通信原理 第九章 课堂练习题含答案

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通信原理(陈启兴版)第9章课后习题答案

通信原理(陈启兴版)第9章课后习题答案

第9章差错控制编码9.1 学习指导9.1.1 要点差错控制编码常称为纠错编码,或信道编码,其基本思想是在发送端根据一定的规律在待发送的信息码元中加入监督码元,接收端就可以利用监督码元与信息码元的关系来发现或纠正错误,其实质就是通过牺牲有效性来换取可靠性的提高。

本章的要点有差错控制技术和编码分类;最小码距与纠检错能力;线性分组码的生成、监督和纠错;循环码的生成多项式、生成矩阵、编码和译码;卷积码的矩阵、多项式和图形描述方法。

1. 差错控制技术对于不同类型的信道,应该采用不同的差错控制技术。

差错控制技术主要有以下四种。

(1) 检错(error detection)重发(retransmission):在发送码元序列中加入差错控制码元,接收端利用这些码元检测到有错码时,利用反向信道通知发送端,要求发送端重发,直到正确接收为止。

所谓检测到有错码,是指在一组接收码元中知道有一个或一些错码,但是不知道该错码应该如何纠正。

在二进制系统中,这种情况发生在不知道一组接收码元中哪个码元错了。

因为若知道哪个码元错了,将该码元取反即能纠正,即将错码“0”改为“1”或将错码“1”改为“0”就可以了,不需要重发。

在多进制系统中,即使知道了错码的位置,也无法确定其正确取值。

采用检错重发技术时,通信系统需要有双向信道传送重发指令。

(2)前向纠错(Forward Error Correction):这时接收端利用发送端在发送码元序列中加入的差错控制码元,不但能够发现错码,还能将错码恢复其正确取值。

在二进制码元情况下,能够确定错码的位置,就相当于能够纠正错码。

采用FEC时,不需要反向信道传送重发指令,也没有因反复重发而产生的时延,故实时性好。

但是为了能够纠正错码,而不是仅仅检测到错码,和检错重发相比,需要加入更多的差错控制码元。

故设备要比检测重发设备复杂。

(3)反馈(feedback)校验(check out):这时不需要在发送序列中加入差错控制码元。

通信原理课后习题答案解答

通信原理课后习题答案解答

通信原理课后习题答案解答通信原理课后习题答案解答通信原理是现代通信技术的基础课程,通过学习这门课程,我们可以了解到通信系统的基本原理和工作方式。

在学习过程中,老师常常会布置一些习题作为作业,以巩固我们对知识点的理解。

下面是一些常见的通信原理习题及其解答。

1. 什么是调制和解调?调制是将信息信号转换为适合传输的高频信号的过程,解调则是将接收到的高频信号恢复为原始信息信号的过程。

调制和解调是通信系统中的关键步骤,它们使得信息能够通过传输介质进行传递。

2. 什么是带宽和频谱?带宽是指信号在频率上的宽度,即信号所占用的频率范围。

频谱是指信号在频率上的分布情况,它描述了信号在不同频率上的功率分布情况。

带宽和频谱是通信系统中重要的参数,它们决定了系统的传输能力和频谱利用效率。

3. 什么是调幅和调频?调幅是一种调制方式,它通过改变载波的振幅来传输信息。

调频是另一种调制方式,它通过改变载波的频率来传输信息。

调幅和调频是常见的调制方式,它们在广播和电视等领域得到广泛应用。

4. 什么是码元和比特率?码元是数字通信中的基本单位,它表示一个离散的信号状态。

比特率是指单位时间内传输的码元个数,它表示信息传输的速率。

码元和比特率是数字通信中重要的概念,它们决定了系统的传输能力和速率。

5. 什么是多路复用?多路复用是一种将多个信号合并在一起传输的技术,它可以提高通信系统的频谱利用效率。

常见的多路复用技术包括时分多路复用、频分多路复用和码分多路复用等。

6. 什么是信噪比?信噪比是指信号功率与噪声功率之比,它是衡量信号质量的重要指标。

信噪比越大,表示信号的质量越好。

在通信系统中,我们常常需要提高信噪比以保证信息的可靠传输。

7. 什么是误码率?误码率是指接收到的码元中错误码元的比例,它是衡量通信系统性能的重要指标。

误码率越低,表示系统的可靠性越高。

在通信系统设计中,我们常常需要降低误码率以提高系统的可靠性。

8. 什么是调制解调器?调制解调器是一种用于调制和解调信号的设备,它是通信系统中的重要组成部分。

通信原理 第九章 课堂练习题含答案

通信原理 第九章 课堂练习题含答案

通信原理第九章课堂练习题含答案通信原理第九章课堂练习题含答案第九章一、简答1.量化1.回答:量化:及时处理离散信号,使其在振幅上离散。

2.编码2.答:编码:将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程。

3.PAM信号3.答:抽样后的信号称为pam信号,即脉冲振幅调制信号。

4.抽样的任务是什么?采样信号叫什么?4.答:采样的任务是将原始模拟信号及时离散化。

抽样后的信号为pam信号。

5.为什么要量化?一个8位二进制代码可以代表多少个状态?5.答案:量化是使信号在振幅上离散。

8位二进制码表示28=256种状态。

二、计算问题1、已知模拟信号抽样值的概率密度p(x)如右图所示。

如果在8个级别执行均匀量化,则尝试确定量化间隔和量化级别。

1.解:量化间隔为δ=2/8=1/4=0.25v量化级别分别为-7/8、-5/8、-3/8、-1/8、1/8、3/8、5/8和7/8。

2、设信号x(t)=9+acoswt,其中a≤10v。

x(t)被均匀量化为40个电平,试确定所需二进制码组δv的比特数k和量化间隔2.解:因为25<40<26,所以k=6δv=2a/m≤0.5v3、设一个均匀量化器的量化电平数为m,其输入信号抽样值在区间[-a,a]内具有均匀的概速率密度。

试着找出量化器的平均信噪比。

3.解:δ=2a/m? 2nq?12点22分?1.s0??mk??dmk???a12?2a?a2s0/nq=m2=20lgmdb4.已知模拟信号采样值的概率密度p(x)如右图所示。

如果按4电平进行均匀量化,试计算信号与量化噪声功率比。

4.解决方案:分层级别为X1=-1,X2=-0.5,X3=0,X4=0.5,X5=1量化电平为y1=-0.75,y2=-0.25,y3=0.25,y4=0.75信号功率为s=量化噪声功率为 ?? 11x2p(x)dx=2?01x2(1-x)dx=16? 21nq??1248信号与量化噪声功率比为s/nq=8。

通信原理教程(第2版)课后答案12-9

通信原理教程(第2版)课后答案12-9

解:由题意, t =120 次/秒, =12.5 ms。 (1) P t 120 12.5 10 3 1.5 。 (2) P0 e t e 1.5 0.223 。
37
kh

当 p 最大时,有:
p e 2 P 2 Pe 2 P 0 P
解:由题意, t 6000 30 / 3600 50 次/秒, 500 s ,则系统的归一化总业 务量为
w.
习题 9.10
ww
和重发。每次发送需占用一个 12.5 ms 的时隙。试问: (1) 系统的归一化总业务量等于多少? (2) 第一次发送就成功的概率等于多少? (3) 在一次成功发送前,刚好有两次碰撞的概率等于多少?
ww
w.
最多站数。
答: R-ALOHA。 因为纯 ALOHA 与 S-ALOHA 的最大通过量分别为 0.18 和 0.37。 习题 9.6 在一个纯 ALOHA 系统中, 信道容量为 64kb/s, 每个站平均每 10s 发送
一个分组,即使前一分组尚未发出(因碰撞留在缓存器中) ,后一分组也照常产生。 每个分组包含 3000b。若各站发送的分组按泊松分布到达系统,试问该系统能容纳的 解:对于纯的 ALOHA,可用的带宽为: 0.18 64 11.52 kb/s。
P=-ln(0.2)=1.61 p Pe P 1.61 e 1.61 1.61 0.2 0.322
因为 P>1,所有系统过载。
习题 9.12 设一个令牌环形网中的令牌由 10 个码元组成,信号发送速率为 10 多少米?当网中只有 3 个站工作(其他站都关闭)时,需要的最小的电缆总长度为多 解:信号发送速率为 10 Mb/s,则延迟 1 码元的时间为 1/10 us信原理》习题第九章

通信原理樊昌信版9,10章课后答案

通信原理樊昌信版9,10章课后答案

9.9 采用13折线A律编码,设最小量化间隔为1个单位,已知抽样脉冲值为+635单位:(1)试求此时编码器输出码组,并计算量化误差;(2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。

(采用自然二进制码) 解(1)已知抽样脉冲值它位于第7段序号为3的量化级,因此输出码组为量化误差为635-(512+3*32)=27(2) 对应的11位均匀量化码为010********9-10采用13折线A律编码电路,设接收端收到的码组为“01010011”最小量化间隔为1个量化单位,并已知段内码改用折叠二进码:(l) 试问译码器输出为多少量化单位;(2) 试写出对应于该.7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。

解(1)接收端收到的码组由C1=0知,信号为负值;由段落码知,信号样值位于第6段,起点电平为256,量化间隔为16;由段内码码器输出为C5C6C7C8 =0011 采用折叠码) C5C6C7C8 =0011 采用折叠码,对应自然二进制码为0100可知,信号样值位于第6段的第5级(序号为4),故译码器输出为256416162328 (/)I=-+⨯+=-(2)均匀量化11位码为001010010009.11采用13折线A律编码,设最小的量化间隔为1个量化单位,已知抽样脉冲值为-95量化单位:(1)试求此时编码器输出码组,并计算量化误差;(2)试写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。

解(1)因为样值为负值.所以极性码又因64 < 95 < 128,所以码组位于第四段,段落码为量化间隔为4。

由于95=64 +7 *4 +3,所以段内码为故编码器输出为量化误差为3个单位。

(2)对应的均匀量化11位码为(92=64 +7 *4)9.13 对10路带宽均为300Hz-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。

设抽样速率为8000Hz,抽样后进行8级量化,并编为自然二进制码,码元波形是宽度为 的矩形脉冲,且占空比为1。

天津大学现代通信原理课后习题答案(5-9章)

天津大学现代通信原理课后习题答案(5-9章)
题5-3图
解;
(1)∵“0”和“1”分别由g(t)和-g(t)组成 而其对应的频谱分别为G(f)和-G(f)故其双边功率谱为
其功率为
(2)因为矩形脉冲的频谱为
∵τ=TS故ωTs/2=Kπ时为零点
即f=Kfs时均为零点,故该序列不存在离散分量fs。
(3)∵τ=TS/2 故 ωTs/4=Kπ时为零点
即f=2Kfs时为零点,而fS的奇数倍时存在离散分量Fs。
(2) 若保持误码率Pe不变,改用非相干解调需要接收信号幅度A是多少?
解:
B=2RB=2×104HZ
Pe=2.055×10-5
(1)在相干解调时 ASK
(2)在非相干解调时
6-7 传码率为200波特的八进制ASK系统的带宽和信息速率。如果采用二进制ASK系统,其带宽和信息速率又为多少?
解:
(1) N=8时 B=2RB=2×200=400HZ
第六章 数字信号的频带传输
6-1 设数字信息码流为10110111001,画出以下情况的2ASK、2FSK和2PSK的 波形。
(1) 码元宽度与载波周期相同。
(2) 码元宽度是载波周期的两倍。
解:
(1)
(2)
6-2 已知数字信号{an}=1011010,分别以下列两种情况画出2PSK,2DPSK及相对码{bn}的波形(假定起始参考码元为1)。
(2)求匹配传递函数与冲激响应及t0;
(3)该信道噪声谱为n0=10-10W/Hz,信号幅度A=1V,持续时间T=1s,求输出最大信噪比;
(4)求输出信号表达式并画出其波形。
(1)解:
(2)解:
(3)
(4)
6-14若某二进制先验等概率FSK信号的最佳接收机,其输入信号能量与噪声功率密度之比为14分贝,试算其误码率。

通信原理09B答案(秋季)

通信原理09B答案(秋季)

第 - 1 -页 共 4页北方民族大学试卷课程代码: 01100522 课程: 通信原理( B 卷)一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题中的括号内。

每小题2分,共30分)1、已知二进制离散信源(0,1),每一符号波形等概独立发送,传送二进制波形之一的信息量为(B )A . 1 bit/sB . 1 bitC . 2 bit/sD . 2 bit2、设一数字传输系统传送八进制码元的速率为1200B ,那么该系统的信息速率为( C )。

A . 1200 bit/sB . 24000BC . 3600 bit/sD . 1200B3、平稳随机过程的数学期望值是( A )。

A . 与时间有关的常数B .与时间有关的变数C .与时间间无关的常数D .与时间有关的随机变量4、设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为,其中和都是常数。

那么信号通过该信道后的输出信号的时域表示式为:( D ) A 、B 、C 、D 、5、设基带信号为m (t ),载波频率为f c ,则单边带上边带信号的一般表达式为(D )。

A .)2cos()](1[)(t t m A t s fc π-=B .)2sin()()2cos()()(t t t t m t s fm fccππ∧+=C .)2cos()()(t t Am t s fcπ=D .)2sin()()2cos()()(t t t t m t s fm fccππ∧-=7、设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P n (f)=n 0/2(ω/HZ) , 在该信道中传输抑制载波的双边带信号,并设调制信号的频带限制在5kHz ,而载波为100kHz ,已调信号的功率为10kW 。

若接收机的输入信号在加至解调器之前,先经过一理想带通滤波器滤波。

那么解调器输入端的信噪功率比为(A ) 。

A .2/n 0B .n 0C .n 0/2D . 1/n 08、在数字基带传输系统中,系统带宽为5000HZ ,采用升余弦脉冲传输,则该系统无码间干扰的最高符号传输速率为( B )。

通信原理概论 第九章答案

通信原理概论 第九章答案

俱乐部名称:自考乐园;俱乐部id :5346389(请牢记它哦~在百度贴吧的搜索框中输入俱乐9.4 解:0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0AMIHDB3B3zsB6zs9.13 解:9.14 解:(2)发送:8电平 已调 基带信号 信号接收:调制信号 基带信号9.17单极性NRZ )2(N S Q P b =双极性NRZ )(N S Q P b =s Mb Lf R L L s Mb f R sMb f R sMb R b b b b /2log 4 7)12)(4(/67.05.11)3(/38log )2(/1)1(22==∴=∴=-≈====调相。

,调制方式可为调幅或其带宽正好是的升余弦滚降频谱信号电平信息,所以可采用单位符号应传输所需传输速率信道带宽kHz bit kHzR kHzkHz kHz f b 482.0831204860108)1(=∴==-=α 升余弦 滚降滤波器 线性调制 解调器 抽样判决俱乐部名称:自考乐园;俱乐部id :5346389(请牢记它哦~在百度贴吧的搜索框中输入俱乐多进制 双极性 (M 为奇数:取0,+/-A, …..; M 为偶数:取2A ±。

) 格雷编码方式普通二进制编码----------------=-------------=-∙-=s b s n nb s P nP P M N S Q M M P 1P )12(22)13)(()1(22 2L-1电平的部分响应信号])(134[)1(2222NS L Q L L P s --=π 1)75.4101)(6==>⨯=-ααQ2)75.4101)(6==>⨯=-ααQ3)36.444/6.4)(18332==>=-=>=N S NS P P b s 4) ])(1434[4)14(2222N S Q P s --=π s b P P L L 324712==>==>=-而或s b P P 21= S/N(DB 值): 45.125(16.44),22.6(13.5), 444.36(26.4), 194.6(22.9)9.181)25.4=α S/N =18.06 合12.57dB 2) ])(83[N S Q P b = S/N = 48.16 合16.83dB 3)s b P P 32=S/N = 90.3 合19.56dB9.23解:序列的三条性质。

通信原理教程课后练习题含答案

通信原理教程课后练习题含答案

通信原理教程课后练习题含答案第一部分:选项题(单选题)1.在通信系统中,为什么需要抗噪性能?A. 防止信号失真B. 提高当前信号的频率C. 压缩信道的频带宽度D. 抵抗信号的干扰和噪声答案:D解析:在通信系统中,我们需要考虑信号的传输过程,不仅需要传送正确的信息,还需要保证传送过程中的信号质量,抗噪性能就是指在传送过程中,系统能够抵御外部干扰和噪声等不利因素对信号的影响。

2.以下哪个是数字信号的优点?A. 抗噪性强B. 信号质量稳定C. 低成本D. 传输距离远答案:A解析:数字信号可以被编码和解码,可以进行纠错和压缩,通过数字信号处理技术可以消除大部分噪音和失真,因此数字信号的抗噪性能相比于模拟信号更加优异。

3.以下哪些是同步通讯的技术?A. 分组交换B. 时隙复用C. 频分复用D. 波分复用答案:B解析:同步通讯是指,在通信系统中,发送方与接收方在时间上保持同步。

其中时隙复用技术就是同步通讯的一种方法,该方法把时间分为若干个时隙,发送方和接收方在同样的时隙内进行传输和接收数据。

第二部分:填空题(构造题)1.在FSK调制中,当载波波形为正弦波时,可得到_____频带宽度,但是两种不同的调制信号之间在频谱上无法有效分离。

答案:相同解析:FSK调制中,载波的频率被两个离散的数字调制信号所取代,当载波波形为正弦波时,可得到相同频带宽度,但是两种不同的调制信号之间在频谱上无法有效分离。

2.在AM调制中,存在一个_____问题导致了它的不稳定性,这个问题通过使用_____调制技术得到了解决。

答案:抑制振荡;DSB-SC解析:AM调制中存在一个抑制振荡的问题,它导致了AM信号的不稳定性和失真,为了解决这个问题,可以使用DSB-SC调制技术,该技术在调制信号之前,在载波上进行一定程度的频偏,可以有效的避免抑制振荡。

第三部分:应用题(综合题)1.一个数据通道的带宽是100KHz,数据率是10Mbps。

为了能够满足该数据通道的传输要求,需要采用什么调制方式?答案:QAM解析:QAM调制是一种有限带宽调制,它将数据信号分为I和Q两路,通过I 路和Q路的幅度和相位来调制载波信号,因此它可以实现更高的数据速率和更小的频带占用率。

现代通信原理 第9章 课后习题及答案

现代通信原理 第9章 课后习题及答案

9-1设发送的数字序列为:1011001010,试分别画出以下两种情况下的2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形:①载频为码元速率的2倍;②载频为码元速率的1.5倍。

解:①载频02b f f =,则码元周期012b bT T f ==,即码元周期是载波周期的两倍。

此时,2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形如图1所示。

2ASK 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0t 2FSK t t 2PSK n a1nn n n b a b b −=⊕(0) 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1t2DPSK图1②载频0 1.5b f f =,码元周期01 1.5b bT T f ==,即码元周期是载波周期的1.5倍。

此时,2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形如图2所示。

1 0 1 1 0 0 1 0 1 02FSK2PSK 2ASK t n a1nn n n b a b b −=⊕(0) 1 1 0 1 1 1 0 0 1 12DPSK tt t图29-14 设2DPSK 信号采用相位比较法解调的原理框图及输入信号波形如图1所示,试画出b ,c ,d ,e ,f 各点的波形。

图1解:各点波形如图2所示。

(0) 0 1 1 0 1 0 n a1n n n n b a b b −=⊕(0) (0) 0 1 0 0 1 1t输入ttt ttb c d e f 2DPSK 信号a图29-20 用ASK 方式传送二进制数字消息,已知传码率6310B R =×波特,接收端输入信号的振幅V A µ30=,输入高斯型白噪声的单边功率谱密度Hz W n /108180−×=,试求相干解调和非相干解调时系统的误码率。

解:接收端输入信噪比为222A r σ=,信号带宽取零点带宽,为2B T=,则窄带噪声功率为 21100022 4.810B n B n n R Tσ−==×=×=× W 因此,229.3752A r σ==。

通信原理练习题(含答案)

通信原理练习题(含答案)

第一章绪论一、填空题1 、数字通信系统的主要性能指标是传输速率和差错率。

码元速率R B 定义是每秒传送码元的数目,单位B a u d 。

信息速率定义是每秒钟传送的信息量,单位b i t/s。

2 、数字通信系统的有效性用传输速率衡量,可靠性用差错率衡量。

3 、模拟通信系统的有效性用传输带宽衡量,可靠性用信噪比衡量。

4 、在等概条件下,八元离散信源能达到最大熵是3 b i t/符号,若该信源每秒钟发送2000个符号,则该系统的信息速率为6 k b i t/s。

5 、通信系统的有效性衡量指标对于模拟通信系统为传输带宽,对于数字通信系统为传输速率。

6 、通信系统的可靠性衡量指标对于模拟通信系统为信噪比对于数字通信系统为差错率。

7 、一个M 进制基带信号,码元周期为T S 秒,则传码率为 1 /T S 波特,若码元等概出现,一个码元所含信息量为log 2M ( b i t) 。

8 、通信系统模型中有两个变换,它们分别是非电量与电量之间的变换和基带信号与频带信号之间的变换。

9 、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号,数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。

10 根据信道中所传输信号特征的不同,通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。

二、画图1 、画出模拟通信系统的一般模型。

22 b2 、 画 出 通 信 系 统 的 简 化 模 型 。

三 、 计 算 题1 、 对 于 二 电 平 数 字 信 号 , 每 秒 传 输 300 个 码 元 , 问 此 传 码 率 R B 等 于 多 少 ? 若 该 数 字 信 号 0 和 1 出 现 是 独 立 等 概 率 的 , 那 么 传 信 率 R b 等 于 多 少 ?3 0 0 ba nd 300bit /s2 、、 现 有 一 个 由 8 个 等 概 符 号 组 成 的 信 源 消 息 符 号 集 , 各 符 号 间 相 互 独 立 , 每 个 符 号 的 宽 度 为 0 .1 ms 。

通信原理(陈启兴版)第9章课后习题答案

通信原理(陈启兴版)第9章课后习题答案
G =[I r ,P ]= [I r ,Q T ]或H =[Q ,I r ]= [P T ,I r ] 一般的生成矩阵G 和监督矩阵H 通过初等行变换可以转化为标准的G 阵和H 阵。 (2) 线性分组码的译码 线性分组码可以通过计算伴随式(或监督子)S =RH T 进行译码。如果S=0,则接收码字无错码,否则有错。 因为H ? A T = 0T 和R =A ⊕E ,所以 S T =HR T =H(A ⊕E)T =HE T (9-5) 将H=(h 1,h 2,…,h n )代人式(9-5),可以得到 S T =h(9-6) 式(9-6)中,h i 表示监督矩阵H 的第i 列,i =1,2,…,n 。 由式(9-6),可以得到如下结论:
a.监督子仅与错误图样有关,而与发送的具体码字无关; b.若S =0,则判断没有错码出现,它表明接收的码字是一个许用码字,当然如果错码超过了纠错能力,也无法检测出错码。若S≠0,判断有错码出现; c.在纠错能力范围内,不同的错误图样具有不同的监督子,监督子是H 阵中“与错误码元相对应”的各列之和。对于纠一位错码的监督矩阵,监督子就是H 阵中与错误码元位置对应的各列。 (3) 汉明码 汉明码是能够纠正单个错误而且编码效率高的线性分组码。关于线性分组码的分析方法全部适用于汉明码。 一般说来,如果希望用r 个监督码元构造的(n ,k )线性分组码能够纠正一位错码,则要求 21r n -≥ (9-7) 汉明码满足条件 21r n -= (9-8) 汉明码的监督矩阵H 的列是由所有非零的互不相同的(n-k )重二元序列组成。如果码字中哪一位发生错误,其伴随式就是H 中该列的列矢量。 5. 循环码 在线性分组码中,有一种重要的码称为循环码(cyclic code)。它是在严密的代数学理论基础上建立起来的。这种码的编码和解码设备都不太复杂,而且检纠错的能力较强。循环码除了具有线性码的一般性 质外,还具有循环性。循环性是指任一码组循环一位(即将最右端的一个码元移至左端,或反之)以后,仍为该码中的一个码组。 (1) 码多项式 在代数编码理论中,为了便于计算,通常用多项式去描述循环码,它把码组 中各码元当作是一个多项式(poly-nomial)的系数,即把一个长度为n 的码组表示成 121210()n n n n T x a x a x a x a ----=++++ (9-9) 在循环码中,若T (x )是一个长为n 的许用码组,则x i ﹒T (x )在按模x n +1运算下,也是该编码中的一个许用码组,即若 ) (模)1()()(+'≡?n i x x T x T x (9-10) 则T '(x )也是该编码中的一个许用码组。 (2) 生成多项式 在一个(n , k )循环码中,有一个且仅有一个次数为(n-k )的多项式: 111()11n k n k n k g x x a x a x -----=?+++ (9-11) 称此g (x )为该循环码的生成多项式。g (x )表示该循环码的前(k -1)位皆为“0”的码组。g (x )有如下性质: a. g (x )是一个常数项为1,最高次数为(n -k )次,且是x n +1的一个因式。 b. 所有码多项式T (x )都可被g (x )整除,而且任意一个次数不大于(k -1)的多项式乘g (x )都是码多项式。 (3) 生成矩阵G 在循环码中,一个(n , k )码有2k 个不同的码组。若用g (x )表示其中前(k -1)位皆为“0”的码组,则g (x ),xg (x ),x 2g (x ),?,x k-1g (x )都是码组,而且这k 个码组是线性无关的。因此它们可以用来构成此 循环码的生成矩阵G 。一旦确定了g (x ),则整个(n , k )循环码就被确定了。 因此,循环码的生成矩阵G 可以写成 12()()()()()k k x g x x g x x xg x g x --?????? ? ?=???????? G (9-12) 由于上面的生成矩阵不是标准阵,这样编码得到的码字一般不是系统码。 (4) 系统循环码的编码思路 a. 用信息码元的多项式m (x )表示信息码元。 b. 用x n - k 乘m (x ),得到 x n - k m (x )。 c. 用g (x )除x n - k m (x ),得到商Q (x )和余式r (x ),即 ()()()()() n k x m x r x Q x g x g x -=+ (9-13) d. 编出的码组()T x 为 ()()()n k T x x m x r x -=+ (9-14) (5) 循环码的译码 接收端可以将接收码组R (x )用原生成多项式g (x )去除。当传输中未发生错误 时,接收码组与发送码组相同,即R (x ) = T (x ),故接收码组R (x )必定能被g (x )整除;若码组在传输中发生错误,则R (x ) ≠ T (x ),R (x )被g (x )除时可能除不尽而有余项,从而发现错误。 纠正错码相对复杂。因此,原则上纠错可按下述步骤进行: a. 用生成多项式g (x )除接收码组R (x ),得出余式r (x )。 b. 按余式r (x ),用查表的方法或通过某种计算得到错误图样E (x );例如,通过计算校正子S 和表中的关系,就可以确定错码的位置。 c. 从R(x )中减去E (x ),便得到已经纠正错码的原发送码组T (x )。 6. 卷积码 卷积码是指把信源输出的信息序列,以k 个信息码元划分为一组,通过编码器输出长为n (≥k )的码段。与线性分组码不同的是:卷积码的子码中(n -k )个监督码不仅与本组的信息码元有关,而且也与其前 m 组的信息码元有关。一般用(n ,k ,m )表示,其中m 为编码存储器,它表示输入信息在编码器中需存储的单位时间。编码效率R =k /n 。 类似于线性分组码,卷积码的输入序列A =[…a k-2 a k-1 a k a k+1…],输出序列0:10:20:31:11:21:32:12:22:3[,,,,,,,,,]C c c c c c c c c c =,监督矩阵H ∞和生成矩阵G ∞具有下列关系 ,0,0T T T C MG H C G H ∞∞∞∞==?= (9-15) 卷积码可以采用解析表示法,即采用码的生成矩阵、监督矩阵和码的多项式 来计算分析。此外,由于卷积码的特点,还可以采用图形表示法来研究,即从树状图、网格图和状态图的观点进行研究。 卷积码的译码方法主要有三种:序列译码、大数逻辑解码(门限译码)和概率解码(最大似然译码)。 9.1.2 难点 本章的难点主要有汉明码的特点及检验接收码组B 是否出错的方法。

通信原理 第1-9 11章 习题 测试题 1-15 答案 ok

 通信原理 第1-9 11章 习题 测试题 1-15 答案 ok

1-2 某信源符号集由A 、B 、C 、D 和E 组成,设每一符号独立出现,其概率分布分别为1/4、1/8、1/8、3/16和5/16。

试求该信源符号的平均信息量。

解:平均信息量(熵)H (x )符号)/(22.252.045.0375.025.01635.8162.7838321)67.1(165)4.2(163)3(81)3(81)2(41165log 165163log 16381log 8181log 8141log 41)(log )()(2222212bit x P x P x H i Mi i =++⨯+≈++++=----------=-----=-=∑=1-3 设有四个符号,其中前三个符号的出现概率分别为1/4、1/8、1/8,且各符号的出现是相对独立的。

试该符号集的平均信息量。

解:各符号的概率之和等于1,故第四个符号的概率为1/2,则该符号集的平均信息量为:符号)/(75.15.0375.025.021838321)1(21)3(81)3(81)2(4121log 2181log 8181log 8141log 41)(2222bit x H =+⨯+≈+++=--------=----=1-6 设某信源的输出由128个不同的符号组成,其中16个出现的概率为1/32,其余112个出现的概率为1/224。

信源每秒发出1000个符号,且每个符号彼此独立。

试计算该信源的平均信息速率。

解:每个符号的平均信息量符号)/(405.6905.35.2)81.7(2241112)5(32116224log 224111232log 32116)(22bit x H =+=⨯+⨯≈⨯+⨯=已知符号速率R B =1000(B),故平均信息速率为: R b = R B ×H = 1000×6.405 = 6.405×103 (bit /s)2-6 设信号s (t )的傅里叶变换S ( f ) = sin πf /πf ,试求此信号的自相关函数R s (τ)。

通信原理第六版课后思考题及习题答案

通信原理第六版课后思考题及习题答案

第一章绪论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;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;1-5按调制方式,通信系统分类根据传输中的信道是否经过调制,可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统;1-6 按传输信号的特征,通信系统如何分类按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号,相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统;1-7按传输信号的复用方式,通信系统如何分类频分复用,时分复用,码分复用;1-8单工,半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的解释他们的工作方式并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类;单工通信是指消息只能单向传输的工作方式,通信双方只有一个进行发送,另一个只能接受,如广播,遥测,无线寻呼等;半双工通信指通信双方都能进行收发信息,但是不能同时进行收发的工作方式,如使用统一载频的普通对讲机;全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式,如电话等;1-9通信系统的主要性能指标是什么分为并行传输和串行传输;并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输,其优势是传输速度快,无需附加设备就能实现收发双方字符同步,缺点是成本高,常用于短距离传输;串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一个码元接一个码元地在信道上传输,其优点是成本低,缺点是传输速度慢,需要外加措施解决收发双方码组或字符同步,常用于远距离传输;1-10通信系统的主要性能指标是有哪些通信系统的主要性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等;其中有效性和可靠性是主要性能指标,在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量,同样的消息用不同的调制方式,则需要不同的频带宽度,数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量;具体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb;1-11衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些有效性用传输速率和频带利用率来衡量,可靠性用差错率来衡量,差错率有误码率,误信率;1-12何谓是码元速率和信息速率他们之间的关系如何码元速率定义为每秒钟传送码元的数目,单位为波特;信息速率定义为每秒钟传送的信息量,单位是bit/s;1-13何谓误码率和误信率它们之间关系如何误码率是码元在传输系统中被传错的概率;指错误的码元数在传输码元数中所占的比例,Pe=错误码元数/传输总码元数;误信率是码元在传输系统中被丢失的概率;指错误接收地比特数在传输总比特数中占得比例Pb=错误比特数/传输总比特数;它们是描述差错率的两种不同表述;在二进制中,二者数值相等;1-14消息中包含的信息量与以下哪些因素有关A消息出现概B消息的种类C消息的重要程度;第二章确知信号1.何为确知信号答:确知信号是指其取值在任何时间都是确定的和预知的信号;2.试分别说明能量信号和功率信号的特性;答:能量信号的其能量为有限的正值,但其功率等于零;功率信号其能量为无穷大,其平均功率为有限值;3.试用语言描述单位冲击函数的定义;答:单位冲击函数是宽度趋于零,幅度趋于无穷大,积分面积为1的理想信号;4.试描述信号的四种频率特性分别适用于何种信号;答:功率信号的频谱适合于功率有限的周期信号;能量信号的频谱密度适合于能量信号;能量信号的能谱密度适合于能量信号;功率信号的功率频谱适合于功率信号;5.频谱密度Sf和频谱Cjnw;的量纲分别是什么;答:分别为伏特/赫兹和伏特;6.自相关函数有哪些性质答:1自相关函数是偶函数;2与信号的能谱密度函数或功率谱密度函数是傅立叶变换对的关系;3当I=0时,R0等于信号的平均功率或信号的能量第三章随机过程1.什么是宽平稳随机过程什么是严平稳随机过程它们之间有什么关系答:宽平稳随机过程:若一个随机过程的数学期望与时间无关,而其相关函数仅与时间间隔相关称之为宽平稳随机过程;严平稳随机过程:若一个随即过程任何的n维分布函数或概率密度函数与时间起点无关,则之为严平稳随机过程;一个严平稳随机过程,只要他的均值有界则必然是宽平稳的;反之不然;2.平稳随机过程的自然相关函数具有什么特点答:平稳随机过程的自然相关函数与时间起点无关,只与时间间隔有关,而且是偶函数;3.什么是高斯噪声什么是白噪声它们各有什么特点答:高斯噪声:概率密度函数符合正态分布的噪声;高斯噪声的特点:它的n维分布仅由各随机变量的数学期望、方差和两两之间的归一化协方差函数决定;若高斯噪声是宽平稳,则也是严平稳的;若随机变量之间互不相关,则也是统计独立的;白噪声:功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声,属于一种理想宽带过程;白噪声的特点:白噪声只在tao=0时才是相关的,而在其他任意时刻上的随机变量都不相关;4.什么是窄带随机过程它的频谱和时间波形有什么特点答:如果随机过程的频谱密度分布在一个远离零频的很窄的频率范围内,则称其为窄带随即过程;其频谱分布特点是带宽远小于中心频率,时间波形上的特点是呈现出包络和相位随机缓慢变化的正弦波;5.什么是窄高斯噪声他在波形上有什么特点它的包络和相位各服从什么概率分布答:窄带高斯噪声:若一个高斯噪声满足窄带条件,即其带宽远远小于中心频率,而且中心平率偏离零频很远,则称之为窄带高斯噪声;其波形上的特点是包络和相位都像一个缓慢变化的正弦波;其包络的一维分布服从瑞利分布,其相位的一维分布服从均匀分布;6.何为高斯白噪声它的概率密度函数、功率频谱密度如何表示答:如果白噪声取值的概率密度分布服从高斯分布,则称之为高斯白噪声,其概率密度函数为高斯函数,其功率谱密度为常数;7.不相关、统计独立、正交的含义各是什么他们之间的关系如何答:如果两个随机变量的协方差函数为零,则称他们不相关;如果两个随机变量的联合概率密度等于它们各自概率密度的乘积,则称他们统计独立;如果两个随机变量的互相关函数为零,则称他们正交;两个均值为零的随机变量如果统计独立,则一定是正交及不相关;两个均值为零的随机变量正交与不相关等价;第四章信道无线信道有哪些种无线通讯更具通讯距离,频率和位置的不同,分为地波、天波和视距传播和散射传播等地波传播距离能达到多远他适用在什么频段地波传播在数百米到数千千米,应用与低频和甚低频,大约2MHZ天波传播距离能达到多远他适用在什么频段天波传播能达到一万千米以上,应用于高频,2MHZ-30MHZ视距传播距离和天线高度有什么关系天线高度越高,视距传播的距离越远,其具体关系为H=D^2/50 其中H 为天线高度,单位为米,D为视距传播距离,单位为千米散射传播有哪些种各适用在什么频段散射传播分为电离层散射、对流散射和流星余迹散射;电离层散射发生在3OMHZ~60MHZ 对流层散射发生在100MHZ~4000MHZ;;流星余迹散射发生在30MHZ~100MHZ何为多径效应多径传播对信号的影响称为多径效应什么事快衰落设么是慢衰落由多径效应引起的衰落称为快衰落;由信号路径上由于季节,日夜,天气等变化引起的信号衰落称为慢衰落何谓恒参信道何谓随参信道他们分别对信号传输有哪些主要影响信道特性基本上不随时间变化或者变化很慢称为恒参信道;信道特性随机变化的信道称为随机信道;恒参信道对信号传输的影响可以完全消除,而随参信道对信号传输的影响只能在统计平均的意义下消除何谓加性干扰何谓乘性干扰不论信号有无都存在的噪声称为加性干扰;随信号大小变化的干扰称为乘性干扰有线电信道有哪些种传输电信号的有线信道有明线、对称电缆和同轴电缆何谓阶跃型光纤何谓梯度型光纤折射率在两种介质中均匀不变,仅在边界处发生突变的光纤称为阶跃光纤;纤芯折射率延半径增大方向逐渐减小的光纤称为梯度型光纤何谓多模光纤何谓单模光纤有多种光线传播路径的光纤称为多模光纤;只有一种光线传播路径的光纤称为单模光纤适合在光纤中传播的光波波长有那几个信道中的噪声有哪几种信道中得噪声可以分为脉冲噪声、窄带噪声、起伏噪声热噪声是如何产生的热噪声起源于一切电阻性元器件中得电子热运动信道模型有哪几种信道可以分为离散信道和连续信道试述信道容量的定义信道容量是指信道能够传输的最大平均信息量试写出连续信道容量的表达式由此式看出信道容量的大小决定于哪些参量连续信道的信道容量计算式为Ct=Blog21+S/Nb/s,可以看出信道容量与信道的带宽B,信号的平均功率S和噪声的平均功率N有关;第五章模拟调制系统1、何为调制调制在通信系统中的作用是什么所谓调制就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程;作用:1将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号2实现信道的多路复用3改善系统抗噪声性能;2、什么是线性调制常见的线性调制有哪些正弦载波的幅度随调制信号做线性变化的过程;从频谱上说,已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构相同,只是频率位置发生变化;常见的线性调制有调幅,双边带,单边带和残留边带调制;3、AM信号的波形和频谱有哪些特点AM波的包络与调制信号的形状完全一样;AM信号的频谱有载频分量、上边带下边带三部分组成;上边带的频谱结构和原调制信号的频率结构相同,下边带是上边带的镜像;4 与未调载波的功率相比,AM信号在调制过程中功率增加了多少增加了调制信号的功率5、为什么要抑制载波相对AM信号来说,抑制载波的双边带信号可以增加多少功效抑制载波可以提高调制效率;对于抑制载波的双边带,可以使其调制效率由三分一提高到1 6、SSB的产生方法有哪些各有何技术难点SSB信号的产生方式可以分为滤波法和相移法;滤波法的技术难点是边带滤波器的制作;相移法的难点是宽带移相网络的制作;7、VSB滤波器的传输特性应满足什么条件为什么残留边带滤波器的特性Hw在+-wc处必须具有互补对称性,相干解调时才能无失真的从残留边带中恢复所需要的调制信号;8 如何比较两个模拟通信系统的抗噪声性能是否相同为什么比较两个模拟通信系统的抗噪声性能要综合考虑带宽和信号和噪声功率比;9、DSB调制系统和SSB调制系统的抗噪声性能是否相同,为什么相同;如果解调器的输入噪声功率密度相同,输入信号功率也相同,则单边带和双边带在解调器输出的信噪比是相等的;10 什么是频率调制什么是相位调制两者关系如何所谓频率调制FM是指瞬时频率偏移随调制信号成比例变化;所谓相位调制pm是指瞬时相位偏移随调制信号线性变化;FM和PM之间可以相互转换,将调制信号先微分,后进行调频则得到相位波;将调制信号先积分而后进行调相则得到调频波;11 什么是门限效应AM信号采用包络检波解调是为什么会产生门限效应当包络检波器的输入信噪比降到一个特定的数值后,检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象成为门限效应;门限效应本质上是有包络检波器的非线性引起的;可以理解为当小信噪比时,解调器的输出端没有信号项,会把有用的信号扰乱成随机噪声;12 为什么相干解调不存在门限效应噪声与信号可以分开进行解调,而解调器输出端总是单独存在有用信号项14 为什么调频系统可进行带宽与信噪比的互换,而调幅不能因为调幅系统的带宽是固定的15 FM系统的调制制度增益和信号带宽的关系如何这一关系说明什么问题调制增益与信号带宽的关系为,这说明信号带宽越大,调制增益越高16 fm产生门限效应的主要原因是什么主要是非线性的解调作用17 FM系统中采用加重技术的原理和目的是什么为了进一步改善解调器的输出信噪比,针对鉴频器输出噪声谱呈抛物线形状的特点,在调频系统中采用加重技术,包括预加重和去加重措施;预加重和去加重的设计思想是保持输出信号不变,有效降低输出噪声,已达到输出信噪比的目的,其原理实在解调钱加上预加重网络,提升调制信号的高频分量,在解调以后加上去加重网络,使信号保持不变同时降低高频噪声,从而改善输出信噪比18 什么是频分复用频分复用中,一个信道的可用频带被分为若干个互不重叠的频段,每路信号占用其中的一个频段,在接收端,通过滤波器选出其中所要接收的信号,在进行解调;第六章数字基带传输系统数字基带传输系统的基本结构及各部分的功能数字基带传输系统由发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器及定时和同步系统构成;发送滤波器的功能是产生适合于信道传输的基带信号波形;信道的作用是传输基带信号;信道的作用是传输基带信号;接收滤波器的作用是接收信号,尽可能滤除信道噪声和其他干扰,对信道特性进行均衡,使输出的基带波形有利于抽样判决;抽样判决器的作用是使再传输热性不理想及噪声背景下,在规定时刻对接收滤波器的输出波形进行判决,以恢复或再生基带信号;定时和同步系统的作用是为抽样判决器提供准确的抽样时钟;数字基带信号有哪些常见的形式各有什么特点它们的时域表达式如何数字基带信号的常见形式有:单极性波形,双极性波形,单极性归零波形,双极性归零波形,差分波形和多电平波形;单极性波形用正电平和零电平分别对应二进制码“1”和“0”,其波形特点是电脉冲之间无间隔,极性单一,易用于TTL,CMOS电路,缺点是有直流分量,只使用于近距离传输;双极性波形用正负电平的脉冲表示二进制1和0,其波形特点是正负电平幅度相等,极性相反,故1和0等概率出现时无直流分量,有利于在信道中传输,并且在接收端恢复信号的判决电平为零,不受信道特性变化影响,抗干扰能力强;单极性归零波形电脉冲宽度小于码元宽度,信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平;从单极性归零波形中可以直接提取定时信息;双极性归零波形兼有双极性和归零波形的特点;相邻脉冲之间存在零电位间隔,接收端易识别码元起止时刻,从而使收发双方保持正确的位同步;差分波形用相邻码元的电平跳变来表示消息代码,而与码元本身的电位或极性无关;用差分波形传送代码可以消除设备初始状态的影响,特别是在相位调制系统中可以解决载波相位模糊的问题;多电平波形的一个脉冲对应多个二进制码,在波特率相同的情况下,可以提高信息传输速率; 数字基带信号的功率谱有什么特点它的带宽只要取决于什么数字基带信号的功率谱密度可能包括两个部分,连续谱部分Puw及离散谱部分Pvw;对于连续谱而言,代表数字信息的g1t及g2t不能完全相同,所以Puw总是存在的;而对于离散谱P=1/1- g1t/ g2t=k,且0≤k≤1时,无离散谱;它的宽带取决于一个码元的持续时间Ts和基带信号的码元波形的傅里叶变换形式;构成AMI码和HDB3码的规则是什么它们各有什么优缺点AMI的编码规则:将消息代码0空号仍然变换成传输码0,而把1传码交替的变换为传输码的+1,-1…;因此AMI码为三电平序列,三元码,伪三进制,1B/1T码;AMI的优点:10,1不等概率是也无直流;2零频附近的低频分量小;3整流后及RZ码;4编译码电路简单而且便于观察误码情况;AMI的缺点是:连续0码多时,RZ码连0也多,不利于提取高质量的位同步信号;HDB3的编码规则:先把消息代码变换AMI码,然后去检查AMI码的连零情况,没有四个或者四个以上的连零串时,这时的AMI码就是HDB3码;当出现四个或者四个以上的连零串时,将四个连零小段的第四个0变换于迁移非0符号同极性的符号,称为V符号破坏码;当相邻V 符号之间有偶数个非零符号时,再将该小段的第一个0变成+B或者-B平衡码,B符号的极性与前一非零符号的极性相反,并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化;HDB3码的优点:保持了AMI的优点,还增加了使连零串减少到至多三个,对于定时信号的恢复是十分有利的; 简述双相码和差分双相码的优缺点;双相码的编码原则是对每一个二进制码分别用两个具有不同相位的二进制新码去表示源码;0→01零相位的一个周期的方波1→10pi相位的一个周期方波;其优点是只用两个电平,能提取足够的定时分量,又无直流漂移,编码过程简单;其缺点是占用带宽加倍,使频带利用率降低;差分双相码中,每个码元中间电平跳变用于同步,而每个码元的开始处是否存在额外的跳变用来确定信码;有跳变则表示1,无跳变则表示0,其优点是解决了双相极性翻转而引起的译码错误,其缺点也是占用带宽加倍;什么是码间干扰它是如何产生的对通信质量有什么影响码间干扰的产生是因为在第k个抽样时刻理想状态时抽样时刻所得的是仅有第k个波形在此时刻被取值,但在实际系统中,会有除了第k个波形以外的波形可能再抽样时刻被取值;码间干扰会导致判决电路对信号进行误判,使信号失真,产生误码,从而通信质量下降;何谓奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽此时的频带利用率有多大理想低通传输特性的带宽称为奈奎斯特带宽,将该系统无码间干扰的最高传输速率称为奈奎斯特速率;此时频带利用率为2B/HZ;在二进制数字基带传输系统中,有哪两种误码他们各在什么情况下发生误码将由2种错误形式:发送1码,误判为0码,这种错误是在噪声的影响下使得x<Vdx为接受滤波器输出的瞬间值,Vd为判决门限时发生;同理,发送0码,误判为1码,这种错误在x>Vd时发生;无码间串扰时,基带传输系统的误码率与哪些因素有关如何降低系统的误码率无码间干扰时,基带传输系统的误码率与抽样判决时的信噪比有关;要降低系统的误码率需要提高抽样判决时的信噪比,可以降低信道噪声或者提高信号平均功率;什么是眼图它有什么作用由眼图模型可以说明基带传输系统的哪些性能具有升余弦脉冲波形的HDB3码的眼图应是什么样的图形眼图是实验手段估计基带传输系统性能的一种方法;它是指接收滤波器输出信号波形在示波器上叠加所形成的图像;1.最佳抽样时刻是“眼睛”张最大的时刻;2.对定时误差的灵敏度可由眼睛的斜率决定,斜率越陡,对定时误差就越灵敏;3.图中阴影区域的垂直高度表示信号畸变范围;4.图中央的横轴位置对应判决门限电平;5.在抽样时刻上,上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限,即若噪声瞬时值超过这个容限,即可能发生错误判决;具有升余弦脉冲波形的HDB3码的眼图中间会有一条代表0的水平线;什么是部分响应波形什么是部分响应系统人为的有规律的在抽样时刻引入码间串扰,并在接收判决前加以消除,从而可以达到改频谱特性,压缩传输频带,使频带利用率提高到理论最大值,并加速传输波形尾巴地衰落和降低对定时精度要求的目的;通常把这种波形称为部分响应波形;利用部分响应波形传输的基带系统称为部分响应系统;部分响应技术解决了什么为题第Ⅳ类部分响应的特点是什么部分响应技术提高了频带利用率,降低了对定时精度的要求;第Ⅳ类部分响应的特点是无直流分量,其低频分量小,便于边带滤波实现单边带调制;什么是频域均衡什么是时域均衡横向滤波器为什么能实现时域均衡频域均衡:利用可调滤波器的频率特性补偿基带系统的频率特性,使得包括可调滤波器在内的基带系统总的传输特性满足无码间串扰传输的要求;起频率特性补偿作用的可调滤波器叫频域均衡器;时域均衡器:在接受滤波器后插入一个称为横向滤波器的可调滤波器,这个横向滤波器可以将输入端在抽样时刻上有码间干扰的响应波形变换为在抽样上无码间干扰的响应波形;由于横向滤波器的均衡原理是在时域响应波形上的,所以称这种均衡为时域均衡;横向滤波器可以将输入端在抽样时刻上有码间干扰的响应波形变换成在抽样时刻上无码间干扰的响应波形,所以横向滤波器可以实现时域均衡;第七章数字带通传输系统什么是数字调制它和模拟调制有哪些异同点数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征传送的信息,在接收端对载波信号的离散调制参量进行检测;和模拟调制一样,数字调制也有调幅,调频和调相三种基本形式,并可以派生出多种其他形式;在原理上二者并没有什么区别;只不过模拟调制是对载波信号的参量进行离散调制,在接收端也只需对载波信号的离散调制参量估值;数字调制的基本方式有哪些其时间波形上各有什么特点数字调制技术有两种方法:一是利用模拟调制方法去实现数字式调制,即把数字调制看成是模拟调制的一个特例,把数字基带信号当成模拟信号的特殊情况处理;二是利用数字信号的离散取值的特点通过开关键控载波,从而实现数字调制,这种调制方式通常有幅度键控、频率键控和相位键控;其时间波形上来说,有可能是不连续的;什么事振幅键控OOK信号的产生和解调方法有哪些振幅键控:用载波幅度的有无来表示传送的信息,一般用开关电路来控制;。

通信原理练习题含答案.pdf

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通信原理练习题含答案.pdf通信原理练习题⼀、填空题1、数字通信在信道中传输的是(数字信号),模拟通信在信道中传输的是(模拟信号)2、数字通信系统的可靠性指标为(误码率或误信率),模拟通信系统的可靠性指标为(信噪⽐)3、数字通信系统的有效性指标为(传输速率)和(频带利⽤率),模拟通信系统的有效性指标为(有效传输带宽)4、模拟信号的最⾼频率分量为1000Hz ,对其取样后若信号频谱不混叠,则抽样频率为( 2000Hz )5、窄带⾼斯平稳随机过程的包络服从(瑞利)分布,相位服从(均匀)分布。

6、信道复⽤是指(在同⼀信道上传输多路信号⽽互不⼲扰的⼀种技术)7、PCM30/32的⼀次群速率为( 2.048M bit/s )8、PCM30/32的每⼀话路的速率为( 64k bit/s )9、PCM30/32系统第2l 路信令码的传输位置为(第F6帧TS16时隙的后4位)10、已知信源熵()=X H 3bit/符号,信源每秒钟传送100个符号,则信源的信息传输速率( ()1003300bit/s b B R R H x =?=×= )11、某数字通信系统1秒钟内传输了100个码元,其中错误l 个码元,则误码率Pe 为( 2110100= ) 12、基带传输系统的码元频带利⽤率最⾼为( 2 Baud/Hz )。

13、在相同符号速率下,数字调制⽅式中频带利⽤率最低的是( 2FSK )。

14、调制器的作⽤是(频率的变换、频谱的搬移)。

信道编码的作⽤是(提⾼传输的可靠性)。

信源编码的作⽤是(提⾼传输的有效性)。

PCM 的功能是(模数转换)。

15、可能存在定时信号提取困难的传输码型是( AMI 码),解决⽅案是采⽤( HDB3编码)。

16、均匀量化是指(将输⼊信号的取值域按等距离分割的量化),缺点是(⼩信号的量化信噪⽐太⼩)。

17、⾮均匀量化的特点是(⼩信号的量化间隔⼩,量化误差也⼩;⽽⼤信号的量化间隔⼤,量化误差也⼤)。

通信原理教程课后习题及答案

通信原理教程课后习题及答案

由题意设:m' t A0 cost 0
其中
m

m' t max

A0
1
调幅信号:s t 1 m' t Acos0t
1 A0 cos t 0 Acos0t
Acos0t AA0 cos0t cos t 0
2 2
代入功率谱密度表达式为
Ps ( f )
fc 4
AT Sa fT 2
f2 c
2 2 4 m
AT 2
Sa mfcT
2
2
( f

mfc )

A2T 16
Sa4 fT
2
A2 16
Sa4 m
m 2
第一章
课后习题及答案
1-2. 某个信息源由A,B,C和D4个符号组成,设每 一符号独立出现,其出现概率分别为1/4,1/4,3/16 和5/16。试求该信息源每个符号的信息量。
题解:同上题,利用:
I (A) I (B) log 4 2(bit) 2
I (C) log 16 2.415(bit) 23
RbRB4 log2 4 200(bit / s)
(2)在不等概情况下,应先计算每个符号的平均信息量
4
I pi log2 (1/ pi ) i 1

2

1 4
log
2
4

3 16

log
2
16 3

5 16

log
2
16 5
1.9772(bit)
所以平均信息速率为 RbRB4 I 197.72(bit / s)

通信原理课后习题

通信原理课后习题
(1)此时编码器输出的PCM码组和量化误差(段内码采用自然二进码)
(2)写出该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码;
(3)若段内码采用折叠二进码,问PCM码组应为多少?
4.10 一模拟基带信号被抽样、均匀量化、线性编码为二进制PCM数
字基带信号,若量化电平为4,将此二进制码序列通过 =0.5的
升余弦滚降滤波器传输,此滤波器的截止频率为4800Hz。(注:
1.9已知二进制信号的传输速率为4800bit/s,若码元速率不变,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?
1.10在强干扰环境下,某电台在5min内共接收到正确信息量为355Mbit,假定系统信息速率为1200kbit/s。
(1)试问系统误码率P 是多少?
(2)若具体指出系统所传数字信号为四进制信号,P 值是否改变?为什么?
(1)求抽样信号m (t)的频谱;
(2)为了满足无失真恢复m(t),试求出对m(t)采用的低通滤波器的截止频率;
(3)试求无失真恢复m(t)情况下的最低抽样频率f 。
4.6 某话音信号m(t)按PCM方式传输,设m(t)的频率范围为0~4kHz,取值范围为-3.2~3.2V,对其进行均匀量化,且量化间隔为 =0.00625V。
3.4 信道容量是如何定义的?
3.5设某恒参信道用图3.7所示的线性二端对网络来等效。试求它的传输函数H(w),并说明信号通过该信道时会产生那些失真。
图3.7
3.6 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。
3.7 信道传输二进制数字信号,码元脉冲速率为2400Baud,信道带宽B=4000Hz,为了保证错误概率P 10 ,要求信道输出信噪比 63。试估算该系统的潜力(即求实际系统传输的信息速率与该信道容量的比值)。

《通信原理》课堂练习题(1-9)

《通信原理》课堂练习题(1-9)

第1-5章1、一个多进制数字通信系统每隔0.8 ms向信道发送16种可能取值的电平值中的一个。

则每个电平值所对应的比特数是;符号率(波特)为;比特率为。

2、一离散无记忆信源(A、B、C、D),各符号发送概率分别为1/2、1/4、1/8、1/8。

则此信源每个符号包含的信息熵为;若信源每毫秒发出一个符号,则此信源每秒输出的信息量为。

3、若离散信源输出16进制独立等概随机序列,则此信源输出的每个符号所包含的信息量为;若16进制符号不是等概出现,则此信源输出的每个符号所包含的平均信息量为。

4、由电缆、光纤、卫星中继等传输媒质构成的信道是信道;由电离层反射、对流层散射等传输媒质构成的信道是信道。

5、窄带信号通过随参信道多径传播后,其信号包络服从分布,称为型衰落。

当信号带宽超过多径传播的最大时延差引起的相关带宽时,会产生衰落。

6、信源编码是的编码,以提高通信的;信道编码是的编码,以提高通信的。

7、香农信道容量公式是在条件下推导得到的。

8、在模拟通信系统中,已调信号带宽越,有效性越好;解调器输出信噪比越,可靠性越好。

9、说明调频系统的特点:10、在民用中波广播AM接收机中采用的解调器是;该解调方式的缺点是。

在调频系统中,解调输出噪声的功率谱密度的特点是。

在调频系统中采用预加重和去加重技术的目的是。

11、在VSB系统中,无失真传输信息的两个条件是、。

12、已知收音机中的中波波段为535KHZ-1605KHZ ,若各台间设0.5KHZ 的防护频带,则此波段收音机最多能接收多少台节目?13、信道带宽3KHZ ,信号在信道中受到单边功率谱密度为10-6W/HZ 的加性高斯白噪声的干扰,信号平均功率为9W 。

求(1)信道容量 (2)若信道加宽到原来的10倍,并保持信道容量不变,那么信号平均功率要改变多少dB ?(log 23001≈11.55,30010.1≈2.23)14、某数码摄像机每30ms 产生一幅40万像素的彩色图像,每个像素由RGB 三种颜色构成,各有32个灰度等级。

通信原理答案第九章答案

通信原理答案第九章答案

1 解:(1)由题意知,抽样信号为 ()()()s T m t m t t δ=⋅ 其频谱函数为1()[()*()]()s T s ss n n M f M f f n f f M f n f Tδ∞∞=-∞=-∞=-=-∑∑当抽样速率300s f H z =时()300()s s n M f M f n f ∞=-∞=-∑其频谱图(a )(2)当抽样速率为400Hz 时,()400()s s n M f M f n f ∞=-∞=-∑其频谱图(b )2 解:(1)以知m (t )的最高频率2H f H z = 由抽样定理得,抽样频率24s H f f H z ≥= 故抽样间隔满足10.25sT s f ≤=(2)基带信号m(t)的频谱为()1/2[(1)(1)][(2)(2)]M f f f f f δδδδ=-++-++当抽样间隔0.2s 时,理想抽样信号的频谱为()()5()s s s s n n M f f M f n f M f n f ∞∞=-∞=-∞=-=-∑∑频谱图如下3 解(1)()M ω通过1()H ω后的最高频率仍为1f ,故抽样速率12s f f ≥。

(2)若抽样速率13s f f =,理想信号()s m t 的频谱()s M ω图(3)根据信号无失真传输原理,接受网络的传输函数2()H ω应设计为 1121||1/()(){||0H H ωωωωωω≤=>此时能不失真的回复m (t )。

4 解:设抽样信号()q t 的中心位置的三角波形为0()q t 。

可见,0()q t 是两个门函数的卷积,即 01()()*()q t d t d t τττ=其频谱函数0()Q ω为 20()()2Q S a ωτωτ= 抽样信号()q t 可表示为0()()*()n q t q t t n T δ∞=-∞=-∑其频谱函数()Q ω为02()()(2/)n Q Q n T Tπωωδωπ∞=-∞=⋅-∑将12mT f=和0()Q ω的表达式代入上式,可得02()(4)(4)mm n Q Q n fn f Tπωπδωπ∞=-∞=-∑若用()q t 对m (t )进行抽样,则抽样信号为()s m t 为 ()()()s m t m t q t = 其频谱为02011()()*()()*(4)(4)21(4)(4)(2)(4)s mmn m mmmn n M M Q M Q nfn fTQ nf M n f Sa nfM n fTTωωωωπδωππτπωππωπ∞=-∞∞∞=-∞=-∞==-=-=-∑∑∑和的频谱图分别如图5 解:在原理上,瞬时抽样信号是由理想抽样信号进过脉冲形成电路而得到,因此已抽样信号表示为()()*()H s m t m t q t =式中()q t 是宽度为2τ, 幅度为1抽样脉冲,其频谱函数为 ()()2(2)Q f H f Sa f τπτ==()s m t 是理想抽样信号,其频谱函数为1()()s s n M f M f n f T∞=-∞=-∑故已抽样信号频谱为1()()()()()Hs s n Mf M f H f H f M f n f T∞=-∞==-∑2(2)()s n S a f M f n f Tτπτ∞=-∞=-∑式中12mT f=,2s mf f=。

通信原理课后习题答案

通信原理课后习题答案

通信原理课后习题答案通信原理课后习题答案通信原理是一门涉及电信技术和通信系统的基础课程。

通过学习通信原理,我们可以了解信号传输、调制解调、信道编码、多路复用等基本原理,从而为现代通信技术的应用打下坚实的基础。

课后习题是巩固知识、检验理解的重要方式。

下面是一些通信原理课后习题的答案,希望能对同学们的学习有所帮助。

1. 什么是调制解调器?它的作用是什么?调制解调器是一种用于将数字信号转换为模拟信号(调制)以及将模拟信号转换为数字信号(解调)的设备。

它的作用是在数字通信中实现信号的传输和接收。

调制解调器将二进制数据转换为模拟信号,通过传输介质(如电缆、光纤等)传输到目标地点,然后再将模拟信号转换为二进制数据,使得信息能够在不同地点之间传递。

2. 什么是信道编码?为什么需要信道编码?信道编码是一种将原始数据进行编码处理的技术,目的是为了提高数据传输的可靠性和效率。

在信道传输过程中,由于噪声和干扰等原因,信号可能会发生失真或丢失。

信道编码通过在发送端添加冗余信息,使得接收端可以检测和纠正错误,从而提高传输的可靠性。

3. 什么是多路复用?多路复用有哪些常见的技术?多路复用是一种将多个信号通过同一个信道进行传输的技术。

它可以提高信道的利用率,减少资源的占用。

常见的多路复用技术包括时分多路复用(TDM)、频分多路复用(FDM)、码分多路复用(CDM)等。

时分多路复用将时间划分为若干个时隙,每个时隙用于传输一个信号;频分多路复用将信道划分为不同的频段,每个频段用于传输一个信号;码分多路复用则通过不同的扩频码将多个信号进行编码,再通过同一个信道进行传输。

4. 什么是信道容量?如何计算信道容量?信道容量是指信道能够传输的最大信息速率。

它与信道的带宽、信噪比等因素有关。

信道容量可以通过香农公式进行计算,公式为:C = B * log2(1 + S/N),其中C表示信道容量,B表示信道的带宽,S表示信号的平均功率,N表示噪声的功率。

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第九章
一、简答
1.量化
1.答:量化:对时间上离散的信号处理,使其在幅度上也离散。

2.编码
2. 答:编码:将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程。

3.PAM信号
3.答:抽样后的信号称为PAM信号,即脉冲振幅调制信号。

4.抽样的任务是什么?抽样后的信号称为什么?
4.答:抽样的任务是让原始的模拟信号在时间上离散化。

抽样后的信号为PAM信号。

5.为什么要进行量化?8位二进制码可以表示多少种状态?
5.答:量化是让信号在幅度上离散化。

8位二进制码表示28=256种状态。

二、计算题
1、已知模拟信号抽样值的概率密度p(x)如右图所示。

如果按8电平进行均匀量化,试确定量化间隔和量化电平。

1. 解:量化间隔为Δ = 2/8 = 1/4 = 0.25v
量化电平分别为-7/8,-5/8,-3/8,-1/8,1/8,3/8,5/8,7/8。

2、设信号x(t) = 9 + A cos wt,其中A≤10 V。

x(t)被均匀量化为40个电平,试确定所需
的二进制码组的位数k和量化间隔Δv。

2. 解:因为25 < 40 < 26,所以k = 6
Δv = 2A/M≤0.5 V。

3、设一个均匀量化器的量化电平数为M,其输入信号抽样值在区间[-a, a]内具有均匀的概
率密度。

试求该量化器的平均信号量噪比。

3. 解:Δ= 2a /M
2
12
q N ∆= 2
2
201212a k k a M S m dm a -⎛⎫==∆ ⎪⎝⎭⎰ S 0/N q = M 2 = 20 lg M dB
4、已知模拟信号抽样值的概率密度p (x )如右图所示。

如果按4电平进行均匀量化,试计算信号与量化噪声功率比。

4. 解:分层电平为 x 1 = -1, x 2 = -0.5,x 3 = 0,x 4 = 0.5,x 5 = 1
量化电平为 y 1 = -0.75, y 2 = -0.25, y 3 = 0.25, y 4 = 0.75 信号功率为 S =
⎰-11x 2p (x )d x =210⎰x 2(1-x )d x =6
1 量化噪声功率为 211248
q N ∆== 信号与量化噪声功率比为 S /N q = 8。

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