北京工业大学通信电路原理 第1-12章 习题答案
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第一章绪论1、移动通信的工作方式主要有几种?蜂窝式移动通信系统采用哪种方式?双工方式分类。
答:移动通信的工作方式:单工、双工、半双工。
蜂窝式移动通信系统采用双工。
双工方式分类:时分双工(TDD、频分双工(FDD 。
2、什么叫移动通信?有哪些主要特点?答:移动通信是指通信双方中至少有一方在移动中(或暂时停留在某处)进行信息传递的通信方式,成为现代通信中发展最快的通信手段之一。
特点:利用无线电波进行信息传输;在强干扰环境(外部干扰+内部干扰)下工作;无线电频率资源非常有限;提高通信容量;对移动终端设备要求高,必须适合移动环境;系统复杂,网络管理和控制必须有效。
3、1G 2G、3G 4G移动通信系统的主要特点对比。
答:1G全自动拨号,全双工方式,越区频道转换,自动漫游。
是模拟通信系统,采用小区制,蜂窝组网,多址接入方式为频分多址FDM A调制方式为FM2G :数字移动通信系统;采用小区制,微蜂窝组网;能够承载低速的数据业务;调制方式有GMS K QPSK等;多址接入方式为时分多址TDMA和码分多址CDMA采用均衡技术和RAKE接收技术,抗干扰多径衰落能力强;保密性好。
3G :微蜂窝结构,宽带CDMA技术;调制方式QPSK自适应调制;多址方式主要是CDMA 电路交换采用分组交换;具备支持多媒体传输能力的要求。
4G :是一个可称为宽带接入和分布式网络,是功能集成的宽带移动通信系统,是广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的的广播网络,是一个全IP的网络结构,包括核心网和无线接口,采用多种新的技术和方法来支撑。
4、移动通信中的干扰主要有哪些,哪种干扰是蜂窝移动通信系统所特有的?答:互调干扰:两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上,产生同有用信号频率相近的组合频率,从而构成干扰,如:接收机的混频。
邻道干扰:相邻或邻近的信道(或频道)之间,由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰。
同频干扰:相同载频电台之间的干扰。
第一章习题习题1。
1 在英文字母中E 出现的概率最大,等于0.105,试求其信息量. 解:E 的信息量:()()b 25.3105.0log E log E 1log 222E =-=-==P P I习题1。
2 某信息源由A ,B,C ,D 四个符号组成,设每个符号独立出现,其出现的概率分别为1/4,1/4,3/16,5/16。
试求该信息源中每个符号的信息量。
解:b A P A P I A 241log )(log )(1log 222=-=-==b I B 415.2163log 2=-= b I C 415.2163log 2=-= b I D 678.1165log 2=-=习题1.3 某信息源由A ,B ,C,D 四个符号组成,这些符号分别用二进制码组00,01,10,11表示.若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输,试分别求出在下列条件下的平均信息速率。
(1) 这四个符号等概率出现; (2)这四个符号出现概率如习题1。
2所示。
解:(1)一个字母对应两个二进制脉冲,属于四进制符号,故一个字母的持续时间为2×5ms 。
传送字母的符号速率为Bd 100105213B =⨯⨯=-R 等概时的平均信息速率为s b 2004log log 2B 2B b ===R M R R(2)平均信息量为比特977.1516log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =⨯==H R R习题1.4 试问上题中的码元速率是多少? 解:311200 Bd 5*10B B R T -===习题1.5 设一个信息源由64个不同的符号组成,其中16个符号的出现概率均为1/32,其余48个符号出现的概率为1/96,若此信息源每秒发出1000个独立的符号,试求该信息源的平均信息速率。
解:该信息源的熵为96log 961*4832log 321*16)(log )()(log )()(22264121+=-=-=∑∑==i i i i M i i x P x P x P x P X H=5。
通信原理课后答案第⼀章绪论1.1以⽆线⼴播和电视为例,说明图1-1模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在⽆线电⼴播中,信息源包括的具体内容为从声⾳转换⽽成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声⾳;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换⽽成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;⼆者信道中包括的具体内容分别是载有声⾳和影像的⽆线电波1.2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点:1.抗⼲扰能⼒强;2.传输差错可以控制;3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理⽐模拟通信容易的多,以话⾳信号为例,经过数字变换后的信号可⽤简单的数字逻辑运算进⾏加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所⽤的信号⼀致,都是⼆进制代码,因此便于与计算机联⽹,也便于⽤计算机对数字信号进⾏存储,处理和交换,可使通信⽹的管理,维护实现⾃动化,智能化;5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采⽤时分多路复⽤,不需要体积较⼤的滤波器。
设备中⼤部分电路是数字电路,可⽤⼤规模和超⼤规模集成电路实现,因此体积⼩,功耗低;6.便于构成综合数字⽹和综合业务数字⽹。
采⽤数字传输⽅式,可以通过程控数字交换设备进⾏数字交换,以实现传输和交换的综合。
另外,电话业务和各种⾮话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字⽹;缺点:占⽤信道频带较宽。
⼀路模拟电话的频带为4KHZ带宽,⼀路数字电话约占64KHZ。
1.4数字通信系统的⼀般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通⾏系统的模型见图1-4所⽰。
其中信源编码与译码功能是提⾼信息传输的有效性和进⾏模数转换;信道编码和译码功能是增强数字信号的抗⼲扰能⼒;加密与解密的功能是保证传输信息的安全;数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到⾼频处以便在信道中传输;同步的功能是在⾸发双⽅时间上保持⼀致,保证数字通信系统的有序,准确和可靠的⼯作。
通信原理教程习题答案第四版《通信原理》习题第一章第一章练习习题1.1在英文字母中e出现的概率最大,等于0.105,试求其信息量。
解:e的信息量:ie?log2练习1.2信息源由四个符号a、B、C和D组成。
让每个符号独立出现,其出现概率分别为1/4、1/4、3/16和5/16。
尝试在信息源中查找每个符号的信息量。
解:内华达州?log2ib??log21??log2p?Elog20。
105? 3.25个基点?E11?? log2p (a)??日志2?2bp(a)4335?2.415bic??log2?2.415bid??log2?1.678b161616练习1.3信息源由四个符号a、B、C和D组成,分别由二进制代码组00、01、10和11表示。
如果每一个二进制符号都是用一个5毫秒宽的脉冲传输的,请尝试在以下条件下计算平均信息速率。
(1)这四个符号等概率出现;(2)这四个符号出现概率如习题1.2所示。
解决方案:(1)一个字母对应两个二进制脉冲,属于四进制符号,因此一个字母的持续时间为2×5ms。
字母传输的符号速率为rb?1?100bd?32?5?10等概时的平均信息速率为rb?rblog2m?rblog24?200bs(2)平均信息量为11316516h?日志24?日志24?日志2?日志2?1.977位符号44163165则平均信息速率为rb?rbh?100?1.977?197.7bs问题1.4中的符号率是多少?解决方案:RB?习题1.5设一个信息源由64个不同的符号组成,其中16个符号的出现概率均为1/32,其余48个符号出现的概率为1/96,若此信息源每秒发出1000个独立的符号,试求该信息源的平均信息速率。
解决方案:信息源的熵是111?? 200bd?3tb5*10“沟通原则”练习第1章h(x)p(xi)log2p(xi)p(xi)log2p(xi)?16*i?1i?1m6411log232?48*log2963296=5.79位/符号因此,该信息源的平均信息速率rb?mh?1000*5.79?5790b/s。
第一章习题习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大,等于0.105,试求其信息量。
解:E 的信息量:()()b 25.3105.0log E log E 1log 222E =-=-==P P I习题1.2 某信息源由A ,B ,C ,D 四个符号组成,设每个符号独立出现,其出现的概率分别为1/4,1/4,3/16,5/16。
试求该信息源中每个符号的信息量。
解:b A P A P I A 241log )(log )(1log 222=-=-==b I B 415.2163log 2=-= b I C 415.2163log 2=-= b I D 678.1165log 2=-=习题1.3 某信息源由A ,B ,C ,D 四个符号组成,这些符号分别用二进制码组00,01,10,11表示。
若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输,试分别求出在下列条件下的平均信息速率。
(1) 这四个符号等概率出现; (2)这四个符号出现概率如习题1.2所示。
解:(1)一个字母对应两个二进制脉冲,属于四进制符号,故一个字母的持续时间为2×5ms 。
传送字母的符号速率为Bd 100105213B =⨯⨯=-R等概时的平均信息速率为s b 2004log log 2B 2B b ===R M R R(2)平均信息量为比特977.1516log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =⨯==H R R习题1.4 试问上题中的码元速率是多少? 解:311200 Bd 5*10B B R T -===习题1.5 设一个信息源由64个不同的符号组成,其中16个符号的出现概率均为1/32,其余48个符号出现的概率为1/96,若此信息源每秒发出1000个独立的符号,试求该信息源的平均信息速率。
解:该信息源的熵为96log 961*4832log 321*16)(log )()(log )()(22264121+=-=-=∑∑==i i i i Mi i x P x P x P x P X H=5.79比特/符号因此,该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。
《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。
++++++++++++++++++++++++++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: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:第三章习题答案3-4 解:3-5 解:3-6 解:3-7 解:3-8 解:3-9 解:3-10 解:3-11 解:第四章习题答案4-2 解:4-3 解:4-4 解:4-6 解:4-8 解:4-9 解:4-10 解:4-11 解:4-12 解:4-13 解:4-15 解:4-16 解:4-17 解:第五章习题答案5-1 解:,,,(1)波形(2)5-2 解:,,(1)(2)相干接收时5-3 解:,,(1)相干解调时(2)非相干解调时5-4 解:,,,(1)最佳门限:而:所以:(2)包检:5-5 解:系统,,5-6 解:(1)信号与信号的区别与联系:一路可视为两路(2)解调系统与解调系统的区别与联系:一路信号的解调,可利用分路为两路信号,而后可采用解调信号的相干或包检法解调,再进行比较判决。
前提:信号可分路为两路信号谱不重叠。
5-7 解:系统,,,(1)(2)5-8 解:系统,,,,(1)(2)所以,相干解调时:非相干解调时:5-9 解:5-10 解:(1)信号时1 0 0 1 0(2)1 0 1 0 0,5-12 解:时:相干解调码变换:差分相干解调:,,(1):a:相干解调时解得:b:非相干解调时解得:(2):(同上)a:相干解调时,b:非相干解调时,(3)相干解调时即在保证同等误码率条件下,所需输入信号功率为时得1/4,即(4)a:差分相干解调时即在保证同等误码率条件下,所需输入信号功率为时得1/4,即b:相干解调的码变换后解得:5-16 解:(A方式)0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 ,5-17 解:(1)时所以(2)时所以5-18 解:5-19 解:,::一个码元持续时间,含:个周波个周波。
第一章概论1.4 信息量的定义是什么?信息量的单位是什么?答:设消息x的概率为x(x),其信息量x(x)定义为x(x) = − log x x(x)。
当x = 2时,信息量单位为比特(bit);当x = x时,信息量单位为奈特(nat);当x = 10时,信息量单位为哈特莱(hartley)。
1.6 信源编码的目的是什么?信道编码的目的是什么?答:信源编码的目的是提高信号表示的有效性。
信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。
1.7 何谓调制?调制的目的是什么?答:对信号进行调整就是调节。
调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。
1.8 数字通信系统有哪些性能指标?答:主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。
1.9 信道有哪些传输特性?答:噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。
1.13 何谓多径效应?答:信号经过多条路径到达接收端,而且每条路径的时延和衰减不尽相同,造成接收端的信号幅度和随机变化,这一现象称为多径效应。
1.14 电磁波有哪几种传播方式?答:电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。
1.16 什么快衰落?什么是慢衰落?答:由多径效应引起的衰落称为快衰落,由单一路径上季节、昼夜、气候等变化引起的衰落称为慢衰落。
1.17 信道中的噪声有哪几种?答:按照来源分类,信道中的噪声可分为人为噪声和自然噪声两大类。
按照性质分类,信道中的噪声可分为脉冲噪声、窄带噪声和起伏噪声三类。
1.18 热噪声是如何产生的?答:热噪声是由电阻性元器件中自由电子的布朗运动产生的。
3.1 调制的目的是什么?答:一是通过调制可以把基带信号的频谱搬移到载波频率附近;二是通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。
3.2 模拟调制可以分为哪几类?答:两大类:线性调制和非线性调制。
3.3 线性调制有哪几种?答:幅度调制、双边带调制、单边带调制和残留边带调制。
3.4 非线性调制有哪几种?答:频率调制和相位调制。