通信原理张会生课后习题答案精选版
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4.1将模拟信号〃?(,)=sin 24fmt 载波c(r)=Acsin 271fd 相乘得到双边带抑制载波调幅(DSBSC)信号,设:(1)请画出DSB-SC 的信号波形图;(2)请写出DSB-SC 信号的傅式频谱式,并画出它的振幅频谱图; (3)画出解调框图,并加以简单说明。
解:⑴(2) s(t)= =sin(2^ Ac sin(27rfct)Ac=——[cos2](%-fm)t-COS 2兀5+ffn)t] A = »]+3[f-(fc-»]} 4A ,’ 2.1 "+(先+加)]+例/—(九+加)]} 4y(0l/2fc1/fc 3/2fc 2/fc 5/2fc 3/fc 7/2fc 4/fc 9/2fc 5/fct(s)S ⑴八3Ac/4- Ac/2.Ac/4(3)相干解调Cos(Wct)与发端相干偏调相干解调:将接收信号与载波信号sin(2乙加)相乘,得至U A cr(t)sin(2^fct)=Acm(t)sin(2^fct)sin(2^fit)=--cos(44fct)]通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量,得到解调信号为刈⑺=与机⑺ 2.2 已知某调幅波的展开式为:s(t)=cos(2/rxl()4r)+4COS (2TT xl.lxl040+cos(2万xl.2xl04r) (1)求调幅系数和调制信号频率;(2)写出该信号的傅式频谱式,画出它的振幅频谱图; (3)画出该信号的解调框图。
解:⑴sQ)=cos(24xl04r)+4cos(2乃xl.lxl04r)+cos(2万xl.2xl04r)=4cos(2%xl.lxl04r)[l+0.5cos(2万x0.1xl04r)] 调制系数是a=0.5;信号频率是f=1000Hz(2)S(/)=;U(/+104)+演f —i04)]+2[Mf+l.lxl()4)+5(/—1.1X104)]+-W+1.2X 104)+^(/-1.2X 104)]-fm-fc ・fc -fc+fm。
通信原理第五章习题解答习题5-1 设待发送的数字序列为10110010,试分别画出2ASK 、2FSK 、2PSK 和2DPSK 的信号波形。
已知在2ASK 、2PSK 和2DPSK 中载频为码元速率的2倍;在2FSK 中,0码元的载频为码元速率的2倍,1码元的载频为码元速率的3倍。
解:波形略5-2 已知某2ASK 系统的码元传输速率为1200B ,采用的载波信号为Acos(48π⨯102t ) ,所传送的数字信号序列为101100011:(1)试构成一种2ASK 信号调制器原理框图,并画出2ASK 信号的时间波形;(2)试画出2ASK 信号频谱结构示意图,并计算其带宽。
开关电路cos ωc t(a )(b )(t )(t )图5.2.1-2 2ASK 信号调制原理框图解:(1)2ASK 信号调制器原理框图如图5.2.1-2,2ASK 信号的时间波形略。
图5.2.1-5 2ASK 信号的功率谱(2)2ASK 信号频谱结构示意图如图5.2.1-5,则其带宽为B 2ASK =2f s =2400Hz 。
5-3 若对题5-2中的2ASK 信号采用包络检波方式进行解调,试构成解调器原理图,并画出各点时间波形。
解:2ASK 信号采用包络检波的解调器原理图:e1各点时间波形:(下图对应各点要换成101100011)5-4 设待发送的二进制信息为1100100010,采用2FSK 方式传输。
发1码时的波形为A cos(2000π t+θ1) ,发0码时的波形为A cos(8000π t+θ0) ,码元速率为1000B :(1)试构成一种2FSK 信号调制器原理框图,并画出2FSK 信号的时间波形;(2)试画出2FSK 信号频谱结构示意图,并计算其带宽。
解:(1)2FSK 信号调制器原理框图如下图,时间波形略。
(t )s (t )(2)2FSK 信号频谱结构示意图如下图,其带宽B 2FSK =f 2-f 1+2f s =4000-1000+2⨯1000=5000Hz 。
《通信原理》习题参考答案第一章1-1. 设英文字母E 出现的概率为0.105,x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解: )(25.3105.01)(log 2bit E I ==)(97.8002.01)(log 2bit X I == 题解:这里用的是信息量的定义公式)(1log x P I a =注:1、a 的取值:a =2时,信息量的单位为bita =e 时,信息量的单位为nita =10时,信息量的单位为哈特莱2、在一般的情况下,信息量都用bit 为单位,所以a =21-2. 某信息源的符号集由A ,B ,C ,D 和E 组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解:方法一:直接代入信源熵公式:)()()()()(E H D H C H B H A H H ++++=516165316163881881441log log log log log 22222++++=524.0453.083835.0++++= 符号)/(227.2bit =方法二:先求总的信息量I)()()()()(E I D I C I B I A I I ++++= 516316884log log log log log 22222++++= 678.1415.2332++++= )(093.12bit =所以平均信息量为:I/5=12.093/5=2.419 bit/符号题解:1、方法一中直接采用信源熵的形式求出,这种方法属于数理统计的方法求得平均值,得出结果的精度比较高,建议采用这种方法去计算2、方法二种采用先求总的信息量,在取平均值的方法求得,属于算术平均法求平均值,得出结果比较粗糙,精度不高,所以尽量不采取这种方法计算注:做题时请注意区分平均信息量和信息量的单位:平均信息量单位是bit/符号,表示平均每个符号所含的信息量,而信息量的单位是bit ,表示整个信息所含的信息量。
5-10 某线性调制系统的输出信噪比为20dB ,输出噪声功率为910W ,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ST,解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K=S T /Si=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 +E0 双极性归零波形 +E0 -E二进制差分波形 +E0 +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 -1AMI 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 -16-11设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H(ω),若要求以2/Ts 波特的速率进行数据传输,试检验图P5-7各种H(ω)是否满足消除抽样点上码间干扰的条件?-π/T s0 1H (ω)π/T s-3π/T s0 1H (ω)3π/T sωω(a )(b ) -4π/T s 0 1H (ω)4π/T sω(c )-2π/T s 0 1H (ω) 2π/T sω(d )解:无码间干扰的条件是:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∑ssi s s eq T T T T i H H πωπωπωω02)((a )⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=≤=ssT BT H πωππωω021)(则sT B 21=,无码间干扰传输的最大传码率为:ss B T T B R 212max<==故该H (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。
思考题第一章1-2 数字通信有那些特点答:第一,数字传输抗干扰能力强,尤其在中继时,数字信号可以再生而消除噪声的积累;第二,传输差错可以控制,从而改善了传输质量;第三,便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理;第四,数字信息易于做高保密性的加密处理;第五,数字通信可以综合传递各种消息,使通信系统功能增强。
1-3 按消息的物理特征,通信系统如何分类答:根据消息的特征不同,通信系统可以分为:第一:电报通信系统;第二:电话通信系统;第三:数据通信系统;第四:图像通信系统。
1-4 按调制方式,通信系统如何分类答:按调制方式,通信系统可以分为:基带传输和频带传输。
1-5 按传输信号的特征,通信系统如何分类答:按传输信号的特征,通信系统可以分为:模拟通信系统和数字通信系统。
1-6 按传送信号的复用方式,通信系统如何分类答:按传送信号的复用方式,通信系统可以分为:频分复用,时分复用和码分复用。
1-7 通信方式是如何确定的答:通信方式是根据消息的传送方向与时间关系确定的。
1-8 通信系统的主要性能指标是什么答:通信系统的主要性能指标是:传输速率和差错率。
1-9 什么是误码率什么是误信率它们之间的关系如何答:所谓误码率,是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,或者更确切起的说,误码率即是码元在传输系统中被传错的概率。
所谓误信率,又称误比特率,是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例,或者更确切地说,它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
二者之间的关系:它们都是表示差错率的。
1-10什么是码元速率什么是信息速率它们之间的关系如何答:码元速率是指每秒钟传送码元的数目,单位为“波特“,常用符号“B”表示。
信息速率是指每秒钟传递的信息量,单位是比特/秒。
二者之间的关系:在二进制下,二者在数值上相等,只是单位不同;在N进制下,设信息速率为Rb(bit/s),码元速率为Rbn(B),则有:Rb=Rbn*log2N(bit/s)1-12 什么是信源符号的信息量什么是离散信源的信息熵答:信源符号的信息量是它出现的概率P(x)的函数。
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。
, P1 , P2 , P3,且P°+P1+P2+P3=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 b值是否改变?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1200kBaud,则P b 是多少/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*10 7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 设变量的分布为正态分布,E( ) =2,D( ) =1,求〈2 的概率为多少?2.7某随机过程X (t)⼆Acos (t+ ),其中A,,是相互独⽴的随机变量,其中A的均值为2,⽅差为4,在区间(0,2 )上均匀分布,在(-5,5)上均匀分布。
习题答案(1)1-1已知英文字母e出现的概率为0.105,x出现的概率为0.002,试求e和x的信息量.0002解:p(e)=0.105, I=log[1/p(e)] = 3.25(b) p(),e g2[p()]()p(x)=0.002, I x=log2[1/p(x)] = 8.97(b)1-2 某信息源的符号集由A B C D 和E 组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16,试求该信息源符号的平均信息量.解:N)(log )()(21x P x P x H i i i −=∑=)/(23.2s b =17 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1-72400B,试求该系统的信息速率;若该系统改为传送16进制信号码元,码元速率不变,则这时的系统信息速率为多少(设各码元独立等概率出现)<解答>R=2400BaudB=9600bit/s9600/Rb1-919 如果二进制独立等概率信号的码元宽度为0.5ms,求R B 和R b ;若改为四进制信号,码元宽度不变,求传码率R B 和独立等概时的传信率R b<解答>(1)R B =2000BaudR b =2000bit/s2()R B =2000BaudR b =4000bit/s110已知某四进制数字传输系统的传信率为1-102400b/s,接收端在0.5h内共收到216个错误码元,.试计算系统误码率Pe<解答>>(1)R b=2400b/s ->R s=1200波特0.5×60 ×60 ×1200=2160000-4=216/2160000=104Pe3-8f 一个中心频率为c ,带宽为B的理想带通滤波器如图3-9所示,假设输入是均值为零、功率谱密度为n /20的高斯白噪声。
(1) 求滤波器输出噪声的自相关函数(2)(2) 求输出噪声的平均功率(3) 写出输出噪声的一维概率密度函数|H (ω)|B π21ωc 0ω-ωc。
通信原理第7版课后答案1. 信号的频谱分析。
答案,信号的频谱分析是指对信号进行频谱分解,将信号分解成不同频率分量的过程。
频谱分析可以帮助我们了解信号的频率成分,对于信号处理和通信系统设计具有重要意义。
2. 调制与解调。
答案,调制是指将低频信号(基带信号)转换成高频信号(载波信号)的过程,解调则是将高频信号还原成低频信号的过程。
调制与解调是通信系统中的重要环节,可以实现信号的传输和接收。
3. 数字通信系统。
答案,数字通信系统是指利用数字信号进行信息传输的通信系统。
数字通信系统具有抗干扰能力强、信息压缩和处理方便等优点,已经成为现代通信系统的主要形式。
4. 传输线路。
答案,传输线路是指用于信号传输的导线或光纤等物理介质。
传输线路的特性对信号的传输质量有重要影响,包括传输损耗、传输带宽等参数。
5. 信道编码与解码。
答案,信道编码是指在信道中对信息进行编码,以提高信号的可靠传输;信道解码则是对接收到的信号进行解码,恢复原始信息。
信道编码与解码是保障通信系统可靠性的重要手段。
6. 调制解调器。
答案,调制解调器是用于调制和解调的设备,可以将数字信号转换成模拟信号,或将模拟信号转换成数字信号。
调制解调器在调制解调过程中起到关键作用。
7. 通信系统性能分析。
答案,通信系统性能分析是对通信系统进行性能评估和分析的过程,包括信噪比、误码率等指标。
通过性能分析可以评估通信系统的质量和可靠性。
8. 多址技术。
答案,多址技术是指多个用户共享同一信道进行通信的技术,包括频分多址、时分多址、码分多址等多种方式。
多址技术可以提高通信系统的容量和效率。
9. 数字调制。
答案,数字调制是指将数字信号转换成模拟信号的过程,包括调幅调制、调频调制、调相调制等多种方式。
数字调制是数字通信系统中的重要环节。
10. 无线通信系统。
答案,无线通信系统是指利用无线电波进行信息传输的通信系统,包括移动通信、卫星通信等多种形式。
无线通信系统具有灵活性强、覆盖范围广等优点,已经成为现代通信的重要形式。
通信原理答案4(共15页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-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)=[m 0+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[σ(w+20100π)σ(w-20100π)σ(w+19900π)+ σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[ππt+sin26000πt]2.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=*10-3W/Hz,在该信道中传输抑制载波的双边带信号,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。
通信原理习题:第一章通信的基本概念与基本问题I.某信息源的符号集山A,B,C,D和E组成,设每一符号独立出现,其出现的概率分别为1/4, 1/8, 1/8, 3/16, 5/16。
试求改信息源符号的平均信息量。
2.设一信息源的输出由128个不同的符号组成。
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个字符,且每个符号彼此独立。
试计算该信息源的平均信息速率。
3.如果二进独立等概信号,码元宽度为0.5ms,求R B和Rb;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应。
4.具有6.5MHZ带宽的某高斯信道,若信道中信号功率与噪声单边功率谱密度之比为45.5 MHZ,试求其信道容量。
5.某一待传输的图片约含2.25 * 106个像元。
为了很好地重现图片需要12个亮度电平。
假若所有这些电平等概率出现,试计算用3min传送一张图片时所需的信道带宽(设信道中信噪功率比为30dB)…6.数字通信系统的主要指标是和o码元速率R B的定义是单位是o信息速率Rb的定义是,单位是o7.仙农信道容量公式为:C=Blog(l+S/N),请简述公式中各量的意义。
8.二进制信源符号概率为Po和Pi,求信息嫡最大时的分布。
9.四进制信号传码率为4800B,若改用八进制信号传输,其传码率为。
10.已知某信息集为[X1,X2,X3 ... X n],由它构成的某信息源的符号概率分布为:[p(Xi),P(XJ p(X3)……P(X n)],则每个符号所携带的信息量为,每个符号的平均信息量为,若要求平均信息量取得最大值,则信息源的概率分布为=II.某信息源由Xo,Xi符号组成,其概率为p(Xo)=O.4, p(X|)=0.6,如果消息传输速率为每秒1000个符号,信道特性如图(1).试问:1).信源发出的信息速率是多少?0 972).信息传输速率是多少?° cX >一二7才°X Y0.0212.通信系统的可靠性衡量指标对于模拟通信系统为,对于数字通信系统为第二章信号分析基础1.判断下列信号是能量信号还是功率信号。
《通信原理》习题第二章3第二章习题习题2.1 设随机过程X (t )可以表示成:()2cos(2), X t t t πθ=+-∞<<∞式中,θ是一个离散随机变量,它具有如下概率分布:P (θ=0)=0.5,P (θ=π/2)=0.5试求E [X (t )]和X R (0,1)。
解:E [X (t )]=P (θ=0)2cos(2)t π+P (θ=/2)2cos(2)=cos(2)sin 22t t t ππππ+-cos t ω习题2.2 设一个随机过程X (t )可以表示成:()2cos(2), X t t t πθ=+-∞<<∞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。
[]/2/2/2/21()lim ()()1lim 2cos(2)*2cos 2()T X T T T T T R X t X t dtTt t dtTττπθπτθ→∞-→∞-=+=+++⎰⎰222cos(2)j t j t e e πππτ-==+2222()()()(1)(1)j f j t j t j f X P f R e d e e e d f f πτπππττττδδ∞-∞---∞-∞==+=-++⎰⎰习题2.3 设有一信号可表示为:4exp() ,t 0(){0, t<0t X t -≥=试问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:它是能量信号。
X (t )的傅立叶变换为:(1)004()()441j t t j t j tX x t edt e e dt e dt j ωωωωω+∞-+∞--+∞-+-∞====+⎰⎰⎰则能量谱密度 G(f)=2()X f =222416114j f ωπ=++习题2.4 X (t )=12cos 2sin 2x t x t ππ-,它是一个随机过程,其中1x 和2x 是相互统计独立的高斯随机变量,数学期望均为0,方差均为2σ。
数字通信原理课后习题答案资料 一、选择题(每题5分,共30分)。 1. 数字通信系统中,信源编码的主要作用是( )。 A. 提高信号传输的抗干扰能力。 B. 实现信号的数字化。 C. 提高信息传输的有效性。 D. 完成模拟信号到数字信号的转换。 2. 以下哪种调制方式属于数字调制( )。 A. 幅度调制。 B. 频率调制。 C. 相位调制。 D. 脉冲编码调制。 3. 信道编码的目的是( )。 A. 提高信息传输的有效性。 B. 提高信息传输的可靠性。 C. 实现信号的数字化。 D. 完成模拟信号到数字信号的转换。 4. 以下哪种复用方式是按照时间来划分信道的( )。 A. 频分复用。 B. 时分复用。 C. 码分复用。 D. 波分复用。 5. 同步通信系统中,同步的主要作用是( )。 A. 保证收发双方的时钟频率一致。 B. 保证收发双方的信号幅度一致。 C. 保证收发双方的相位一致。 D. 保证收发双方的数据格式一致。 6. 在数字通信中,常用的差错控制方法有( )。 A. 前向纠错。 B. 反馈重发。 C. 混合纠错。 D. 以上都是。 二、填空题(每题5分,共30分)。 1. 数字通信系统的主要性能指标有______和______。 2. 信源编码的基本方法有______编码和______编码。 3. 数字调制的基本方式有______、______和______。 4. 信道编码的基本原理是在信息码元中______一些监督码元,利用监督码元与信息码元之间的______关系来发现和纠正传输过程中可能出现的错误。 5. 时分复用的基本原理是将时间划分为若干个______,每个时隙分配给不同的______使用。
6. 同步分为______同步、______同步和______同步。 三、简答题(每题20分,共40分)。 1. 简述数字通信系统的组成及各部分的作用。 2. 比较时分复用、频分复用和码分复用的优缺点。 答案及解析: 一、选择题。 1. 答案:C。解析:信源编码的主要作用是提高信息传输的有效性,通过去除信号中的冗余信息等方式,减少传输的数据量。A选项提高抗干扰能力是信道编码的作用;B选项实现信号数字化是模数转换等过程的作用;D选项模拟到数字信号转换是模数转换的功能,所以选C。
1-1.已知英文字母出现的概率为0.105,出现的概念为0.002,试求和的信息量。
o1-2.某信源符号集由,,,和组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为,,,和。
试求该信息源符号的平均信息量。
o1-3.设有4个符号,其中前3个符号的出现概率分别为,,,且各符号的出现是相对独立的。
试计算该符号集的平均信息量。
o1-4.一个由字母、、、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,01代替,10代替,11代替,每个脉冲宽度为5.(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试计算传输的平均信息速率。
o1-5.国际摩尔斯电码用“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个单位的电流脉冲表示;且“划”出现的概率是“点”出现概率的。
(1)计算“点”和“划”的信息量;(2)计算“点”和“划”的平均信息量。
o1-6.设一信息源的输出由128个不同的符号组成,其中16个出现的概率为,其余112个出现概率为。
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。
o1-7.设一数字传输系统传送二进制码元的速率为2400,试求该系统的信息速率;若该系统改为传送16进制信号码元,码元速率不变,则这时的系统信息速率为多少(设各码元独立等概率出现)?o1-8.若题1―2中信息源以1000速率传送信息。
(1)试计算传送1的信息量;(2)试计算传送1可能达到的最大信息量。
o1-9.如果二进制独立等概信号的码元宽度为,求和;若改为四进制信号,码元宽度不变,求传码率和独立等概率时的传信率。
o1-10.已知某四进制数字传输系统的传信率为2400,接收端在0.5内共收到216个错误码元,试计算该系统的误码率。
o第二章确知信号本章主要内容:(1)信号和系统的分类(2)能量信号和功率信号时域及频域分析本章重点:1.确知信号的频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度2.确知信号的自相关函数和互相关函数本章练习题:2-1 试证明图2-1中周期性信号的频谱为=o2-2 设一个信号可以表示成试问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。
通信原理习题二一、填空1.模拟信号基带传输以( )的形式在通信线路上直接传输,如公共交换电话网PSTN 的用户接入网;模拟信号频带传输将基带信号经过调制,以( )的形式在信道中进行传输,其典型系统如卫星中继通信、调频广播等;模拟信号数字传输将模拟的基带信号通过( )转换,以( )的形式在信道中进行传输,在接收端则通过( )转换,还原输出模拟信号。
2.幅度调制就是调制信号)(t u 改变载波信号)(t u c 的( ),即利用)(t u c 的( )来传送( )的信息。
3. 线性调制就是将基带信号的频谱沿频率轴线做( )的过程,其已调信号的频谱结构和基带信号的频谱结构( )。
根据已调信号频谱与调制信号频谱之间的不同线性关系,可以得到( )、( )、( )和( )等不同的调制种类。
4. 对于调制信号为正弦信号的常规双边带调制,其效率最高为( ),当调制信号为( )时,常规双边带调制效率最高为( )。
因此说,常规双边带调制AM 的最大缺点就是( ),其功率的大部分都消耗在( )和( )上,这是极为浪费的。
5. 由于AM 信号的包络具有( )的形状,它的解调可采用( ),即用非线性器件和滤波器分离提取出调制信号的( ),获得所需信息。
该方法也常被称为( )。
6. 单边带调制分( )调制和( )调制两种,一般用符号标记为( )和( )。
7. 根据调制信号控 制的是载波的角频率还是相位,可将角调制分为( )调制FM 和( )调制PM 。
角调制中,已调信号的频谱和调制信号频谱之间不再保持( )关系,出现许多( )分量。
因此,也称角调制为( )。
8. 调频信号的波形疏密程度和调制信号完全一致,当取( )时, 频率最高,即此时( )最大;当取( )时,频率最低,此时频偏达到( )。
调相信号的波形疏密程度和调制信号有( )的偏差,这是因为( )和( )之间是一个微、积分的关系。
9. 调频信号将生成无限多个频谱分量,各分量都以( )的间隔等距离地以( )为中心分布,每个边频分量的幅度都正比于( )的值,而载频分量的幅度则正比于( )。
通信原理张会生课后习题答案
Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】 思考题 1-1 什么是通信常见的通信方式有哪些 1-2 通信系统是如何分类的 1-3 何谓数字通信数字通信的优缺点是什么 1-4 试画出模拟通信系统的模型,并简要说明各部分的作用。 1-5 试画出数字通信系统的一般模型,并简要说明各部分的作用。 1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么对于数字通信具体用什么来表述 1-7 何谓码元速率何谓信息速率它们之间的关系如何 习题
1-1 设英文字母E出现的概率=,X出现的概率为=,试求E和X的信息量各为多少 1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成,设每个符号独立出现,其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4,试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设一数字传输系统传送二进制信号,码元速率RB2=2400B,试求该系统的信息速率Rb2=若该系统改为传送16进制信号,码元速率不变,则此时的系统信息速率为多少
1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号,信息速率为3600b/s,试问码元速率应为多少 1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s,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(码元速率不变)
1-6 已知某系统的码元速率为3600kB,接收端在l小时内共收到1296个错误码元,试求系统的误码率= 1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s,接收端在小时内共收到216个错误码元,试计算该系统=
l-8 在强干扰环境下,某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb,假定系统信息速率为1200kb/s。 (l)试问系统误信率= (2)若具体指出系统所传数字信号为四进制信号,值是否改变为什么 (3)若假定信号为四进制信号,系统传输速率为1200kB,则= 第一章习题答案 1-1解: 1-2解: 1-3解: 1-4解: 1-5解: 1-6解: 1-7解: 1-8解:
思考题 2-1什么是狭义信道什么是广义信道(答案) 2-2 在广义信道中,什么是调制信道什么是编码信道 2-3 试画出调制信道模型和二进制无记忆编码信道模型。 2-4 信道无失真传输的条件是什么 2-5恒参信道的主要特性有哪些对所传信号有何影响如何改善 2-6 随参信道的主要特性有哪些对所传信号有何影响如何改善 2-7 什么是相关带宽相关带宽对于随参信道信号传输具有什么意义 2-8 什么是分集接收常见的几种分集方式有哪些 2-9 根据噪声的性质来分类,噪声可以分为哪几类 2-10 什么是高斯型白噪声它的概率密度函数,功率谱密度函数如何表示 2-11 什么是窄带高斯噪声它在波形上有什么特点它的包络和相位各服从什么分布
2-12 窄带高斯噪声的同相分量和正交分量各具有什么样的统计特性 2-13 正弦波加窄带高斯噪声的合成波包络服从什么概率分布 2-14 信道容量是如何定义的山农公式有何意义 习题 2-1 信号分别通过图P2-1所示的两个电路,试讨论输出信号有没有群迟延畸变并画出群迟延特性曲线 。 2-2 设某恒参信道的传递函数,和都是常数。试确定信号通过该信道后的输出信号的时域表达式,并讨论信号有无失真
2-3 某恒参信道的传输函数为,其中,和为常数,试确定信号通过后的输出信号表示式,并讨论有无失真 。
2-4 假设某随参信道的二径时延差τ为1ms,试问在该信道哪些频率上传输衰耗最大选用哪些频率传输信号最有利(即增益最大,衰耗最小)
2-5已知带限白噪声的功率谱密度如图P2-2所示。试求其自相关函数(提示:可利用傅里叶变换的常用公式) 2-6 已知高斯信道的带宽为4kHz,信号与噪声的功率比为63,试确定这种理想通信系统的极限传输速率。
2-7 已知有线电话信道的传输带宽为: (1)试求信道输出信噪比为30dB时的信道容量; (2)若要求在该信道中传输s的数据,试求接收端要求的最小信噪比为多少 2-8 具有带宽的某高斯信道,若信道中信号功率与噪声功率谱密度之比为,试求其信道容量。
第二章习题答案 2-1 解: 群延迟特性曲线略 2-2解: 2-3解: 2-4解:
二径传播时选择性衰落特性图略。 2-5解: 2-6解: 2-7解: 2-8解:
思考题 3-1 什么是线性调制常见的线性调制有哪些 3-2SSB信号的产生方法有哪些 3-3VSB滤波器的传输特性应满足什么条件 3-4 什么叫调制制度增益其物理意义是什么 3-5DSB调制系统和SSB调制系统的抗噪性能是否相同为什么 3-6 什么是门限效应AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应 3-7什么是频率调制什么是相位调制两者关系如何 3-8FM系统产生门限效应的主要原因是什么 3-9FM系统调制制度增益和信号带宽的关系如何这一关系说明什么 3-10 什么是频分复用频分复用的目的是什么
习题 3-1 已知调制信号,载波为,分别写出AM、DSB、SSB(上边带)、SSB(下边带)信号的表示式,并画出频谱图。 3-2 已知线性调制信号表示式为 (1) (2) 式中,,试分别画出它们的波形图和频谱图。 3-3 根据图P3-1所示的调制信号波形,试画出DSB及AM信号的波形图,并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。 图 P3-1 3-4 已知某调幅波的展开式为 试确定: (1)载波信号表达式; (2)调制信号表达式。 3-5 设有一调制信号为,载波为,试写出当,载波频率时,相应的SSB信号的表达式,并画出频谱图。 3-6 若对某一信号用DSB进行传输,设加至接收机的调制信号的功率谱密度为 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,设解调器的输出端接有截止频率为的理想带通滤波器,那么,输出信噪功率比是多少 3-7 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度/2= W/Hz,该信道中传输SSB(上边带)信号,并设调制信号的频带限制在5 kHz,而载波为100 kHz,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)该理想带通滤波器该具有怎样的传输特性 (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 3-8 抑制载波双边带调制和单边带调制中,若基带信号均为3kHz限带低频信号,载频为1MHz,接收信号功率为1mW,加性高斯白噪声双边功率谱密度为μW/Hz。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。 3-9 某线性调制系统的输出信噪比为20dB,输出噪声功率为W,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时的发射机输出功率; (2)SSB时的发射机输出功率。 3-10 已知某调频波的振幅是10V,瞬时频率为 Hz 试确定: (1)此调频波的表达式; (2)此调频波的最大频偏、调频指数和频带宽度; (3)若调制信号频率提高到Hz,则调频波的最大频偏、调频指数和频带宽度如何变化 3-112MHz载波受l0kHz单频正弦调频,峰值频偏为l0kHz,求: (1)调频信号的带宽; (2)调频信号幅度加倍时,调频信号的带宽; (3)调制信号频率加倍时,调频信号的带宽; (4)若峰值频偏减为1kHz,重复计算(1)、(2)、(3)。 3-12 已知调制信号是8MHz的单频余弦信号,若要求输出信噪比为40dB,试比较制度增益为2/3的AM系统和调频指数为5的FM系统的带宽和发射功率。设信道噪声单边功率谱密度=W/Hz,信道衰耗为60dB。
第三章习题答案 3-1解: 略 3-2 解: 略 3-3解: 略 3-4解: 3-5解: 3-6解: 3-7 解: 3-8解: 3-9解: 3-10解: 3-11解: 3-12解:
BAM=2fm=2*8*106=16*106Hz BFM=2(mf+1)fm=2(5+1)8*106=96*106Hz => Si=(S0/No)Ni/G=(S0/No)(n0B)/G S0/No=40dB =>S0/N0=104 信道衰耗 =60dB=106 Si(AM)=104*106*(5*10-15*16*106)/ (2/3)=12004W = W GFM=3mf2(mf+1)=3*52(5+1)=450 Si FM=104*106*(5*10-15*96*106)/ (450)== W 略
思考题 4-1 什么是数字基带信号数字基带信号有哪些常用码型它们各有什么特点 4-2 构成AMI码和HDB3码的规则是什么 4-3 研究数字基带信号功率谱的目的是什么信号带宽怎么确定 4-4 在=1/2的条件下,判断图4-1的各种码型中,哪几种有离散分量。 4-5 数字基带传输系统的基本结构如何 4-6 什么叫码间串扰它是怎样产生的对通信质量有什么影响 4-7 满足无码间串扰条件的传输特性的冲击响应是怎样的为什么说能满足无码间串扰条件的不是唯一的 4-8 为了消除码间串扰,基带传输系统的传输函数应满足什么条件 4-9 什么是奈奎斯特间隔和奈奎斯特速率 4-10 在二进制数字基带传输系统中,有哪两种误码它们各在什么情况下发生 4-11 什么是最佳判决门限电平当=1/2时,传送单极性基带波形和双极性基带波形的最佳判决门限各为多少 4-12 什么叫眼图它有什么用处 4-13 什么是时域均衡横向滤波器为什么能实现时域均衡 4-14 部分响应技术解决了什么问题 习题
4-3 已知HDB3码为0+100-1000-1+1000+1-1+1-100-1+100-1,试译出原信息代码。 4-4 设某二进制数字基带信号的基本脉冲如图P4-1所示。图中为码元宽度,数字信息“1”和“0”分别用的有无表示,它们出现的概率分别为及(): (1)求该数字信号的功率谱密度,并画图; (2)该序列是否存在离散分量 (3)该数字基带信号的带宽是多少 图 P4-1图 P4-2 4-5 若数字信息“1”和“0”改用和-表示,重做上题。 4-6 设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲,如图P4-2所示。图中为码元宽度,数字信息“1”