第一章緒論1.1以無線廣播和電視為例，說明圖1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具體內容是什么在無線電廣播中，信息源包括的具體內容為從聲音轉換而成的原始電信號，收信者中包括的具體內容就是從復原的原始電信號轉換乘的聲音；在電視系統中，信息源的具體內容為從影像轉換而成的電信號。收信者中包括的具體內容就是從復原的原始電信號轉換成的影像；二者信道中包括的具體內容分別是載有聲音和影像的無線電波1.2何謂數字信號，何謂模擬信號，兩者的根本區別是什么數字信號指電信號的參量僅可能取有限個值；模擬信號指電信號的參量可以取連續值。他們的區別在于電信號參量的取值是連續的還是離散可數的1.3何謂數字通信，數字通信有哪些優缺點傳輸數字信號的通信系統統稱為數字通信系統；優缺點：.抗干擾能力強；2.傳輸差錯可以控制；3.便于加密處理，信息傳輸的安全性和保密性越來越重要，數字通信的加密處理比模擬通信容易的多，以話音信號為例，經過數字變換后的信號可用簡單的數字邏輯運算進行加密，解密處理；4.便于存儲、處理和交換；數字通信的信號形式和計算機所用的信號一致，都是二進制代碼，因此便于與計算機聯網，也便于用計算機對數字信號進行存儲，處理和交換，可使通信網的管理，維護實現自動化，智能化；5.設備便于集成化、微機化。數字通信采用時分多路復用，不需要體積較大的濾波器。設備中大部分電路是數字電路，可用大規模和超大規模集成電路實現，因此體積小，功耗低；6.便于構成綜合數字網和綜合業務數字網。采用數字傳輸方式，可以通過程控數字交換設備進行數字交換，以實現傳輸和交換的綜合。另外，電話業務和各種非話務業務都可以實現數字化，構成綜合業務數字網；缺點：占用信道頻帶較寬。一路模擬電話的頻帶為4KHZ帶寬，一路數字電話約占64KHZ。1.4數字通信系統的一般模型中的各組成部分的主要功能是什么數字通行系統白^模型見圖1-4所示。其中信源編碼與譯碼功能是提高信息傳輸的有效性和進行模數轉換；信道編碼和譯碼功能是增強數字信號的抗干擾能力；加密與解密的功能是保證傳輸信息的安全；數字調制和解調功能是把數字基帶信號搬移到高頻處以便在信道中傳輸；同步的功能是在首發雙方時間上保持一致，保證數字通信系統的有序，準確和可靠的工作。1-5按調制方式，通信系統分類？根據傳輸中的信道是否經過調制，可將通信系統分為基帶傳輸系統和帶通傳輸系統。1-6按傳輸信號的特征，通信系統如何分類？按信號特征信道中傳輸的信號可分為模擬信號和數字信號，相應的系統分別為模擬通信系統和數字通信系統。1-7按傳輸信號的復用方式，通信系統如何分類？頻分復用，時分復用，碼分復用。1-8單工，半雙工及全雙工通信方式是按什么標準分類的？解釋他們的工作方式并舉例說明他們是按照消息傳遞的方向與時間關系分類。單工通信是指消息只能單向傳輸的工作方式，通信雙方只有一個進行發送，另一個只能接受，如廣播，遙測，無線尋呼等。半雙工通信指通信雙方都能進行收發信息，但是不能同時進行收發的工作方式，如使用統一載頻的普通對講機。全雙工通信是指通信雙方能同時進行收發消息的工作方式，如電話等。1-9通信系統的主要性能指標是什么？分為并行傳輸和串行傳輸。并行傳輸是將代表信息的數字信號碼元以組成的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸，其優勢是傳輸速度快，無需附加設備就能實現收發雙方字符同步，缺點是成本高，常用于短距離傳輸。串行傳輸是將代表信息的數字碼元以串行方式一個碼元接一個碼元地在信道上傳輸，其優點是成本低，缺點是傳輸速度慢，需要外加措施解決收發雙方碼組或字符同步，常用于遠距離傳輸。1-10通信系統的主要性能指標是有哪些？通信系統的主要性能指標涉及有效性、可靠性、適應性、經濟性、標準性、可維護性等。其中有效性和可靠性是主要性能指標，在模擬通信系統有效性可用有效傳輸頻帶來度量，同樣的消息用不同的調制方式，則需要不同的頻帶寬度，數字通信系統的有效性可用傳輸速率和頻帶利用率來衡量。具體誤差率指標有誤碼率Pe誤彳t率Pbo1-11衡量數字通信系統有效性和可靠性的性能指標有哪些？有效性用傳輸速率和頻帶利用率來衡量，可靠性用差錯率來衡量，差錯率有誤碼率，誤信率。1-12何謂是碼元速率和信息速率？他們之間的關系如何？碼元速率定義為每秒鐘傳送碼元的數目，單位為波特；信息速率定義為每秒鐘傳送的信息量，單位是bit/s。1-13何謂誤碼率和誤信率？它們之間關系如何？誤碼率是碼元在傳輸系統中被傳錯的概率。指錯誤的碼元數在傳輸碼元數中所占的比例，Pe=錯誤碼元數/傳輸總碼元數。誤信率是碼元在傳輸系統中被丟失的概率。指錯誤接收地比特數在傳輸總比特數中占得比例Pb=錯誤比特數/傳輸總比特數。它們是描述差錯率的兩種不同表述。在二進制中，二者數值相等。1-14消息中包含的信息量與以下哪些因素有關？A消息出現概B消息的種類C消息的重要程度。第二章確知信號.何為確知信號？答：確知信號是指其取值在任何時間都是確定的和預知的信號。.試分別說明能量信號和功率信號的特性。答：能量信號的其能量為有限的正值，但其功率等于零；功率信號其能量為無窮大，其平均功率為有限值。.試用語言描述單位沖擊函數的定義。答：單位沖擊函數是寬度趨于零，幅度趨于無窮大，積分面積為1的理想信號。.試描述信號的四種頻率特性分別適用于何種信號。答：功率信號的頻譜適合于功率有限的周期信號；能量信號的頻譜密度適合于能量信號；能量信號的能譜密度適合于能量信號；功率信號的功率頻譜適合于功率信號。.頻譜密度S（f）和頻譜C（jnw。）的量綱分別是什么。答：分別為伏特/赫茲和伏特。.自相關函數有哪些性質？答：（1）自相關函數是偶函數。（2）與信號的能譜密度函數或功率譜密度函數是傅立葉變換對的關系。3當I=0時,R（0）等于信號的平均功率或信號的能量第三章隨機過程.什么是寬平穩隨機過程？什么是嚴平穩隨機過程？它們之間有什么關系？答：寬平穩隨機過程：若一個隨機過程的數學期望與時間無關，而其相關函數僅與時間間隔相關稱之為寬平穩隨機過程。嚴平穩隨機過程：若一個隨即過程任何的n維分布函數或概率密度函數與時間起點無關，則之為嚴平穩隨機過程。一個嚴平穩隨機過程，只要他的均值有界則必然是寬平穩的；反之不然。.平穩隨機過程的自然相關函數具有什么特點？答：平穩隨機過程的自然相關函數與時間起點無關，只與時間間隔有關，而且是偶函數。.什么是高斯噪聲？什么是白噪聲？它們各有什么特點？答：高斯噪聲：概率密度函數符合正態分布的噪聲。高斯噪聲的特點：它的n維分布僅由各隨機變量的數學期望、方差和兩兩之間的歸一化協方差函數決定。若高斯噪聲是寬平穩，則也是嚴平穩的。若隨機變量之間互不相關，則也是統計獨立的。白噪聲：功率譜密度在整個頻域內均勻分布的噪聲，屬于一種理想寬帶過程。白噪聲的特點：白噪聲只在tao=0時才是相關的，而在其他任意時刻上的隨機變量都不相關。.什么是窄帶隨機過程？它的頻譜和時間波形有什么特點？答：如果隨機過程的頻譜密度分布在一個遠離零頻的很窄的頻率范圍內，則稱其為窄帶隨即過程。其頻譜分布特點是帶寬遠小于中心頻率，時間波形上的特點是呈現出包絡和相位隨機緩慢變化的正弦波。.什么是窄高斯噪聲？他在波形上有什么特點？它的包絡和相位各服從什么概率分布？答：窄帶高斯噪聲：若一個高斯噪聲滿足窄帶條件，即其帶寬遠遠小于中心頻率，而且中心平率偏離零頻很遠，則稱之為窄帶高斯噪聲。其波形上的特點是包絡和相位都像一個緩慢變化的正弦波。其包絡的一維分布服從瑞利分布，其相位的一維分布服從均勻分布。.何為高斯白噪聲？它的概率密度函數、功率頻譜密度如何表示？答：如果白噪聲取值的概率密度分布服從高斯分布，則稱之為高斯白噪聲，其概率密度函數為高斯函數，其功率譜密度為常數。.不相關、統計獨立、正交的含義各是什么？他們之間的關系如何？答：如果兩個隨機變量的協方差函數為零，則稱他們不相關；如果兩個隨機變量的聯合概率密度等于它們各自概率密度的乘積，則稱他們統計獨立。如果兩個隨機變量的互相關函數為零，則稱他們正交。兩個均值為零的隨機變量如果統計獨立，則一定是正交及不相關；兩個均值為零的隨機變量正交與不相關等價。第四章信道無線信道有哪些種無線通訊更具通訊距離，頻率和位置的不同，分為地波、天波和視距傳播和散射傳播等地波傳播距離能達到多遠他適用在什么頻段地波傳播在數百米到數千千米，應用與低頻和甚低頻，大約2MHZ天波傳播距離能達到多遠他適用在什么頻段天波傳播能達到一萬千米以上，應用于高頻，2MHZ-30MHZ視距傳播距離和天線高度有什么關系天線高度越高，視距傳播的距離越遠，其具體關系為H=DA2/50其中H為天線高度，單位為米，D為視距傳播距離，單位為千米散射傳播有哪些種各適用在什么頻段散射傳播分為電離層散射、對流散射和流星余跡散射。電離層散射發生在30MHz~60MHz對流層散射發生在100MHz~4000MHZ;;流星余跡散射發生在30MHz~100MHz何為多徑效應多徑傳播對信號的影響稱為多徑效應什么事快衰落設么是慢衰落由多徑效應引起的衰落稱為快衰落；由信號路徑上由于季節，日夜，天氣等變化引起的信號衰落稱為慢衰落何謂恒參信道何謂隨參信道他們分別對信號傳輸有哪些主要影響信道特性基本上不隨時間變化或者變化很慢稱為恒參信道；信道特性隨機變化的信道稱為隨機信道；恒參信道對信號傳輸的影響可以完全消除，而隨參信道對信號傳輸的影響只能在統計平均的意義下消除何謂加性干擾何謂乘性干擾不論信號有無都存在的噪聲稱為加性干擾；隨信號大小變化的干擾稱為乘性干擾有線電信道有哪些種傳輸電信號的有線信道有明線、對稱電纜和同軸電纜何謂階躍型光纖何謂梯度型光纖折射率在兩種介質中均勻不變，僅在邊界處發生突變的光纖稱為階躍光纖；纖芯折射率延半徑增大方向逐漸減小的光纖稱為梯度型光纖何謂多模光纖何謂單模光纖有多種光線傳播路徑的光纖稱為多模光纖；只有一種光線傳播路徑的光纖稱為單模光纖適合在光纖中傳播的光波波長有那幾個UM1.55UM信道中的噪聲有哪幾種信道中得噪聲可以分為脈沖噪聲、窄帶噪聲、起伏噪聲熱噪聲是如何產生的熱噪聲起源于一切電阻性元器件中得電子熱運動信道模型有哪幾種信道可以分為離散信道和連續信道試述信道容量的定義信道容量是指信道能夠傳輸的最大平均信息量試寫出連續信道容量的表達式由此式看出信道容量的大小決定于哪些參量連續信道的信道容量計算式為Ct=Blog2(1+S/N)(b/s),可以看出信道容量與信道的帶寬B,信號的平均功率S和噪聲的平均功率N有關。第五章模擬調制系統1、何為調制？調制在通信系統中的作用是什么？所謂調制就是把信號轉換成適合在信道中傳輸的形式的一種過程。作用：1將基帶信號變換成適合在信道中傳輸的已調信號2實現信道的多路復用3改善系統抗噪聲性能。2、什么是線性調制？常見的線性調制有哪些？正弦載波的幅度隨調制信號做線性變化的過程。從頻譜上說，已調信號的頻譜結構與基帶信號的頻譜結構相同，只是頻率位置發生變化。常見的線性調制有調幅，雙邊帶，單邊帶和殘留邊帶調制。3、AM信號的波形和頻譜有哪些特點？AM波的包絡與調制信號的形狀完全一樣；AM信號的頻譜有載頻分量、上邊帶下邊帶三部分組成。上邊帶的頻譜結構和原調制信號的頻率結構相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。4與未調載波的功率相比，AM信號在調制過程中功率增加了多少？增加了調制信號的功率TOC\o"1-5"\h\z5、為什么要抑制載波？相對AM信號來說，抑制載波的雙邊帶信號可以增加多少功效？抑制載波可以提高調制效率；對于抑制載波的雙邊帶，可以使其調制效率由三分一提高到16、SSB的產生方法有哪些？各有何技術難點？SSB信號的產生方式可以分為濾波法和相移法。濾波法的技術難點是邊帶濾波器的制作。相移法的難點是寬帶移相網絡的制作。7、VSB濾波器的傳輸特性應滿足什么條件？為什么？殘留邊帶濾波器的特性H(w)在+-wc處必須具有互補對稱性，相干解調時才能無失真的從殘留邊帶中恢復所需要的調制信號。8如何比較兩個模擬通信系統的抗噪聲性能是否相同？為什么？比較兩個模擬通信系統的抗噪聲性能要綜合考慮帶寬和信號和噪聲功率比。9、DSB調制系統和SSB調制系統的抗噪聲性能是否相同，為什么相同。如果解調器的輸入噪聲功率密度相同，輸入信號功率也相同，則單邊帶和雙邊帶在解調器輸出的信噪比是相等的。10什么是頻率調制？什么是相位調制？兩者關系如何？所謂頻率調制FM是指瞬時頻率偏移隨調制信號成比例變化；所謂相位調制pm是指瞬時相位偏移隨調制信號線性變化。FM和PM之間可以相互轉換，將調制信號先微分，后進行調頻則得到相位波；將調制信號先積分而后進行調相則得到調頻波。11什么是門限效應？AM信號采用包絡檢波解調是為什么會產生門限效應當包絡檢波器的輸入信噪比降到一個特定的數值后，檢波器的輸出信噪比出現急劇惡化的一種現象成為門限效應。門限效應本質上是有包絡檢波器的非線性引起的。可以理解為當小信噪比時，解調器的輸出端沒有信號項，會把有用的信號擾亂成隨機噪聲。12為什么相干解調不存在門限效應？噪聲與信號可以分開進行解調，而解調器輸出端總是單獨存在有用信號項14為什么調頻系統可進行帶寬與信噪比的互換，而調幅不能？因為調幅系統的帶寬是固定的FM系統的調制制度增益和信號帶寬的關系如何？這一關系說明什么問題？調制增益與信號帶寬的關系為，這說明信號帶寬越大，調制增益越高fm產生門限效應的主要原因是什么？主要是非線性的解調作用FM系統中采用加重技術的原理和目的是什么？為了進一步改善解調器的輸出信噪比，針對鑒頻器輸出噪聲譜呈拋物線形狀的特點，在調頻系統中采用加重技術，包括預加重和去加重措施。預加重和去加重的設計思想是保持輸出信號不變，有效降低輸出噪聲，已達到輸出信噪比的目的，其原理實在解調錢加上預加重網絡，提升調制信號的高頻分量，在解調以后加上去加重網絡，使信號保持不變同時降低高頻噪聲，從而改善輸出信噪比18什么是頻分復用頻分復用中，一個信道的可用頻帶被分為若干個互不重疊的頻段，每路信號占用其中的一個頻段，在接收端，通過濾波器選出其中所要接收的信號，在進行解調。第六章數字基帶傳輸系統數字基帶傳輸系統的基本結構及各部分的功能？數字基帶傳輸系統由發送濾波器、信道、接收濾波器、抽樣判決器及定時和同步系統構成。發送濾波器的功能是產生適合于信道傳輸的基帶信號波形。信道的作用是傳輸基帶信號。信道的作用是傳輸基帶信號。接收濾波器的作用是接收信號，盡可能濾除信道噪聲和其他干擾，對信道特性進行均衡，使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。抽樣判決器的作用是使再傳輸熱性不理想及噪聲背景下，在規定時刻對接收濾波器的輸出波形進行判決，以恢復或再生基帶信號。定時和同步系統的作用是為抽樣判決器提供準確的抽樣時鐘。數字基帶信號有哪些常見的形式？各有什么特點？它們的時域表達式如何？數字基帶信號的常見形式有：單極性波形，雙極性波形，單極性歸零波形，雙極性歸零波形，差分波形和多電平波形。單極性波形用正電平和零電平分別對應二進制碼“1”和“0”，其波形特點是電脈沖之間無間隔，極性單一，易用于TTL,CMOS電路，缺點是有直流分量，只使用于近距離傳輸。雙極性波形用正負電平白^脈沖表示二進制1和0,其波形特點是正負電平幅度相等，極性相反，故1和0等概率出現時無直流分量，有利于在信道中傳輸，并且在接收端恢復信號的判決電平為零，不受信道特性變化影響，抗干擾能力強。單極性歸零波形電脈沖寬度小于碼元寬度，信號電壓在一個碼元終止時刻前總要回到零電平。從單極性歸零波形中可以直接提取定時信息。雙極性歸零波形兼有雙極性和歸零波形的特點。相鄰脈沖之間存在零電位間隔，接收端易識別碼元起止時刻，從而使收發雙方保持正確的位同步。差分波形用相鄰碼元的電平跳變來表示消息代碼，而與碼元本身的電位或極性無關。用差分波形傳送代碼可以消除設備初始狀態的影響，特別是在相位調制系統中可以解決載波相位模糊的問題。多電平波形的一個脈沖對應多個二進制碼，在波特率相同的情況下，可以提高信息傳輸速率。數字基帶信號的功率譜有什么特點？它的帶寬只要取決于什么？數字基帶信號的功率譜密度可能包括兩個部分，連續譜部分Pu（w）及離散譜部分Pv（w）。對于連續譜而言，代表數字信息的g1（t）及g2（t）不能完全相同，所以Pu（w）總是存在的；而對于離散譜P=1/[1-g1（t）/g2（t）]=k,且0wkw1時，無離散譜。它的寬帶取決于一個碼元的持續時間Ts和基帶信號的碼元波形的傅里葉變換形式。構成AMI碼和HDB3碼的規則是什么？它們各有什么優缺點？AMI的編碼規則：將消息代碼0（空號）仍然變換成傳輸碼0,而把1（傳碼）交替的變換為傳輸碼的+1,-1,。因此AMI碼為三電平序列，三元碼，偽三進制，1B/1T碼。AMI的優點：（1）0,1不等概率是也無直流。（2）零頻附近的低頻分量小。（3）整流后及RZ碼。（4）編譯碼電路簡單而且便于觀察誤碼情況。AMI的缺點是：連續0碼多時，RZ碼連0也多，不利于提取高質量的位同步信號。HDB3的編碼規則：先把消息代碼變換AMI碼，然后去檢查AMI碼的連零情況，沒有四個或者四個以上的連零串時，這時的AMI碼就是HDB3碼；當出現四個或者四個以上的連零串時，將四個連零小段的第四個0變換于遷移非0符號同極性的符號，稱為V符號（破壞碼）。當相鄰V符號之間有偶數個非零符號時，再將該小段的第一個0變成+B或者-B（平衡碼），B符號的極性與前一非零符號的極性相反，并讓后面的非0符號從V符號開始再交替變化。HDB3碼的優點：保持了AMI的優點，還增加了使連零串減少到至多三個，對于定時信號的恢復是十分有利的。簡述雙相碼和差分雙相碼的優缺點。雙相碼的編碼原則是對每一個二進制碼分別用兩個具有不同相位的二進制新碼去表示源碼。0-01（零相位的一個周期的方波）1-10（pi相位的一個周期方波）。其優點是只用兩個電平，能提取足夠的定時分量，又無直流漂移，編碼過程簡單。其缺點是占用帶寬加倍，使頻帶利用率降低。差分雙相碼中，每個碼元中間電平跳變用于同步，而每個碼元的開始處是否存在額外的跳變用來確定信碼。有跳變則表示1,無跳變則表示0,其優點是解決了雙相極性翻轉而引起的譯碼錯誤，其缺點也是占用帶寬加倍。什么是碼間干擾？它是如何產生的？對通信質量有什么影響？碼間干擾的產生是因為在第k個抽樣時刻理想狀態時抽樣時刻所得的是僅有第k個波形在此時刻被取值，但在實際系統中，會有除了第k個波形以外的波形可能再抽樣時刻被取值。碼間干擾會導致判決電路對信號進行誤判，使信號失真，產生誤碼，從而通信質量下降。何謂奈奎斯特速率和奈奎斯特帶寬？此時的頻帶利用率有多大？理想低通傳輸特性的帶寬稱為奈奎斯特帶寬，將該系統無碼間干擾的最高傳輸速率稱為奈奎斯特速率。此時頻帶利用率為2B/HZ。在二進制數字基帶傳輸系統中，有哪兩種誤碼？他們各在什么情況下發生？誤碼將由2種錯誤形式：發送1碼，誤判為0碼，這種錯誤是在噪聲的影響下使得x<Vd（x為接受濾波器輸出的瞬間值，Vd為判決門限）時發生；同理，發送0碼，誤判為1碼，這種錯誤在x>Vd時發生。無碼間串擾時，基帶傳輸系統的誤碼率與哪些因素有關？如何降低系統的誤碼率？無碼間干擾時，基帶傳輸系統的誤碼率與抽樣判決時的信噪比有關。要降低系統的誤碼率需要提高抽樣判決時的信噪比，可以降低信道噪聲或者提高信號平均功率。什么是眼圖？它有什么作用？由眼圖模型可以說明基帶傳輸系統的哪些性能？具有升余弦脈沖波形的HDB3碼的眼圖應是什么樣的圖形？眼圖是實驗手段估計基帶傳輸系統性能的一種方法。它是指接收濾波器輸出信號波形在示波器上疊加所形成的圖像。1.最佳抽樣時刻是“眼睛”張最大的時刻；2.對定時誤差的靈敏度可由眼睛的斜率決定，斜率越陡，對定時誤差就越靈敏；3.圖中陰影區域的垂直高度表示信號畸變范圍；4.圖中央的橫軸位置對應判決門限電平；5.在抽樣時刻上，上下陰影區的間隔距離之半為噪聲容限，即若噪聲瞬時值超過這個容限，即可能發生錯誤判決。具有升余弦脈沖波形的HDB3碼的眼圖中間會有一條代表0的水平線。什么是部分響應波形？什么是部分響應系統？人為的有規律的在抽樣時刻引入碼間串擾，并在接收判決前加以消除，從而可以達到改頻譜特性，壓縮傳輸頻帶，使頻帶利用率提高到理論最大值，并加速傳輸波形尾巴地衰落和降低對定時精度要求的目的。通常把這種波形稱為部分響應波形。利用部分響應波形傳輸的基帶系統稱為部分響應系統。部分響應技術解決了什么為題？第IV類部分響應的特點是什么？部分響應技術提高了頻帶利用率，降低了對定時精度的要求。第IV類部分響應的特點是無直流分量，其低頻分量小，便于邊帶濾波實現單邊帶調制。什么是頻域均衡？什么是時域均衡？橫向濾波器為什么能實現時域均衡？頻域均衡：利用可調濾波器的頻率特性補償基帶系統的頻率特性，使得包括可調濾波器在內的基帶系統總的傳輸特性滿足無碼間串擾傳輸的要求。起頻率特性補償作用的可調濾波器叫頻域均衡器。時域均衡器：在接受濾波器后插入一個稱為橫向濾波器的可調濾波器，這個橫向濾波器可以將輸入端在抽樣時刻上有碼間干擾的響應波形變換為在抽樣上無碼間干擾的響應波形。由于橫向濾波器的均衡原理是在時域響應波形上的，所以稱這種均衡為時域均衡。橫向濾波器可以將輸入端在抽樣時刻上有碼間干擾的響應波形變換成在抽樣時刻上無碼間干擾的響應波形，所以橫向濾波器可以實現時域均衡。第七章數字帶通傳輸系統什么是數字調制？它和模擬調制有哪些異同點？數字調制是用載波信號的某些離散狀態來表征傳送的信息，在接收端對載波信號的離散調制參量進行檢測。和模擬調制一樣，數字調制也有調幅，調頻和調相三種基本形式，并可以派生出多種其他形式。在原理上二者并沒有什么區別。只不過模擬調制是對載波信號的參量進行離散調制，在接收端也只需對載波信號的離散調制參量估值。數字調制的基本方式有哪些？其時間波形上各有什么特點？數字調制技術有兩種方法：一是利用模擬調制方法去實現數字式調制，即把數字調制看成是模擬調制的一個特例，把數字基帶信號當成模擬信號的特殊情況處理。二是利用數字信號的離散取值的特點通過開關鍵控載波，從而實現數字調制，這種調制方式通常有幅度鍵控、頻率鍵控和相位鍵控。其時間波形上來說，有可能是不連續的。什么事振幅鍵控？OOK信號的產生和解調方法有哪些？振幅鍵控：用載波幅度的有無來表示傳送的信息，一般用開關電路來控制。OOK信號一般有兩種產生方法：1,模擬幅度調制法；2,開關電路控制的鍵控法。OOK信號有兩種解調方法：非相干解調（包絡檢波法）和相干解調法（同步檢測法）。2ASK信號傳輸帶寬與波特率或基帶信號的帶寬有什么關系？2ASK信號的帶寬是基帶信號帶寬的兩倍。什么事頻移鍵控？2FSK信號產生和解調方法有哪些？頻移鍵控是指用不同的載頻來表示所傳送的數字信息。（1）利用矩形脈沖序列對一個載波進行調頻產生；（2）利用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的頻率進行選通，即鍵控法。FSK的解調通常采用非相干解調和相干解調兩種方法，同時還有鑒頻法，過零檢測法和差分檢波法。2FSK信號相鄰碼元的相位是否連續變化與其產生方法有何關系？采用模擬調頻電路實現的2FSK信號，其相位變化是連續的；采用數字鍵控法產生的2FSK信號其相位變化不一定連續。相位不連續2FSK信號的傳輸帶寬與波特率或基帶信號的帶寬有什么關系？相位不連續2FSK信號的帶寬大于基帶信號帶寬的2倍。什么事絕對移相？什么事相對移相？他們有何區別？絕對移相是用載波的相位直接表示碼元；相對移相是用相鄰碼元的相對載波相位值表示數字信息。相對移相信號可以看做是把數字信息序列絕對碼變換成相對碼，然后根據相對碼進行絕對移相而成。2PSK信號和2DPSK信號可以用哪些方法產生和解調？它們是否可以采用包絡檢波法解調？為什么？2PSK信號和2DPSK信號可以用模擬調制法和鍵控調制法產生，2PSK信號可以用極性比較法，鑒相法解調，2DPSK信號通常用極性比較-碼變換法，差分相干法解調。它們都不能采用包絡檢波法解調，因為它們是用相位而不是振幅來攜帶傳送信息的。2PSK信號及2DPSK信號的功率譜密度有何特點？試將它們與OOK信號的功率譜密度加以比較。2PSK信號的功率譜密度同樣由離散譜和連續譜組成，但當雙極性基帶信號以相等的概率出現時，不存在離散譜部分。同時，連續譜部分與2ASK信號基本相同，因此，2PSK信號的帶寬也與2ASK信號相同。此外，2DPSK信號的帶寬也與2ASK信號的相同。二進制數字調制系統的誤碼率與哪些因素有關？與其調制方式、解調方式和信噪比有關。2FSK與2ASK相比有哪些優勢？在相同的解調方式下，若要得到相同的誤碼率，2FSK需要的信噪比比2ASK小3dB。2PSK與2ASK和2FSK相比有哪些優勢？在相同的誤碼率情況下，2PSK需要的信噪比比2ASK小6dB,比2FSK小3dB。2DPSK與2PSK相比有哪些優勢？在相同的信噪比情況下，采用相干解調方式，2DPSK與2PSK的誤碼率減少一半，而且2DPSK還可以采用非相干解調方式。何謂多進制數字調制？與二進制數字調制相比，多進制數字調制有哪些優缺點？采用多種基帶波形的數字調制稱為多進制數字調制，優缺點為：1,在相同傳碼率時，多進制比二進制傳輸的信息量打；2,在相同傳信率時，多進制比二進制所需要的碼率低，帶寬窄；3,在相同噪聲情況下，多進制的抗噪聲性能不如二進制好。第九章模擬信號的數字傳輸1模擬信號在抽樣后，是否變成時間離散和取值離散的信號了？模擬信號在進行抽樣和變成時間離散信號，其取值仍然是聯續的2試述模擬信號抽樣和PAM的異同點模擬信號抽樣的PAM的共同點都是時間離散取值連續的信號，不同點是抽樣信號的頻譜是周期延拓，幅度不下降，而PAM頻譜是周期延拓，幅度下降3對于低通模擬信號而言，為了能無失真恢復，理論上對于抽樣頻率有什么要求？理論上為了使抽樣頻率能恢復到原來的模擬信號，需要采樣頻率大于等于信號最高頻率的兩倍4試說明什么是奈奎斯特速率和奈奎斯特間隔對無失真恢復低通信號的所要求的最低采樣的最低采樣速率稱為奈奎斯特速率，與此相對的最小抽樣時間間隔稱為奈奎斯特間隔5試說明抽樣產生混疊的原因在信號域內的采樣，會造成信號頻譜的周期延拓，當采樣頻率小于信號帶寬是，就會造成不同周期的混疊。7PCM電話通信常用的抽樣標準頻率等于多少8000hz9量化信號有哪些優點和缺點信號量化的優點是可以把模擬信號變成數字信號，從而采用通過數字調制的進行傳輸，其缺點是量化會產生量化誤差10對電話的非均勻量化有什么優點電話信號主要集中在小幅度區間，故采用非均勻量化能夠降低量燥比和傳輸比特數11在A率中若采用A=1將得到什么壓縮效果在A率用A=1將表示不進行壓縮1313折現律中折線段數為什么比15的折現率中的少兩段因為13折線律第一段和第二段的斜率相同，合并變成了一條折線，而15折線律中，每段斜率都不相同14我國采用的電話量化標準，是符合13折線律還是15折線律？符合13折線律15在PCM電話信號中，為什么采用折疊碼進行編碼因為電話信號的幅值只要集中在幅度較小的區間，采用折疊碼進行編碼可以減少誤碼對信號造成的影響16何為信號量燥比？T他有無辦法消除信號量燥比是信號平均功率與量化噪聲平均功率的取值，他只能盡量減少，無法完全消除17在PCM系統中，信號量燥比和信號帶寬有什么關系在低通信號的最高頻率給定是PCM系統的輸出量燥比隨系統帶寬按指數規律增加18增量調制系統中有哪些量化噪聲一般有量化噪聲和過載量化噪聲19DPCM和增量調制之間有什么關系增量調制可以看成是一種最簡單的DPCM,當DPCM中量化器的量化電平去2時，此系統為增量調制系統20試述時分復用的優點

時分復用的優點在于便于實現數字通信，易于制造，適于采用集成電路實現，生產成本低21適述復用和復接的異同點復用的目的是為了擴大通信鏈路的容量，在一條鏈路上傳輸多路獨立的信號，實現多路通信,在復用的過程中將低次群合并成高此群的過程成為復接23PDH體系中各層次的比特率不是整數倍的關系，因為每次復接是需要插入同步碼元和信令碼元。通信原理（第六版）課后習題答案第一章緒論1-1沒要文字母比出現的概率為0105,工出班的概略為0.002,試求匈和#的信息量，解：2#=log解：2#=log0.105=325她I=log5—=loe)—i—=8.97bit“2p20.0021-2某信息源的符號集由ABCD和E組成，設每一符號獨立出現，其出現概率分別為1/4,I脩1屬引此5/160試求該信息源符號的平均信息量。解*平均信息量H二尸（/）麻3尸（金）1-1=2.23&4/符號=2.23&4/符號L3設有四個消息A、B、C、D分別R股率141限1限1/2傳送,一消息的出現是相互獨立的，試計算其平均信息量。解；平均信息量H=-￡尸&）1能了（為）=一］心目口）_glQgmj—'kgQg—glog?；=175所“符號19—個由字母AE,CD蛆成的字，時于傳輸的每一字母用二進弟■?沖編碼，00代替生口1代替BJD代替CJ1代替D用個脈沖寬度為5（1）不同的字母等可能出現時.試計算傳輸的平均信息諫率：（2）若每個字母出現的等可能性分別為尸片1/5Ff1乩試計算傳輸的平均信息速率.解；(1煙T字母對應兩個二ffi制脈沖，屬于四進W5號,故T字母的持黜間為2X吩%傳送字母的符號速率為&.二."1001加2x5xl0^3等概時，平均信息速率4=&胃log24=20g/0(2)每個符號平均信息量為411111133H--VPjlogJ/jlog2log2log2log3-554n44口410J1。-1.985施/符號平均信息速率為==100x1.985=1985/>/s1，5國際莫爾斯電碼用點和劃的序列發送英文字母，劃用持續3單位的電流脈沖表示，點用持續1個單位的電流脈沖表示，且劃出現的概率是點出現的概率的1/3.(1)求點和劃的信息量；②求點和劃的平均信息量.解⑴由已知條件劃出現的慨率是點出現的概率的1/3,即巴=1/3檢且產」十H=1,所以尸尸1/4,尸尸3/4劃的信息量？i=Tog?1二%"4點的信息量Z2--log2-=0一41物￡一o%1⑵平均信息量j￥=^xO,415+^x2=O31沏符號1-6某離散信息斶出/馬…與名個不同的符號,符號速率為2400瓦其中4個符號出現概率為尸&)=尸?)=1"6，產(J)=1居秋q)=1/4其余符號等概出現。(1)求該信息源的平均信息率：⑵求傳送信的信息量⑥解。由已知斜推Pg）--）-Pg）-玳布）-7ID信息源的解：H（x）=-2尸（內）1口且口戶（藥）=-2k二logm占一?ggmg_llDg1l_4x^xlog3i1616884488=2.375bit漪號則信目源的平均信旦速率為&=^xK-2400x2.875-69皿bit/$Q）傳送透的信息量為：/=7x=3600x6300=2.434x10%存L7設某信息源以每秒2000個符號的速率發送梢息，信息源由ABCDE五個信息符號組成發送A的概率為1例發送其余符號的概率相同月設每一符號出現是相互獨立的。求0海一符號的平均信息量二⑵信息源的平均信息速率;.⑶可能的最大信息速率。解。因已知條件得網工）=LH叼”凡為）=/）2o每一符號的平均信息量艮喑息源的嫡^W=_S^^^logaJ：^?;^=_logaT_4x7xloga7=2她/符號（2惻信息源的平均信息速率為為=^x^=2000x2=400的"/5（%等概時可獲得最大信息速率：先求最大信息量：％=log”=132Mt借號則最大信息速率：為5=R"%=232x2000=4640加Ms1-3如臬二進獨立等概信號，碼元寬度為0.5辟同求治和&:有四進制信號，碼元寬度為口方根求恃碼率/和獨立等概時的恃信率及電解.由已知條件科元寬度為0.5怙所以用二1/05乂1。~20008艮=氏政退工拉因為喬=2所以&=2000加加當式K時^^=2000目&二衣掰h期4=4000質場1-5在強干擾環境下，某電臺在5rmn內共收到正確信息量為355班她假定系統信息速率為12。口腸加以⑴試問系統誤信率乙是多少？Q）若假定信號為四進制信號，系統碼元佶輸速率為12004，則凡是多少？解：（1）先求所傳送的總的信息量。『后1200X10‘X5X60=360順所傳送的錯誤的信息量上『360-355=5冊出則系統誤信率A=ZVZ產5/360=0.01329（2）由己知條件1200^3則3&取xlog?=2400^s/e=2400X1dx5X60=720啦過［瞥=720-355=3653"則產產1^13=365/720=050691-10已知某四進制數字信號傳輸系統的信息速率為24。口加的接收端共收a216個錯誤碼元，試計算該系統七的值，解由已知條件地產240股加/&=10gW所見如二國一二12006臉4半小時共傳送的碼元為200x0.5x3600=216乂1心個系統誤碼率”前71設一數字傳輸系統佶送二進制福元的速率為IZOQBaud,試求該系統的信息速率I若該系統改為傳送1。進制信號科元，碼元速率為24叩Baud,則這時的系統信息速率為多少？解(1)&二&=12UQ配加Q)尺產^o^i5=2400X4=960Oto/s第二章確定信號和隨機信號分析2-1設隨機過程FS可表示成“。=2cos(23+#),式中』是一個離散隨機變量，且尸(自工戶1以收戶=?0=1⑵試求%⑴及%(。,6解首先應理解演⑴及砥。1)的含義，鼻⑴是指當日時，所得隨機變量的均值，氐(0,1)是指當A1時，所得的兩個隨機變量的自相關函敷.a(1)=W[2cqsQ/+|tPi=￡[2cos(2+知TOC\o"1-5"\h\z=2(—cos0+—cos—1=1

222&e(01)=E[g(0)C(l)]=￡[2cos&X2cOS(2+町=4現0]12n1g=2—COS□+—cos-?=2222)2-2.設z(0=再3叫/-x2sin或在是一隨機過程，春】和修是彼此獨立且具有均值為0,方差為M的正態隨機變量，試求(1)知⑥]此％)](2月⑥的一維分布密度函魏⑵；(3)8(或"口)^^(今也)4

解①由已知條件因占卜昂萬卜。且與和句彼此相互獨立“所以即*J=?勺冏心卜0以勺）=2?氏）=,而i=回］［-爐［工］所以￡/；］=既占卜E2民卜/同理@君］=/耳式。]=月民8$卬-X；sint^i]=cos-sin心/瓦x)]=0年%年%卜成畫cos叱上-x2sin由祕"］-cosh祕目*）+sin，祕目引］-2cos琢sin士坨閏金叼-cos=（cos2h祜+sm祜）/=/⑵由于西和可是彼此獨立的正態隨陋量，昆⑥是^和七的線性組合.所以他是均超為，方差為”的正態隨機變量，其「維概率密度為3高空圖⑶長也㈤=他G)U卜其卜】C8/4-必sin日科][演cos心眄-勺win卬[}=/[cos/￡]cos/"+sin日出】sin/f*]=/[cos碗9-^)]令￡]_G.如必也修)./COS豌TB(",7)=R(彳由)-E[z(tl')]E[z(t2')]=RQ]心)=/cos叱尸2-3求乘積4）二式力缶的自相關函數°已知初與W）是統計獨立的平穩隨機過程，且它們的自相關函數分別為上（。埒（d解《（"之）=匈兒）電）卜到電帥）他照）］=國鼎—幻］=￡卜匕卜（幻］—卜仁）］低］為r（￡月y（E豌計獨立）=一心丁同伉芻）=&卜——凡卜）（H為4—上浮穩）所以，家。也是平挪I機過程，且有，&（T尸以『）&（『）24若隨機過程z（7）=?M（i）=cos（^［iH-"，其中修（0是寬平穩隨機過程，且自相關函數及鼠『）為（1+f-1<T<01-T0<T<10其他年9是』覬均勻分布的隨機變量.它與即）彼此統計獨立，⑴證明是寬平穩的；⑵繪出自相關函數理丁）的波物⑶求功率譜密度己（5及功率8

解⑴因為清①是寬平穩的隨機過程，所以其均值為同m（切二］（常數）而g是跟狄均勻分布的，所以/⑻=“2巴（K自42尹），又因為#是與加S被北跳同立的，所以風#)]二同期)cosfas^+fi)]==5(^i^)[cos^cos0-sin/上sin8口=總)/?(小目上。臺利￡cos^-sin%￡sinH]-ftcos琢cosS-ftcos琢cosS-dO=0&匕冬）=￡［如上3）］二夙磁L）85（叼1+g麗匕）85血（^+即=磯鹿匕）W匕膽［cO￡（OVi+8）85向也+8）］=O,52j（f）夙cos（5自+4）+28］+8￡叫'一上1》=0,5jhX磯CQS4%tJ]+同C9S叫匕+9)cos2tf-sin+Z3)sin28]}=0.5Mt卜X同cos3、也TJ]+0)=0.5^m(r)cosfl?crf令f？T[二r)由于國?也）與時間起點無關.而只與時間間隔有關，且后反切=。與時間無關，所以寅力是寬平穩的.!0.5（1+r）CCSoj^r-1<t<00.，Xl-r）cosfl>oTO^t<10其他鳥k用波形可以看成一個余弦函數和一個三角波的乘積.如圖2.廝示.TOC\o"1-5"\h\z⑶因為點）是寬平穩的，所以，&（50（『）1fQPs（o）-—乂業仔（m+鈾）+5（m—叫］尸0-5Sj2—2君I2」1即3（0+%）Sc;氣田-鈾）―4\22|圖2圖2127已知噪聲的）的自相關函數/卜?再為常數.2①求及S,⑵繪出R」f）及R（如圖形◎解⑴由已知條偉是平穩隨機過程，貝南月（砌G網5片（時=〕:4（加一*dr=5-不,=:'Jf2a“a+dfs=&9）42T氏C低通濾波器如圖:3所示。當輸入均值為零，功率譜密度為加之的高斯白噪聲時！⑴求輸出過程的功率譜密度和自相關函數；⑵求輸出過程的一維概率密度函數0RO□圖2,3輸出功率譜密度為耳（口）-m田r耳同吟,J畢士1+gRC）因為m同n呢蠅利用「忖u自相關函藪為國卜尸含力一號斗汽LI汽Uj（2因為高斯過程通過我性系統后仍為高斯過程.而喉劃=亂期）閉口）=。4/（0）一喇=券4AV所以輸出過程的一維概率密度函數為42靄42靄0r其中4RC2-75Q）是T平穩隨過程，它的自相關函數是周期為2$的周期函數.在區間（7,1）Q）上，該自相關函數尺C/）=1-1叫試求JG）的功率譜密度金（人并用圖形表示。解因為加）是一b平穩隨機過程，所以40）0純⑺對我⑺進行傅里葉變抵得P⑻=6*空⑷）■與手叫⑷小一吟卜第三曲“圖財-理第）圖形如圖24所示外仙）八花-4靄「2震O2戛4jtg圖2.42-S將一個均值為零、功率譜密度為n『2的高斯白嗓聲加到一個中心角頻率為心帶寬為￡的理想帶通濾波器上，如圖2.5所示.〔1）求濾波器輸出噪聲的自相關函數；⑶寫出輸出噪聲的一維嘏率密度函數.解（I）將高斯白噪聲加到一個理想帶通濾波器上，苴輸出是一個窄帶高斯白噪聲.聲.同同=1叫-西佰叫+忐0其他叫叫_宙可口恪叫叫_宙可口恪A+T=0其他又因為兄⑻。與卜）所以凡國=5匚月⑹產而=J-「3%,加+上「2軍2/u22rrL.R口=/B&i（6卡卜8門產⑵因為高斯過程經過線形系統后仍是砌（過程，所以輸出噪聲的一維概率密度函數為因為電⑨卜口所以R豳劇二晦加（0）二。所以輸出噪聲的一維播率密度函數為/w二盲口一2-9圖巴6為單個輸入』兩個輸出的線性過濾器,若輸入過程O是平穩的，求-C）與弧（。的互功率譜密度的表示式口4⑴圖N64⑴圖N6口⑴設7Q）的自功率憎密度為尸式S芻/=施廣陶（4=5小卜H上一看以f&“）=血戶為10=「%卜訊”「就互相關函數為&2丫1芻）二@廳式幻句&）］=￡「瓦（力卜沙叫飽（切也=￡「瓦（力卜沙叫飽（切也-明邨=「「加卜后仍閡疝1一-￡陰回？根據加評穩性，式池］-）萬％-/）］=&卜+儀—￡）rj—￡1治⑸幻二「「九心氏（戶陽（r+儀—fH由/=舄/「）互功率譜密度為g（m）=匚&口二t/儀’4（5%信）4上十a-6,7"鄧令d=￡+值一/?貝拉「二/匕E-加=€*720.胃所以斗㈤二二加吟萍加廣％（沖*"/?二4（共3芯二砧由陶（鶴⑹2-1口若《"）是平穩隨機過程，自相關函數為犬”t）,試求它通過如圖27系統后的自相關函數及功率譜密度.A相加方A相加方孤）輸出延時下圖2.T解M喇4■4-丁）&幻=跑幻我）］h-"力￡看品）=廊旋）］=E｛的J+卻「7膽心）+式「「）］（二更料雕J十相顏「力+跑—瞰j+m&-rj=2%圖+&卜-7）+&（『+7）令&T［=h根據&@）0兄（曲）」&&）OP?）凡向）=口尸助十尸（^"十尸心帖"=F（㈤）（2+產+廣”）=2F?W+cof0丁）2-11一噪聲的功率譜密度如圖2,8所示，試求其自相關函數為廟式G?$2）&COE如r.圖2,8解對進行傅里葉反變換，得自相關函數尺七）為1+ra_..廠L"（由"cns由七+J§in中安尺田1產■、口mreiT.W=）匚￡1+ra_..廠L"（由"cns由七+J§in中安尺田1產■、口mreiT.=KSa（的器）cos電展2-12證明平穩隨機過移⑴的自相關函數滿足：國cn#IACj）I證明：因為，①）是平稔隨機過程，所以有凡同=￡附W+匍K<0）-E:陰］因為五土川1+軍）『孑。所以23⑴±2,⑴+刊］上口上⑴］+￡卜也+€）］>豈營卜⑴足+以2-1石知玉（f用1/⑴為相互獨立的平穩高斯隨機過程」玉（F狒］數學期望為巧,

方差為町//兩數學期望為與，方差為門"設琮）?升⑴+%⑴⑴試求隨機過程中的數學期望a和方差/：（2版求隨機過程璀購一維相率密度函酎（力解⑴因為王⑴和與⑴相互獨立，則瓦/白場⑴卜同吊⑴史國⑴]且即向a-5[Xf）]=E[xf（0+/（，）]=/+/比制]==h；詠葉升創-夕[附]則咋：⑹=村+解弧⑴]=￡+口：-=以⑼]=盧乜⑴+/⑻*}-F[⑴+再⑴]=￡卜；⑺+口玉（少式。+后⑴卜/+冬>Un1tn弋2飛=CF[+/+2鼻1口弋+iTt-2t2|l2寸-4/=b[+0^⑵因為%。而/⑴均為平科高斯隨機過程"中）=W⑴+，?建線性組合，所以小）也是高明隨機過程」苴一雄概率莫度函數為在111（X-<?!-flj1f\^}=-"*=-_J微——g-J2皿*一叼心cr；）2但?4士）274將均值為零，功率譜密度為m/2的高斯白噪聲加到如圖29所示的低通濾波器的輸入端.⑺輸出過程口⑺的自相美函數：②）求輸出過程■（?的方差.LbrwY^o02.9⑴輸入過程的功率增密度為導?吟工交低通濾波器的傳輸函數為日⑹=\'慶+jfiiLP（加二函如）「明二%—黑.自相關函數為M⑺=：二尊加0加如二第電距[乎）?因為輸入過程均值為零，所以輸出過程均值也為零其方差為墳;凡◎二魯2-15一正弦波加宅帶高斯過程為?㈤=如8（*&U）求■口通過能解理想的提取包絡的平方律檢波器后的一維概率分布函數0⑵若爐口，重做[I）?解(11已知正蘢波加窄帶高斯過程的包絡的一雄嘏率分布函數為f向=Af3M噫7嗚第三章信道3-1役一恒參信道的幅頻特性和相頻特性分別為加⑹力(伊⑹一叫其中，尤和h都是常數口試確定信號式外通過該信道后的輸出信號的時域表示式，并討論之“解由已知條件卷傳輸函數為：田電)■網㈤髀同■Q見3所以沖激響應為:她=扁曲7J輸出信號為：網=s(f)*hQ)=玄由討論：該恒參信道滿足無失真條件,所以信號在傳輸過程中無失真」但其幅度是原來的左倍，傳輸以后有一個大小為f就遲延。3-2設某恒參信道的幅頻特性為E㈤=[1+耳中,h為常數.試確定信號5")逋過該信道后輸出信號的時域表示式，并討論之.解HM=0+8岳回工)-1?~+米屋通+屋方⑴二一&7G425(f7』g5(fT』_7；)輸出信號/⑴=&⑴*R(f)=加一+；小一0+")+；父f一。一毛)3-3今有兩個恒參信道』其等效模型分別如圖3.1所示。試求這兩個信道的群遲延特性及畫出它們的群遲延曲線，并說明信號逋過它們時有無群遲延失其口輸入T輸出

輸入T輸出解⑷圖電路傳輸函數=立1+我士相頻特性程（曲）=0群遲延頻率特性品（加二蟲3二0day⑼圖電路傳輸函數伽劭二上彳R+-——幅頻特性1H（初二相頻特性我（"）=-arctan（fliSC）群遲延頻率特性而=暑絲=-—^―ds1+因為Q福電路中號和燈均為電阻，電路傳輸睥發與疏關，Q（田）=0為常數，所以沒有群遲映真，G）圖的的（㈤?渥非線性關系，所以有群遲延失真口群遲延特性曲線如圖31⑹所示。RiR輸入輸出C輸入輸出*3)（QRiR輸入輸出C輸入輸出*3)（Q圖打3-4一信號波茂學""址gGfcos以匕通過衰減為固定常數值，存在未瞬的網絡口試證明：若，且孫士Q附近的相頻特性曲線可近似為線性，則該網絡對的遲延等于它的包絡的遲延（這一原理常用來惻量群遲延特性3

解虱f）=ACUSflCQ5由J=。［CQ虱/++C3?-⑷6若切爐◎，則武。可看成雙邊帶調制信號，且式。的包絡為蟲”◎引根據叫土口附近的相頻恃性曲^可近似為蜴性，可慨設網^傳輸函數為M融）二期即『丁融沖激啊亞為力"片播64-G輸出信耳__/"&）=〔。二（趾。零a（COS孫。）*曷與（。-匕）=jmcos^7（f-t,）cost<ff（.所以，該網絡對式。的遲延等于其對包絡的遲延，即配OB少C*無行（Lt.）二幽口（L6）3-5瑞利型衰落的包^值『為何值時，P的一維概率密度函數有最大值？解瑞利型高落的包絡一維概率密度函數為」（今三白西?臺）（V'Qb'6要使〃，訪最大值，令算=口即』空〔一3卜乙空卜3m卜口bkIhJhk'\}所以，=龍口為V的量大值3-6瑞利型衰落的包絡值咻J一維概率密度函數為叫吐>口）求包絡值V的數學期望和方麥解則=匚町⑺期=廣圖叼:叁）"屏軻*）=口皿4，=//，斗呼所以郎卜^]-(W=2-4--[2-^上\上，3-T假設某隨舞信道的兩徑時延差『為5"試問該信道在哪些物率上傳輸損耗最大？選用哪些頻率傳輸信號最有利？解根據頻率選擇性衰落特性：傳輸極點：由二型即/=三=nkH西對傳輸最有利雷r傳輸零點：.一〔筋±1匯即了=1±￡2=8+0§陽麗傳輸損耗最大其中,防正整數，ulms3-B設某隨手信道的最大柔徑時延差等于3g，為了避免發生選擇性高落，試估計在該信道上傳輸的信號的碼元膿沖寬度.解由已知條件最大去徑時延差f-=飄$所以信道相關帶寬目=」一=LkheJ3根據工程經薪通常取信號帶窗瓦=根據工程經薪通常取信號帶窗瓦=11>口.J53)則歹尸故碼元寬度工=短?惇*15）如3-9二進制無記憶編碼信道模型如圖3.￡所示,如果信息傳輸速率是每秒100。符號.且，Cn）=jjM-L/2j試求：U）信息源端及損失烯；⑵信道傳輸信息的速率。xiF二5/6yi?(yi/xi?=3/4113,2=093眼"符號(2)R=r-H(-)=1口0041-口史0)=7口加門符號_y_3-10若兩個電阻的阻值都為1m0%它們的溫度分別為3SK和400K,試求這兩個電阻串聯后兩端的喋聲功率譜密度./產（⑴=￡囪同犬兩個電阻串聯后兩端的噪聲功率譜密度（㈤）=2屬5+4片19一32乂1。7*曲式中k為波爾茲曼常數，尾1.3B*1口不力正3-11具有&5悔帶寬的某高斯信道，若信道中信號功率與噪聲功率譜密度之比為45.5而，試求其信道容量.解根據香農公式C=510￡/1十由已知條件8=氏5叱SJ/=455照%所以日10以［14-fi.5xlObxhgJl4-^211211?19.5m10-i/565x1c*1）解信道容量為C=Slog+得\=以*log11a+犯”MOW3故理想系統傳信率凡=C=24006f5,因為凡＜C故差錯率”=a3-13某一待傳輸的圖片約含2.25XI0?個像元.為了很好的重現圖片，需要12個盍度電平.假若所有的這些殼度電平等概率出現口試計菖用3mH傳送一張圖片時所需的信道帶寬（設信道中所需信噪功率比為3口5）

解每個像元期平均信息量為I*1用⑴='汽中城+石云-lDgJ2-3.5縱”符號一幅圖片的平均信息量為『=2,25xlOcx3.58=8.06x1即取3師傳送一張圖片的平均信息速率&=1=306xl0<t=4.48x10^/^'t3xSO因為信道容量C之凡選取C=&根據C=Hlog+2〕443xlO"t所以信道帶朝乃絲W_=45g乂itrwi所以信道帶朝log*10013-14計算機終端通過電話信道傳輸數據?電話信道帶寬為3.2比電信道輸出的信噪比S/230團該終端輸出256個符號，且各符號相互獨立」等根出現.計篁信道容量；(2)求無誤嗎傳輸的最高符號速率口解U)由已知條件loigMzo咫jliENnWimjVN32xlOJlog1f+1000)=32xl0^j?/5Q)無誤碼傳輸時，4=O3>心r答33-15假設在一個信道中，采用二進制方式傳送數據,碼元傳輸速率為2000^信道帶寬為4WQ歷，為了保證錯誤概率尸國。要求信道輸出信嗓比“府3】叨[5時)，試估計該系統的潛力.(H卜解系統的潛力即為實際系統傳輸信息的速率與該系筋信道容量的比值比值越小，潛(H卜40001og7(l+3D=30000^/3尺=雙掰=20006*fi潛哈1潛哈1103-16已知某信道無差錯傳儒的最大信息速率為用”信道的帶寬為后艮…nr設信道中口鼻聲為高斯白噪聲，單邊功率譜密度為飛嵐求此時系統中信號的平均功率.C,=Blog}1+~d\I㈤wp1+——=方”由已知條件O凡-2-所以§=-3-17已知電話信道的帶寬為34kHz,港求：口)接收端信噪比為30近時的信道容量；(2)若要求信道能傳輸4600l/s的數據』則接收端要求最小信噪比為多少？解C1)S/1T=100030dB)信道容量C信道容量C二EIq呂式1+Q）因為。二切幅Q+得）所以3二28-1二/.二］66=2.2dBN378黑白電視圖像每幅含有3乂10'個像素，每個像素有16個等耦出現的殼度等縱要求每秒鐘傳送30幀圖像.若信號輸出“距3口碼計算轉輸該黑白電視圖像所要求的信道的最小帶寬口解每個像素所含信息量H=Lo&16Xbit信道容量CF乂3*10*X30=（3.6XlO^b/s又因為s/nnwQG口曲）所以信道最小帶寬為gQ+5FN)mgQ+5FN)m力+1叩Q=0,6*16任3-19設某恒參信道可用如圖3-3所示的線性二端對網絡來等效.試求它的傳輸函數即⑺,并說明信號通過該信道時會產生哪些失真.，一IIR輸出R輸出圖3,3解傳輸函數Hg）=—。一幅頻特性|H幅頻特性|HS）上aRC4+(的;相頻恃性取I（9）=arctah爵遲延頻率特性L二誓一百因為幅頻特性不是常數，所以信號通過謖信道含有幅度-頻率畸變』又因為群遲延-頻率特性不是常數，所以有群遲延畸變.3-20如圖34㈤所水的傳號和空號之間的數字信號通過一隨參信道。已知接收是通過該信道兩條路徑的信號之和。設兩徑的傳輸衰湍目等（均為4）,且時延差「二型L試畫出接收信號的波形示意圖中丁解接收信號為題(上)=^式上-￡0)+,8@面-了)其中面為兩條路徑的固定時延接收信號波形如圖34(b)所示討論⑴合成波形對⑵比原來展寬了，易產生對鄰近福元的串擾。(2)若接收端在每個碣元中心判決，只要空號不被彌散覆若，仍可有效判決。⑶若待號寬度減小，則時間彌散影響將減小，使羽間串擾減小。⑷為溫少時延『的影響，應選碼元寬度為7=。?5)J03Tt0圖03Tt0圖3.4第四章模擬信號調制4-L已知線性調制信號表示式為(l)uowG比。±w±tC2)(1+0.5sinQt)cos孫士式中，酬產6◎.試分別畫出它們的波形圖和頻譜圖.解Ci）fi（i）=cosicos"域波形如圖41⑷所示頻譜為居（a?）=—｛網冏小一C）+5（切+Q）］**3（加=-同向+7Q）+5（由+5A）+<5（由一7C）十3（山—50）2頻譜圖如圖4.1⑸所示。0,四）*0,四）*L（艇向帔形圖（b）h?頻譜圖圖4」_（2）&（t）=（l+0,5angcos35的波形如圖42㈤所示鳥伍）=同3（辦一彩）+3（0+%）］+9^4—。+》［山+C）］*汗同W-%）+5（刃+田C）］比U.二旗固山一6C）+S［ny+6Q）］+手固0+7Q）-a-7G）-弛4-5Q）+5（酹-5Q）］頻譜如圖4.2的4—2已知調制信號冽<f>=cos（2000第f）+co式4000盤f）載波為coslO"我力進行單邊帶調制.試確定該單邊帶信號的表示式，并畫出頻譜圖.解因為比(t>cos(2COO0+cos(40D010對陋GO進行希爾伯特受操得而⑺=sin(2000狗+sin(4000糠)故上邊帝信號為SgM)=；超)。08叫，[.hill(arf=^cos(12O00/rf)+^cos(14000rf)￡A下邊帶信號為3電44■；破、8s+；而①Jsin'f=icos(8000nf)4-l-cos(6000]頻譜如圖4撕示47將調幅波通過濾波器產生殘留邊帶信號,若此濾波器的傳輸函數加2如圖4明示C斜線段為直線）?當調制信號為0（t）=J[sinlOOxt+sinbOOO押t時，試確定所得的殘智邊帶信號的表示式.解圖示的傳輸函數與⑴它為殛智邊帶濾波器，在我就處具有互補對就特性,可以看出調幅波的載如；為10^故知原調幅波為3.⑴=［叫+值/上口式加00。田苴頻譜為應/㈤）=必0日（由-20000rt-^+J（ij+2口口。口江）］十；園（0-20000位）+M（O+20000/r）］耳中M（￡3）=—1口。丁）—占（田+1OOjt）+15（csj—SOOOjf）-酉（m+60口口切J殘留邊帶信號的頻造為齊矗3）=￡仙⑹曄）根據的圖形』可知1/（995x10^x2^）-045田部叫2MlH［7>10jk&t）-0MCLQOSx加2&）=0J55印以*It）,05所以可得5KM（由）三強［「3-20口00需）斗』（3+20口U0巾］+口—［0555g-20100^）-0.45^^-1的。0耳+方加-左00。時十。一45占h+1%口0殖）-055（1a+2。100西）-5向+2600口升）］故殘留邊帶信號為3fl4）■cos（20000?rf）+A-|055sm（20100^）-045siiX1990（W）+&m（宓口。0癖）］.4-4設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率諾密度F,，）=0,5X1『財比在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，并設調制信號即（。的頻帶限制在5人址而羲波為100即已調信號的功率為10跳若接收機的輸入信號再加至解調器之前」先經過一理想帶通濾波器濾波，試問：U）謔理想帶通濾波器應具有怎樣的傳輸特性？解調器輸入端的信噪功率比為多少？13〕解調器輸出端的信噪功率比為簍少節值）求出解調器輸出端的噪聲功率諾密度,并用圖形表示出來.，解⑴為保證信號地利通過，盡可能源除帶外噪聲.帶通濾波器的寬度等于已調信號帶寬即》=2'=2*5=1口比段其中心頻率為1口迎比所以題954坨￡/悍1。5上風其中的常數0,其它⑵￡,10上麻已知)N=23?fl(/)=2x10x10^0.5X10-3=1闞則輸入信噪比"■=1口口。此⑶因有Gm2故輸出信噪比為條-gA-2^-=2000⑷根據雙邊帶解調器輸出的播出嗓走與輸入噪聲功率關系，有隊=；NC又因為M=2人(/M4所以幾。=為=丁$#50&1廠)憶物\f\<5kHz2jn2翻5乂1口解調器輸出端的喋聲功率諸如圖4.5所示0.25X10-5a5圖454-5若對某一信號用『時進行傳輸，設加至接收機的調制信號Mt)的功率譜密度為%以4(4(力=40,試求：口)接收機的輸入信號功率：⑵接收機的輸出信號功率；(3)若卷加于的B信號的白嗓聲具有雙邊功率諧密度為盤/2,設解調器的輸出端接有截止頻率為工的理想低通濾波器，那1么，輸出信噪功率叱為多少？解⑴輸入信號功率為g=g西=；喘了《城=9工(2)輸出信號功率為品=/=2Q⑶輸入噪聲功率為N=%?2工=2nli￡對于相干解調方式?輸出噪聲功率為況=；茂=。/工故輸出信噪比為a三2三M小I.4-6設某信道具有均勻的雙邊嗓聲功率譜密度f）=05X1QP好生在謖信道中傳輸抑制載波的單邊<上邊帶）帶信號,井設調制信號加“）的頻芾限制在5出電而載波為100Jeffsj已調信號的功率為10西若接收機的輸入信號再加至解調器之前」先登過一理想帶通濾波器濾波，出問：U）該理想帶逋濾波器應具有怎樣的佬輸特性？⑵解調器輸入轆信哪功率比為辜少？白）解調器輸出端的信噪功率比為睪少？解U）理想帶通濾波器_fl100^<|/|<105^m610其他⑵已斶=10fc郎現=21里7）=24乂10*乂05刈0，=5對所以今二2000⑶因鄧國調制制度增益?二1,所以與二=.2000MN,4T某線性調制系統的輸出信噪比為加碼輸出噪聲功率為1（T>,由發射機盜出端到解調器輸入端之間總的傳輸損耗為100^^試求ODSB/SC時的發射機輸出功率（2）SSB/SC時的發射機輸出功率解⑴設發射機輸出功率為無損耗展4*10“口。口辿）BSU奪=100fH=1L對于口SSf忒方式因為G三口則￡l=L9=50Na隊又因為M=4H所以，=5（JN>2X10T加故斗=&S,=2xl0JJTQ）對于SSBJS⑵式因為（?=1則|=今=10口又因為M=4凡所以￡=1口哂=400M=〃1口t郎故￡/=父芭=4x10^4-E設被接收的調幅信號為與;［加理"）］皿工aJ,采用包絡解調，耳中圖仆）的功率請密度與題4.5相同.若一雙邊功率譜密度為22的噪聲疊加于己調信號，試求解調器輸出的信噪功率比.解解調器輸出信號功率為與二西旺不輸出噪聲功率及告4八二抽九輸出信噪比a=4」4-9諛調制信號闔（口的功率譜密度于題4,5相同，若用SSE調制方式進行傳輸C忽咯信道的影響），試求（1）接收機的輸入信號功率；⑵接收機的輸出信號功率；R）若疊加于SSE信號的白噪聲的雙邊功率譜密度為m2設解調器的輸出端接有截止頻率為工的理想依通濾波器，那么，輸出信嗓比為妻少？值）該系統的調制制度增益G為多少？解設單邊帶調制已調信號表達式為-m⑴士諭出山‘⑴接收機輸入信號功率為*=西=15Q）接收機輸出信號功率為品=；￡=工0）摟收機輸入噪聲功率為此吟飛「片工接收機輸出噪聲功率為加三!耳口?!x44播收機輸出信噪比血=生（4）接收機輸入信噪比%三9調制制度增益仔=也四=14-10設有一個頻分多路復用系統』副載波用55B調制，主載波用FNI調制.如果有60等幅的音頻輸入通路，每路頻帶F艮制在3.3匹以下I防護頻帶為O.TJWfr：（1）如果最大頻隔為BQQ助r，試求傳輸信號的帶寬；e）信分析與第一路相比時第B0路輸出信噪比降低的程度（慨定鑒頻器輸人的噪聲是白嗓聲，且解調器中無去加重電路）.解（1）6口路監E且每路有0T火的防護頻帶,則總帶寬為60XC3.3+07）=240JW&按照FCH二次群的電話系鼓，我們取SSB調制的第一路羲頻&F256Jt%則第6。路的載頻￡）,.=256+59x4=492Jb^所以60路蛆合信號的最高頻率為￡出物2班則FH調之后的信號帶寬為■年+工）=2X（GOO+492）=2幅芝悔C2）FM解調器煮出信噪比為因為第1路最高頻率為/；.N2的44=26加段第6。路最高頻率為九舊二492+4=4光好為所以效.=口,144s：-8AiS496M即與第一路相比頻。路的輸出信噪比降f際一4分貝.4-11試證明當蜘信號采用同步檢測法迸行解調時，其制度懵益G與包絡檢驗的結果相同.證明設細己調信號為S&S二M+E⑹CQ53J解調器輸入的信號功率為耳二尹壽二#+寺嬴田解調器輸入的噪聲功率為匹2加雁號經相乘器和低通濾波器后輸出的有用信號為m.⑴二!盛。輸出噪聲為2⑴=□La解調器輸出的信號功率為工二函;[西解調器輸出的噪聲功率為此;琮⑴二:片⑦二汽E所以調制帶腰增益為仃二羋2二詞的M加4+切切4-13已知某單頻調頻波的振幅是1。匕瞬時頻率為f（t）=10^10'cos2"X10”麻試求（1）此調頻波的表達式；（2）頻波的頻率偏移,調頻指數和頻帶寬度解U）調頻波的瞬時角頻率為儂（t）=￡Vft）二2jfX10'+2jX10^052JX10]tn調頻波的總相位為￡V）二川卡=10,+10sin2/rx10*f調頻波的時域表達式%⑴三月8儀所卜1口如臺。4*1口阿+10疝2殖><1口均VQ）根據頻率偏移的定義蟆=M⑴L=|1。,。52雷父10、|_=i屈國調期旨數為剪子嚙=1口調頻波的帶寬為H=2q+fj=2x（10+1）=2/舐4-14采用包雄檢波的常規調幅系統中，若噪聲功率諾密度為5xitra段單頻正弦波調制時載波功率為IQ0E邊帶功率為每邊帶10堿帶通濾波黯帶寬為4M?.[1）求解調輸出信噪比；⑵若采用抑制載波雙邊帶系統，耳性能優于常規調幅名少分貝（?

解CBM解調器輸出信噪比：用.西-"呼M5x10^x4x10^Q)&1解調器輸入信噪比為/lOxlO^+ixlOxjOix2叵二22_2=550(nJrE5*10=14乂11故常規調幅系統的調制制度增益仃，而抑制載波雙邊帶系統的調制制度增益6皿二2則:受-/-11L約為4』d功6“2/1J所以抑制載波雙邊帶系統的性能優干常規調幅系統4.4分貝，4-15幅度為3喉1出心載波受幅度為1，頻率為50。版的正弦信號調制」最大頻率為1版當調制信號幅度增加為5F且頻率增至2仙&時，寫出新調頻波的表達式.△%-A1x10^2^△%-A1x10^2^=2xrxl03新調頻波為3K陽二丸。*苗乂1口"+那其2*1膻。木]二九。山/*1口*#2君乂1口上Jjcos(4^*10'今出]=3cqs(2而乂1口flf+2,5曲4注乂10]|4-16已知窄帶調相信號為5(f)=coE%Lf1151n*teg%t,若用相干載波H”(包什卡)相乘后再健過一個低通濾波器?問(。能否實現正確解調？(2)最佳解調■應為何信節解f1)調相信號乘上相千載波,程3P⑴=5^)cos((ar?+，=-[cos(2(u/+(?)+cosF和co事由」.L[sii^Sru^+￡)-sing]2經低通濾波器輸出；C8e+孕2S3sin漸以可實現解調(2)最佳解調時，應有83=口,即3=?4-17頻率為。的正弦波同時作常規調暢頻率調制，設未調羲波功率相等，調頻波的偏頻為調幅波帶寬的4倍*且距羲頻丘的邊頻分量在兩種調制中有相等的幅度,求(1)調頻波的調頻指數：⑥常規調幅信號的調幅指數。解口)調頻波的頻偏為調幅波帶寬的4倍」而調幅波帶寬為2/?.所以與一二2九4=即;調頻指數;兒=隼=*=苫JEJE⑵調幅波"f>=因+/(C]cos/f=4。+小曲COS2gJ上皿o]根據題意，兩種調制中在距羲頻士工的邊頻分量有相等的幅度.因為調頻波在距羲頻土工的邊頻分量幅度為4』便工調幅波在距載頻土/周邊頻分量幅度為年,所以,4/輅)=與則調幅指數^=—=27,(8)-2x023=0,^644-18已知窄帶調頻信號為sCt)=Acos3,LAsin肛■弧】n肛t,求：(1h?)的瞬時包路最大幅度與最小幅度之比；吃)Nt)的平均功率與未調載波功率之比；解⑴i(f)=4郎卬一%4皿叫，仙由/=4|cos㈤/-卓由金金君出㈤[]-4十產品sm1㈤/CT)5(以j+段)所以芯的瞬時包絡最大幅度為4#+取,最小幅度為4,故占⑴的瞬時包絡最大幅度與最小幅度之比為產點(2)未調載波功率月=；呼G麗均謂上=；4+'%4)所以中曲平均功率與未調載波功率之比為g=l+M4-19采用包絡楂波的常切調幅系統中，若單頻正弦波調制，調幅指數為0.6輸出信噪比為30期，求未調制時羲波功率與嗓聲功率之比-解常規調幅已調信號為(t)=[4+4bm吃t]d調幅指數為0.8,即M4二口總輸出信噪比為3口幽即^/J^IOOO&==2乩=1口叩N凡飛M=W02000對于常規調幅系攜,解調器輸入噪聲功率等于輸出噪聲功率，所以N三總工■1"2000設未調制時載波功率為品則未調制時載波功率與噪聲功率之比為尹蒜F)尹蒜F)lOOOx-=15625（約鄭2曲）4-2口某調制系統如圖4修所示為了在輸出端分另加旱到f(t)及八試確定搔收端的m3及.初sintsint發送晰o⑷接收端U4.6解A點信號理；(Deos孫葉兒(t^in明，這是兩個互相正交的雙邊帶信a它們分別采用相干解調法解調，所以可確定cj(f)=cost*tT(f)=fin%t上支路：相乘后Fl⑴COS5F+孔?)即內-]cQ50]=工⑴由#+工⑴9詒8s的油="⑥+；￡⑴c叫f+；工⑴sin狙f簽低通得到;笛仍下支路相乘后優⑴cosajflf4-力⑴疝叫f]siii田清二工⑴，州由消寫出叫，+工?)win"5f=』『收)皿20f+3工⑴一:在⑴歸$2叫f經低速得到《工⑴

第五章數字基帶傳輸系統5-1設二進制隨機脈沖序列由臣〔。與后（。殂成，，出現或"）的概率為F,出現昌⑷的概軍為1-A試證明：如果p網與田關）如果p網與田關）j且。〈止Ml,則脈沖序列將無離散譜.證明。=—L-=網與撫關），且口0<1,則有]-畫①品⑦底⑴一曷⑸-1品①啊&S=>"⑦-&S-（p-Oft?pg（（OF-M之伯二0所以穩態波=p￡島y-啕）-必￡3式31-用7）=，[四6啕）+Q-p）g式l4）]二0即凡（由）=o所以無離散譜。5々設隨機二進制序列中的0和1分別由E。和-式。組成j它們的出現概率分別為『反卜尸.（1）求其功率譜密度及功率0⑵若爪6為如圖5JQ）所示波龍,7為碼元寬度,向該序列是否存在離散分量工-1^?[3）若&C）改為如圖5