通信原理 习题课2
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《通信原理》习题课1. 已知二进制OOK 数字通信系统中发送的二元信号是()1cos2c s t A f t π=、()20s t =,持续时间为0b t T ≤<。
OOK 信号传输中受到功率密度为02N 的加性高斯白噪声()n t 的干扰,接收信号为()()()i r t s t n t =+,1,2i =(1)请分别画出最佳相干接收框图。
(2)设s1(t)和s2(t)等概出现,推导相干接收时的平均误比特率。
(知识点:数字频带通信系统)2.设有恒参信道模型如下图所示,求其幅频特性、相频特性、时延特性和群时延特性,并说明它们对信号传输的影响。
(知识点:信道)3.已知在高斯信道理想通信系统传送某一信息所需带宽为106Hz,信噪比为20dB ,若将所需信噪比降低10dB ,求无差错传输所需信道带宽。
(知识点:香农信道容量公式)4.某一待传输的图片约含2.5×106个像素,每像素量化为16个亮度电平。
假若所有这些亮度电平等概出现且互不相关,并设加性高斯噪声信道中的信噪比为30dB ,试计算用3分钟传送一张这样的图片所需的最小信道带宽(假设不进行压缩编码)。
(知识点:信息量计算;香农公式)5.对10路模拟信号分别进行A 律13折线PCM 编码(每样值8比特编码),然后进行时分复用,再经过滚降因子为α=0.5的升余弦脉冲成型滤波器进行无ISI 传输,该升余弦基带系统的截止频率为480kHz 。
(1)求该系统的最大信息传输速率;(2)求允许每路模拟信号的最高频率分量f H 的值。
(知识点:抽样定理;升余弦滤波器带宽)6. 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。
WORD 格式可编辑第二章习题习题 2.1设随机过程 X(t ) 可以表示成:X (t) 2cos(2 t ),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 E[ X( t )] 和 R X (0,1) 。
解:E[ X( t )]= P(=0)2 cos(2 t ) +P( =/2)2cos(2 t)=cos(2 t) sin 2 t cos t2习题 2.2设一个随机过程 X( t ) 可以表示成:X (t ) 2cos(2 t), t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。
R X ( )lim T1 T / 2X ( t ) X (t) dtTT / 2lim T1T / 2t)* 2 cos 2(t)dtTT / 22 cos(22cos(2) ej 2te j 2 tP ( f )R X ( ) e j 2fd(e j 2 te j 2 t )e j 2fd( f 1)( f 1)习题 2.3设有一信号可表示为:X (t)4exp( t) ,t 0{0, t<0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:X ( )x(t)e j tdt4e t e j tdt 4e(1 j )tdt41 j216则能量谱密度2=4G(f)= X ( f )j142 f21习题 2.4X(t )=x 1 cos2 tx 2 sin 2 t ,它是一个随机过程,其中x 1 和 x 2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2。
试求:(1) E[ X(t )] , E[ X 2(t ) ] ;(2) X( t )的概率分布密度; (3) R X (t 1 ,t 2 )解:(1) E X tE x 1 cos2 t x 2 sin 2 t cos 2 t E x 1 sin 2 t E x 2 0P X ( f )因为x 1和x 2相互独立,所以E x 1 x 2E x 1E x 2。
现代通信原理课后习题答案第⼆章2.40 ⼆进制对称信道中的误⽐特率P e为0.2,若输⼊信道的符号速率为2000符号/s,求该信道的信道容量。
解:2000×(1-0.2)=1600 (b/s)2.41 已知某语⾳信道带宽为4kHz,若接收端的信噪⽐S/N =60dB,求信道容量。
若要求该信道传输56000b/s的数据,则接收端的信噪⽐最⼩应为多少?解:dB=10 lgN 60 = 10 lg S/N →S/N = 106C = wlog2 (1+S/N)=4×103log2(1+106) = 8 × 104 (bps)5.6 × 104 = 4 × 103log2(1+S/N)log2(1+S/N) = 14 → 1+S/N = 214→S/N = 214-12.42 若⿊⽩电视机的每幅图像含有3×105个像素,每个像素都有16个等概率出现的亮度等级,如果信道的输出信噪⽐为S/N = 40dB、信道带宽为1.4MHz,则该信道每秒可传送多少幅图像?解:每幅图的信息量:3×105×log216 = 1.2×106(b)40dB = 10log2 S/N →S/N = 104C = wlog2(1 + S/N)= 1.4×106log2(1+104)≈1.862×107(bps)1.862×107/1.2×106 = 15.5 (幅/s)第三章3.50 ⽤10KHz的单频正弦信号对1MHz的载波进⾏调制,峰值频偏为2KHz。
试求:(1)该调频信号的带宽。
(2)若调制信号的幅度加倍,再求该调频信号的带宽。
解:(1)B FM = 2 × ( 2+10 ) = 24 ( KHz)(2)B FM = 2 ×(2 + 2×10)= 44 (KHz)3.51 幅度1V的10MHz载波受到幅度1V、频率为100Hz的正弦信号调制,最⼤频偏为500Hz。
通信原理习题课(第6-8章)概念性题目考查一、填空题1.在2ASK 、2FSK 与2PSK 这三种调制方式中, 的误码率最小, 的频带利用率最低。
2.若要传输速率为7200B 的数据,在滚降系数为1的升余弦基带信道中传输所需要的最小传输带宽为 ,此时的频带利用率为 。
3. 造成数字基带传输误码的原因是________和________。
4. 要传100 kB 的基带信号,无码间干扰100%滚降信道的带宽为 kHz ,这时频带利用率为 Baud/Hz 。
5. 解调器的输入端相同的信噪比,采用2ASK 、2FSK 和2PSK 系统传输,相干解调,具有最小误码率的是________系统。
6. 已知某HDB3码为-1000-1+1000+1-1+1-100-1+100+1-1+1,则原消息码为 。
7. 2ASK 与2PSK 的信号表达式均为()()cos c e t s t t ω= ,但对于2ASK 信号而言,基带信号()s t 为________,对于2PSK 信号而言,基带信号()s t 为________。
8. 2PSK 与2DPSK 的信号表达式均为()()cos c e t s t t ω= ,基带信号()s t 为双极性不归零信号。
但对于2PSK 信号而言,其为________,对于2PSK 信号而言,则为________。
9. 已知传码率为1000B ,则2ASK (2PSK ,2DPSK )信号带宽为________。
10、已知传码率为1000B ,且两路载频分别为13000 Hz f =,22000 Hz f =,则2FSK 信号带宽为________,且功率谱密度曲线出现________。
二、选择题1.下列特点( )不属于部分响应系统。
A 、2B/Hz 的理想频带利用率B 、尾巴衰减速度快C 、无码间串扰D 、带宽为奈奎斯特带宽 2. 二进制基带信号的功率谱密度中,连续谱( )。
习题解答2-1、什么是调制信道?什么是编码信道?说明调制信道和编码信道的关系。
答:所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的部分。
从调制和解调的角度来看,调制器输出端到解调器输入端的所有变换装置及传输媒质,不论其过程如何,只不过是对已调制信号进行某种变换.所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的部分。
从编译码的角度看来,编码器的输出是某一数字序列,而译码器的输入同样也是某一数字序列,它们可能是不同的数字序列。
因此,从编码器输出端到译码器输入端,可以用一个对数字序列进行变换的方框来概括。
根据调制信道和编码信道的定义可知,编码信道包含调制信道,因而编码信道的特性也依赖调制信道的特性。
2—2、什么是恒参信道?什么是随参信道?目前常见的信道中,哪些属于恒参信道?哪些属于随参信道?答:信道参数随时间缓慢变化或不变化的信道叫恒参信道.通常将架空明线、电缆、光纤、超短波及微波视距传输、卫星中继等视为恒参信道。
信道参数随时间随机变化的信道叫随参信道.短波电离层反射信道、各种散射信道、超短波移动通信信道等为随参信道。
2-3、设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为:其中,0K 和d t 都是常数.试确定信号)(t s 通过该信道后的输出信号的时域表示式,并讨论之。
解:传输函数d t j je K e H H ωωϕωω-==0)()()(冲激响应)()(0d t t K t h -=δ输出信号)()()()(0d t t s K t h t s t y -=*=结论:该恒参信道满足无失真条件,故信号在传输过程中无失真。
2-4、设某恒参信道的传输特性为d t j eT H ωωω-+=]cos 1[)(0,其中,d t 为常数。
试确定信号)(t s 通过该信道后的输出信号表达式,并讨论之。
解:输出信号为: dt K H ωωϕω-==)()(0)(21)(21)()(2121)(21]cos 1[)(00)()(00000T t t T t t t t t h e e e e e e e e T H d d d T t j T t j t j t j T j T j t j t j d d d d d d --++-+-=++=++=+=+--------δδδωωωωωωωωωω讨论:此信道的幅频特性为0cos 1)(T H ωω+=,相频特性为ωωϕd t -=)(,相频特性与ω成正比,无想频失真;K H ≠)(ω,有幅频失真,所以输出信号的失真是由信道的幅频失真引起的,或者说信号通过此信道只产生幅频失真。
《通信原理》习题课1. 已知二进制OOK 数字通信系统中发送的二元信号是()1cos2c s t A f t π=、()20s t =,持续时间为0b t T ≤<。
OOK 信号传输中受到功率密度为02N 的加性高斯白噪声()n t 的干扰,接收信号为()()()i r t s t n t =+,1,2i =(1)请分别画出最佳相干接收框图。
(2)设s1(t)和s2(t)等概出现,推导相干接收时的平均误比特率。
(知识点:数字频带通信系统)2.设有恒参信道模型如下图所示,求其幅频特性、相频特性、时延特性和群时延特性,并说明它们对信号传输的影响。
(知识点:信道)3.已知在高斯信道理想通信系统传送某一信息所需带宽为106Hz,信噪比为20dB ,若将所需信噪比降低10dB ,求无差错传输所需信道带宽。
(知识点:香农信道容量公式)4.某一待传输的图片约含2.5×106个像素,每像素量化为16个亮度电平。
假若所有这些亮度电平等概出现且互不相关,并设加性高斯噪声信道中的信噪比为30dB ,试计算用3分钟传送一张这样的图片所需的最小信道带宽(假设不进行压缩编码)。
(知识点:信息量计算;香农公式)5.对10路模拟信号分别进行A 律13折线PCM 编码(每样值8比特编码),然后进行时分复用,再经过滚降因子为α=0.5的升余弦脉冲成型滤波器进行无ISI 传输,该升余弦基带系统的截止频率为480kHz 。
(1)求该系统的最大信息传输速率;(2)求允许每路模拟信号的最高频率分量f H 的值。
(知识点:抽样定理;升余弦滤波器带宽)6. 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。
【最新整理,下载后即可编辑】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=0.105,X出现的概率为=0.002,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0.5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=?习题答案第一章习题答案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。