通信原理-答案第4章
北邮版通信原理课后习题的答案第四章-精品
4.1将模拟信号〃?(,)=sin 24fmt 载波c(r)=Acsin 271fd 相乘得到双边带抑制载波调幅(DSBSC)信号,设:(1)请画出DSB-SC 的信号波形图;(2)请写出DSB-SC 信号的傅式频谱式,并画出它的振幅频谱图; (3)画出解调框图,并加以简单说明。
解:⑴(2) s(t)= =sin(2^ Ac sin(27rfct)Ac=——[cos2](%-fm)t-COS 2兀5+ffn)t] A = »]+3[f-(fc-»]} 4A ,’ 2.1 "+(先+加)]+例/—(九+加)]} 4y(0l/2fc1/fc 3/2fc 2/fc 5/2fc 3/fc 7/2fc 4/fc 9/2fc 5/fct(s)S ⑴八3Ac/4- Ac/2.Ac/4(3)相干解调Cos(Wct)与发端相干偏调相干解调:将接收信号与载波信号sin(2乙加)相乘,得至U A cr(t)sin(2^fct)=Acm(t)sin(2^fct)sin(2^fit)=--cos(44fct)]通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量,得到解调信号为刈⑺=与机⑺ 2.2 已知某调幅波的展开式为:s(t)=cos(2/rxl()4r)+4COS (2TT xl.lxl040+cos(2万xl.2xl04r) (1)求调幅系数和调制信号频率;(2)写出该信号的傅式频谱式,画出它的振幅频谱图; (3)画出该信号的解调框图。
解:⑴sQ)=cos(24xl04r)+4cos(2乃xl.lxl04r)+cos(2万xl.2xl04r)=4cos(2%xl.lxl04r)[l+0.5cos(2万x0.1xl04r)] 调制系数是a=0.5;信号频率是f=1000Hz(2)S(/)=;U(/+104)+演f —i04)]+2[Mf+l.lxl()4)+5(/—1.1X104)]+-W+1.2X 104)+^(/-1.2X 104)]-fm-fc ・fc -fc+fm。
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)2S 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[][][][]00max min 00max min()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++ AM 信号带宽B AM 是基带信号最高频率分量f H 的两倍。
AM 信号可以采用相干解调方法实现解调。
通信原理(第四章)
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第4章 信 道 章
四进制编码信道模型
0 0
1 送
端
发
1
收 端
接
2
2
3
3
28ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第4章 信 道 章
4.4 信道特性对信号传输的影响 恒参信道的影响 恒参信道对信号传输的影响是确定的或者 是变化极其缓慢的。因此,其传输特性可以 等效为一个线性时不变网络。 只要知道网络 的传输特性,就可以采用信号分析方法,分 析信号及其网络特性。 线性网络的传输特性可以用幅度频率特 性和相位频率特性来表征。 现在我们首先讨论 理想情况下的恒参信道特性。
平流层 60 km 对流层 10 km 0 km 地 面
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第4章 信 道 章
电离层对于传播的影响 反射 散射
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第4章 信 道 章
电磁波的分类: 电磁波的分类: 地波 频率 < 2 MHz 有绕射能力 距离: 距离:数百或数千千米 天波 频率: 频率:2 ~ 30 MHz 特点: 特点:被电离层反射 一次反射距离: 一次反射距离:< 4000 km 寂静区: 寂静区:
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第4章 信 道 章
4.2 有线信道
明线
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第4章 信 道 章
对称电缆:由许多对双绞线组成, 对称电缆:由许多对双绞线组成,分非屏蔽 (UTP)和屏蔽(STP)两种。 )和屏蔽( )两种。
塑料外皮
双绞线( 5对)
图4-9 双绞线
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第4章 信 道 章
同轴电缆
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第4章 信 道 章
n2 n1 折射率
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第4章 信 道 章
4.3.2 编码信道模型
调制信道对信号的影响是通过k(t)和 使已调信号发生波形 调制信道对信号的影响是通过 和n(t)使已调信号发生波形 失真。 失真。 编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换, 编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换,即将 一种数字序列变成另一种数字序列。 一种数字序列变成另一种数字序列。误码 输入、输出都是数字信号, 输入、输出都是数字信号,关心的是误码率而不是信号 失真情况,但误码与调制信道有关, 失真情况,但误码与调制信道有关,无调制解调器时误码由 发滤波器设计不当及n(t)引起 引起。 收、发滤波器设计不当及 引起。 编码信道模型是用数字的转移概率来描述。 编码信道模型是用数字的转移概率来描述。
通信原理第4章(2014年北邮上课精简版)
η AM
边带功率 = AM总功率
调制指数a(调幅系数)
AM 信号表达式
S AM (t ) = [1 + m (t ) ] Ac cos ωc t
其中 1 + m(t ) 中的直流为 1,交流为 m(t ) 。为了包络解调 不失真恢复原始基带信号,要求 m ( t ) ≤ 1 。 AM 信号一般表示为 S AM (t ) = Ac 1+ amn (t ) cos ωc t ,
第4章 模拟调制系统
本章的主要内容
一、调制的目的、定义和分类 二、幅度调制(AM、DSB、SSB、VSB)
n n n
时域和频域表示、带宽 调制与解调方法
抗噪声性能 三、角度调制(FM、PM)
n n n n
基本概念 单频调制时:调频和调相信号的时域表示 宽带调频信号的带宽
抗噪性能 四、频分复用
《通信原理》
解:
(2) 基带信号为随机信号时已调信号的频谱特性 在一般情况下,基带信号是随机信号,如语音信号。此时
,已调信号的频谱特性用功率谱密度来表示。 AM已调信号是一个循环平稳的随机过程,其功率谱密度为 其自相关函数时间平均值的傅里叶变换。 分析可知,在调制信号为确知信号和随机信号两种情况下, 分别求出的已调信号功率表达式是相似的。 参见教材70页。
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
H(w) 1 -w c 0 1 0 wc w wc w
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
通过推导(参见教材 71-72 页),可得 SSB 信号的时域表达式
S SSB (t) = Ac m(t ) cos ωct m Ac m (t )sin ωct
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
4-10设有一个 的线性移位寄存器反馈系统,当 、 及 时,分别画出其状态转换图及写出相应的输出序列的一个周期。指出以上哪种 的组合能产生m序列?
解: 时,可得到三个周期均为5的周期序列,其状态(依次)分别为:
1111,0111,1011,1101,1110(输出序列的一个周期为11110);
不可能出现8个连“1”。
分析:见教材图4.17。设当连续9个连“1”码出现在系统的9个移位寄存器处时,除去 ,在 中若有奇数个1,则下一个码 ,与最多9个连“1”矛盾,故 中一定有偶数个1。
那么,当连续8个“1”码出现在系统的 8个移位寄存器处时, 一个为“1”,一个为“0”。其余 全为1。这时下一个码元 ,不可能为0。因此,不可能出现8个 “1”的连码。
①求此 序列的周期;
② 序列中连续出现“1”的最多个数为多少?是否有8个“1”的连码?为什么?
③该序列中出现最长连“0”的游程长度是多少?
④该序列中游程的总个数是多少?
解:①此 序列的周期为
②该 序列中连续出现“1”的最多个数为 。
分析:如果出现连续10个1,即 ,由于 ,说明序列前9个1决定了第10个元素仍为1,这样依次递推下去就有 ,则系统一直保持全1状态,系统静止。
举例:矩形信号通过匹配滤波器后输出为一三角形脉冲(其自相关函数)。
4-2设高斯脉冲信号为
试计算对该信号匹配的滤波器的传输函数和输出最大信噪比(设滤波器输入端的白噪声功率谱密度为 )。
解:由习题2-15的结论可以得到,
故匹配滤波器的传输函数为
由于信号能量为
,
所以输出最大信噪比为
4-3已知信号 和 如图E 4.1所示。试分别画出对信号 和 匹配的滤波器的冲激响应及输出响应波形,并且标出关键点的值(峰值及波形宽度等)。
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=m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt)+sin(26000πt)-sin(14000πt)Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)-σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)-σ(w+14000π)+σ(w-14000π)残留边带信号为F(t),且f(t)<=>F(w),则F(w)=Sm(w)H(w)故有:F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)σ(w-20100π)σ(w+19900π)+ σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[ππt+sin26000πt]2.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=*10-3W/Hz,在该信道中传输抑制载波的双边带信号,并设调制信号m(t)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,试问:1.)该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)2.)解调器输入端的信噪功率比为多少3.)解调器输出端的信噪功率比为多少4.)求出解调器输出端的噪声功率谱密度,并用图型表示出来。
数字通信原理第二版课后习题答案 第4章
即 n =1, k = 3 31 。 根据带通信号的抽样定理,理论上信号不失真的最小抽样频率为
3 k f s = 2 B(1 + ) =2 × 3100 × ( 1 + )= 6800 Hz n 31
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《通信原理》习题第四章
n×
1 1 + =0.3,可求得 n ≈ 3.2,所以量化值取 3。故 c5 c6 c7 c8 =0011。 64 3.93 所以输出的二进制码组为 11100011。 习题 4.8 试述 PCM、DPCM 和增量调制三者之间的关系和区别。 答:PCM、DPCM 和增量调制都是将模拟信号转换成数字信号的三种较简单和
图 4-2 习题 4.4 图
习题 4.5 设有一个均匀量化器,它具有 256 个量化电平,试问其输出信号量噪 比等于多少分贝? 解:由题意 M=256,根据均匀量化量噪比公式得
(S
q
N q )dB = 20 lg M = 20 lg 256 = 48.16dB
习题 4.6 试比较非均匀量化的 A 律和 µ 律的优缺点。 答:对非均匀量化:A 律中,A=87.6; µ 律中,A=94.18。一般地,当 A 越大时, 在大电压段曲线的斜率越小,信号量噪比越差。即对大信号而言,非均匀量化的 µ 律 的信号量噪比比 A 律稍差;而对小信号而言,非均匀量化的 µ 律的信号量噪比比 A 律稍好。 习题 4.7 在 A 律 PCM 语音通信系统中,试写出当归一化输入信号抽样值等于 0.3 时,输出的二进制码组。 解:信号抽样值等于 0.3,所以极性码 c1 =1。 查表可得 0.3 ∈ ( 1 3.93 , 1 1.98 ) , 所以 0.3 的段号为 7, 段落码为 110, 故 c2 c3c4 =110。 第 7 段内的动态范围为: (1 1.98 − 1 3.93) 1 ≈ ,该段内量化码为 n ,则 16 64
通信原理答案第四章
第四章4-1设一条无线链路采用视距传播方式通信,其收发天线的架设高度都等于40m,若不考虑大气折射的影响,试求其最远通信距离。
解:D = J&R 花45km4-2设一条天波无线电信道,用高度等于400km的F2层反射电磁波,地球的等效半径等于(6370 x4/3)km,收发天线均架设在地面,试求其通信距离大约能达到多少千米?设地球的等效半径为r, F2层的高度为h,最大通信距离(直线距离)的一半为 d : 解: (图略)。
4-3米。
4-4dJ(r +h - J r2 -d2)2+d24式中,h = 400km,r =6374 x-km,3J r2 -d22d即为所求。
设有一平流台距离地面29km,试按上题给定的条件计算其覆盖地面的半径等于多少千解:将上式中的h=400km改为h=29km即可。
设一个接收机输入电路的等效电阻等于600 O,输入电路的带宽等于6MHz,环境温度为27 C,试求该电路产生的热噪声电压有效值。
解:V = j4kTRB = 丁4勺.38咒10"^3心00咒600咒6咒106 = 7.72AV4-5某个信息源有 A 、B 、C 和D 等四个符号组成。
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,经过信道传输后,每个符号正确接受的概率为1021/1024, 错为其他符号的条件概率 P(x /y j )均为1/1024,画出此信道的模型,并求出该信道的容量 C 等于多少b/符号。
解:此信源的平均信息量(熵)为33 5 5 H(x)弋 P( x i )log 2 P( X i ) -2 导瞄胡。
临胡og 2 花=1.977(b/符号)P®/" =1021/1024 (i =1,2,3,4)P(y i /X j )=1/1024 (iHj)P(X 1/V 1)「P(X 1)P SxJ2 P(X k )P(V 1/x k )kd : (14)x(1021/1024)(1/4)x(1021/1024) +(1/4)咒(11024) +(3/16)x(1/1024) + ⑸ 16)"们024) 1021 1024=P 化仏)P(x / V )=2 X (14)天(1/1024)+ (3/16) X (1021/1024) + ⑸ 16)咒(1/1024) 30633076"x"%) "2x(1/4)x(们024) +(3/16)x(1/1024)+(5/16)x(1021/1024) 5105 5116(3/16)x(1021 1024)(5/16)咒(10211024)4 4H(x/y)=—2;P(y j)2;[P(^/y j)log2 P(X i/y j)]1 4 1 4 ---Z [P(x/y1)log2P(X i/y1)]-;送[P(X i/y2)log2 P^/y?)]4i 43 4 5 4--Z [P(X i/y3)log2 P(为/y3)] --2 [P化/y4)log2 P(^/y。
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第4章信道一、选择题恒参信道的相频失真,对模拟通话质量影响()。
A.很大B.不显著C.显著D.不存在【答案】B【解析】恒参信道的相频失真,对语音信号影响不大,对视频信号影响大。
二、填空题1.根据信道特性参数随时间变化的快慢,可将信道分为______和______信道。
【答案】恒参信道;随参信道【解析】信道特性随时间变化的信道称为随参信道;信道特性基本上不随时间变化,或变化极慢极小的信道称为恒参信道。
2.调制信道分为______和______,短波电离层反射信道属于______信道。
【答案】恒参信道;随参信道;随参【解析】按照调制信道模型,信道可以分为恒参信道和随参信道两类。
短波电离层反射信道的特性随随时间、季节和年份不断变化,故其属于随参信道。
3.理想恒参信道的冲激响应为______。
【答案】h (t )=kδ(t -t d )【解析】理想恒参信道的幅频特性和相频特性为|()|()d H kt ωϕωω=⎧⎨=-⎩故恒参信道的传输函数为()()|()|d j t j H H e ke ωϕωωω-==根据傅里叶变换可知其冲激响应为(t)(t t )d h k δ=-4.调制信道的定义范围从______至______。
【答案】调制器输出端;解调器输入端【解析】调制器输出端至解调器输入端的范围被定义为调制信道。
5.信号在随参信道中传输时,产生频率弥散的主要原因是______。
【答案】多径效应【解析】信号的多径传播造成了信道的时间弥散性,产生了频率选择性衰落。
6.某电离层反射信道的最大多径时延差为30μs,为了避免频率选择性衰落,工程上认为在该信道上传输数字信号的码速率不应超过______Baud。
【答案】11kBaud【解析】信号的相关带宽为根据工程经验信号的带宽为R由于线性数字调制系统的最高频带利用率为1Baud/Hzη==BB故。
7.宽带信号在短波电离层反射信道中传输时,可能遇到的主要衰落类型是______。
通信原理(陈启兴版)第4章课后习题答案
第四章模拟调制4.1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A0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stAmttAtmttAM()0()cosc0cosc()cosc(4-1)如果调制信号m(t)的频谱为M(ω),则调幅信号的频谱为1S()πA()()M()M()(4-2)AM0cccc2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)|A0(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m A m(t)Am(t)0max0minAm(t)Am(t)0max0min(4-4)AM信号带宽B AM是基带信号最高频率分量f H的两倍。
AM信号可以采用相干解调方法实现解调。
当调幅度不大于1时,也可以采用非相干解调方法,即包络检波,实现解调。
双边带信号的时域表达式为stmttDSB()()cosc(4-5)其中,调制信号m(t)中没有直流分量。
如果调制信号m(t)的频谱为M(ω),双边带信号的频谱为1S()M()M()(4-6)DSBcc2与AM信号相比,双边带信号中不含载波分量,全部功率都用于传输用用信号,调制效率达到100%。
现代通信原理与技术课后答案完整版-张辉第四章
4-1 解 AM 信号 ()[]t t A t s AM ππ4010cos 2000cos 2)(⋅+=DSB 信号 ()()()t t t t t s DSB ππππ444108.0cos 102.1cos 10cos 2000cos 2)(⨯+⨯=⋅= USB 信号 ()t t s USB π4102.1cos )(⨯=LSB 信号 ()t t s LSB π4108.0cos )(⨯=频谱图略4-2 解 设载波,(1)DSB 信号的波形如题4-2图(b),通过包络后的输出波形为题4-2图(c)。
(2)AM 信号,设 ,波形如题4-2图(d),通过包络后的输出波形为题4-2图(e)。
讨论DSB 解调信号已严重失真,故对DSB 信号不能采用包络检波法;而AM 可采用此法恢复。
题4-2图(b)、(c)、(d)和(e)4-5 解 (1)为了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声,带通滤波器的宽度等于已调信号带宽,即kHz f B m 8422=⨯==,其中心频率为100kHz ,故有为常数,其中其他,,K kHzf kHz K H ⎩⎨⎧≤≤=010496)(ω。
(2)已知解调器的输入信号功率W mW S i 31022-⨯==,输入噪声功率为)(1032101021082)(26633W f P B N n i ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=故输入信噪比5.62=iiN S (3)因为DSB 调制制度增益2=DSB G ,故解调器的输出信噪比 1252==ii o o N SN S (4)根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(108416W N N i o -⨯==又因解调器中低通滤波器的截止频率为kHz f m 4=,故输出噪声的功率谱密度kHz f Hz W f N f P m o N o 4)/(1011081082)(336≤⨯=⨯⨯==--, μ 或者,根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(21)(t n t n c o =,其中)(t n c 是解调器输入端高斯窄带噪声的同相分量,其功率谱密度kHz f Hz W f P f P n nc 4)/(104)(2)(3≤⨯==-, μ因此输出噪声)(t n o 的功率谱密度kHz f Hz W f P f P nc no 4)/(101)(41)(3≤⨯==-, μ 功率谱图略4-6 解 方法如上题 (1)为常数,其中其他,,K kHzf kHz K H ⎩⎨⎧≤≤=010096)(ω(2)125=i i N S (3)125=oo N S4-7 解练习题4-7图 接收机模型(1)设双边带信号,则输入信号功率(2)双边带信号采用相干解调的输出为,故输出信号功率(3)因,则故输出信噪比或由,得4-8 解设发射机输出功率为,损耗,已知,(1)DSB/SC方式:因,则又因,则所以(2)SSB/SC 方式:因,则又因,则所以讨论 若要获得相同的输出信噪比,采用DSB 传输是所需的小于SSB 的。
通信原理(张会生)课后习题答案
思考题1-1 什么是通信?常见的通信方式有哪些?1-2 通信系统是如何分类的?1-3 何谓数字通信?数字通信的优缺点是什么?1-4 试画出模拟通信系统的模型,并简要说明各部分的作用。
1-5 试画出数字通信系统的一般模型,并简要说明各部分的作用。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么?对于数字通信具体用什么来表述?1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?习题1-1 设英文字母E出现的概率=0.105,X出现的概率为=0.002,试求E和X的信息量各为多少?1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成,设每个符号独立出现,其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4,试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设一数字传输系统传送二进制信号,码元速率RB2=2400B,试求该系统的信息速率Rb2=?若该系统改为传送16进制信号,码元速率不变,则此时的系统信息速率为多少?1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号,信息速率为3600b/s,试问码元速率应为多少?1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s,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(码元速率不变)?1-6 已知某系统的码元速率为3600kB,接收端在l小时内共收到1296个错误码元,试求系统的误码率=?1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s,接收端在0.5小时内共收到216个错误码元,试计算该系统=?l-8 在强干扰环境下,某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb,假定系统信息速率为1200kb/s。
(l)试问系统误信率=?(2)若具体指出系统所传数字信号为四进制信号,值是否改变?为什么?(3)若假定信号为四进制信号,系统传输速率为1200kB,则=?习题答案第一章习题答案1-1 解:1-2 解:1-3 解:1-4 解:1-5 解:1-6 解:1-7 解:1-8 解:思考题2-1 什么是狭义信道?什么是广义信道?(答案)2-2 在广义信道中,什么是调制信道?什么是编码信道?2-3 试画出调制信道模型和二进制无记忆编码信道模型。
通信原理1-8章习题及答案(哈工程版)
T = (3 ~ 5)τ m = (9 ~ 15)ms 。
【题 2-7】若两个电阻的阻值都为 1000 Ω ,它们的噪声温度分别为 300K 和
400K,试求两个电阻串连后两端的噪声功率谱密度。
【答案 2-7】 两个电阻的噪声功率普密度分别为
P 1 ( w) = 2kT 1 R1 P2 ( w) = 2kT2 R2
当 cos
ωτ
2
= 0 时,传输衰耗最大,此时
1 = n + π 即 2 2
1 所以, 当 f = n + kHz , n = 0,1, 2,L 时, 对传输信号衰耗最大; 当 f = nkHz , 2 n = 0,1, 2,L 时,对传输信号最有利。
1 ω 1 f = = 2 = (n + )kHz 。 2π 2 τ nt
字母 x 出现的概率为 p ( x) = 0.002 ,由信息量公式,可知其信息量为: I x = log 2 1 1 = log 2 ( ) = 8.97bit p ( x) 0.002
【题 1-2】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。 【答案 1-2】 直 接 利 用 公 式 H ( x) = −∑ p ( xi ) log 2 p ( xi ) ( bit/ 符 号 ) , 将 p ( A) = 1/ 4 ,
4
讨论:和理想信道的传输特性相比较可知,该恒参信道的幅频特性
H (ω ) = (1 + cos ωT0 ) 不 为 常 数 , 所 以 输 出 信 号 存 在 幅 频 畸 变 。 其 相 频 特 性
通信原理课后习题参考答案
++++++++++++++++++++++++++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。
通信原理教程习题答案第四版
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》樊昌信__课后习题答案
《通信原理》樊昌信__课后习题答案第⼀章概论1.3 某个信息源由A 、B 、C 、D 等4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4个符号等概率出现;(2)这4个符号出现的概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16。
解:每秒可传输的⼆进制位为:()20010513=?÷-每个符号需要2位⼆进制,故每秒可传输的符号数为: 1002200=÷ (1) 4个符号等概率出现时每个符号包含的平均信息量为: bit 24log 2=故平均信息速率为:s b R b /2002100=?=(2)每个符号包含的平均信息量为:bit 977.11651log 1651631log 163411log 41411log 412222=+++故平均信息速率为: s b R b /7.197977.1100=?=1.6 设⼀个信号源输出四进制等概率信号,其码元宽度为125s µ。
试求码元速率和信息速率。
解:码元速率为:()baud R B 80001012516=?÷=- 信息速率为:s kb R R B b /16280004log 2=?==第⼆章信号2.2 设⼀个随机过程X (t )可以表⽰成:()()∞<<∞-+=t t t X θπ2cos 2其中θ在(0,2π)之间服从均匀分布,判断它是功率信号还是能量信号?并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解:它的能量⽆限,功率有界,所以是⼀个功率信号。
`()[]()[]()()()πτθπτθππτπθπθπτπθπππ2cos 4224cos 2cos 22122cos 22cos 22020=+++=+++=?d t d t t由维纳-⾟钦关系有:()()ττωωτd e R P j X -+∞∞-?=()()[]πωδπωδπ222++-=2.3 设有⼀信号可表⽰为:()()??>≥-=000exp 4t t t t x试问它是功率信号还是能量信号?并求出其功率谱密度或能量谱密度。
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2
2
高斯噪声的一维概率密度函数(pdf):
p(x)
1
2
exp
x a2
2 2
高斯噪声的一维概率分布函数():
x
x
F(x) p(z)dz
1
2
ex通p信原理z2-答案a2 第2 4章dz
1
2
x
exp
z a2
2 2
dz
窄带高斯噪声的数学描述
ni (t) (t) cos[ct (t)]
N
P(xi ) lo通g信P原(x理i )-答案第4章 i 1
单个符号的信息量:
I
loga
1 P(x)
loga
P(x)
平均信息量:即信源的熵。
频带利用率: B
RB B
(Baud
/
Hz)
b
Rb B
(bit
/
s / Hz)
基带系统无码间串扰的最大频带利用率是2Bd/Hz。
误码率和误信率: Pe
)
多径信号合成相位: (t) arctan Q (t)
通信原理-答案第4章
I (t)
1-1 简述消息、信息、信号三个概念之间的联系与区别。
答:(一)区别:
消息(Message)是包含具体内容的文字、符号、数据、语音、图片、图 象等等,是信息的具体表现形式,也是特定的信息。信息(Information)是 消息的统称,是消息的概括和抽象,可理解为消息中包含的有意义的内 容,它用信息量来衡量。信号(Signal)是搭载或反映信息的载体,通常以 某种客观物理量(电压、电流)表现出来。
通信原理-答案第种类型?
答:对点到点通信,按消息传递的方向与时间关系划 分,通信方式可分为单工(Simplex Communication) 、半双工 (Half-duplex Communication)及全双工通信(Duplex Communication)三 种。
1-3 什么是传输方式?数据传输方式有哪几种类型?
答:现代数字通信系统中,按照数字信号的各个二进制位 (又称比特)是否同时传输,数据的传输方式可分为并行传输 (Parallel Transmission)和串行传输(Serial Transmission)两种。
通信原理-答案第4章
1-4 什么是复用方式?它有哪几种类型?各有何含义?
(第1、2、4
通信原理-答案第4章
第1章 概论
基本概念:(略)
主要公式:
码元速率计算:RB
1 Tb
(Bd )
信息速率计算:Rb RB.H (b s)
Rb RB log2 N (N进制信源各符号独立等概时)
信源的熵:
I H(X)
P(x1) log P(x1) P(x2 ) log P(x2 ) P(xn ) log P(xN )
错误码元数 传输总码元数
错误比特数 Pb 传输总比特数
二进制系统平均误码率(总误码率):
Pe P(0)P(1 0) P(1)P(0 1)
通信原理-答案第4章
信道传输特性:H(jω)
幅频特性: j
相频特性:
群迟延特性: ( ) d ( ) d
无失真传输条件(时域和频率):
随参信道的相关带宽:
(2)码元宽度不变,码元速率仍为
RB
72000 3 60
400(Bd )
改为16进制信号传输,假设各符号独立等概,则信息速率为
Rb RB log N 400 4 1600(bit / s)
通信原理-答案第4章
1-13 在强噪声环境下,某系统在5分钟内共接收到358.5Mbit的正确信息 量,假设系统传输速率是1200Kbit/s。求(1)系统的误比特率。(2)若系统传输 的是四进制数字信号,误比特率是否改变,为什么?(3)若传输速率改为 800KBd,采用四进制传输,误比特率是多少?误码率又是多少?
通信原理-答案第4章
1-12 已知二进制信号在3分钟内共传送了72000个码元,问(1)码元速率和 信息速率各为多少?(2)若码元宽度不变,但改为16进制数字信号,则其 码元速率和信息速率又为多少?
解:(1)码元速率为 RB
72000 3 60
400(Bd )
信息速率为 Rb 400(bit / s)
Bc
1
m
信号带宽一般取为:
B
1 3
~
1 5
Bc
连续信道的信道容量(香农公式):
C
B
log2
1
S N
B
log2 1
S n0 B
通信原理-答案第4章
(b / s)
白噪声的功率谱密度:
Pn
(
)
n0 n0
/ 2 0
双边谱 单边谱
白噪声的相关函数:
Rn
(
)
1
2
n0 e j d n0 ( )
(t) cos(t)cosct (t) sin(t)sin ct
I (t) cosct Q (t) sin ct
其中
n
I (t) i (t) cosi (t) i 1 n
Q (t) i (t)sini (t) i 1
同相分量 正交分量
多径信号合成包络: (t)
2 I
(t
)
2 Q
(t
解:(1)系统传输速率为1200Kbit/s,则5分钟内共传输的比特数为1200 × 1000 × 5 × 60=360Mbit,故误比特率为
Pb
错误的比特数 传输的总比特数
答:实现在同一条通信线路上传送多路信号的技术叫做多路复用技 术(multiplex)。 各种多路复用技术的目的均在如何尽量提高信道的利 用率。目前常用的复用方式主要有频分复用、时分复用、码分复用和 空分复用。
频分复用(FDM)是指根据工作频率来区分用户,各路信号的频谱处 于不同频段的物理信道上,互不重叠。时分复用(TDM)是指根据工作 时隙来区分用户,它将整个信道传输信息的时间划分成若干时隙,并 将这些时隙分配给每一个用户使用,每一路信号在分配给自己的时隙 内独占信道进行数据传输。码分复用(CDM) 是指根据码型来区分用户, 系统为每个用户分配各自特定的地址码,地址码之间具有相互准正交 性,所有子信道在时间、空间和频率上则可以重叠。空分复用(SDM) 是指多对电线或光纤共用一条缆的空间复用方式。
(二)联系:
消息、信息、信号是与通信(Communication)密切相关的三个概念。信 息一词在概念上与消息相似,但其含义却更具普遍性、抽象性。消息可以 有各种各样的形式,但消息的内容可统一用信息来表述,传输信息的多少 可直观地使用“信息量”进行衡量。信号是消息的载体和通信的客观对象, 而信息是信号的内涵。