通信原理教程第三版樊昌信部分课后习题答案.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第一章：信息量、平均信息速率、码元速率、信息速率其次章：习题 2.1设随机过程 Xt可以表示成：X t 2cos2t,t式中，是一个离散随机变量，它具有如下概率分布：P=0=0.5，P=/2=0.5试求 EXt 和 R X 0,1。解：E Xt= P=02cos2t +P=/2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2cos2tcost=cos22t sin 2t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 2.2设一个随机过程Xt可以表示成：Xt2cos2t,t判定它是功率信号仍是能量信

2、号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。解：为功率信号。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Rlim1T / 2X t X tdt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结XTT / 2T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结lim1T / 22cos2t*2cos2tdt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结TT / 2T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2cos2ej 2 te j 2 t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P f RX ej 2 f de j 2 te j 2t e

3、 j 2 f d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 f1 f1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -习题 2.6试求 Xt=A cost 的自相关函数，并依据其自相关函数求出其功率。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： Rt，t+=E XtXt+ =E A cost * Acost可编辑资料 - - - 欢迎下载精

4、品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 A2 Ecoscos2 tA2cosR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结222功率 P=R0= A2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 2.10已知噪声 n t的自相关函数 Rnk- ke2， k 为常数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1试求其功率谱密度函数Pnf和功率P。2画出 Rn和 Pnf的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结曲线。kkk2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： 1 P f R e j

5、dee jd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结nn2k 22f 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PRn 0k 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 Rn 和 Pnkf的曲线如图 2-2 所示。Rn2Pnf1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结00f图 2-2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - -

6、- - -习题 2.16设有一个 LC 低通滤波器如图2-4 所示。如输入信号可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结是一个均值为 0、双边功率谱密度为n0 的高斯白噪声时，试求2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(1) 输出噪声的自相关函数。2输出噪声的方差。L解： 1LC 低通滤波器的系统函数为C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Hf=2j 2fC1图 2-4LC 低通滤波器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2142 f 2 LC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结j 2fCj 2fL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳

7、总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结输出过程的功率谱密度为P0 Pi 2H n012 12LC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对 功 率 谱 密 度 做 傅 立 叶 反 变 换 ， 可 得 自 相 关 函 数 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R Cn0Cexp可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结04LL(2) 输出亦是高斯过程，因此可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2R 0 RRCn0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结000第三章： 0 4 L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 3.1设

8、一个载波的表达式为ct5cos1000t ，基带调制信号可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的表达式为： mt=1+ cos 200t 。试求出振幅调制时已调信号的频谱，并画出此频谱图。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：s tm t c t1cos200t 5cos 1000 t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 cos1000t5cos 200t cos1000t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 cos1000t5 cos1200t2cos 800 t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由傅里叶变换得可编辑资料 -

9、- - 欢迎下载精品名师归纳总结S f5254f500f400f50054f400f600f600可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结已调信号的频谱如图3-1 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 600500 400Sf54502400500600可编辑资料 - - - 欢迎

10、下载精品名师归纳总结习题 3.3设一个频率调制信号的载频等于10kHZ ，基带调制信号是频率为 2 kHZ 的单一正弦波，调制频移等于5kHZ 。试求其调制指数和已调信号带宽。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：由题意，已知fm =2kHZ ，f =5kHZ ，就调制指数为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mff52.5fm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结已调信号带宽为B2 fmf2 52 1 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题3.8设角度调制信号的表达式为st 10cos2*10 6 t10cos2*10 3 t 。试求：（

11、 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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结t 2*10 62000sin 2000t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故最大频偏f10

12、*f2000210 kHZ103可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）调频指数mf10*fm10103可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故已调信号的最大相移10 rad 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 3）由于 FM 波与 PM 波的带宽形式相同，即BFM21m f fm ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以已调信号的带宽为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B= 210+1* 10322 kHZ可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第四章：不失真的最小抽样频率、抽样值、频谱分布图、信噪比、输出码组、

13、量化误差、量化第五章：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 5.1如消息码序列为1101001000001，试求出 AMI 和HDB 3 码的相应序列。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： AMI码为HDB 3 码为11011010010010000011000101可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 5.5设一个二进制单极性基带信号序列中的“1”和“ 0”分别用脉冲g t 见图 5-2 的有无表示，并且它们显现的概率相等，码元连续时间等于T 。试求：（1） ）该序列的功率谱密度的表达式，并画出其

14、曲线。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（2） 该序列中有没有概率率。解：f1 Tg t A的离散重量？如有， 试运算其功可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结TOTt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -图 5-2 习题 5.5 图 1（ 1）由图 5-21 得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结g tA

15、12 t, tTT2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0其他可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结g t 的频谱函数为：G wAT Sa2wT 24可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由题意，P 0P 1P1/ 2 ，且有g1 t = g t , g 2 t =0 ，所以G1 t G f 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结, G2 f 0 。将其代入二进制数字基带信号的双边功率谱密度函数的表达式中，可得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Ps f 1P1TP G1 f 2G 2 f 1mPG1TT22mm1PG 2fTT可编辑资料

16、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 P1 T2P G f 1 1TPGmfmTT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1A2 T 24wT Sa4T4421Gmfm2TTT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A2 T 16Sa4wT 4ASa4mfm2162T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结曲线如图 5-3 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A2v16A2T 16Ps f 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f12345OTT图 5.T3 习题T5.5 图T2（ 2）二进制数字基带信号的离散谱重量为A2mm可编辑资料 -

17、 - - 欢迎下载精品名师归纳总结Pv w16Sa4f2T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当 m=1 时， f= 1/T ，代入上式得A21A21可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Pv wSa4162fT16Sa4f2T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -由于该二进

18、制数字基带信号中存在f=1/T 的离散谱重量，所以能从该数字基带信号中提取码元同步需要的f=1/T 的频率重量。该频率重量的功率为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2SASa4162ASa42162A2A2442A24可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 5.6设一个二进制双极性基带信号序列的码元波形g t 为矩形脉冲，如图 5-4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所示，其高度等于1，连续时间 =T3/ ，T 为码元宽度。 且正极性脉冲显现的概率为3 ，4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结负极性脉冲显现的概率为1 。4（1） ）试写出该

19、信号序列功率谱密度的表达式，并画出其曲线。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（2） ）该序列中是否存在f1 的离散重量？如有， 试运算其功率。gT t 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T / 2/ 20/ 2T / 2t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：（1）基带脉冲波形图 5-4 习题 5.6 图g t 可表示为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1g t0t/ 2其他可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - -

20、 - 欢迎下载精品名师归纳总结g t 的傅里叶变化为：G f Saf TTfSa33可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结该二进制信号序列的功率谱密度为：2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P f 1 P1 TP G1 f 2G 2 f m1PGm1TTmm1P G2fTT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3G f 24Tm1 Sa2mfm363T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结曲线如图 5-5 所示。P f 1 / 36T / 12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结01 / T

21、2 / T3 / T4 / T5 / T6 / T7 / T8 / T9 / Tf可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -图 5-5 习题 5.6 图（ 2） 二进制数字基带信号的离散谱重量为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Pv f m12mm Saf363T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - -

22、欢迎下载精品名师归纳总结当 m1 ,f1 时，代入上式得T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Pv f 1 Sa236311fT36Sa2f13T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因此，该序列中存在f1/T的离散重量。其功率为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2vP1sin/ 336/ 321sin/ 3336/ 382可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 5.8设一个基带传输系统的传输函数H

23、f 如图 5-7 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（1） ）试求该系统接收滤波器输出码元波形的表达式：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（2） ）如其中基带信号的码元传输速率RB2 f 0 ，试用奈奎斯特准可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就衡量该系统能否保证无码间串扰传输H。 f 1f0Of 0f图 5-7 习题 5.8 图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：（1）由图 5-25 可得1H f =0f/ f 0ff 0。其他可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于 g

24、 t1t / T ,tT，所以G f TSa2 fT 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0其他可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2根据对称性：Gf g jt, G f g t , ft,Tf 0 ,所以可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结h t f 0Sa f 0t 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - -

25、 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）当RB2 f0 时，需要以fRB2 f 0 为间隔对H f 进行分段叠加，即分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在区间 f 0,f 0 叠加函数的特性。由于在f 0,f 0 区间，H f 不是一个常数，所以有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结码间干扰。习题 5.9设一个二进制基带传输系统的传输函数为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H f 0 1co

26、s 2f0 , f1 / 20可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0, 其他可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结试确定该系统最高的码元传输速率RB 及相应的码元连续时间T。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： H f 的波形如图5-8 所示。由图可知，H f 为升余弦传输特性，依据奈奎可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结斯特第一准就，可等效为抱负低通（矩形）特性（如图虚线所示）。等效矩形带宽为W111122 040可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结最高码元传输速率1RB2W120可

27、编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结相应的码元间隔TS1/ RB2 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H f 2 00可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 / 2 001 / 4 01 / 2 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 5.23为了传送码元速率RB103 Baud的数字基待信号，试问系统采纳图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5-14 中所画的哪一种传输特性较好？并简要说明其理由。解：依据奈奎斯特准就可以证明a，b和

28、c三种传输函数均能满意无码间干 扰的要求。下面我们从频带利用率，冲击响应“尾巴”衰减快慢，实现难易程度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -等三个方面分析对比三种传输函数的好坏。B(1) 频带利用率可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三种波形的传输速率均为HzR103 Baud，传输函数 a的带宽为 Ba103可编辑资料 - - -

29、 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其频带利用率aRB /BBb1031000 /10001Baud / Hz可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结传输函数 c的带宽为cHz可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其频带利用率cRB/ Bc1000 /10001Baud / Hz可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结明显abc所以从频带利用率角度来看，b和c较好。(2) 冲击响应“尾巴”衰减快慢程度a， b和c三种传输函数的时域波形分别为abh t 2*10 3 Sa2 2*10 3t h t 2*10 3 Sa2*10 3tc

30、h t 103 Sa2 103t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中 a和c的尾巴以1/ t 2 的速度衰减，而b尾巴以1/t的速度衰减，故可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结从时域波形的尾巴衰减速度来看，传输特性a和c较好。(3) 从实现难易程度来看，由于 b为抱负低通特性，物理上不易实现， 而a和c相对较易实现。综上所述，传输特性c较好。第六章：习题 6.6设有一个 4DPSK信号，其信息速率为2400b/s，载波频率为 1800 Hz，试问每个码元中包含多少个载波周期？ 解： 4DPSK信号的码元速率为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RBRbl

31、og 2 42400 21200 Bd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以每个码元中包含180012001.5 个载波周期。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结习题 6.8设一个 2FSK传输系统的两个载频分别等于10MHz 和可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10.4 MHz，码元传输速率为 2106Bd，接收端解调器输入信号的峰值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -