(2025年)通信原理第七版课后试题与答案

(2025年)通信原理第七版课后试题与答案一、选择题1.已知某AM调制信号表达式为s(t)=[A+m(A.1/5B.1/3C.1/2D.2/32.在数字基带传输系统中，若采用升余弦滚降滤波器，滚降系数为0.5，系统传输速率为（bit/s），则所需最小传输带宽为（）。A.0.5B.0.75C.D.1.53.二进制PSK（BPSK）调制在AWGN信道中，若发送“0”时信号为(t)=coA.Q()B.0.5Q()4.某汉明码的监督位数r=4，则其码长n和信息位数A.n=15,k=11B.5.载波同步中，若存在相位误差ΔθA.误码率与co(ΔC.误码率与Δθ无关D.误码率随Δ二、填空题1.模拟调制中，DSB-SC信号的带宽与AM信号相同，均为基带信号最高频率的______倍；其解调方式需采用______。2.数字基带信号的功率谱密度包含______和______两部分，其中______决定了信号的带宽，______用于同步提取。3.QPSK调制中，每个码元携带______bit信息，其带宽效率（bit/s/Hz）为______（假设无滚降）。4.信道编码中，卷积码的两个关键参数是______和______，其纠错能力与______有关。5.位同步的误差会导致接收端抽样时刻偏移，最终影响______性能；载波同步误差主要影响______解调的准确性。三、计算题1.设基带信号m(t)（1）写出SSB信号的时域表达式；（2）计算SSB信号的功率；（3）若解调时本地载波存在相位误差θ=2.某数字基带传输系统采用升余弦滚降滤波器，滚降系数α=0.25，传输速率（1）求系统的传输带宽B；（2）若输入数据为二进制不归零码（占空比100%），画出其功率谱密度的大致形状（标注主瓣宽度和第一零点频率）；（3）若接收端抽样判决时刻存在0.1的偏移（为码元周期），分析对系统性能的影响（可用眼图解释）。3.已知BPSK系统中，信道噪声为加性高斯白噪声（单边功率谱密度），发送信号能量为，误码率要求≤。（1）求所需的最小/（用Q函数表示，已知Q(（2）若改用16QAM调制（星座点等概率分布，正交幅度调制），在相同/下，比较其误码率与BPSK的差异（假设16QAM的误符号率≈4Q(（3）若信道带宽受限为B=四、分析题1.对比AM、DSB-SC、SSB和VSB四种模拟调制方式的带宽、功率效率和应用场景。2.数字通信系统中，为何需要同步？简述位同步、载波同步和帧同步的作用及常用实现方法。答案一、选择题1.B解析：AM调制效率η=/，其中=/2（因m(t)均值为0，双边带功率各占/2），=/2+/2。代入A=2，得=(4)/2+/2=5/2，η2.B解析：升余弦滚降带宽B=(1+α)/2，但数字基带传输中，若传码率为（Baud），则最小带宽为/2（无滚降），滚降后为3.A解析：BPSK的误码率=Q()，因两信号正交性差（反相），欧氏距离d4.A解析：汉明码满足1≥n，且k=nr。当r=45.D解析：相位误差Δθ会导致解调后信号幅度衰减为cos(Δθ)，等效信噪比(二、填空题1.2；相干解调（或同步解调）2.连续谱；离散谱；连续谱；离散谱3.2；2（bit/s/Hz）4.约束长度；码率；约束长度（或编码深度）5.码间串扰（或误码率）；相干三、计算题1.（1）SSB上边带信号表达式为(t)=m(t)cos(t((t利用和角公式化简：=2（2）SSB信号功率等于基带信号功率的一半（因单边带保留一个边带）。基带信号m(t)的功率=（3）解调时本地载波为co(t失真系数k=。原信号m(t)功率=6.5W，失真分量为(t)sinθ，其功率=。因2.（1）升余弦滚降带宽B=（2）二进制不归零码的功率谱密度P(f)=[sinc(f（3）抽样时刻偏移0.1会导致眼图的“眼睛”张开度减小，因为此时抽样点可能落在码间串扰较大的位置。具体表现为：相邻码元的拖尾在抽样点处的叠加值增大，导致判决门限的容限降低，误码率上升。偏移越大，眼图的垂直张开度越小，抗噪声能力越弱。3.（1）BPSK误码率=Q()≤，已知Q(（2）16QAM的每个符号含4bit，故=4。误符号率≈4Q()=4Q()=（3）BPSK的带宽效率η=/B=1bi四、分析题1.四种模拟调制方式对比：带宽：AM、DSB-SC均为2（为基带最高频率）；SSB为；VSB介于和2之间（保留部分边带）。功率效率：AM最低（含载波功率），DSB-SC无载波，效率高于AM；SSB仅保留一个边带，功率效率最高；VSB效率接近SSB。应用场景：AM用于中短波广播（设备简单）；DSB-SC用于高质量音频传输（如广播演播室）；SSB用于短波通信、卫星通信（带宽受限场景）；VSB用于电视图像传输（兼容基带直流分量）。2.同步的必要性：数字通信中，接收端需与发送端在时间、频率和相位上严格一致，否则无法正确解调或分帧。位同步（码元同步）：确定抽样判决时刻，使接收端抽样时钟与发送端码元周期同步。常用方法：外同步法（插入导频）、自同步法（从信号中提取时钟，如微分整流法）。载波同步：为相干解调提供同频同相的本地载