞
??==+????=?+??? FM 信号的时域表达式为
()73
FM ()10cos ()10cos 2π105sin 2π10s t t t t θ??==?+???
(2) 频偏、调频指数和带宽分别为
()7337
3max
max
()10510cos 2π1010510 (Hz)c
f t f t -=+??-=?
()737max max
()2π105sin 2π102π10 5 (rad)f c m t t t t t
θω=-=?+?-?=
()()3321251101210 (Hz)f m B m f ≈+=+?=?
(3) FM 信号的瞬时相位为
()()
733
73()2π()d 2π10510cos 4π10d 2π10 2.5sin 2π10t t
t f t t θττττ-∞-∞
??==+????=?+??? 频偏、调频指数和带宽分别为
()7337
3max
max
()10510cos 4π1010510 (Hz)c
f t f t -=+??-=?
()737max max
()2π10 2.5sin 2π102π10 2.5 (rad)f c m t t t t t
θω=-=?+?-?=
()()332122.512101410 (Hz)f m B m f ≈+=+??=?
4-13 某60路模拟话音信号采用FDM 方式传输，模拟话音信号的频率围为300 ~ 3000
KHz ，副载波采用SSB 调制，主载波采用FM 调制，防护频带为1 KHz ，调频指数为2。试求：
(1) 60路群信号的带宽；
(2) 在信道中传输的FM 信号的带宽。 解：(1) 60路群信号的带宽为
56060(30003001000) 2.2210 (Hz)B =?-+=?
(2) 在信道中传输的FM 信号的带宽为
()()56FM 6021212(21) 2.2210 1.33210 (Hz)f m f B m f m B ≈+=+=+??=?
三级项目
4-14 试设计一个无线麦克风。技术要求：调频方式，载波频率90 MHz ，功放输出功率0.3 W ，两节AA 电池供电。
解：两节AA 电池就是指3 V 供电。
可以采用分离元件的方式，也可以采用以集成电路为主的方式设计电路。 现在，以MC2831为核心IC 设计电路如图答4-14所示。MC2831的详细资料见参考书[1]。图中，晶体管T 1是音频电压放大管，MC2831实现调频的IC ，晶体管T 2实现功率放大。
图 答4-14
4-15 试设计一个语音接收机。技术要求：接收到FM 信号，其载频为90 MHz ，灵敏度小于80 μV ，两节AA 电池供电。
解：FM 的鉴频器种类比较多。本参考答案以锁相环解调方法设计电路，如图答4-15所示。
图 答4-15
在图答4-15中，T 1是高频小信号放大晶体管，NE564是FM 信号的锁相环解调IC ，T 2
是音频电压放大晶体管。
通信原理课后答案3
9.9 采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+635单位: (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。(采用自然二进制码) 解（1）已知抽样脉冲值 它位于第7段序号为3的量化级，因此输出码组为 量化误差为635-(512+3*32)=27 (2) 对应的11位均匀量化码为010******** 9-10采用13折线A律编码电路，设接收端收到的码组为“01010011”最小量化间隔为1个量化单位，并已知段内码改用折叠二进码： (l) 试问译码器输出为多少量化单位； (2) 试写出对应于该.7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）接收端收到的码组 由C1=0知，信号为负值；由段落码知，信号样值位于第6段，起点电平为256,量化间隔为16;由段内码码器输出为C5C6C7C8 =0011 采用折叠码) C5C6C7C8 =0011 采用折叠码，对应自然二进制码为0100 可知，信号样值位于第6段的第5级(序号为4)，故译码器输出为 256416162328 (/) I=-+?+=- （2）均匀量化11位码为00101001000 9.11采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位： (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)试写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）因为样值为负值.所以极性码
又因64 (26)< 95 < 128，所以码组位于第四段，段落码为 量化间隔为4。由于95=64 +7 *4 +3,所以段内码为 故编码器输出为 量化误差为3个单位。 (2)对应的均匀量化11位码为（92=64 +7 *4） 9.13 对10路带宽均为300Hz-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。设抽样速率为8000Hz，抽样后进行8级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为 的矩形脉冲，且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽。 解由抽样频率s f= 8kHz，可知抽样间隔 对10路信号进行时分复用，每路占用时间为 又对抽样信号8级量化，故需要3位二进制码编码，每位码元占用时间为 因为占空比为1，所以每位码元的矩形脉冲宽度 故传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽为
《通信网》作业答案
思考题一 1（ok）构成现代通信网的结构和要素有哪些？它们各自完成的功能有哪些？ 它们之间的相互协调通信通过什么机制来实现？ 现代通信网络的三大组成部分：传输、交换和终端设备，其发展是和这些通信设备、电子器件、计算机技术的发展紧密相关的。 通信网构成要素 实际的通信网是由软件和硬件按特定的方式构成的通信系统，从硬件构成来看：通信网由终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成，完成接入、交换和传输；软件设施包括了信令、协议、控制、管理、计费等，完成网络的控制、管理、运营和维护、实现通信网的智能化。 上述的网络在传输信息的类型、方式、所提供的服务的种类等方面各不相同，但它们在网络结构、基本功能、实现原理上都是相似的，它们都实现了以下四种功能： （1）信息传送 它是通信网的基本任务，传送的信息有三大类：用户信息、信令信息、管理信息，信息传输主要由交换节点、传输系统来完成。 （2）信息处理 网络对信息的处理方式对最终用户是不可见的，主要目的是增强通信的有效性、可靠性和安全性。 （3）信令机制 它是通信网上任意两个通信实体间为实现某一通信任务，进行控制信息交换的机制，如NO.7信令、TCP/IP协议等。 （4）网络管理 它负责网络的运营管理、维护管理、资源管理，以保证网络在正常和故障情况下的服务质量。是整个网络中最具有智能的部分，已形成的网络管理标准有：电信管理网标准TMN系列，计算机网络管理标准SNMP等。
2（ok）在通信网中，交换节点主要完成哪些功能？分组交换与电路交换的各自方式和特点？ （1）电路交换（Circuit Switching） ITU定义为：“根据请求，从一套入口和出口中，建立起一条为传输信息而从指定入口到指定出口的连接”。电路交换是一种电路间的实时交换，所谓实时，是指任意用户呼叫另一用户时，应立即在两用户之间建立通信电路的连接，这时通信网内的相关设备和线路都被这一对用户占用着，不能再为其他用户服务，这种在一次呼叫中由通信网根据用户要求在指定的呼叫路由上固定分配设备的交换方式，称之为电路交换方式。 电路交换的主要特点：话音或数据的传输时延小且无抖动，“透明”传输。无需存储、分析和处理、传输效率比较高；但是，电路的接续时间较长，电路资源被通信双方独占，电路利用率低。 （2）分组交换（Packet Switching） 分组交换也称包交换，它将用户的一整份报文分割成若干数据块，即分组。 分组交换是一种综合电路交换和报文交换的优点而又尽量避免两者的缺点的第三种交换方式。它的基本原理是“存储——转发”，是以更短的、被规格化了的“分组”为单位进行交换、传输。 分组交换相对于电路交换的方式来说，具有高效、灵活、迅速、可靠等特点。
通信原理(陈启兴版)第4章课后习题答案
第四章 模拟调制 4.1 学习指导 4.1.1 要点 模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。 1. 幅度调制 幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。 如果调制信号m (t )的直流分量为0，则将其与一个直流量A 0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为 []()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，则调幅信号的频谱为 [][]AM 0c c c c 1 ()π()()()() (4 - 2)2 S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+ ++- 调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。由波形可以看出，当满足条件 |m (t )| ≤ A 0 (4-3) 时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。否则，出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。 调幅信号的一个重要参数是调幅度m ，其定义为 [][][][]00max min 00max min ()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++ AM 信号带宽B AM 是基带信号最高频率分量f H 的两倍。 AM 信号可以采用相干解调方法实现解调。当调幅度不大于1时，也可以采用非相干解调方法，即包络检波，实现解调。 双边带信号的时域表达式为 ()DSB c ()()cos (4 - 5)s t m t t ω= 其中，调制信号m (t )中没有直流分量。 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，双边带信号的频谱为 []DSB c c 1 ()()() (4 - 6)2 S M M ωωωωω= ++-
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。 )/(5.19810 10985 .1) /(985.110 3log 10341log 4141log 4151log 51)] ()[log ()(2)/(20010102 /10/52)/(24log log ) (1 log )1(3 2222123 222 s bit t I R bit x P x P x H s bit t I R m s m s t bit M x P I b n i 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：/(81.024 1 415.0432) (241 log log ) (415.043 log 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 。
2017年中移铁通技能大赛理论考试(通信线路)含答案
2017年中移铁通技能大赛 通信线路理论试卷 分公司得分 一、填空题（1分/空，共15分） 1、施工单位的主要负责人、工程项目负责人和安全生产管理人员必须具备与本单位所从事施工生产经营活动相应的安全生产知识和管理能力，应当经通信行业主管部门考核合格后方可任职。 2、从事特殊工种的作业人员在上岗前，必须进行专门的安全技术和操作技能的培训和考核。并经培训考核合格，取得《特种作业人员操作证》后方可上岗。 3、安全带使用期为3～5年，发现异常应提前报废。安全带购入两年后，应按批量抽检，经抽检合格后方可继续使用。 4、安放光(电)缆盘时，应选择在地势平坦的位置，同时在光(电)缆盘的两侧必须安放木枕，不得将光(电)缆盘放在斜坡上。 5、登杆时除个人配备的工具外，不准携带笨重工具。材料、工具应用工具袋传递。在电杆上作业前，必须系好安全带，并扣好安全带保险环后方可作业。 6、安装拉线应尽量避开有碍行人行车的地方，并安装拉线警示护套。 7、在电力线下或附近作业时，严禁作业人员及设备与电力线接触。
在高压线附近进行架线、安装拉线等作业时，离开高压线最小空距应保证：35 kV以下为2．5 m，35 kV以上为4 m。 8、安装分纤箱时，纤芯在分纤盒内的盘留不长于0.5m。 9、光缆交接箱应安装在水泥底座上，箱体与底座应用地脚螺丝连接牢固，缝隙用水泥抹八字。 10、光缆交接箱应有接地装置。在做底座前预埋一根地线棒，在做底座时敷设接地线线径不小于16 mm2铜线，且必须要加以塑管保护。一端与地线棒连接，连接处要采取防腐、防锈、防酸处理（即“三油一麻”处理）；一端与光交的地线接地排相连。 11、楼层光分纤箱安装高度，箱体底边距地坪1.2m 为宜 二、判断题（2分/题，共20分） 1、光纤由纤芯、包层、涂覆层三大部分组成，其中纤芯主要采用高纯度的二氧化硫，并掺有少量的掺杂剂。（×） 2、光缆的结构分为层绞式、骨架式、束管式和带状式。（√） 3、常规G.652光纤的最小色散波长为1550nm，色散位移光纤G.653的零色散点为1310nm。光纤通信使用的波长为0.85μm的三个通信窗口。（×） 4、架空光缆，特殊情况下吊线最低点与地面间距不小于3.5米，正常情况下应保证在4.5米以上。通信光缆线路与输电线路相交越时，尽量选择在下方穿越，保持标准间距并采用绝缘保护。（√） 5、按照光纤传输的模式数量，光纤可分为单模光纤和多模光纤、光缆的基本结构一般由光纤纤芯、加强构件、填充物和护层等几部分构
通信原理课后作业答案(最新整理)
第一次作业────第二章 2.1消息源以概率发送5种消息 16/1,16/1,8/1,4/1,2/154321=====P P P P P 符号。若每个消息符号出现是独立的，求每个消息符号的54321,,,,m m m m m 信息量。 解：bit P m P m I 1log )(log )(12121=-=-=bit P m P m I 2log )(log )(22222=-=-=bit P m P m I 3log )(log )(32323=-=-=bit P m P m I 4log )(log )(42424=-=-=bit P m P m I 4log )(log )(52525=-=-=2.3一个离散信号源每毫秒发出4种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率 分别为。求该信号源的平均信息量与信息速率。 1.0, 2.0, 3.0, 4.0解： nit/s 85.1279)(R nit,1.27985)(: ,(tet)/s 83.555)(R (tet),0.55583)(: ,10bit/s 44.1846)(R bit,1.84644)(: ,2) 1.0log 1.0 2.0log 2.0 3.0log 3.0 4.0log 4.0() (log )()(1=========+++-=-=∑=t X H X H e t X H X H t X H X H x p x p X H N i i i 分别为平均信息量与信息速率为底时以哈哈分别为平均信息量与信息速率为底时以分别为平均信息量与信息速率为底时以2.6已知非对称二进制信道,输入符号的概率为 =???? ??2211,,P x P x ???? ? ??431,41,0信道转移概率矩阵
通信电路基础第七章答案
第七章习题参考答案 7－1采用图P7-1(a)、(b)所示调制信号进行角度调制时，试分别画出调频波和调相波的瞬时频率与瞬时相位变化波形图及已调波的波形图。 图P7-1 解：(a)
(b) 图P7-1J
7－2有一调角波数学表示式)10cos 03.010sin(12=48t t －v V ，试问这是调频波求 中心角频率，调制角频率以及最大角频偏？[参考答案: rad/s 300=Δm ω] 解：一个角度调制波既可以是调频波又可以是调相波，关键是看已调波中瞬时相位)(Δt φ的表达式与调制信号的关系，与调制信号成正比为调相波，与调制信号的积分成正比为调频波。 由调角波的表达式)10cos 03.010sin(12=48t t －v 得知t t φ410cos 03.0=)(Δ－， 若调制信号t ωV sin =m Ωv ，则)10cos 03.010sin(12=48t t －v 为调频波。 中心频率为rad/s 108C =ω，调制角频率为rad/s 10=4Ω，最大角频偏 300rad/s =rad/s 10×0.03==Δ4f m ΩM ω 7－3 一个调频波的载波频率是10MHz ~7，频偏为00kHz 2，调制频率为0kHz 1，求调制指数。若调制频率降为0Hz 2，求调制指数。[参考答案：20=f1M ， 4f210=M ] 解：由于调制频率为0kHz 1，属于单音调制。 ΩV k M m Ωf f = ，又3m Ωf m 10×200×π2==ΔV k ω， 所以 20=10 ×10×π210×200×π2=33 f1M 当调制频率为20Hz 时，43 3 f2 10=20 ×π210×200×π2=M 7－4 一个调相波的载波频率是10MHz ~7，调制指数是20。调制频率同上题,求角频偏。[参考答案：rad/s 10×26.1=Δ6m1ω，rad/s 10×5.2=Δ3m2ω] 解：同样属于单音调制。20==m Ωp p V k M p m Ωp m Ωp p π2=π2==ΔFM V k F V Ωk ω 所以当调制信号的频率为10kHz 时， rad/s 10×26.1=20rad/s ×10×10×π2=Δ63m1ω
通信原理(陈启兴版)第1章课后习题答案
第1章引言 1.1 学习指导 1.1.1 要点 本章的要点有通信系统的数学模型，通信系统的分类及通信方式，信息及其度量，通信系统的主要性能指标。 1.通信系统的数学模型 通信系统是指传递消息所需的一切技术设备（含信道）的总和。通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。 （1）一般模型 以图1-1所示的功能框图来表示。 图1-1通信系统的一般模型 信息源。信源所产生的信息可以是声音、图像或文本。信息源一般包含变换器，将信源的输出变换成电信号。例如，用作变换器的话筒，可以将语音信号变换成电信号，而摄像机则将图像信号变换成电信号。这些设备输出的信号一般称为基带信号。在接收端，使用类似的变换器就可以将接收到的电信号变换成适合用户的形式，如声音信号、图像等。 发送设备。发送设备将原始基带电信号变换成适合物理信道或其他传输介质传输的形式。例如在无线电和电视广播中，通信部门规定了各发射台的频率范围，因此，发射机必须将待发送的信息信号转换到适合的频率范围来发送，以便与分配给此发射机的频率相匹配。这样，由多个无线电台发送的信号就不会彼此干扰。又如果信道是光纤组成的，那么发送设备就要将处理好的基带信号转换光波信号再发送。因此发送设备涵盖的内容很多，可能包含变换、放大、滤波、编码调制等过程。对于多路传输系统，发送设备中还包括多路复用器。 信道。信道用于将来自发送设备的信号发送到接收端的物理介质。信道可以分为两大类：无线信道和有线信道。在无线信道中，信道可以是大气、自由空间和海水。有线信道有双绞电话线、同轴电缆及光纤等。信道对不同种类的信号有不同的传输特性，但都会对在信道中传输的信号产生衰减，信道中的噪声和由不理想接收机引入的噪声会引起接收信号的失真 接收设备。接收设备的功能是恢复接收信号中所包含的消息信号。使用和发送端相
2015通信工程专业电路原理复习提纲及答案
2015通信工程专业电路原理复习提纲 一、选择题 1、理想电压源输出的电压值恒定，输出的电流值（ A ）。 A、由它本身决定 B 、由它本身和外电路共同决定 C、由外电路决定 2、已知电路复阻抗Z=（3+j4）Q，则该电路一定呈（A ） A、感性B 、容性C 、阻性 3、当电阻R上的u、i参考方向为关联时，欧姆定律的表达式应为（A） A u Ri B 、u Ri C 、u R i 4、把有功功率与视在功率的比值叫做（C ）。 A、视在功率 B、无功功率 C、功率因数 5、动态元件的初始储能在电路中产生的零输入响应中（ C ） A、仅有稳态分量 B、仅有暂态分量 C、既有稳态分量，又有暂态分量 6当电阻R上的u、i参考方向为非关联时，欧姆定律的表达式应为（ B ） A、u Ri B 、u Ri C 、u R i 7、相量是一个用来表示正弦量的复常数，包含了正弦量的（A ）两个要素。 A、频率和初相角 B周期和频率 C 、有效值（最大值）和初相角 8、叠加定理不适用于（C ） A、交流电路B 、直流电路 C 、非线性电路 9、额定电压相同、额定功率不等的两个白炽灯，（A）并联使用。 A、可以B 、不可以 C 、任意 10、自动满足基尔霍夫第二定律的电路求解法是（ C ） A、支路电流法 B、回路电流法 C、结点电压法 11、通过互感线圈的电流若同时流入同名端，贝U它们产生的感应电压。（B ） A、彼此减弱 B、彼此增强 C 、任意 12、RLC并联电路在f o时发生谐振，当频率增加到2f o时，电路性质呈（B ）（频率增大后感抗增大阻碍增强所以呈感性） A、电阻性 B 、电感性 C 、电容性
《通信原理》樊昌信 课后习题答案
习题解答 《通信原理教程》樊昌信 第一章 概论 1.3 某个信息源由A 、B 、C 、D 等4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4个符号等概率出现； （2） 这4个符号出现的概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16。 解： 每秒可传输的二进制位为： () 20010513=?÷- 每个符号需要2位二进制，故每秒可传输的符号数为： 1002200=÷ （1） 4个符号等概率出现时每个符号包含的平均信息量为： bit 24log 2= 故平均信息速率为： s b R b /2002100=?= （2）每个符号包含的平均信息量为： bit 977.11651log 1651631log 163411log 41411log 412222=+++ 故平均信息速率为： s b R b /7.197977.1100=?= 1.6 设一个信号源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125s μ。试求码元速率和信 息速率。 解：码元速率为： () baud R B 80001012516=?÷=- 信息速率为： s kb R R B b /16280004log 2=?== 第二章 信号 2.2 设一个随机过程X （t ）可以表示成： ()() ∞<<∞-+=t t t X θπ2cos 2 其中θ在（0，2π）之间服从均匀分布，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：它的能量无限，功率有界，所以是一个功率信号。 ` ()[]()[]()()() πτθ πτθππτπθπ θπτ πθπππ 2cos 4224cos 2cos 2 2122cos 22cos 220 20 =+++= ? +++=? ?d t d t t 由维纳－辛钦关系有：
现在通信原理参考答案(第三_四章)
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 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+=- 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 /103 μ-。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)(---?=?????== B W mW N S DSB i i d 2.193.83101216即=?=? ??? ??- ()W W n N SSB i 6 363010*********---?=????== dB N S SSB i i 2.227.166********即=??=???? ??-- 所以 DSB i i SSB i i N S N S ???? ??>???? ??
通信原理习题答案
5－10 某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为 9 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： （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 T ，解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K= S T /S i=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 +E 0 双极性归零波形 +E 0 -E 二进制差分波形 +E 0 +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 -1 AMI 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 -1
通信电路原理练习题
通信电路原理第一章习题答案 l-12 已知调制信号的频率范围为40Hz～4.5kHz。用这个信号去调制载频为640kHz的高频信号，求调幅后，电台所占的频带宽度是多少？ 解： 调制信号频谱：640kHz载频频谱： ∵F max = 4.5kHz ∴调幅后: B AM = B DSB =2×4.5 = 9 kHz B SSB = 4.5 kHz AM：DSB： SSB： 注意：载频和F min(40Hz)与带宽无关。 1-13 设短波波段的波长是16.7～136.5m，各调制信号的最高频率为4.5kHz，问在此波段内最多能设置多少个调幅电台？ 解： f max=C/λmin=(3×108)m/16.7m = 17964 kHz f min=C/λmax=(3×108)m/136.5m = 2197.8 kHz 信道频率范围：f max ? f min≈15766 kHz ∵F max = 4.5kHz，B 双边带= 2×4.5 = 9 kHz，B 单边带 = 4.5 kHz ∴双边带调幅电台设置数： 理论值（最多）：15766 / 9 ≈ 1751 个 实际（设各电台间隔10kHz）：15766 / (9+10 ) ≈ 829 个 单边带调幅电台设置数： 理论值（最多）：15766 / 4.5 ≈ 3503个 实际（设各电台间隔10kHz）：15766 / (4.5+10 ) ≈ 1087 个
1-14 某电视台的图像载频的频率是57.75MHz，它的波长是多少？如果用最高频率为6MHz的视频信号去作双边带调幅。问这个电视频道所占的频率带宽是多少MHz？ 解： λ = C/f o =(3×108)/ (57.75×106) ≈ 5.1948 m B= 2×6 = 12MHz 注意：载频与带宽无关 1-17 一个单频率调幅信号，设调幅系数m A=0.3和l时，边频功率和载频功率之比为多少？能量利用率η为多少？ 解： 由单频F调制幅度频谱： 令：单位电阻上的功率 m A= 1时： m A=0.3时： m A=0.5时：
通信原理课后习题
《通信原理》 第一章绪论 1.1什么是通信？通信系统是如何分类的？ 1.2模拟信号和数字信号的区别是什么？ 1.3何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？ 1.4请画出数字通信系统的基本原理方框图，并说明各个环节的作 用？ 1.5对于二进制信息源，在等概发送时，每一符号所包含的信息量是 否等于其平均信息量？ 1.6衡量数字通信系统的主要性能指标是什么？ 1.7设英文字母中A，B，C，D出现的概率各为0.001，0.023，0.003， 0.115，试分别求出它们的信息量。 1.8已知某四进制信源{0，1，2，3}，当每个符号独立出现时，对应 的概率为P 0，P 1 ，P 2 ，P 3 ，且P +P 1 +P 2 +P 3 =1。 （1）试计算该信源的平均信息量。 （2）指出每个符号的概率为多少时，平均信息量最大，其值为多少？ 1.9已知二进制信号的传输速率为4800bit/s，若码元速率不变，试问 变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少？ 1.10在强干扰环境下，某电台在5min内共接收到正确信息量为 355Mbit，假定系统信息速率为1200kbit/s。 （1）试问系统误码率P b 是多少？
（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，P 值是否改 b 变？为什么？ （3）若假定数字信号为四进制信号，系统码元传输速率为 是多少/ 1200kBaud，则P b 1.11设一信息源的输出为由256个不同符号组成，其中32个出现的 概率为1/64，其余224个出现的概率为1/448。信息源每秒发出2400个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源发送信息的平均速率及最大可能的信息速率。 1.12二进制数字信号一以速率200bit/s传输，对此通信系统连续进行 2h的误码测试，结果发现15bit差错。问该系统的误码率为多少？ 如果要求误码率在1*107-以下，原则上应采取一些什么措施？ 第二章随机信号分析 2.1 判断一个随机过程是广义平稳的条件？ 2.2 平稳随机过程的自相关函数具有什么特点？ 2.3 窄带高斯噪声的三种表示方式是什么？ 2.4 窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么？ 2.5 高斯过程通过线性系统时，输出过程的一维概率密度函数如何？ 输出过程和输入过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系？ 2.6 设变量ε的分布为正态分布，E（ε）=2，D（ε）=1，求ε〈2的
通信原理答案第四章 2A
第四章 4-1 设一条无线链路采用视距 传播方式通信，其收发天线的架设高度都等于40m ，若不考虑大气折射的影响，试求其最远通信距离。 解：845D rh km =≈ 4-2 设一条天波无线电信道，用高度等于400km 的F 2层反射电磁波，地球的等效半径等于（6370?4/3）km ，收发天线均架设在地面，试求其通信距离大约能达到多少千米？ 解： （图略）。 设地球的等效半径为r ，F 2层的高度为h ，最大通信距离（直线距离）的一半为d ： 22 2222()d r d r r h r d d -=+--+ 式中，400h km =，463743 r km =?， 2d 即为所求。 4-3 设有一平流台距离地面29km ，试按上题给定的条件计算其覆盖地面的半径等于多少千米。 解：将上式中的400h km =改为29h km =即可。 4-4 设一个接收机输入电路的等效电阻等于600Ω，输入电路的带宽等于6MHz ，环境温度为27?C ，试求该电路产生的热噪声电压有效值。 解：23644 1.38103006006107.72V kTRB V μ-==??????= 4-5 某个信息源有A 、B 、C 和D 等四个符号组成。设每个符号独立出现，其出现的概率分别为14、14、316、516，经过信道传输后，每个符号正确接受的概率为1021/1024，错为其他符号的条件概率(/)i j P x y 均为1/1024，画出此信道的模型，并求出该信道的容量C 等于多少b/符号。 解：此信源的平均信息量（熵）为 4 22221 113355()()log ()2log log log 44161616161.977(/)i i i H x P x P x b ==-=-?--=∑符号 (/)10211024(1,2,3,4)i i P y x i == (/)11024()i j P y x i j =≠
通信原理答案4
第四章模拟调制系统 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 该单边带信号的表达试，并画出频谱图。 解：方法一：若要确定单边带信号，须先求得m(t)的希尔伯特变换 m’（t）=cos（2000πt-π/2）+cos（4000πt-π/2） =sin（2000πt）+sin（4000πt） 故上边带信号为 S USB(t)=1/2m(t) cos w c t-1/2m’(t)sin w c t =1/2cos(12000πt)+1/2cos(14000πt) 下边带信号为 S LSB(t)=1/2m(t) cos w c t+1/2m’(t) sin w c t =1/2cos(8000πt)+1/2cos(6000πt) 其频谱如图所示。 方法二：先产生DSB信号：s m(t)=m(t)cos w c t=···，然后经过边带滤波器，产生SSB信号。 1.将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若次信号的传输函数H(w)如图所示。 当调制信号为m(t)=A[sin100πt +sin6000πt]时，试确定所得残留边带信号的表达式。 解：设调幅波sm(t)=[m0+m(t)]coswct，m0≥|m(t)|max，且s m(t)<=>S m(w)
根据残留边带滤波器在f c处具有互补对称特性，从H(w)图上可知载频f c=10kHz，因此得载波cos20000πt。故有 sm(t)=[m0+m(t)]cos20000πt =m0cos20000πt+A[sin100πt+sin6000πt]cos20000πt =m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt) +sin(26000πt)-sin(14000πt) Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)- σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π) -σ(w+14000π)+σ(w-14000π) 残留边带信号为F(t)，且f(t)<=>F(w)，则F(w)=Sm(w)H(w) 故有： F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[0.55σ(w+20100π) -0.55σ(w-20100π)-0.45σ(w+19900π)+ 0.45σ(w-19900π)+σ(w+26000π) -σ(w-26000π) f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[0.55sin20100πt-0.45sin19900πt+sin26000πt] -3W/Hz，在该信道中传输抑制载2.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.5*10 波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，已调信号的功率为10kW.若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一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(w)? 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，并用图型表示出来。 解： 1.）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号带宽，即B=2fm=2*5=10kHz，其中中心频率为100kHz。所以 H(w)=K ，95kHz≤∣f∣≤105kHz 0，其他 2.）Si=10kW Ni=2B* Pn(f)=2*10*103*0.5*10-3=10W 故输入信噪比Si/Ni=1000 3.）因有GDSB=2 故输出信噪比S0/N0=2000 4.）据双边带解调器的输出嘈声与输出嘈声功率关系，有：
通信原理(第六版)课后思考题及习题答案
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，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。1-5按调制方式，通信系统分类？ 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么？ 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一
通信原理(第六版)课后思考题及习题答案
第一章绪论 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 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 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。 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，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。1-5按调制方式，通信系统分类 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类 频分复用，时分复用，码分复用。 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的解释他们的工作方式并举例说明 他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一个码元接一个码元地在信道上传输，其优点是成本低，缺点是传输速度慢，需要外加措施解