通信原理概论练习题习题解答(四)

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通信原理第4章信道习题答案

习题解答（四）

例1 设某恒参信道可用图P 3-1所示的线性二端口网络来等效。试求它的传输函数H(ω)，并说明信号通过该信道时会产生哪些失真。群延迟畸变）相频畸变（即以信号通过该信道会有

频率特性不是常数，所又因为群延迟

频率畸变；道会有幅度数，所以信号通过该信因为其幅频特性不是常

解：--+-===+=+=+

22)(1)

()(1arctan

)()(1)(11)(RC RC

d d RC RC RC

H RC j RC j C j R R H ωωωϕωτωωϕωωωωωωω

例2 具有6.5MHz 的某高斯信道，若信道中的信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz ，试求其信道容量。

)

/(105.19)105.6105.451(log 105.6)1(log )1(log 666

26022

s bit B n S B N S B C ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=+=解：

图P 3-1 R

C 输入输出

通信原理第4章课后习题答案

第四章模拟调制

学习指导

4.1.1 要点

模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。

1. 幅度调制

幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。

幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。如果调制信号m (t )的直流分量为0，则将其与一个直流量A 0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为

[]()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，则调幅信号的频谱为

[][]AM 0c c c c 1()π()()()() (4 - 2)2

S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+++- 调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。由波形可以看出，当满足条件

|m (t )| A 0 (4-3)

时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。否则，出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。调幅信号的一个重要参数是调幅度m ，其定义为

通信原理第四章习题

第四章

选择填空题：

1．12 路载波电话信号占有频带范围为(60~108)kHz ，则对该信号的最低不失真取样速率为

Hz 。

2．载波 60 路超群话音信号占用（312~552）kHz 的频带范围，则该信号的最低不失真抽样速率为。

3．在语音信号 PCM 编码时，与自然二进码相比，选用折叠二进码的主要优点是 ①

； ②

。 4．差分脉码调制 DPCM 是只对抽样值和的差值部分进行量化编码后传输，而在

DPCM 基础上若提高抽样速率，使得一个量化编码码字仅为

个比特，即成为增量调制 DM 。

5．在 A 律 13 折线 PCM 编码中共有

种不同的量化间隔，，若以最小量化间隔为一个基本的量化单位，则最大量化间隔为个量化单位，可能产生的最大量化误差为个量化单位。

6．增量调制的量化噪声有和两种。若增量调制的抽样

频率为 s f ，量化台阶为D ，则其最大跟踪斜率为

。分析计算题：

*1．某载波电话通信系统的频率范围为（60~108）kHz ，如下图所示。

（1）若对它采用低通抽样，求最低抽样频率，并画出抽样信号频谱图；

（2）若对它采用带通抽样，求最低抽样频率，并画出抽样信号频谱图。 0

/kHz

f ()

M f 60 108 60 108 图1

2．已知语音信号的频率范围为 0—4kHz ，采用奈奎斯特速率抽样，然后进行A 律 13 折线编码。

当归一化输入信号抽样值为0.31 时，求：

（1）对应于该抽样值的编码结果；（2）编码器输出二进制码流的速率。

3．已知语音信号的频率范围为 0—4kHz ，幅度范围为3.2—3.2V ，采用奈奎斯特速率抽样，然后

通信网理论分析基础_第四章习题答案

第四章习题答案

4.1 解：),(R R R a s B a a a ρ+=

现 10,10,5.0===s a ρ

令),10(5.010)()

,()(R R R R R R a B a a F a s B a a a F +=∴+=ρ

迭代起点

.11287.0*65.11*5.010)65.11(65

.11285.0*61.11*5.010)61.11(61

.11281.0*51.11*5.010)51.11(51.11270.0*25.11*5.010)25.11(25

.112373.0*5.10*5.010)5.10(5

.10=+≈=+≈=+≈=+≈=+≈=F F F F F a R 总呼叫量 erl a R 65.11≈

总呼损 287.0)65.11,10(),(≈=B a s B R

4.4 解：

617

.220

.1120.0*10)10,12(*10872.195

.0132.0*2.7)2.7,9(*2.7========AC AC AB AB B B γαγα 在AD 上，溢出呼叫流的特征

489

.415.2=+==+=AC AB AC AB γγγααα 利用Rapp 方法：088.2==

αγz []811.10)1)(1]([,1164.1111

)(304

.11)1(3=+++++===---++=

=-+=z

z s a s z z a s z z a ααααααγ则向下取整故等效系统为：a ＝10.811erl,而s ＝11

查表得，在AD 中继线为8时，B （11+8，10.811）< 0.01

《现代通信技术及应用(第3版)》通信概论第四章习题

第四章数据通信习题

一、填空题

1、按覆盖范围可以将数据通信网分为局域网、和。

2、OSI七层协议模型自下向上分别是物理层、________、网络层、________、会话层、表示层和应用层。

3、TCP/IP是一个协议簇，其中IP的中文名称是，TCP的中文名称是。

4、IP提供了一种全球统一的编址方案，其中IPV4采用的是位二进制的编址。

5、IPV6将32位的IP地址升级为位二进制编址。

6、数据编码有两种类型，一种是__________，另一种是信道编码。

7、数字调制的三种基本形式是__________、__________和PSK。

8、二进制幅频键控（2ASK）调制用两种不同的正弦脉冲信号传送二进制信息“0”和“1”。

9、二进制移频键控（2FSK）调制用两种不同的正弦脉冲信号传送二进制信息“0”和“1”。

10、二进制相频键控（2PSK）调制用两种不同的正弦脉冲信号传送二进制信息“0”和“1”。

11、按照传输信号的类型，数据传输分为_________和_________。

12、按照信号是否经过调制，数据传输分为__________和__________。

13、按照信号在信道上的传送方向与时间关系，数据传输方式可以分为单工、、三种。

14、按照实现同步的方式不同可以将数据传输分为和。

15、数据流以字符串的形式在一个信道上排队传输，称为____________传输，数据以成组的形式在多个并行信道上同时进行传输，称为___________传输。

16、数据通信的指标主要是围绕传输的和有效性制定的。

现代通信原理答案WORD版( 罗新民) 指导书第四章信号设计导论习题详解

或0001，1000，1100，0110，0011（输出序列的一个周期为10001）；
或0010，1001，0100，1010，0101（输出序列的一个周期为01001）。
时，可得一个周期为15的m序列，其状态转换依次为：
1111，0111，0011，0001，1000，0100，0010，1001，1100，0111，1011，0101，1010，1101，1110（输出序列的一个周期为111100010011010）。
解：2阶阿达码矩阵为，4阶阿达码矩阵为。
两者作卡氏乘积再做等效变换，可以得到8阶阿达码矩阵为
。
去掉8阶哈达码矩阵的第一行和第一列后的矩阵为
以该矩阵的每一行为一个码组，可以得到任两个码组之间的互相关函数：
因此，由组成的码组为超正交码。
4-23试写出8阶阿达码矩阵；
验证此矩阵的第三行和第四行是正交的。
取
输出最大信噪比
匹配滤波器传递函数：
由于
对等式两边做傅里叶变换，得到
所以
取
冲激响应
输出最大信噪比
匹配滤波器传递函数：
由于
而
因此
4-9若用七位长的巴克码– + – – + + +作为系统的帧同步码，已知其前后均为数字码流，码流中出现+1的概率P=0.2，出现–1的概率为1–P。试计算相关器接收巴克码时，把该数字信号错当为帧同步码的概率为多少？

通信原理第四章习题及其答案

第四章（数字基带传输系统）习题及其答案

【题4－1】设二进制符号序列为，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码型，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。

【答案4－1】

【题4－2】设随机二机制序列中的0和1分别由()g t 和()g t -组成，其出现概率分别为p 和(1)p -：

1）求其功率谱密度及功率；

2）若()g t 为图（a ）所示的波形，s T 为码元宽度，问该序列存在离散分量

s f T =否？

3）若()g t 改为图（b ）所示的波形，问该序列存在离散分量

s f T =否？

【答案4－2】

1）随机二进制序列的双边功率谱密度为

1212()(1)()()[()(1)()]()

s s s s s s m P f P P G f G f f PG mf P G mf f mf ωδ∞

-∞

=--++--∑

由于

12()()()g t g t g t =-=

可得：

()4(1)()(12)

()()

s s s

s s m P f P P G f f P G mf f mf ωδ∞

=-∞

=-+--∑

式中：()G f 是()g t 的频谱函数。在功率谱密度()s P ω中，第一部分是其连续谱成分，第二部分是其离散谱成分。

随机二进制序列的功率为

1()2 [4(1)()(12)()()] 4(1)()(12)()

() 4(1)()(12)()

s s s s s m s s s s m s s

s m S P d f P P G f f P G mf f mf df f P P G f df f P G mf f mf df

通信原理习题四

1. 填空题

（1）数字调制传输就是用数字基带信号对载波信号的某些参量进行调制，使载波信号的这些参量随该数字基带信号（）。实际数字通信系统大都选择（）作载波，有（）、（）和（）三种基本调制方式，还有多种其它派生形式。

（2）移相键控就是载波信号的（）按基带脉冲信号的码元变化规律而改变的一种数字调制方式。设载波为t c ωcos ，则2PSK 信号可表示为（）。

（3）2FSK 的调制带宽是（）。

1222f f B B B FSK -+≈

（4）2ASK 的解调方式有（）和（）两种。

包络检波、相干解调

（5）采用2DPSK 的目的是为了克服2PSK 的（）缺点。在接收端存在相位模糊

（6）2PSK 信号带宽与2ASK 信号带宽的关系是（）。

2PSK 信号的功率谱与2ASK 信号的功率谱相同，只是少了一个离散的载波分量

2. 选择题

（1）二进制振幅键控ASK 信号的带宽B 和调制信号频率s f 、码元间隔s T 之间的关系为（）。 A s s T f B 1=

= B s

s T f B 22== C s s T f B 215.0== D s s T f B 44== （2）2DPSK 方式是利用前后相邻两个码元载波相位的变化来表示所传送的数字信息，能够唯一确定其波形所代表的数字信息符号的是（）。

A 前后码元各自的相位

B 前后码元的相位之和

C 前后码元之间的相位之差

D 前后码元之间相位差的2倍

（3）根据CCITT 建议，A 类移相方式中，每个二进制码元的载波相位相对于基准相位可取值（），B 方式中每个码元的载波相位相对于基准相位可取值（）。

通信原理作业4

通信原理作业题(四)

一、简答题(共8题，每题5分)

1. 已知f(t)的傅立叶变换为F(w),写出下列函数的傅立叶变换 ()0f t k ，()0f t t -，

()t f w e

t j

0，()()12

t t f f *

答：分别为()0F w k ，()0j wt F w e ，()0f w w -，()()12F w F w ⨯

2. 试写出平稳随机过程的自相关函数的性质。参考教材20页最后2段和21页第1段。答：自相关函数具有如下重要特性：

（1）自相关函数是一人偶函数，即 R(t)=R(-t)

（2）自相关函数在原点的数值R(0)为最大，即R （0）≥｜R(t)｜这表明信号在t=0即元

朝移时相关性最强，当t 增加时，信号与时移后的本身信号的相关程度减弱。 R(0)表示能量信号的能量，即R(0)=

|f (τ)|2

d τ－∞

∞

=E 或功率信号的功率，即

R(0)=lim

T →∞

|f (τ)|2

d τ＝T ／2

T ／2

3. 简述窄带高斯白噪声的“窄带”,“高斯”,“白”的含义？

答：窄带：指频谱被限制在载波或中心频率附近的一个较窄的频带上，且这个中心频率离开零频又相当远。高斯是指它的概率密度函数符合高斯分布；白噪声指噪声的功率谱在整个频率范围内都是均匀分布的。

4. 简述调制的目的和定义。

参考教材58页第1段和第3段，229页第1段。

5.调相指数，调频指数的定义和含义

答：调相指数参考教材94页公式4-14，

它表示调相信号最大的相位偏移；

调频指数参考教材95页公式4-16，

它表示调频信号最大的相位偏移。

通信概论模拟题4

一、单项选择题(本大题共25小题，每小题1分，共25分)

1.通信系统中信源是消息的发源地，其作用是通过传感器把消息转换为（）

A.电信号

B.原始电信号

C.IP 分组

D.语音信号

2.通信系统中发送设备的功能是匹配信道和（）

A.交换设备

B.传输设备

C.信源

D.复用器

3.通信系统中接收设备的功能是放大和（）

A.滤波

B.译码

C.解调

D.反变换

4.模拟信号的信道带宽和所传输的信号带宽相比（）

A.前者必须大于后者

B.前者必须小于后者

C.前者必须小于或等于后者

D.两者无关

5.在天波传播中，反射高频电磁波的主要是（）

A.A 层

B.D 层

C.E 层

D.F 层

6.若抽样速率f s ＜2f H ，则会产生（）

A.叠加失真

B.混合失真

C.混叠失真

D.相对失真

7.理想抽样频谱的包络是（）

A.一条水平线

B.上升曲线

C.下降曲线

D.抛物线

8.在PCM 中，对于语音、图像等随机信号，量化误差是（）

A.固定的

B.随机的

C.可确定的

D.一个函数

9.在PCM 中，编码位数每增加一位，平均量化信噪比就提高（）

A.5 dB

B.6 dB

C.7 dB

D.8 dB

10.增量调制可看成是DPCM ，且量化电平数为（）

A.2

B.3

C.4

D.5

11.观察眼图时，当“眼睛”张大时，表示码间串扰（）

A.没有

B.不确定

C.大

D.小

12.在无线传输中，λ是发射信号的波长，要想保证有效的辐射，所需的天线长度一般应大于（

） A.3λ

B.4λ

C.5λ

D.6

λ 13.幅度调制的实质是进行（）

A.幅度放大

B.幅度缩小

《通信原理》第四章作业答案

【4-5】答案：仅编码信道模型部分

上图中，所有斜线上标出“１／１０２４＂。

特别提示：信道容量与信源特性没有关系，仅与信道特性有关（对于编码信道，信道的特性即其条件概率Ｐ（ｘｉ｜ｙｉ））。所以，若要求信道容量，不需要知道信源各符号的发生概率。

【4-7】答案

传输带宽：B=3kHz

信道信噪比：SNR=10dB ，即101020/10==SNR 信道容量：s b SNR B C t / 1196.6172)101(log 3000)1(log 22≈+⨯=+=

假定各像素的亮度等级互相独立、且相等，则每个像素的信息量为：4)(=像素I

所以，一幅图像的信息量为：万比特万像素图像1600400)()(=⨯=I I 假定所采用的通信系统的信息速率达到了信道容量，即s b C R t b / 1196.6172≈=，则传输一幅图像所需时间为：秒秒

比特万比特图像3023.2592/1196.61721600)(≈≈b R I A A

B B

C C

ＤＤ

１０２１／１０２４１０２１／１０２４１０２１／１０２４１０２１／１０２４

《通信原理》第四章模拟调制系统习题 - 第四章

第四章模拟调制系统习题（30道）

1. 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。

2. 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

通信原理第4章作业

4
H (x / y) = −
∑ P ( y )∑ P ( x
j j =1 i =1
m
n
i
/ y j ) log 2 P ( x i / y j )]
P ( x1 / y j ) log 2 P ( x1 / y j ) + P ( x 2 / y j ) log 2 P ( x 2 / y j ) + = − P( y j ) P ( x 3 / y j ) log 2 P ( x 3 / y j ) + P ( x 4 / y j ) log 2 P ( x 4 / y j ) j =1 1021 1021 1 1 = −[ + 3× log 2 log 2 ] 1024 1024 1024 1024 1021 1 = −[ × ( − 0 .004 ) + 3 × × ( − 10 )] = 0 .033 1024 1024
∑
m
3
第4章信道章
∴ H (X ) = −
∑ P ( x ) log
i i =1
n
2
P ( xi )
1 1 1 1 1 1 5 5 = −[ log 2 + log 2 + + ] log 2 log 2 4 4 4 4 16 16 16 16 = −[ − 0 .5 − 0 .5 − 0 .45 − 0 .53 ] = 1 .98 ∴ 信道容量 C ＝ max ( H ( X ) − H ( X / Y )) = 1 .98 − 0 .033 = 1 .947 (b / 符号 )

《通信原理习题解答》第四章模拟通...

( ) ( ) (1)A：s(t) = m(t) cos 2π fct − mˆ (t) sin 2π fct = m(t) cos 91×104π t − mˆ (t) sin 91×104π t
B：
( ) sB (t) = s (t ) cos 91×104π t
( ) ( ) ( ) = m(t) cos2 91×104π t − mˆ (t) sin 91×104π t cos 91×104π t π t
(3)由复包络可以写出调制信号为
{ } s (t ) = Re ( ) sL t e j2π fct = 4(1+ 0.5cos 2000π t ) cos 2π fct
因此调幅系数为 0.5，调制信号的频率是 1KHz。
(4)
4.3 现有一振幅调制信号 s(t) = (1+ Acos 2π fmt ) cos 2π fct ，其中调制信号的频率
解：(1) s(t) = m(t)c(t) = Ac sin (2π fmt )sin (2π fct ) = Ac sin (2π fmt )sin (12π fmt )
(2) s (t ) 可化为
s(t) =
Ac 2
(cos10π
fmt − cos14π
fmt )
于是
S(
f
)

通信原理ch04习题答案

第四章模拟角调制

4.1 设一宽频率调制系统，载波振幅为100，频率为，调制信号的频

率限制于5kHz ，V 100MHz ()m t 22

()5000V m t =，500Hz/V f k π＝，最大偏频75kHz f Δ=，并设信道

中噪声功率谱密度是均匀的，为（单边带），试求：

()10W/Hz n P f −=（1）接收机输入端理想带通滤波器的传输特性()H ω；（2）解调器输入端的信噪功率比；（3）解调器输出端的信噪功率比；

（4）若以振幅调制方法传输，并以包络检波器检波，试比较在输出信噪比和所需带宽方面与频率调制系统有何不同？ ()m t 解：

（1）根据题意可知系统的调制指数为

max max

155FM f D f Δ=

== 由卡森公式得调制信号的带宽为

max 2(1)2(151)15160kHz FM FM B D f =+=×+×=

载波为100，所以信号所处的频率范围为MHz 0.16

100MHz MHz 2

±。由此可得接收机的输入端理想带通滤波器的传输特性应为

,99.92MHz 100.08MHz

()0,

K f H ω⎧<<=⎨

⎩其他其中为常数。

K （注意：在调频系统中，最大频率偏移和带宽是两个不同的概念）

（2）设解调器输入端的信号为

()cos[()d ]FM c s t A t k m ωττ+∞

−∞

∫

则该点的信号功率和噪声功率分别为：

100500022

i A S ===

33()1016010160i n FM N P f B −==××=故

通信原理答案4

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)=[m0+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