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数字通信原理作业答案作业一一、填空题1、若二进制信号的码元速率为1200B ，则对应信息速率为1200bit/s ，若以相同的信息传输数率传输八进制信号，码元速率为400B 。
2、从信息传输角度来看，通信系统的最主要质量指标是有效性和可靠性。
3、八进制数字信号信息传输速率为600b/s ，其码元速率为200B ，若传送1小时后，接收到10个错误码元，其误码率为1.39*10-5。
二、简答计算1. 设某二进制数字基带信号的基本脉冲如图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； （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？ 解答： （1）（2）令 m=+1或-1带入上式，得存在离散分量f b（3）带宽 2．己知滤波器的具有如图2所示的特性（码元速率变化时特性不变），当采用以下码元速率时： （a ）码元速率=500Baud （b ）码元速率=1000Baud （c ）码元速率=l500Baud （d ）码元速率=2000Baud图1图2[][]s u v 22b 01b 0b 1b b m 22b 1b 0b 1b b m P ()P ()P ()f P(1P)G (f )G (f )f PG (mf )(1P)G (mf )(f mf )f P(1P)G (f )f PG (mf )(1P)G (mf )(f mf )∞=-∞∞=-∞ω=ω+ω=--++-δ-=-++-δ-∑∑b bb11b T fT T G (f )Sa()G (f )22π==π[]2v bb 1b b m 22b 0b 1b b 0b P ()f PG(mf )(1P)G (mf )(f mf )f PG (f )(1P)G (f )(f f )G (f )0∞=-∞ω=+-δ-=+-δ-=∑v b 1PP ()(f f )-ω=δ-πb f 2f =问：哪种码元速率不会产生码间串扰？答：理想低通，奈氏速率2000B ，a 、b 、d 不会产生码间串扰.3．设信号频率范围0～4kHz ，幅值在－4.096～+4.096伏间均匀分布。
一．填空 1．对DSB —SC 信号，当采用插入导频法进行载波同步时，插入的条件是（ ）。
2．残留边带滤波器的传输特性H （w ）应该是（ ）。
3．AM 系统在（ ）情况下会出现门限效应。
4．什么是门限效应？AM 信号瞎用包络检波法为什么会产生门限效应？ 5．在残留边带调制系统中，为了不失真地恢复信号，其传输函数H （w ）应满足（ ）。
6．在解调过程中，（ ）的解调方式会产生门限效应，产生门限效应的原因是（ ）。
7．当调频指数满足（ ）时称为窄带调频。
8．相干解调器由（ ）和（ ）组成，信号与噪声可以分开处理，故没有门限效应。
9．门限效应是由包络检波器的（ ）作用所引起的。
10．什么是频分复用？ 填空答案：1．载频处、正交插入2．在载频两边具有互补对称特性 3．在包络检波时且小信噪比时4小信噪比时，解调输出信号无法与噪声分开，有用信号“淹没”在噪声中，这时候输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化。
这种现象称为门限效应。
5．H ()()c c H H ωωωωωω++-=≤常数， 6．非相干解调 非线性应用 7．1f m <<8．相乘器 低通滤波器 9．非线性解调 10．利用调制技术将各路信息信号调制到不同载频上，使各路信号的频谱搬移到各自的子通道内，合成后送入信道传输。
在接收端，采用一系列不同中心频率的带通滤波器分离出各路已调信号，解调后恢复各路相应的基带信号。
1.常见的幅度调制方式：（调幅<AM>)、(双边带<DSB>)、(单边带<SSB>)、(残留边带<VSB>)。
2.如果把语音信号0.3-3.4kHZ 直接通过天线发射，那么天线的长度为（22km ） 3.基带信号控制高频载波的过程叫（调制）4.要保证Ao+f （t ）总是正的，对于所有的t ，必须要求（ ）5.（ ）越大，说明这种调制制度的抗干扰性能越好。
《第3章》习题一、填空：1.对一个基带信号t t t f ππ4cos 22cos )(+=进行理想抽样，为了在收信端能不失真地恢复f (t )，则抽样间隔应该不大于___________毫秒。
2.一个频带限制在0到f m 以内的低通模拟信号x (t )，可以用时间上离散的抽样值来传输，当抽样频率f s ≥2f m 时，可以从已抽样的输出信号中用理想低通滤波器不失真地恢复出原始信号，该理想低通滤波器的带宽B 允许的最小值和最大值分别为___________、___________。
3.如果信号的频谱不是从0开始，而是在f L ~f H 之间，带宽B=f H -f L ，通常当___________时该信号就被称为带通信号。
由带通信号抽样定理，当抽样频率f s 满足_______________________________________________________________________时，就可以保证时原始信号完全由抽样信号决定。
4.将模拟信号进行数字化的过程称为A/D 转换，最主要最基本的A/D 变换方法是脉冲编码调制，简称PCM 。
PCM 的三个基本步骤包括___________、___________和___________。
5.脉冲编码调制（PCM ）中，采样频率与信号的最高频率的关系为：_______________________________________________________。
6.量化就是把连续的无限个数的数值集合映射（转换）为___________数值集合的过程。
量化后的数值叫___________。
___________称为量化级，__________________就是量化间隔。
7.均匀量化的量化噪声与信号功率______（填“有”或“无”）关，它适用于动态范围______（填“大”或“小”）的信号，均匀量化的缺点是小信号的量噪比要比大信号的量噪比小；非均匀量化的量化噪声与信号功率的关系是__________________，适用于动态范围______（填“大”或“小”）的信号，非均匀量化的目的是降低小信号的量噪比。
通信原理第三章答案在通信原理的学习中，第三章是非常重要的一部分，它涉及到了很多与通信相关的基础知识和原理。
在这一章节中，我们将学习到很多关于信号传输、调制解调、数字通信等方面的知识。
下面，我将对第三章的一些重要问题进行解答，希望能够帮助大家更好地理解这一部分内容。
1. 什么是信号传输？它的作用是什么？信号传输是指将信息从一个地方传送到另一个地方的过程。
在通信系统中，信号传输是非常重要的，它可以帮助我们实现信息的传递和交流。
通过信号传输，我们可以将声音、图像、数据等信息传送到远方，实现远程通信。
2. 什么是调制解调？它的作用是什么？调制解调是指将原始信号转换成适合在信道上传输的信号，以及将接收到的信号转换成原始信号的过程。
调制是为了适应信道的特性，使信号能够有效地在信道上传输；解调则是为了将接收到的信号转换成原始信号，以便我们能够正确地接收和理解信息。
3. 数字通信和模拟通信有什么区别？数字通信和模拟通信是两种不同的通信方式。
在模拟通信中，信号是连续变化的，它可以表示成无限个可能的数值；而在数字通信中，信号是离散的，它只能表示成有限个可能的数值。
数字通信具有抗干扰能力强、传输质量稳定等优点，而模拟通信则更适合传输连续变化的信号。
4. 为什么要进行信号调制？信号调制是为了适应不同信道的特性，使信号能够有效地在信道上传输。
不同的信道具有不同的传输特性，通过调制可以使信号更好地适应这些特性，提高信号的传输质量和可靠性。
5. 什么是码元和波特？码元是数字通信中的基本单位，它是表示数字信号的最小时间间隔。
波特是衡量数据传输速率的单位，它表示每秒传输的码元数。
在数字通信中，码元和波特是非常重要的概念，它们直接影响着数据传输的速率和效率。
通过以上问题的解答，我们对通信原理第三章的内容有了更深入的理解。
希望大家能够通过学习，掌握这些重要的知识点，为以后的通信技术应用打下坚实的基础。
同时，也希望大家能够在学习过程中多加思考，多进行实践，进一步提高自己的理论水平和实践能力。
第三章习题解3-3 设某恒参信道可用右图所示的线性二端网络来等效。
试求它的传输函数()H f ，并说明信号通过该信道时会产生哪些失真？[解] 1()11122RH f R j j fCfRC ππ==+−()H f = 随频率变化而变化，因此会产生幅频畸变（频率失真）0,()0;,()1f H f f H f →→→∞→，这是一个高通滤波器。
1arg ()arctan 2H f fRCπ= 为非线性关系，因此会产生相频畸变（群延迟畸变），事实上这也是一个导前移相网络。
3-10 设某随参信道的最大多径时延差等于3ms ，为了避免发生频率选择性衰落，试估算在该信道上传输的数字信号的码元脉冲宽度。
[解] 在多径衰落信道上，一般认为当相干带宽是信号带宽的3-5倍时，可以避免发生频率选择性衰落，即 B f m)53(1−==Δτ 一般认为信号带宽等于码元符号宽度的倒数，即sT B 1=，其中T s 是码元符号宽度。
所以 (35)9~15s m T τ≈−⋅= ms3-13 具有6.5MHz 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] 22045.5log 1 6.5log 119.56.5S C B n B ⎛⎞⎛⎞=+=×+=⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠Mbit/s3-15 某一待传输的图片约含2.25×106个象元。
为了很好地重现图片需要12个亮度电平。
假若所有这些亮度电平等概率出现，试计算用3分钟传送一张图片所需的信道带宽（设信道中信噪功率比为30dB ）。
[解] 每一象元所含信息量：2log 12 3.585=bit每秒内传送的信息量：662.2510 3.585/3600.044810×××=×bit/s所以信道容量C 至少为60.044810bit/s ×，而已知信噪比为/30dB 1000S N ==所以所需的信道带宽为4322 4.4810 4.4810log 1000log 1C B P N ×=≈≈×⎛⎞+⎜⎟⎝⎠ Hz。
《数字通信原理》习题解答第1 章概述1-1 模拟信号和数字信号的特点分别是什么?答：模拟信号的特点是幅度连续；数字信号的特点幅度离散。
1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码的作用是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。
答：信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号，即完成模/ 数变换的任务。
信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号，即完成数/ 模变换的任务。
话音信号的基带传输系统模型为1-3 数字通信的特点有哪些?答：数字通信的特点是：（1）抗干扰性强，无噪声积累；（2）便于加密处理；（3）采用时分复用实现多路通信；（4）设备便于集成化、微型化；（5）占用信道频带较宽。
1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累?答：对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值( 通常取二个幅值) ，在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号，所以说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累。
1-5 设数字信号码元时间长度为 1 s ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符号速率。
答：符号速率为N 1码元时间11066 10Bd信息传输速率为6 6R N log M 10 log 4 2 10 bit / s 2Mbit /2 2s 1-6 接上例，若传输过程中 2 秒误1 个比特，求误码率。
1答：Pe 发生误码个数传输总码元((n)N) 212 62.5 101071-7 假设数字通信系统的频带宽度为1024 kHz ，可传输2048kbit / s的比特率，试问其频带利用率为多少bit / s / Hz ?答：频带利用率为信息传输速率频带宽度（32048 10bit s Hz 2bit / s/ / / )31024 10Hz1-8 数字通信技术的发展趋势是什么？答：数字通信技术目前正向着以下几个方向发展：小型化、智能化，数字处理技术的开发应用，用户数字化和高速大容量等。
第三章 基带传输习题解答
1、已知信息代码为100001000011000011，试求其相应的AMI 码、HDB3码及双相码。
[解]略
2、设某二进制数字基带传输系统传输的是单极性基带信号，且数字“1”和“0”出现的概率相等。
如果数字信息为“1”时信号在抽样判决时刻的值A =1V ，且接收滤波器输出噪声是均值为0，方差为0.2V 的高斯白噪声，试求这时的系统误码率。
[解]
对于单极性基带信号，误码率为11
22
e P er
f ⎛⎫=-。
因为A =1，σn =0.2
，可得3
11 6.211022
e P er
f -=-=⨯
3、已知某单极性不归零随机脉冲序列，其码元速率为R B =1200Bd ，“1”码为幅度为A 的矩形脉冲，“0”码为0,且“1”码出现的概率为0.6。
试求：
①该随机序列的带宽及直流功率； ②该序列有无定时信号。
[解] ①以功率谱的第一个零点计算，带宽为B =1/T s =f s =1200Hz 。
对于单极性波形：若设g 1(t )=0，g 2(t )= g (t )，则随机脉冲序列
的离散谱为2
()()()v s s s m P f f PG mf f mf δ∞
=-∞
=
-∑。
因为
g (t )为不归零矩形脉冲，即有||()2
0s
T A t g t ⎧
≤⎪=⎨⎪⎩其他
其频谱函数为()()2s s s s T G f AT Sa AT Sa fT ωπ⎛⎫
==
⎪⎝⎭
令f =m f s ，当m =0时，G (mf s )=AT s Sa (0)= AT s ，因此离散谱中的直流分量为P v (0)=0.36A 2δ(0)。
直流功率为2(0)0.36v v S P df A ∞
-∞==⎰
② 当m 为不等于零的整数时，G (mf s )=AT s Sa (m π)=0，离散谱均为零，因而无定时信号。
4、已知HDB3码为+10-1000-1+1000+1-1+1-100-1+10-1，试译出原信息码。
[解] 原信息码为101000010000110000101。
5、设部分响应系统的输入信号为四进制{0,1,2,3}，相关编码采用第IV 类部分响应。
当输入序列{a k }为21303001032021时，
①试求相对应的预编码序列{a k }、相关编码序列{b k }和接收端恢复序列{a ’k }；
②求相关电平数；若输入信号改为二进制，相关电平数又为何值？
[解] ①当加权系统R 1=1，R 2=0，R 3=-1，其余系统R i =0时，
即为第IV 类部分响应。
预编码公式为b k =a k +b k -2 [mod 4]，相关编码公式为C k =b k -b k -2，接收端恢复序列{ a ’k }为a ’k =[C k ] mod 4。
由a k 到a ’k 的全过程如下：
2'
21303001032021
00215181828510500
2151818285105126mod 400
2111010201210
221101*********
21
3
3
0010
3
20
2
1
k k k k k
k
a b b b C a -----
②第IV 类部分响应信号的相关电平数(2L -1)；四进制时L ＝4，相关电平数7；二进制时L =2，相关电平数3。
6、横向滤波器的单位冲激响应是什么？
[解]
()()N
i
s
i N
e t C t iT δ=-=
-∑
7、双极性基带信号在满足什么条件时，其功率谱中无离散谱分量？
[解]两个符号概率相等时。
8、衡量均衡器均衡效果的两个准则是什么？
[解]峰值畸变准则和均方畸变准则。
9、某二进制数字基带传输系统如下图所示。
设该系统无码间干扰，且发送数据“1”的概率为P (1)，发送数据“0”的概率为
P (0)。
信道噪声n (t )为高斯白噪声，其双边功率谱密度为n 0/2（W /Hz ）。
所传送的信号为单极性基带信号，且发送数据“1”时，在接收滤波器输出端有用信号的抽样值为A ；发送信号“0”时，在接收滤波器输出端有用信号的抽样值为0。
接收滤波器的传输函数为G R (ω)，当|f |≦B 时G R (ω)＝1，而在其他频率上为G R (ω)＝0，式中，B 为理想滤波器的带宽。
①求接收滤波器输出的噪声功率；
②若P (1)＝P (0)，试分析该基带传输系统的误码率表示式； ③若P (1)≠P (0)，试分析该基带传输系统的最佳判决门限。
[解] ①N 0=n 0B
②1
2e P erfc ⎛⎫= ③2
*
(0)ln 22(1)
n
d
A P V P σ=+
′}
n ( t )。
