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通信原理 第2章 习题解答

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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dt都是常数.试确定信号)(ts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

dtjjeKeHH0)()()(

冲激响应

)()(0dttKth

输出信号

)()()()(0dttsKthtsty

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dtjeTH]cos1[)(0，其中，dt为常数。试确定信号)(ts通过该信道后的输出信号表达式，并讨论之。

解：

输出信号为： dtKH)()(0)(21)(21)()(2121)(21]cos1[)(00)()(00000TttTtttttheeeeeeeeTHdddTtjTtjtjtjTjTjtjtjdddddd

讨论:此信道的幅频特性为0cos1)(TH，相频特性为dt)(，相频特性与成正比，无想频失真；KH)(，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。

2—5、今有两个恒参信道，其等效模型分别如图2-5（a）（b）所示。试求这两个信道的群时延特性并画出它们的群迟延曲线，并说明信号通过它们时有无群时延失真?

解： （a）

所以(a)网络无群时延失真。

(b)

所以（b)网络的)(和是非线性关系，即群时延特性)(不为常数,因此有群时延失真

2—6、什么是相关带宽？ 如果传输信号的带宽宽于相关带宽，对信号有什么影响？

答：相关带宽就是随参信道各路径之间最大时延差的倒数。当信号带宽大于相关带宽时，将产生明显的频率选择性衰落。

2-7、试根据随参信道的传输特性，定性解释快衰落和频率选择性衰落现象。

答：随参信道的传输特点是,多径传播和每条路径的时延和衰耗都是时变的。当接收到)(21)(21)()()()(00TttsTttsttsthtstsdddo0)()(0)()()(212212dd：：RRRH：RRR：H群迟延特性相频特性幅频特性传输特性2221)()()arctan()(11)(CRRCdd：RC：RCj：H群迟延特性相频特性传输特性图2-5 的信号互相加强时，合成信号幅度大；当接收到的信号互相削弱时，合成信号幅度小.这样就形成了快衰落现象。当发射的信号有许多频率成分时，每个频率的信号都是经过多条路径传输后到达接收端的,一些频率成分的多径信号互相削弱，别一些频率成分的多径信号互相加强，这样就使接收到的不同频率的信号幅度不同，形成频率选择性衰落现象。

2—8、试定性说明采用频率分集技术可以改善随参信道传输特性的原理.

答：用若干载频信号同时传输同一个信息，信道同时将这些信号衰落掉的概率很小，在收端将收到的各个载频信号按一定方式集中在一起就可以保证可靠地传信息。 这就是频率分集技术可以改善随参信道传输特性的基本原理。

2-9、某随参信道的两径时延差Δ为0.5ms，试问该信道在哪些频率上传输损耗最小？哪些频率上传输损耗最大？

解：传输衰耗最大的频率为：

传输信号最有利的频率为：

式中，n为正整数.

2-10、设某随参信道的最大多径时延差等于3ms， 为了避免发生选择性衰落，试估算在该信道上传输的数字信号的码元脉冲宽度.

解：信道相关带宽

根据工程经验，信号带宽

故码元宽度

2—11、信道中常见的起伏噪声有哪些?它们的主要特点是什么？

答：信道中常见的起伏噪声有：(1）热噪声：电阻类导体中,自由电子的布朗运动引起的噪声；（2）散弹噪声：真空管、半导体等器件内部,由于载流子发射、分配的不均匀所引起的噪声;（3)宇宙噪声：由于天体辐射引起的噪声.它们的主要特点是均为高斯白噪声：即概率密度函数为高斯型，功率谱密度为均匀谱.

2—12、二进制无记忆编码信道模型如图2—11所示，如果信息传输速率是每秒1000符号，且2/1)()(21xPxP，试求：

（1） 信息源熵及损失熵; )kHz()12(212nnf)kHz(2nnf)kHz(311mCBCBB)31~51(ms))(15~9()5~3(msT（2） 信道传输信息的速率。

解:

2-13、设高斯信道的带宽为4kHz，信号与噪声的功率比为63,试确定利用这种信道的理想通信系统之传信率和差错率。

解：此系统的信道容量为:

理想信道的传信率为：)kbit/s(24CRb

差错率为：0eP

2—14、具有6.5MHz的带宽的某高斯信道,若信道中信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz,试求其信道容量.

解： 根据香农公式

2—15、已知电话信道的带宽为3。4kHz，试求：

(1) 接收信噪比dBNS30/时的信道容量；

(2) 若要求该信道能传输4800bit/s的数据，则要求接收端最小信噪比NS/为多少dB？

解：

)/bit(70)930.01(1000)]/()([)2()/bit(930.0)41log4161log61()/()/bit(1)21log2121log21()()1(2222符号符号符号YXHXHRRYXHXHBb)Mb/s(5.193105.6)5.65.451(log105.6)1(log62602BnSBC)kbit/s(2464log104)1(log232NSBC22224.811.29(1)log(1)[3.4log(11000)]33.87()(2)log(1)4.83.4log(1)3.43.32lg(1)11.29lg(1)1011.6610lg10lg1.662.2()SCBkbit/sNSCBNSSSNNNSNSdBN1x2x1y2y6/14/16/54/3图2-12

2—16、已知彩色电视图像由5105个像素组成.设第个像素有64种彩色度，每种彩色度有16个亮度等级。如果所有彩色度和亮度等级的组合机会均等,并统计独立.

（1） 试计算每秒传送100个画面所需要的信道容量；

（2） 如果接收信噪比为30dB，为了传送彩色图像所需信道带宽为多少?

解：(1）每个像素的信息量为:)bit(10)1664(log2

每幅画面的信息量为：)bit(1051051065

信息速率为：)bit/s(10510510086Rb

需要的信道容量为：)bit/s(1058bRC

（2)

所需信道带宽

100010/1030NSMHz)(501001lg32.3105)1(log82NSCB

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通信原理第3章例题

通信原理第3章例题

【 例3 一1 】某通信系统发送部分框图如图3 一9 ( a )所示，其中载频3c,1mt和2mt是要传送的两个基带调制信号，它们的频谱如图3 一9

( b )所示。

( 1 )写出合成信号m ( t )的频谱表达式，并画出其频谱图。

( 2 )写出已调波s( t )的频域表达式，并画出其频谱图。

( 3 )画出从s( t )得到1mt和2mt的解调框图。

解：( 1 )由图3 一9 ( a )知：12cos2mtmtmtt

其对应的频谱表达式为1221222MMMM

频谱图如图3-10（a ）所示。

( 2 )由图3 一9 ( a )知

1212122coscos2coscoscos2cos11coscos(2)cos(2)22cccccccstmttmtmtttmttmtttmttmttmtt

s( t )频谱表达式为 11222212122224ccccccSMMMMMM

其频谱图如图3-10 ( b )所示。

( 3 )解调框图如图3-11 所示。

【 例3 一2 】图3 一12 是对DSB 信号进行相干解调的框图。图中n ( t )是均值为O 、双边功率谱密度为n 0／2 的加性高斯白噪声，本地恢复的载波和发送载波有固定的相位差。求该系统的输出信噪比。

解：( 1 )求输出信号的功率0S

经乘法器输出的信号分量为

cos2cos()[cos(2)cos]cccmtttmtt

通信原理试卷及答案(2份)

通信原理试卷及答案(2份)

试卷二

一、选择题：（单选或多选，每小题3分，共15分）

1. 关于信号接收机的门限效应，下列说法正确的是（ A、B ）。

A、只要使用包络检波器就存在门限效应；B、所有非相干解调器都存在门限效应；

C、所有相干解调器都存在门限效应；D、使用包络检波器不存在门限效应。

2. 关于衰落，下述正确的是（ A、C、D ）。

A、对多径传播，到达接收点的信号相位和总强度均随机变化；B、对频率不敏感；

C、选择性衰落对不同边带的扰动不一样； D、高频时的选择性衰落比低频严重。

3. 对于SSB调制技术而言，下述正确的是（ A、C、D ）。

A、传输带宽比AM和DSB减少一半；B、信道利用率降低一半；

C、同等条件下比AM和DSB更节省功率；D、在军用短波通信中有广泛应用。

4. 用单音f(t)=cosωmt对载波C(t)=cosω0t进行调频，若J0（βFM）=0，则其调制效率为（ C ）。

A、0；B、50％；C、100％；D、不确定。

5. 对二进制频带传输系统而言，下列说法正确的是（ A、B、C、D ）。

A、FSK、PSK、DPSK的抗衰落性能均优于ASK；

B、FSK、PSK、DPSK的最佳判决门限比ASK容易设置；

C、接收机的输入信噪比增加，解调的误码率一定下降；

D、ASK、PSK、DPSK的频带利用率均高于FSK。

二、填空题（每空2分，共40分）

1. 信息传输速率一般分为传码率和传信率，前者的单位是“波特”，后者的单位是“比特/秒”。

2. 通信系统的主要性能指标可分为两类，即 有效性 指标和可靠性指标。

3. 将连接发信设备和收信设备的各种物理媒体称为狭义信道，将包含信号变换所需的部件和电路的传输媒介称为广义信道，在这种信道中，根据其涵盖的范围不同常可分为调制信道和编码信道。

4. 在实际使用的物理信道中，传输函数如果对信号的影响是固定的，这类信道称为恒参信道；如果传输函数随时间随机快变化，则称为随参信道。 5. 角度调制是调频和调相的统称，其特点是高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒定。

最全第三版通信原理_蒋青_于秀兰版_(1-6章答案)

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第一章 绪论

课后习题详解

1-1

解：每个消息的平均信息量为

222111111()log2loglog448822Hx =1.75bit/符号

1-2

解：（1）两粒骰子向上面的小圆点数之和为3时有（1，2）和（2，1）两种可能，总的组合数为116636CC，则圆点数之和为3出现的概率为

3213618p 故包含的信息量为

2321(3)loglog4.17()18Ipbit （2）小圆点数之和为7的情况有（1，6）（6，1）（2，5）（5，2）（3，4）（4，3），则圆点数之和为7出现的概率为

761366p 故包含的信息量为

2721(7)loglog2.585()6Ipbit 1-3

解：（1）每个字母的持续时间为210ms，所以字母传输速率为

4315021010BRBaud 不同字母等可能出现时，每个字母的平均信息量为

2()log42Hx bit/符号

平均信息速率为

4()100bBRRHx bit/s

（2）每个字母的平均信息量为

222211111133()loglogloglog5544441010Hx =1.985 bit/符号

所以平均信息速率为

4()99.25bBRRHx (bit/s)

1-4

解：（1）根据题意，可得：

23(0)log(0)log1.4158IP 比特

21(1)log(1)log24IP 比特 21(2)log(2)log24IP 比特

通信原理各章习题集的答案

通信原理各章习题集的答案

- 1 - 第一章 通信系统概论

一 填空选择题

1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化（便于集成）等_。

2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK系统指标具体用_传输速率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。

3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率为600B，信息速率为600b/s；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4；若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为1800b/s。

4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。

5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。

6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。

7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )

A.信息传输速率 B.符号传输速率 C.频带利用率 D.以上都包括

8.在码元速率相同条件下，m进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log2m倍。

9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。

10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和

数字通信系统

11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者是指消息传输的 质量问题。

12．设有四个信息A、B、C、D分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。

13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。