通信原理——作业
通信原理作业解
通信原理作业解第1章 绪论1-1 设英文字母E 出现的概率E P =0.105，X 出现的概率为X P ＝0.002，试求E 和X 的信息量各为多少？解： 0.105E P =22log log 0.105 3.25bit E E I P =-=-= 0.002X P =22log log 0.0028.97bit X X I P =-=-=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I 。
解： 1/4,1/4,1/16,1/8,1/16,A B C D E F P P P P P P ======222222log 1log 1/log 1/log 1/log 1/log 1/111111log 4log 4log16log8log16log 44416816432bit /8A AB BC CD DE EF F I P P P P P P P P P P P P =+++++=+++++=符号1-3 设一数字传输系统传送二进制信号，码元速率R B2=2400B ，试求该系统的信息速率R b2=？若该系统改为传送十六进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少？ 解：由题 B22400B R =（1）二进制时 b2B2=2400bps R R =（2）16进制时 b16B16=424009600bps R kR =⨯=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eb P =？（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，eb P 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 ，5分钟内共接收到正确信息量为710 Mb ，则eb P ＝？ 解：1200kbps b R =⑴()362312001056035510 1.3910120010560ebP -⨯⨯⨯-⨯==⨯⨯⨯⨯⑵ 因为eb P 仅由信息量决定，所以当系统所传输的数字信号为四进制时，eb P 值不变。
通信原理大作业
通信原理⼤作业通信原理⼤作业2ASK信号传输仿真⼀、选题意义2ASK（⼆进制振幅键控）是⼀种最简单的数字信号的载波传输，通过对2ASK 的仿真可以更好的理解数字调制系统的组成以及各模块的功能。
⼆、仿真实验任务1.掌握2ASK 调制解调原理及其实现⽅法。
2.按照2ASK产⽣模型和解调模型分别产⽣2ASK信号和⾼斯⽩噪声，经过信道传输后进⾏解调。
3.测试2ASK传输信号加⼊噪声后的误码率，分析2ASK传输系统的抗噪声性能；三、仿真原理本实验主要是利⽤MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计⼀个2ASK 调制与解调系统.⽤⽰波器观察调制前后的信号波形; ⽤频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,⽤误码测试模块测量误码率;最后根据运⾏结果和波形来分析该系统性能。
通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。
3.1 2ASK调制与解调原理3.1.1 2ASK调制原理振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号⽽变化的数字调制。
当数字基带信号为⼆进制时，则为⼆进制振幅键控。
设发送的⼆进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独⽴。
该⼆进制符号序列可表⽰为2()()cos()[()]cos ASK c n s cne t s t w t a g t nT w t==-∑(1)其中：⼆进制振幅键控信号时间波形如图1 所⽰。
由图1 可以看出，2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随⼆进制基带信号s(t)通断变化，所以⼜称为通断键控信号（OOK信号）。
图1 ⼆进制振幅键控信号时间波形在⼆进制数字振幅调制中，载波的幅度随着调制信号的变化⽽变化，实现这种调制的⽅式有两种：（1）模拟相乘法：通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号，这种直接利⽤⼆进制数字信号的振幅来调制正弦载波的⽅式称为模拟相乘法，其电路如图2所⽰。
在该电路中载波信号和⼆进制数字信号同时输⼊到相乘器中完成调制。
通信原理(人民邮电出版社第2版)课后作业答案
第1章 绪论1-4 设有一离散无记忆信源,其概率空间为(1) 求每个符号的信息量;(2) 信源发出一消息符号序列为(202 120 130 213 001203 210110 321 010 021 032011 223 210)求该消息序列的信息量和平均每个符号携带的信息量.解：（1）根据题意，可得：23(0)log (0)log 1.4158I P =-=-≈比特21(1)log (1)log 24I P =-=-= 比特 21(2)log (2)log 24I P =-=-= 比特 21(3)log (3)log 38I P =-=-= 比特（2）法一：因为离散信源是无记忆的，所以其发出的消息序列中各符号是无依赖的、统计独立的。
因此，此消息的信息量就等于消息中各个符号的信息量之和。
此消息中共有14个“0”符号，13个“1”符号，12个“2”符号，6个“3”符号，则该消息的信息量是：14(0)13(1)12(2)6(3)I I I I I =+++14 1.41513212263≈⨯+⨯+⨯+⨯87.81≈ 比特此消息中共含45个信源符号，这45个信源符号携带有87.81比特信息量，则此消息中平均每个符号携带的信息量为287.81/45 1.95I =≈ 比特/符号法二：若用熵的概念计算，有222331111()log 2log log 1.906(/)884488H x bit =--⨯-=符号说明：以上两种结果略有差别的原因在于，它们平均处理方法不同，前一种按算术平均的方法进行计算，后一种是按熵的概念进行计算，结果可能存在误差。
这种误差将随消息中符号数的增加而减少。
1-10 计算机终端通过电话信道(设信道带宽为3400Hz)传输数据.(1) 设要求信道的S/N=30dB,试求该信道的信道容量是多少?(2) 设线路上的最大信息传输速率为4800bit/s,试求所需最小信噪比为多少?解：(1) 因为S/N =30dB,即1010log 30S dB N =，得：S/N=1000由香农公式得信道容量2log (1)S C B N =+ 23400l o g (11000)=⨯+ 333.8910/b i t s ≈⨯ （2）因为最大信息传输速率为4800b/s ，即信道容量为4800b/s 。
数字通信原理作业参考答案
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。
无线通信原理作业习题（64学时）
第一章1. 什么叫移动通信?移动通信有哪些特点?2. 单工通信与双工通信有何区别?各有何优缺点?3. 数字移动通信系统有哪些优点?4. 常用移动通信系统包括哪几种类型?5. 蜂窝通信系统采用了哪些技术?它与无线寻呼、无绳电话、集群系统的主要差别是什么?6. 集群的基本概念和方式是什么?它与常用的话音通信有何差别?7. 移动卫星通信的典型系统有哪些?它与地面蜂窝移动通信的差别是什么?8. 什么叫分组无线网?9. 移动通信包括哪些主要技术?各项技术的主要作用是什么?10. 移动通信系统由哪些功能实体组成?其无线接口包括哪几层的功能?第二章1. 移动通信中对调制解调技术的要求是什么?2. 已调信号的带宽是如何定义的? FM信号的带宽如何计算?3. 什么是调频信号解调时的门限效应? 它的形成机理如何?4. 试证明采用包络检测时，FSK的误比特率为e-r/2/2。
5. 试述MSK调制和FSK调制的区别和联系。
6. 设输入数据速率为16 k b／s，载频为32 kHz，若输入序列为{0010100011100110}，试画出MSK信号的波形，并计算其空号和传号对应的频率。
7. 设输入序列为{00110010101111000001}。
试画出GMSK在B b T b=0.2时的相位轨迹，并与MSK的相位轨迹进行比较。
8. 与MSK相比，GMSK的功率谱为什么可以得到改善?9. 若GMSK利用鉴频器解调，其眼图与FSK的眼图有何异同?10. 试说明GMSK一比特延迟差分检测和二比特延迟差分检测的工作原理。
11. 试证明PSK相干解调的误比特率为。
12. QPSK、OQPSK和π/4-DQPSK的星座图和相位转移图有何异同?13. 试述π/4-DQPSK调制框图中差分相位编码的功能，以及输入输出信号的关系表达式。
14.试述π/4-DQPSK基带差分检测电路中解码电路的功能，以及输入输出信号的关系表达式。
15. 试说明π/4-DQPSK信号的基带差分检测和中频差分检测的原理。
《通信原理》第二、三章_作业及答案
《通信原理》第二、三章_作业及答案本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第二、三章 作业一、填空题1. 确知信号 是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，按照是否具有周期重复性，可分为 周期 信号 和 非周期 信号。
2.能量信号，其 能量 等于一个有限正值，但 平均功率 为零；功率信号，其 平均功率 等于一个有限正值，但其 能量 为无穷大。
3.周期性功率信号的频谱函数C n 是 离散的 (连续的/离散的)，只在 f0 的整数倍上取值。
能量信号的频谱密度是 连续的 (连续谱/离散谱)。
4．平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其一维分布与 时间 无关，二维分布只与 时间间隔 有关。
5.平稳随机过程的各态历经性可以把 统计 平均简化为 时间 平均，从而大大简化了运算。
6．功率谱密度为P （ω）的平稳随机过程的自相关函数R （ζ）为 （写出表达式即可）。
7.高斯分布的概率密度函数f(x)=8．高斯过程通过线性系统以后是高斯过程，平稳过程通过线性系统以后是 平稳 过程。
某平稳随机过程的期望为a ，线性系统的传输函数为H （ω），则输出的随机过程的均值为a H （ω）。
9．一个均值为零，方差为σ2窄带平稳高斯随机过程，其同相分量和正交分量均是 平稳高斯 过程，且均值为 0 ，方差为 2n σ 。
10.窄带随机过程可表示为)](cos[)(t t t c ξξϕωα+和t t t t c s c c ωξωξsin )(cos )(-。
11.一个均值为零方差为2n σ的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利 分布，相位的一维分布服从 均匀 分布。
12.白噪声在 不同时刻 （同一时刻/不同时刻）上，随机变量之间不相关，在 同一时刻 （同一时刻/不同时刻）上，随机变量之间均相关。
13.高斯白噪声是指噪声的概率密度服从 高斯 分布，功率谱密度服从均匀 分布。
《通信原理》作业答案
《通信原理（C）》作业解答1-1．以无线广播和电视为例，说明下图所示模型中，信息源、受信者及信道包含的具体内容是什么？答：（一）信息源的作用是将各种可能的消息转换成原始电信号。
（1）在无线广播中，信息源中包含的具体内容就是从声音等各种消息转换而成的原始电信号。
（2）在无线电视中，信息源中包含的具体内容就是从声音、图像等消息转换而成的原始电信号。
（二）受信者的作用就是将复原的原始电信号转换成相应的消息。
（1）在无线广播中，受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声音等消息。
（2）在无线电视中，受信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换而成的声音、图像等消息。
（三）信道的作用就是传送由原始电信号转换而来的信号。
在无线广播和电视中，信道中包括的具体内容就是无线电波，其中以某种方式表示原始电信号。
1-2．何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：（1）数字信号：如果电信号的参量仅可能取有限个值，则称之为数字信号。
（2）模拟信号：如果电信号的参量取值连续（不可数、无穷多），则称之为模拟信号。
（3）两者的根本区别在于：电信号的参量取值是有限个值还是连续的。
1-3. 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，数字通信具有以下特点：（1）传输的信号是离散式的或数字的。
（2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应。
（3）抗干扰能力强，因为数字信号可以再生，从而消除噪声积累。
（4）传输差错可以控制。
（5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理。
（6）便于加密，可靠性高。
（7）便于实现各种信息的综合传输。
1-5. 按调制方式，通信系统如何分类？答：根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带（调制）传输。
（1）基带传输是将末经调制的信号直接传送，如音频市内电话。
（2）频带传输是对各种信号调制后传输的总称。
1-7. 按传送信号的复用方式，通信系统如何分类？答：传送多路信号有三种复用方式，即为频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）。
通信原理大作业(1)
16－QAM 基带传输系统 1． 引言随着通信业迅速的发展，传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求，而可用频谱资源有限，业不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。
另外，人们亦不能满足通信单一的语音服务，希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。
但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。
高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要，正交幅度调制QAM 是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM 具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
为了加深对QAM 调制解调数字传输系统的理解，本实验对整个16－QAM 基带传输系统的仿真，结构框图如图1所示:2． QAM 调制解调原理2．1 QAM 调制正交幅度调制QAM 是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM 具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
正交幅度调制（QAM ）信号采用了两个正交载波tf t f c c ππ2sin 2cos 和，每一个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。
发送信号波形如图2.1.1所示,2sin )(2cos )()(t f t g A t f t g A t u c T ms c T mc m ππ+=M m ,...,2,1=图2.1.1 M=16QAM 信号星座图式中{mc A }和{ms A }是电平集合，这些电平是通过将k 比特序列映射为信号振幅而获得的。
例如一个16位正交幅度调制信号的星座图如下图所示，该星座是通过用M ＝4PAM 信号对每个正交载波进行振幅调制得到的。
利用PAM 分别调制两个正交载波可得到矩形信号星座。
QAM 可以看成是振幅调制和相位调制的结合。
因此发送的QAM 信号波形可表示为),2cos()()(n c T m mn t f t g A t u θπ+= ,,....,2,11M m = ,,....,2,12Mn = 如果,211kM =,222k M=那么QAM 方法就可以达到以符号速率)(21k k R B +同时发送2221log M M k k =+个二进制数据。
通信原理作业
通信原理作业1.1⼈体对⾳调⾼低的感觉与声⾳频率是什么关系？声⾳⾳调⾼低决定于发声体振动的频率。
频率越⼤，声调越⾼；频率越⼩，声调也就越低！1.2⼈对声⾳频率的相应范围？20HZ----20KHZ1.3⼈对哪些声⾳频率最敏感？⼈⽿对1000Hz的声⾳最敏感，⽽且对⾼频声⽐对低频声的灵敏性要好。
2.1视频信号的频谱有什么特点？⾳频信息时间上的离散化和图像信息空间位置的离散化。
⾳频信息电平值和图像灰度值的离散化。
2.2 在我国采⽤的模拟电视制式中，视频信号的带宽是多少？PAL制是将两个⾊差信号对频率为4.43MHz，NTSC制是将两个⾊差信号对频率为3.58MHz，在⽆线电频谱中48～958MHz的频率范围被划分为五个频段Ⅰ频段：为电视⼴播的1～5频道（48.5～92MHz）Ⅱ频段：为调频⼴播和通信专⽤Ⅲ频段：为电视⼴播的6～12频道（167～223MHz）Ⅳ频段：为电视⼴播的13～24频道（470～566MHz）Ⅴ频段：为电视⼴播的25～68频道（606～958MHz）2.3彩⾊信号的频谱是如何分布的？彩⾊电视系统是按照三基⾊的原理设计和⼯作的。
三基⾊包括：红⾊、绿⾊和蓝⾊（RGB）混⾊⽅法：单位⾯积上存在三个RGB像元点，每个点独⽴发光，由于发光点很⼩，在⼀定距离观看时，⼈眼会看到的是三原⾊的混合⾊。
3.彩⾊电视机传输信号的特点是？与⿊⽩电视是如何兼容的？早期为了保护⿊⽩电视机的⽤户权益，彩⾊电视信号传送的并⾮RGB颜⾊分量，⽽是⼀个亮度和两个⾊差分量。
电视视频基带内传输图像的复合信号。
⿊⽩电视的全电视信号包括：扫描逆程期间的⾏(⽔平)、场(垂直)扫描同步和消隐信号、扫描正程时间的⿊⽩亮度信号。
其中同步信号使收发的扫描同步，以保证接收图像的稳定重现；消隐信号⽤来消除回扫亮线⼲扰；⿊⽩亮度信号供⿊⽩或彩⾊电视机接收⿊⽩电视图像。
彩⾊电视的全电视信号除有同于⿊⽩电视的内容外，还有⾊同步信号和⾊度信号。
通信原理作业详解(1-7章)
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b 2004log log 2B 2B b ===R M R R（2）平均信息量为符号比特977.1516log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H则平均信息速率为 b 7.197977.1100B b =⨯==H R R习题1.6 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。
试求码元速率和信息速率。
解：错误!未找到引用源。
等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22===1.7 设一个接收机输入电路的等效电阻等于600欧姆，输入电路的带宽等于6MHz ，环境温度为23℃，试求该电路产生的热噪声电压有效值。
解：66231067.7106600)27323(1038.144--⨯≈⨯⨯⨯+⨯⨯⨯==kTRB V V习题1.8 设一条无线链路采用视距传输方式通信，其收发天线的架设高度都等于80 m ，试求其最远的通信距离。
解：由28D rh =，得 错误!未找到引用源。
63849 kmD ===m 习题2.3 设有一信号可表示为：4exp() ,t 0(){0, t<0t X t -≥=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。
解：它是能量信号。
X (t )的傅立叶变换为：(1)004()()441j t t j t j tX x t e dt e e dt edt j ωωωωω+∞-+∞--+∞-+-∞====+⎰⎰⎰ 则能量谱密度 G(f)=错误!未找到引用源。
通信原理作业答案
通信原理作业答案5-7 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度 P n (f)=0.5×10-3W/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 100 KHz ，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)该理想带通滤波器的中⼼频率和通带宽度⼤？ (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) 求解调器输出端的噪声功率谱密度，并⽤图形表⽰出来。
解：（1）由题意可知该滤波器的中⼼频率为100KHz,通带宽度为B=2fm=10KHz(2) 解调器输⼊端的噪声是经过理想带通滤波器后的⾼斯窄带噪声，其带宽为 B ，因此输⼊端的噪声功率N i =2P n (f)·B=2×0.5×10-3×10×103=10W已知输⼊信号功率 S i =10Kw,故有Si/Ni=-10?1000/10=1000(3)由于双边带调制系统的增益为G=2，所以解调器输出的信噪⽐为So/No=2?Si/Ni =2000(4)相⼲解调时，解调器的输出噪声no(t)=1/2nc(t),其中nc(t)是解调器输⼊端⾼斯窄带噪声的同向分量，基功率谱密度32()10/,5()20n nc B P f W Hz f kHz P f -?=≤=?=，其它因此输出噪声功率谱密度为30.2510/,51()()=240nc no B W Hz f kHz P f P f -??≤=?=，其它5-10 某线性调制系统的输出信噪⽐为20dB,输出噪声功率为10-9W,由发射机输出端到解调器输⼊之间总的传输损耗为100 dB,试求:(1) DSB/SC 时的发射机输出功率；(2) SSB/SC 时的发射机输出功率.解：(1) 在DSB/SC ⽅式中，调制制度增益G=2，因此解调器输⼊信噪⽐S i/ N i=1/2×S O/ N O=1/2×1010/20=50同时，在相⼲解调时，N i=4 N O=4×10-9 W 因此解调器输⼊端的信号功率S i=50 N i=2×10-7W考虑到发射机输出端到解调器输⼊之间传输损耗为100 dB,可得发射机输出功率S O=10100/10×S i =2×103 W(2) 在SSB/SC ⽅式中，调制制度增益G=1，S i/ N i=S O/ N O=100 同时，在相⼲解调时，N i=4 N O=4×10-9 W因此解调器输⼊端的信号功率S i=100 N i=4×10-7 W考虑到发射机输出端到解调器输⼊之间传输损耗为100 dB,可得发射机输出功率S O=10100/10×S i =4×103 W5-13 设某信道具有均匀的双边噪声功率普密度P n(f)= 0.5×10-3 W/Hz,在该信道中传输振幅信号，并设调制信号m(t)的频带限制于5KHZ,载频是100khz,边带功率为10kw,载波功率为40kw。
通信原理第一次作业
第一次作业见网络课件各章练习题（课件中个别题目有误，以以下题目为准）。
网络课件中的题目为典型性题目，希望大家都能做一遍，以下题目为必做题，要上交。
第一章2、3、5、62．请画出数字通信系统的基本原理方框图，并说明各个环节的作用。
答：源与信宿：信源是将消息转换为电信号；信宿则是将电信号还原为原始消息。
信源编码和信源解码：信源编码对模拟信源作用有二：模/数转换和码率压缩；对数字信源来说，进行码率压缩来提高传输效率。
信源解码是信源编码的逆过程。
信道编码和信道解码：信道编码是为提高系统的可靠性，达到纠错和检错的目的而按照一定规律进行的编码过程；信道解码是信道编码的逆过程。
调制和解调：数字调制的任务就是把数字基带信号转换成适于信道传输的数字已调信号；数字解调是数字调制的逆过程。
信道：是信号传输的媒介。
噪声源－为了方便分析，人们通常把始端、终端与传输信道中所存在的干扰都折合到信道中，等效为一个总的噪声源。
3．衡量数字通信系统的主要性能指标是什么？答：有效性可用传输速率来衡量。
系统的可靠性具体可用差错率来衡量传输速率1 码元传输速率码元传输速率，又称为码元速率或传码率。
其定义为每秒钟传送码元的数目，单位为"波特",常用符号"B"表示。
2 信息传输速率传输速率还可用信息传输速率来表征。
信息传输速率又称为信息速率和传信率。
通常定义每秒钟传递的信息量为传信率，单位是比特/秒(bit/s或bps)。
差错率差错率是衡量系统正常工作时，传输消息可靠程度的重要性能指标。
差错率有两种表述方法:1.误码率: 是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。
2.误信率:又称误比特率，是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
5．设有四个消息符号，其前三个符号出现概率分别是1/4，1/8，1/8。
通信原理大作业 (2)
通信原理大作业年级2010级班级0210**姓名学号张**专业电子信息工程学院电子工程学院西安电子科技大学2013年6月➢选题一：2FSK信号传输仿真一、题目要求：按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。
2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。
二、2FSK信号传输介绍数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
然而，实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号。
为了使数字信号在带通系统中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
在接收端，通过解调器把带通信号还原为数字基带信号的过程称为数字解调。
移频键控（FSK）是数据通信中最常用的一种调制方式。
FSK方法简单，易于实现，并且解调不需要恢复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落性能较强。
缺点是占用频带较宽，频带利用不够经济。
FSK主要应用于低中速数据传输，以及衰落信道和频带较宽的信道中。
三、2FSK信号传输实现方法1.调制过程FSK即Frequency Shift Key 叫做移频键控或频移键控。
调制的方法一般有两种，一种叫直接调频法，另一种叫键控法。
所谓直接调频法，就是将输入的基带脉冲去控制一个振荡器的某种参数，而达到改变振荡频率的目的。
键控法就是利用矩形脉冲序列控制的开关电路，对两个不同的独立频率源进行选通。
一般来说，键控法采用两个独立的振荡器,得到的是相位不连续的FSK信号；而且直接调频法f1,f2由同一个谐振电路产生，则得到相位连续的FSK信号。
2FSK信号便是0符号对应于载频f1，1符号对应于载频f2（与f1不同的另一个载频）的一调制波形，而f1与f2的改变是瞬间完成的。
2.解调过程2FSK的常用解调方法是采用相干解调（如下图）。
通信原理(陈启兴版) 第7章作业和思考题参考答案
(2) 自然抽样的无失真抽样条件只要满足抽样定理即可，带宽满足 fH B fs fH 这个条件的
低通滤波器即可恢复 m(t)。 7-4. 设信号 m(t) = 9 + Acos(ωt)，其中 A ≤ 10V。若 m(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 N 和量化间隔 Δ。 解 因为25<40<26，所以所需的二进制码组的位数 N=6位。 量化级间隔
它位于第7段序号为3的量化级，因此输出码组为
a0a1a2a3a4a5a6a7 =11100011
量化误差为27。 (2) 对应的11位均匀量化码位 01001100000 7-6. 在 A 律 PCM 系统中，当归一化输入信号抽样值为 0.12、0.3 与-0.7 时，编码器输出码组是
多少？
解 0.12 0.12 1 246 2048
B 1 24 (kHz) τ
(2) 若抽样后信号按 128 级量化，故需要 7 位二进制码编码，每位码元的矩形脉冲宽度为
T
1
1
τ Tb
7
7 8000
(s)
56000
故 PCM 基带信号频谱的第一零点频率
B 1 56 (kHz) τ
7-9. 已知话音信号的最高频率 fm = 3400Hz，今用 PCM 系统传输，要求信号量化噪声比 S0/Nq 不低于 30dB。试求此 PCM 系统所需的奈奎斯特基带频宽。
(b)
7-2. 对模拟信号 m(t) = sin(200πt)/(200t)进行抽样。试问：(1)无失真恢复所要求的最小抽样频率 为多少？(2)在用最小抽样频率抽样时，1 分钟有多少个抽样值？
解： (1) 信号的最高频率为 fH=200Hz，抽样定理要求无失真恢复所要求的最小抽样频率为
通信原理大作业
通信原理大作业1、说明在通信原理课程中，介绍了通信系统的基本理论，主要包括信道、基带传输、调制/ 解调方法等。
为了进一步提高和改善学生对课程基本内容的掌握，进行课程作业方法的改革的试点，设立计算机仿真大作业。
成绩将计入平时成绩。
2、要求参加的同学3~5人一组，选择1〜2个题目，协作和共同完成计算机编程和仿真，写出计算机仿真报告。
推荐的计算机仿真环境为MATLAB也可以选择其它环境。
3、大作业选题(1) 信道噪声特性仿真产生信道高斯白噪声，设计信道带通滤波器对高斯白噪声进行滤波，得到窄带高斯噪声。
对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析，画出其时域和频域的图形。
(2) 基带传输特性仿真利用理想低通滤波器作为信道，产生基带信号，仿真验证奈氏第一准则的给出的关系。
改变低通滤波器的特性，再次进行仿真，验证存在码间干扰时的基带系统输出，画出眼图进行观察。
加入信道噪声后再观察眼图。
(3) 2ASK言号传输仿真按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。
2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。
(4) 2FSK信号传输仿真按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。
2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。
(5) 2PSK信号传输仿真按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。
2PSK信号的解调选用相干解调法。
⑹2DPSK言号传输仿真按照2DPSK产生模型和解调模型分别产生2DPSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。
数字通信原理作业参考答案
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问：哪种码元速率不会产生码间串扰？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-=∑Q v b 1PP ()(f f )-ω=δ-πb f 2f =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。
通信原理大作业
通信原理大作业—无线通信的发展历程以及MATLAB实现HDB3码一、无线通信的发展历程移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。
1897年，M·G·马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的，距离为18海里现代移动通信技术的发展始于上世纪20年代，大致经历了五个发展阶段。
第一阶段从上世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。
在这期间，首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统，其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。
该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到30～40MHz,可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段，特点是专用系统开发，工作频率较低。
第二阶段从上世纪40年代中期至60年代初期。
在此期间内，公用移动通信业务开始问世。
1946年，根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。
当时使用三个频道，间隔为120kHz，通信方式为单工，随后，西德(1950年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。
美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。
这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡，接续方式为人工，网的容量较小。
第三阶段从上世纪60年代中期至70年代中期。
在此期间，美国推出了改进型移动电话系统(IMTS)，使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。
德国也推出了具有相同技术水平的B网。
可以说，这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz 频段，实现了自动选频与自动接续。
第四阶段从上世纪70年代中期至80年代中期。
这是移动通信蓬勃发展时期。
1978年底，美国贝尔试验室研制成功先进的移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。
通信原理课后习题和作业答案40页PPT
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
25、学习是劳动，是充满思想的劳。——乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
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（3）相干解调，同理可得 2FSK 相干接收机的误比特率为： Pb =
1 r erfc( ) =3.87*10-6 2 2
3-18 假定对最高频率为 8MHz 的模拟信号进行线性 PCM 编码，量化电平数为 8，PCM 编码信 号先经过滚降系数为 0.2 的升余弦滚降滤波器进行处理，然后再采用数字调制。 （1）若采用 2PSK 调制，试求占用信道带宽和频带利用率。 （2）若采用 8PSK 调制，试求占用信道带宽和频带利用率。 解： 量化后的基带信号码速率为： RB =fs*8=2*8 MHz*lb(8) bit=48 Mbps 经过余弦滚降处理后，信号带宽： W 2PSK 调制， W2 psk =2 W基带
1 - 23 假设某随参信道的二径传播时延差为 τ， 试问在该信道上哪些频率点衰耗最大?选 择哪些频率传输信号最有利(即增益最大，衰耗最小 解答： 两条路径传播时，信道传输特性为：
AF( ) e j (1 e j ) j H ( ) Ae (1 e j ) F( )
3-3 设输入码流为 1100101010101110001010，将其编为下列码型，并画出相应的波形 （1）双相码 （2）CMI 码 （3）AMI 码 解： 双相码：曼彻斯特码，01 表示“0”码，10 表示“1”码 CMI 码：01 表示“0”码，交替用“11”和“00”表示“1”码 AMI 码： “0”码保持不变，交替用“+1”和“-1”表示“1”码 3-4 将 0100110000100001100000000010 编为 HDB3 码，并画出波形图 解：先变成 AMI，再对连 0 做处理 AMI： 0+1 0 0-1+1 0 0 0 0-1 0 0 0 0+1-1 0 0 0 0 0 0 0 0 0+1 0 HDB3：0+1 0 0-1+1 0 0 0+V-1 0 0 0-V+1-1+B 0 0+V-B 0 0-V 0+1 0 3-5 设某基带系统的频率特性是截止频率为 1MHz，幅度为 1 的理想低通滤波器。 （1）试根据系统无码间串扰的时域条件，求出此基带系统无码间串扰的码速率。 （2）若信息传输速率为 3Mb/s，该系统能否实现无码间串扰？ 解： （1）无码间串扰的时序条件：
1 (1 ) RB = 28.8 MHz 2
同样比特率信息，采用 8PSK 调制， W8psk =（1/3） W2 psk
3-22 试画出数字复接系统框图，简述数字复接原理。 解： 为了扩大传输容量， 需要将基群数字信号服用成二次群和更高次群复用信号。 采用时分复用 技术将若干低次群支路信号合并成高次群信号的过程称为数字复接。 P163 图 3-72 3-28 有 32 路模拟话音采用时分复用 PCM 方式传输。每路话音信号带宽为 4kHz，采用奈奎 斯特速率抽样和每样值 8 比特编码， PCM 脉冲带宽为 ， 占空比为 100%。 试计算脉冲宽度 。 解： 采用奈奎斯特抽样，fs=2*4 kHz=8 kHz。 总码率： Rb 32*fs*8= 2048 kbps 占空比为 100%的 NRZ 码， = 1/ Rb =488 ns 3-29 简述码分复用的原理，并画出码分多路复用原理框图。 解： 码分复用是用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号。 码分复用以不同的、 互为正交 的码序列来分离各路信号， 从而实现互不干扰的多路信号传输。 各路信号码元在皮女郎和时 间上都是相互重叠的，即使用相同的载波频率，占用相同的频带，发射时间是任意的。但代 表每个码元的码组是正交的。 P175 图 3-85 3-30 简述波分复用原理，并画出双向波分复用系统原理框图。 解： 为了充分利用单模光纤巨大的带宽资源， 根据光波波长的不同， 将单模光纤低损耗窗口划分 成若干个信道，把光波作为信号的载波，实现多路信号的传输。这种采用光波波长的复用方 法称为波分复用。 P176，图 3-86，(b)
-lbP( xi ) lb2 =1bit
1 的信息量：
-lbP( xi ) =lb4=2bit
2、3 的信息量：
-lbP( xi ) =lb8=3bit
平均信息量：
H ( x) P( xi )lbP( xi ) =1/2+2*1/4+2*3*1/8=7/4 bit/符号
i 1
n
（2）RB=1/Ts=500k 符号/s Rb= RB *H(x)= 875kbit/s 1 - 8 某系统经长期测定，它的误码率 Pe=10-5，系统码元速率为 1200B，问在多少时间内 可能收到 360 个错误码元。 解答： 7 需要发送的码元数目：N=360/Pe=3.6*10 个， 4 所需的时间：N/1200=5*10 s 1 - 20 当均值为 0， 边功率谱密度为 n0/2 的白噪声通过如图 P1 - 2 所示的 RC 低通滤波 器时，试求输出噪声的功率谱密度和自相关函数。 R 解答： 先求系统频域传输函数 H（f） 输入 C 输出
1 - 3 简述衡量数字通信系统的主要性能指标，并举例说明。 答： 有效性和可靠性 传输速率 频带利用率 差错率 1 - 5 某 2ASK 系统的四个振幅值分别为 0、 1、 2、 3， 这四个振幅是相互独立的。 (1) 振幅 0，1，2，3 出现的概率分别为 1/2，1/4， 1/8，1/8， 求每个振幅的信息量和 各种振幅信号的平均信息量。 (2) 设每个振幅的持续时间(即码元宽度)为 2 μs， 求此系统的信息速率。 解： （1） 0 的信息量：
H (f n
T ,| f | fs / 2 nfs ) s 0,其他
对于题目所给的理想低通滤波器， f s / 2 1MHz，fs=2MHz，对应码速率为 2M Baud 对于无码间串扰基带系统， RB 2W （2）只要采用多机制调制即可，根据多进制和二进制的关系， Rb lbM RB 只要采用四 进制以上的调制即可。 3-6 某给定低通型信道的带宽为 3000Hz，在此信道上进行基带传输，当基带形成滤波器特 性分别为理想低通、50%升余弦滚降、100%升余弦滚降时，确定无码间串扰传输的最高码速 率及相应的频带利用率。 解： 对于升余弦滚降系统，所需带宽和码元传输速率的关系是
1 W (1 ) RB ，理想低通滤波器相当于 0 ， 因此，码速率和频带利用率分别为 2 R 理想低通： RB 6000 Baud， B B =2 W R 50%升余弦滚降： 0.5 , RB 4000 Baud， B B =4/3 W
100%升余弦滚降： 1 ， RB 3000 Baud， B
0 0
其模值
1 e j 1 cos j sin
(1 cos ) 2 sin 2 2 cos
2
因此，当频率为 f= 获得增益。
1 1 的奇数倍时，损耗最大；而当 f= 的整数倍时，对传输最有利，可 2
1 - 25 简述窄带高斯白噪声中的“窄带”、 “高斯”和“白”的含义。 解答： 窄带：带宽相对于中心频率较小 高斯：噪声幅度呈现高斯分布、 白：功率谱密度在带宽内是一条直线（常数） 1 - 28 已知有线电话信道的带宽为 4 kHz。 (1) 试求信道输出信噪比为 20 dB 时的信道容量。 (2) 若在该信道中传送 33.6 kb/s 的数据， 试求接收端要求的最小信噪比。 解答： C=Wlb(1+S/N) (1)当 S/N=20dB 时，C= 26.6 kbit/s (2) C>=33.6 kb/s，-> lb(1+S/N)>=8.4 —> S/N >= 25.3dB
H( f )
j 2
n0 j 2 fC P Y ( f ) H( f ) P x( f ) 2 R j 2 fC
2
2
n 2 fRC 2 fC = 0 2 2 R 2 2 fC
2
4
2
Sq Nq
20 lg L ，-〉 lg L 1.5 -〉 L 101.5
为了使得信噪比大于 30dB，L 需要大于 32，每个相当于需要大于 5 个比特 2-8 已知话音信号的最高频率 fm =3400Hz，若用 PCM 系统传输，要求量化信噪比为 30 dB， 试求该 PCM 系统的带宽。 解答： 2N S/N=2 >30dB,N>=5dB。 fm=3400Hz，fs>=6800Hz。 RB=fs*N=34000 Baud 根据奈奎斯特第一准则， (RB/B)max= 2 Baud/Hz B 最小为 17000 Hz 2-9 A=87.6 的 13 折线各段斜率是如何得来的? 为什么称为 13 折线? 解答： 归一化后，将 x 轴正半轴按 1/2，1/4，1/8，……分为 8 段，Y 轴 0~1 均匀分为 8 段，然后 将每一段连接，-1~0 也是如此处理，得到 16 段连接线，因为最低 4 段斜率相同，因此共有 13 段折线。
RB =1 W
3-11 设发送数字信息为 011011100010，试分别画出 2ASK、2FSK 和 2DPSK 信号波形 解： 2DPSK： 原始码 相对码 0 1 011011100010 010010111100 101101000011
3-15 在某 2FSK 系统中，发送符号“1”的频率 f1=980Hz，发送符号“0”的频率 f2=2180Hz， 且发送概率相等， 码元速率为 RB=300B， 信道有效带宽为 3000Hz， 信道输出端的信噪比为 6dB。 （1）试求 2FSK 信号的谱零点带宽。 （2）若采用非相干解调，试求系统的误码率。 （3）若采用相干解调，试求系统的误码率。 解： （1）对于 2FSK，谱零点带宽为 f =|f2-f1|=|2180-980|=1200 Hz，由于 f >fs，频谱出现 双峰。2FSK 信号的谱零点带宽为 Bs=|f2-f1|+2Rb=(2180-980+2×300) Hz=1800 Hz （2）对于 2FSK，设非相干接收机中带通滤波器 BPF1 和 BPF2 的频率特性为理想矩形，则滤 波器带宽为 2 RB=600Hz，信道带宽为 3000 Hz，是接收机带通滤波器带宽的 5 倍，所以接收 机带通滤波器输出信噪比是信道输出信噪比的 5 倍。 0.6 当信道输出信噪比为 6 dB 时，带通滤波器输出信噪比为 r=5×10 =5×4=20