通信原理--第3章-例题Word版

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通信原理第3章(樊昌信第七版)

6
3.3.3 高斯随机变量
定义：高斯过程在任一时刻上的取值是一个正态分布的随机变量，也称高斯随机变量，其一维概率密度函数为
1
(x a)2
f (x)
2
exp
2 2
式中 a －均值
2 －方差
f (x) 1 2
曲线如右图：
o
a
x
7
性质
f (x)对称于直线 x = a，即
f a x f a x
1 1 xa
erf
2 2 2σ
式中
erf (x)
2
x 0
et
2
dt
－误差函数，可以查表求出其值。10
用互补误差函数erfc(x)表示正态分布函数：
式中
F
(x)
1
1 2
erfc
x
a
2
erfc(x) 1 erf (x) 2 et2dt
x
当x > 2时，
erfc(x) 1 ex2 x
11
用Q函数表示正态分布函数：
➢ Q函数定义： Q(x) 1 et2 /2dt
2 x
➢ Q函数和erfc函数的关系：
Q(x)
1 2
erfc
x 2
erfc(x) 2Q( 2 x)
➢ Q函数和分布函数F(x)的关系：
F ( x)
1
1 2
erfc
x
a
2
1
Q
x
a
➢ Q函数值也可以从查表得到。
f (x) 1 2
f (x)dx 1
a
1
f (x)dx f (x)dx
Байду номын сангаас

通信原理第三章答案

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。

通信原理第三章习题解答

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。

通信原理第3章模拟传输复习

非线性调制，已调带通信号的谱不再是基带信号谱的简单搬移
角调信号表达式：
s(t) Ac cos[2 fct (t)] Ac cos t
t 随 mt 变化。
2021/7/2
17/39
1. 相位调制与频率调制的概念 (PM and FM)
（1）相位和频率
瞬时相位: t 2 fct (t)
（4） mt 为单一频率，由它产生的FM或PM信号包含无穷多
个边频分量，产生了新的频率分量，该调制为非线性调制。
2021/7/2
23/39
3.3 幅度调制系统的抗噪声性能
3.3.1 模拟传输中的噪声问题
1. 基带传输系统：直接传输模拟消息信号的系统。
rt mtnt
mt
带宽为 B
AWGN信道
接收机
Ac cosct
g(t) Acm(t)
st
2021/7/2
t t
t 载波反相点
13/39
2. 频域分析
Mf
SDSB (
f
)
1 2
M
f
fc M
f
fc
f
B 0 B
SDSB f
BDSB 2B
1
2 Ac
f
3. 功率与效率
fc
fc
归一化功率:
PDSB
s2 DSB
t
1 2
a2
t
Ac2 m2 2
1．表达式：
sAM (t) Ac 1 m(t)cos 2 fct
产生方案：
复包络:
g t Ac 1 m t
2021/7/2
6/39
波形: Ac[1 m(t)]
Ac
0

通信原理-模拟传输

23
DSB信号的接收
相干解调
第3章模拟传输：幅度调制
24
单边带调幅(SSB)
SSB信号及滤波法
只取DSB-SC信号中的上边带或下边带分量。
第3章模拟传输：幅度调制
25
滤波法
在双边带调制后接上一个边带滤波器
保留上边带的边带滤波器：
HSSB(f ) H USB(f ) 10,,
m 2 (t )
调制效率
AM
Pm PAM
Pm Pm Pc
m2(t) 1 m2(t)
第3章模拟传输：幅度调制
15
例：某普通调幅波，m(t)=Amcos2πfmt，载波振幅为 Ac，求已调波功率和效率。
解：
Pc
Ac2 2
Pm
Ac2 2
m2(t)
Ac2 2
Am2
cos2(2πBiblioteka mt) Ac2Am2 41 2
cos(2πfc
2πfm
)t
cos(2πfc
2πfm
)t
只传一个边带的SSB信号为
sSSB (t )
1 2
cos(2πfc
2πfm
)t
1 2
cos
2πfct
cos
2πfmt
1 2
sin
2πfct
sin
2πfmt
单边带信号的一般表达式
sSSB(t
)
1 2
m(t
)cos
2πfct
1 2
mˆ(t
)sin
1 4
mˆ (t ) sin
4πfct
1 m(t)
4
第3章模拟传输：幅度调制
32
残留边带调幅(VSB)

《通信原理》课后习题答案及每章总结(樊昌信-国防工业出版社-第五版)第三章

《通信原理》习题参考答案第三章3—1。

设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为 ()()⎩⎨⎧-==d t K H ωωϕω0其中，K 0和t d 都是常数。

试确定信号s(t ）通过该信道后的输出信号的时域表达式，并讨论之。

解：由信道的幅频特性和相频特性可以得出信道的传输函数为：()dt j e K H ωω-=0∴ ()()ωωπωd e H t H tj ⋅=⎰∞+∞-21 ωπωωd e e K t j t j d ⋅=⎰∞+∞--021 ()ωπωd e K d t t j -∞+∞-⎰=021 ()d t t K -=δ0∴信号s(t ）通过该信道后的输出信号s o (t ）的时域表达式为： ()()()t H t s t s o *= ()()d t t K t s -*=δ0()d t t s K -=0可见，信号s(t ）通过该信道后信号幅度变为K 0，时间上延迟了t d 。

3—2。

设某恒参信道的幅频特性为()[]dt j e T H ωωω-+=0cos 1其中,t d 为常数。

试确定信号通过该信道后的输出信号表达式，并讨论之.解： ()()ωωπωd e H t H tj ⋅=⎰∞+∞-21 []ωωπωωd e e T tj t j d ⋅⋅+=-∞+∞-⎰0cos 121 ()()⎥⎦⎤⋅+⎢⎣⎡=⎰⎰∞+∞--∞+∞--ωωωπωωd e T d e d d t t j t t j 0cos 21 ()()()d d d t T t t T t t t --+-++-=002121δδδ∴信号s （t ）通过该信道后的输出信号s 0（t ）的表达式为：()()()t H t s t s o *=()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+-++-*=d d d t T t t T t t t t s 002121δδδ ()()()d d d t T t s t T t s t t s --+-++-=002121可见，信号s(t)通过该信道后会产生延时.3-3。

通信原理第3章图

第3章模拟调制系统
第3章模拟调制系统
3.1 信号的频谱搬移概述 3.2 线性调制原理 3.3 线性调制的抗噪声性能 3.4 非线性调制 3.5 模拟调制系统的性能比较 3.6 频分复用与多级调制
第3章模拟调制系统
由于搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制线性调制的一般模型 m(t) s m(t)
2 nc (t ) ns2 (t )
1 2
x (1 x) 1 , x 1 2
1 2
Anc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s

nc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
m(t )
第3章模拟调制系统
• 在小信噪比情况下，包络检波器会把有用信号扰乱成噪声，这种现象通常称为“门限效应”：指当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象 • 该特定的输入信噪比被称为“门限”
• SFM(t) 带通限幅器鉴频器低通滤波器 m(t)
调频信号的解调方框图
第3章模拟调制系统
3.6 频分复用(FDM)
• 频分复用（Frequency Division Multiplex）是调制技术的典型应用，它通过对多路调制信号进行不同载频的调制，使得多路信号的频谱在同一个传输信道的频率特性中互不重叠，从而完成在一个信道中同时传输多路信号的目的。
第3章模拟调制系统
3.4非线性调制(角度调制)的原理
一、非线性调制(角度调制)的原理 • DSB、AM、SSB和VSB都是幅度调制，即把欲传送的信号调制到载波的幅值上。而我们知道一个正弦型信号由幅度、频率和相位（初相）三要素构成，既然幅度可以作为调制信号的载体，那么其它两个要素（参量）是否也可以承载调制信号呢？ • 这就是我们将要介绍的频率调制和相位调制，统称为角度调制，这种调制是已调信号频谱与基带信号频谱之间存在着非线性变换关系，所以称为非线性调制

通信原理 3-5平稳随机过程通过线性系统

因此输出过程在任一时刻上得到的随机变量就是无限多个高斯随机变量之和这个和也是高斯随机变量因而输出过程也为高斯过程
通信原理
3.5 平稳随机过程通过线性系统
1
第3章随机过程
一确知信号通过线性系统：

y(t ) h(t ) f (t ) h( ) f (t )d
式中 f(t)－输入信号， y(t)－输出信号二随机信号通过线性系统：
3
第3章随机过程
2. 输出过程o(t)的自相关函数：
R0 (t1 , t1 ) E[ 0 (t1 ) 0 (t1 )] E

R0 (t1 , t1 )

h( ) i (t1 )d h( ) i (t1 )d
8
4. 输出过程o(t)的概率分布
因为可以表示为：
0 (t ) h( ) i (t )d

0 (t ) lim
由于已假设i(t)是高斯型的，所以上式右端的每一项
在任一时刻上都是一个高斯随机变量。因此，输出过程
k 0
(t
k 0 i

k
)h( k ) k
h( )E[i (t )]d

设输入过程是平稳的，则有
E[ i (t )] E[ i (t )] a
E[ 0 (t )] a h( )d a H (0)

式中，H(0)是线性系统在 f = 0处的频率响应，因此输出过程的均值和时间无关。
微分
延时T
7
第3章随机过程
解（1）因为线性系统的的输入是平稳信号，所以其输出 Y（t）也是平稳的。（2）该线性系统的传输函数为：

通信原理习题答案第三章习题解答.doc

第二章习题解答1.试确定能够完全重构信号x(/)=sin(6280“/(6280r)所需的最低采样速率。

解：sin(62800/(6280r)=sin(Wr/2)/(Wr/2)W/2=2沪6280弧度jMOOOHz治=1000Hzys=2/n=2000 样本/s2.某载波电话通信系统的频率范围为60〜108kHz。

若对它采用低通抽样，最低抽样频率是多少？若对它采用带通抽样，最低抽样频率又是多少？解：由题/L=60kHz, f H= 108kHz, B=f H -^=48kHz低通抽样根据抽样定理/；=2/H=216kHz带通抽样/H ="B+kB=2x48+0.25x48= 108kHz因此n=2, "0.25,根据带通抽样定理=2B( 1 +k/n)=2 x48x( 1 +0.25/2)=108kHz3.使用256个电平的均匀PCM,当信号均匀分布于［-2,2］区间时，得到的SQNR为？习题7.14使用256个电平的均匀PCM,当信号均匀分布于［-2,2］区间时，得到的SQNR为？解：2SNR = * = M? =2" =65536=4&16dB4.设模拟信号s⑴的幅值卜2, 2］内均匀分布，最高频率为4kHz。

现对它进行奈奎斯特抽样，并经过均匀量化后编为二进制码。

设量化间隔为1/64。

试求该PCM系统的信息速率和输出的量化信噪比。

解：由题意a=-2 b=2 △V=1/64J H =4kHz量化电平M=(b-a)/△v=4x64=256因此编码位数N=log2M=8对信号进行Nyquist 抽样f s=2/H =2x4=8kHz, R»=N=8x8=64kb/s 信号幅度值均匀分布，SW q=A/2=256x256=65536»48.16dB5.在CD播放机中，抽样率为44.1kHz,对抽样值采用16比特/样本的量化器进行量化。

求出持续时间为5分钟(约一首歌)的立体声音乐所需要的容量。

通信原理第3章4-5(电子工业出版社张祖凡)[43页]

分析模型
解调器输入信噪比
解调器输出信噪比
信噪比增益
3.4.6 模拟调制系统的性能比较
SSB、DSB、AM和FM系统的基本性能指标参数
3.4.7 调频系统的门限效应
3.4.8 调频系统的加重技术
3.9
3.4 角度调制系统的原理及抗噪声性能
3.4.1 角度调制信号的时域表示 3.4.2 角度调制信号的频谱特性 3.4.3 调频信号的产生 3.4.4 调频信号的解调 3.4.5 调频系统的抗噪声性能 3.4.6 模拟调制系统的性能比较 3.4.7 调频系统的门限效应 3.4.8 调频系统的加重技术
3.4.2 角度调制信号的频谱特性
单频调制时角度调制信号的频域特性
单频调制时角度调制信号的频域特性
角度调制信号的带宽
一般角度调制信号的频带宽度
角度调制信号的平均功率
3.4.3 调频信号的产生
直接调频法
间接调频法
3.4.4 调频信号的解调
采用鉴频器进行解调
3.4.5 调频系统的抗噪声性能
3.4.1 角度调制信号的时域表示
角度调制信号的时域表示
调相信号的表达式
调频信号的表达式
PM与FM之间的关系
调相指数和调频指数
单频调制时的调相信号与调频信号
单频调制时的最大频移和最大相移
【例 3.5】
某调频器输出 FM 信号的瞬时频率偏移与输入的基带信号 m(t) cos1000πt 成比例变化，最大频偏为 1kHz。已知未调载波 c(t) 3cos(2π 106t) ，如果基带信号幅度增加为 5V 且频率增至 2kHz，写出新调频波的表达式。

通信原理教程(第三版)课后思考题答案【打印版】

通信原理思考题复习1.1 消息和信息有什么区别？信息和信号有什么区别？答：消息是信息的形式，信息是消息中包含的有效内容，信号是信息的载体。

1.2 什么是模拟信号，什么是数字信号？答：取值连续的信号是模拟信号，取值离散的信号是数字信号。

1.3 数字通信有何优点？答：质量好，便于差错控制和保密编码，便于存储和处理，易集成，信道利用率高信噪比高。

1.4 信息量的定义是什么？信息量的单位是什么？答：设消息x的概率为P(x),其信息量I(x)=-logap(x),.当a=2时，信息量单位为比特（bit)，当a=e时。

信息量单位为奈特（nat)，当a=10时，信息量单位为哈特莱。

1.5 按照占用频带区分，信号可以分为哪几种? 答：基带信号和带通信号。

1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？答：信源编码的目的是提高信号表示的有效性。

信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。

1.7 何谓调制？调制的目的是什么？答：对信号进行调整就是调节。

调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。

1.8 数字通信系统有哪些性能指标？答：主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。

1.9 信道有哪些传输特性？答：噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。

1.10无线信道和有线信道的种类各有哪些？答：无线信道的种类是按电磁波的频率划分的，主要分为无线电波，微波和光波。

有线信道主要有三类，即明线，对称电缆和同轴电缆，还有传输光信号的光纤。

1.11信道模型有哪几种？答：调制信道模型和编码信道模型。

1.12什么是调制信道？什么是编码信道？答：将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。

而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。

1.13 何谓多径效应？答：信号经过多条路径到达接收端，而且每条路径的时延和衰减不尽相同，造成接收端的信号幅度和随机变化，这一现象称为多径效应。

1.14 电磁波有哪几种传播方式？答：电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。

通信原理-习题及答案

一、填空1、单音调制时，幅度A不变，改变调制频率Ωm，在PM中，其最大相移△θm 与Ωm_______关系，其最大频偏△ƒm与Ωm__________；而在FM，△θm与Ωm________,△ƒm与Ωm_________。

1、在载波同步中，外同步法是指____________________，内同步法是指________________________。

2、已知一种差错控制编码的可用码组为：0000、1111。

用于检错，其检错能力为可检；用于纠正位错码；若纠一位错，可同时检查错。

3、位同步信号用于。

1．单边带信号产生的方式有和。

2．设调制信号的最高频率为fH，则单边带信号的带宽为，双边带信号的带宽为，残留边带信号的带宽为。

3．抽样的方式有以下2种：抽样、抽样，其中没有频率失真的方式为抽样。

4．线性PCM编码的过程为，，。

5．举出1个频分复用的实例。

6．当误比特率相同时，按所需Eb /no值对2PSK、2FSK、2ASK信号进行排序为。

7、为了克服码间串扰，在___________之前附加一个可调的滤波器；利用____________的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。

1、某数字传输系统传送8进制信号，码元速率为3000B，则该系统的信息速率为。

2、在数字通信中，可以通过观察眼图来定性地了解噪和对系统性能的影响。

3、在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不上信号的变化，形成很大失真的阶梯电压波形，这样的失真称为。

4、为了防止二进制移相键控信号在相干解调时出现“倒π”现象，可以对基带数字信号先进行，然后作BPSK调制。

1、通信系统的性能指标主要有和，在模拟通信系统中前者用有效传输带宽衡量，后者用接收端输出的衡量。

2、对于一个数字基带传输系统，可以用实验手段通过在示波器上观察该系统的来定性的了解码间干扰及噪声的情况。

3、 2ASK 的功率谱由和两部分组成，其带宽为基带信号带宽的倍。

通信原理(陈启兴版)第3章课后习题答案

第3章信道3.1 学习指导3.1.1 要点本章的要点主要有信道的定义、分类和模型；恒参信道的特性及其对传输信号的影响；随参信道的特性及其对传输信号的影响；信道噪声的统计特性；信道容量和香农公式。

1.信道的定义与分类信道是连接发送端通信设备和接收端通信设备之间的传输媒介。

根据信道特征以及分析问题的需要，我们常把信道分成下面几类。

(1) 狭义信道和广义信道狭义信道：各种物理传输媒质，可分为有线信道和无线信道。

广义信道：把信道范围扩大（除传输媒质外，还包括馈线与天线、放大器、调制解调器等装置）后所定义的信道。

目的是为了方便研究通信系统的一些基本问题。

常见分类：调制信道和编码信道。

(2)调制信道和编码信道调制信道：用来研究调制与解调问题，其范围从调制器输出至解调器输入端。

编码信道：用来研究编码与译码问题，其范围从编码器输出端至解码器输入端。

(3)有线信道和无线信道有线信道：双绞线、同轴电缆、光纤等。

无线信道：指可以传输电磁波的自由空间或大气。

电磁波的传播方式主要分为地波、天波和视线传播三种。

(4)恒参信道和随参信道恒参信道：信道参数在通信过程中基本不随时间变化的信道。

如双绞线、同轴电缆、光纤等有线信道，以及微波视距通信、卫星中继信道等。

随参信道：信道传输特性随时间随机快速变化的信道。

常见的随参信道有陆地移动信道、短波电离层反射信道、超短波流星余迹散射信道、超短波及微波对流层散射信道、超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等信道。

2.信道模型信道的数学模型用来表征实际物理信道的特性及其对信号传输带来的影响。

(1) 调制信道模型调制信道可以用一个线性时变网络来表示，这个网络便称为调制信道数学模型，如图3-1 所示。

时变线性网络 f[e i (t)]+e i (t )e o (t )n(t)图3-1 调制信道数学模型其输出与输入的关系有()()()o i e t f e t n t =+⎡⎤⎣⎦ (3-1)式3-1中()i e t 为信道输入端信号电压；()o e t 为信道输出端的信号电压；()n t 为噪声电压。

通信原理第七版课后答案解析樊昌信

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 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 M i 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—随机过程

所有实数，有
fn (x1,x2 ,,xn ；t1,t2 ,,tn ) fn (x1, x2 ,, xn；t1 ,t2 ,,tn ) 则称该随机过程是在严格意义下的平稳随机过程，简称严平稳随机过程。
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第3章随机过程
性质：
该定义表明，严平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而改变，即它的一维分布函数与时间t无关：
（2）自相关函数只与时间间隔有关。
把同时满足（1）和（2）的过程定义为广义平稳随机过程。显然，严平稳随机过程必定是广义平稳的，反之不一定成立。
在通信系统中所遇到的信号及噪声，大多数可视为（广义）平稳的随机过程。因此，研究平稳随机过程有着很大的实际意义。
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第3章随机过程
3.2.2 各态历经性
互相关函数
R (t1 , t2 ) E[ (t1 )(t2 )]
式中(t)和(t)分别表示两个随机过程。
因此，R(t1, t2)又称为自相关函数。
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第3章随机过程
3.2 平稳随机过程
3.2.1 平稳随机过程的定义
定义：
若一个随机过程(t)的任意有限维分布函数与
时间起点无关，也就是说，对于任意的正整数n和
E[ξ 2 (t)] a2 (t)
x
2
f1
(x,
t)dx
[a(t
)] 2
均方值
均值平方
所以，方差等于均方值与均值平方之差，它表示随
机过程在时刻 t 对于均值a ( t )的偏离程度。
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第3章随机过程
相关函数
R(t1,t2 ) E[ (t1) (t2 )]
x1x2 f 2 (x1, x2 ;t1, t2 )dx1dx2

通信原理第三章习题及其答案

第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下：（1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。

试分别画出它们的波形图和频谱图。

【答案3－1】（1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

【答案3－2】AM波形如下：通过低通滤波器后，AM解调波形如下：DSB波形如下：通过低通滤波器后，DSB解调波形如下：由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。

【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。

【答案3－3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。

通信原理第3章信道

增大视线传播距离的其他途径 ➢ 中继通信： ➢ 卫星通信：静止卫星、移动卫星
图3.1-5 无线电中继
➢ 平流层通信：利用位于平流层的高空平台电台代替卫星作为基站的通信。
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第3章信道
三、电离层和大气层对于传播的影响
电离层对于传播的影响
反射散射
大气层对于传播的影响
散射吸收
衰减
根据应用情况不同，在光纤线路中可能设有中继器（也可不设）。中继器有两种类型：直接中继器和间接中继器。所谓直接中继器就是光放大器，它直接将光信号放大以补偿光纤的传输损耗，以便延长传输距离；所谓间接中继器就是将光信号先解调为电信号，经放大或再生处理后，再调制到光载波上，利用光纤继续进行传输。在数字光纤信道中，为了减少失真及防止噪声的积累，每隔一定距离需要加入再生中继器。
电离层
电离层：约60 ～ 400 km
平流层
60 km
对流层
10 km
地面
0 km
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第3章信道
3.短波电离层的传播路径
短波电离层反射信道是利用地面发射的无线电波在电离层，或电离层与地面之间的一次反射或多次反射所形成的信道。
离地面60~400 km的大气层称为电离层。
电离层由分子、原子、离子及自由电子组成，形成的原因是由于太阳辐射的紫外线和X射线。当频率范围为 3~30 MHz (波长为10-100m)的短波(或称为高频)无线电波射入电离层时，由于折射现象会使电波发生反射，返回地面，从而形成短波电离层反射信道。
制器
光
光
纤
探
线测
路
器
基
基
带
带
处理
电信号

通信原理第三章课后答案

通信原理第三章课后答案第三章习题习题3.1设一个载波的表达式为c(t)=5cos1000πt，基带调制信号的表达式为：m(t)=1+cos200πt。

试求出振幅调制时已调信号的频谱，并画出此频谱图。

解：s(t)=m(t)c(t)=(1+cos200πt)5cos(1000πt)=5cos1000πt+5cos200πtcos100 0πt5=5cos1000πt+(cos1200πt+cos800πt)2由傅里叶变换得5[δ(f+500)+δ(f 500)]+5[δ(f+600)+δ(f 600)]+245[δ(f+400)+δ(f 400)]4已调信号的频谱如图3-1所示。

S(f)=图3-1习题3.1图习题3.2在上题中，已调信号的载波分量和各边带分量的振幅分别等于多少？解：由上题知，已调信号的载波分量的振幅为5/2，上、下边带的振幅均为5/4。

习题3.3设一个频率调制信号的载频等于10kHZ，基带调制信号是频率为2kHZ的单一正弦波，调制频移等于5kHZ。

试求其调制指数和已调信号带宽。

解：由题意，已知fm=2kHZ， f=5kHZ，则调制指数为f5==2.5fm2B=2( f+fm)=2(5+2)=14 kHZmf=已调信号带宽为习题3.4试证明：若用一基带余弦波去调幅，则调幅信号的两个边带的功率之和最大等于载波频率的一半。

证明：设基带调制信号为m'(t)，载波为c(t)=Acosω0t，则经调幅后，有'sAM(t)=1+m(t) Acosω0t2'22(t)=1+m(t)Acosω0t已调信号的频率PAM=sAM2A2cos2ω0t+m'2(t)A2cos2ω0t+2m'(t)A2cos2ω0t。