通信原理习题答案-西安邮电
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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Bd100105213B =⨯⨯=-R 等概时的平均信息速率为sb 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1.4 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 。
通信原理考试试题及答案一、选择题1. 在通信系统中,基带信号的频谱是:A. 具有无限带宽B. 具有有限带宽C. 具有单一频率D. 没有频谱答案:A2. 模拟调制的主要目的是:A. 放大信号B. 滤波信号C. 将基带信号转换为适合传输的频带信号D. 编码信号答案:C3. 以下哪种调制方式属于频率调制:A. AMB. FMC. PMD. DSB-SC答案:B4. 在数字通信中,误码率(BER)是衡量系统性能的重要指标,它表示:A. 信号的平均功率B. 信号的平均频率C. 传输错误比特数与总传输比特数的比值D. 系统的带宽答案:C5. 以下关于信道编码的描述,错误的是:A. 信道编码可以提高信号的抗干扰能力B. 信道编码可以减少传输错误C. 信道编码可以增加传输速率D. 信道编码可以提高信号的传输距离答案:C二、填空题1. 通信系统中,信号的调制过程是指将_________信号转换成适合在信道中传输的_________信号的过程。
答案:基带,带通2. 在数字通信中,常用的调制方式有_________调制、_________调制和_________调制。
答案:幅度键控(ASK)、频率键控(FSK)、相位键控(PSK)3. 信噪比(SNR)是衡量通信系统性能的一个重要指标,它表示信号功率与_________的比值。
答案:噪声功率4. 通信系统中的带宽限制是指信道能够传输信号的_________范围。
答案:频率5. 在通信系统中,多普勒效应会导致接收端接收到的信号频率与发射端发射的信号频率之间存在_________。
答案:频移三、简答题1. 请简述数字调制技术与模拟调制技术的主要区别。
答案:数字调制技术是将数字基带信号转换为适合在信道中传输的数字带通信号,它通常涉及数字信号的幅度、频率或相位的变化。
模拟调制技术则是将模拟基带信号转换为模拟带通信号,主要涉及信号的幅度、频率或相位的变化。
数字调制技术具有更好的抗干扰性,可以更有效地利用信道资源,而模拟调制技术则在某些特定应用中更为简单和经济。
第一章绪论学习要求:✧常用通信术语;✧模拟信号与数字信号的定义;✧通信系统的组成、分类、和通信方式;✧数字通信系统的优缺点;✧离散消息的信息量、平均信息量(信源熵)的计算;✧衡量模拟通信系统和数字通信系统的性能指标;✧传码率、传信率、频带利用率、平均传信率和最大传信率的计算及其关系;✧误码率和误信率的定义及计算。
一、简答题1.消息、信息、信号,通信的含义是什么?通信系统至少包含哪几部分?2.试画出模拟和数字通信系统的模型图,并指出各组成部分的主要功能,说明数字通信系统有什么特点?3.举例说明单工、半双工及全双工的工作方式及其特点。
4.举例说明如何度量信息量。
5.通信系统的性能指标是什么?这些性能指标在模拟和数字通信系统中指的是什么?二、综合题1.设有四个符号,其中前三个符号出现的概率分别为1/4,1/8,1/8,且各符号的出现是相对独立的。
试计算该符号集的平均信息量。
H x 1.75 bit/符2.一个由字母A、B、C、D组成的字,对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00代替A、01代替B、10代替C,11代替D,每个二进制脉冲宽度为5ms。
(1)不同字母是等可能出现时,试计算传输的平均信息速率;(2)若每个字母出现的可能性分别为1 1 1 3P A ,P B ,P C ,P D5 4 4 10 试计算传输的平均信息速率。
R b max 200 bit/sR b 198.5 bit/s3.国际莫尔斯电码用“点”和“划”的序列发送英文字母,“划”用持续3单位的电流脉冲表示,“点”用持续1单位的电流脉冲表示;且“划”出现的概率是“点”出现概率的1/3。
(1)计算“点”和“划”的信息量;(2)计算“点”和“划”的平均信息量。
I 2 bit I. 0.415 bitH x0.81 bit/符4.设一信息源的输出由128个不同的符号组成,其中16个出现的概率为1/32,其余112出现的概率为 1/224。
通信原理习题答案西安通信原理是电子信息工程领域的基础课程之一,它涉及信号的传输、处理和接收等基本原理。
以下是一些可能的通信原理习题及其答案,以西安地区的高校教学大纲为例:习题一:信号的傅里叶变换问题:给定一个周期信号 \( x(t) = \sin(2\pi f_0 t) \),求其傅里叶变换 \( X(f) \)。
答案:周期信号的傅里叶变换是一系列冲击函数的叠加。
对于 \( x(t) = \sin(2\pi f_0 t) \),其傅里叶变换 \( X(f) \) 可以表示为:\[ X(f) = \pi [ \delta(f - f_0) - \delta(f + f_0) ] \]这里 \( \delta(f) \) 是狄拉克冲击函数,\( f_0 \) 是信号的频率。
习题二:信号的带宽问题:若一个信号的傅里叶变换 \( X(f) \) 只包含在 \( -B \) 到\( B \) 范围内的频率成分,求该信号的带宽。
答案:信号的带宽定义为其傅里叶变换中非零部分的最大频率范围。
因此,该信号的带宽为 \( 2B \)。
习题三:信道容量问题:在无噪声的信道中,若信道的带宽为 \( B \) 赫兹,求信道的最大数据传输速率。
答案:根据香农定理,无噪声信道的最大数据传输速率 \( C \) 由下式给出:\[ C = B \log_2(1 + \text{SNR}) \]在无噪声的情况下,信噪比 \( \text{SNR} \) 趋向于无穷大,因此信道容量简化为:\[ C = B \log_2(2) \]\[ C = B \log_2(e) \]这里 \( \log_2(e) \) 是以2为底的自然对数。
习题四:调制与解调问题:给出一个数字信号 \( x(t) = [1 1 0 0 1 1] \),使用二进制相移键控(BPSK)进行调制,求调制后的信号。
答案:BPSK调制是将数字信号的“1”和“0”分别映射为相位差180度的正弦波。
第一章绪论学习要求:✧常用通信术语;✧模拟信号与数字信号的定义;✧通信系统的组成、分类、与通信方式;✧数字通信系统的优缺点;✧离散消息的信息量、平均信息量(信源熵)的计算;✧衡量模拟通信系统与数字通信系统的性能指标;✧传码率、传信率、频带利用率、平均传信率与最大传信率的计算及其关系;✧误码率与误信率的定义及计算。
一、简答题1.消息、信息、信号,通信的含义就是什么?通信系统至少包含哪几部分?2.试画出模拟与数字通信系统的模型图,并指出各组成部分的主要功能,说明数字通信系统有什么特点?3.举例说明单工、半双工及全双工的工作方式及其特点。
4.举例说明如何度量信息量。
5.通信系统的性能指标就是什么?这些性能指标在模拟与数字通信系统中指的就是什么?二、综合题1、设有四个符号,其中前三个符号出现的概率分别为1/4,1/8,1/8,且各符号的出现就是相对独立的。
试计算该符号集的平均信息量。
H x1、75 bit/符2、一个由字母A、B、C、D组成的字,对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00代替A、01代替B、10代替C,11代替D,每个二进制脉冲宽度为5ms。
(1)不同字母就是等可能出现时,试计算传输的平均信息速率;(2)若每个字母出现的可能性分别为1 1 1 3P A ,P B ,P C ,P D5 4 4 10 试计算传输的平均信息速率。
R b max 200 bit/sR b 198、5 bit/s3、国际莫尔斯电码用“点”与“划”的序列发送英文字母,“划”用持续3单位的电流脉冲表示,“点”用持续1单位的电流脉冲表示;且“划”出现的概率就是“点”出现概率的1/3。
(1)计算“点”与“划”的信息量;(2)计算“点”与“划”的平均信息量。
I 2 bit I、 0、415 bitH x 0、81 bit/符4、设一信息源的输出由128个不同的符号组成,其中16个出现的概率为1/32,其余112出现的概率为 1/224。
西安邮电大学无线通信原理往年试题1、在Windows 中,不能进行打开"资源管理器" 窗口的操作是()。
[单选题] *A.用鼠标右键单击“开始”按钮B.用鼠标左键单击“任务栏”空白处(正确答案)C.用鼠标左键单击"开始" 菜单中"程序" 下的"Wndows 资源管理器" 项D.用鼠标右键单击“我的电脑”图标2、除了I/O设备本身的性能外,影响计算机I/O数据传输速度的主要因素是()。
[单选题] *A. 系统总线的传输速率(正确答案)B. 主存储器的容量C. Cache存储器性能D. CPU的字长3、TCP 协议使用()次握手机制建立连接。
易[单选题] *A.B.C. (正确答案)D.4、C:硬盘的技术指标除容量外,另一个是转速D:硬盘安装在机箱内,属于主机的组成部分(正确答案)下列软件中,不是操作系统的是______。
[单选题] *A:LinuxB:UNIX5、IP 地址块.../ 的子网掩码可写为()。
中[单选题] *A....B....C....(正确答案)D....6、主机预装Windows。
G的硬盘共分了个区:G/G/G。
但在系统工具的磁盘管理中显示每个区都只有G。
原因是()。
[单选题] *A.系统感染病毒或出现其它兼容问题,无法正确识别分区大小B.分区信息表混乱,要考虑重装系统了C.WindowsSE中的小BUG,磁盘管理只能识别FAT格式的分区,在以后的版本中已取消此项功能(正确答案)D.系统中装有其它分区识别软件,与磁盘管理冲突,卸载它即可7、局域网中传输介质简单来说就是网线,由同轴电缆、双绞线及()。
[单选题] *A大对数线缆B光缆(正确答案)C超五类双绞线D六类双绞线8、度量计算机运算速度常用的单位是______。
[单选题] *A:MIPS(正确答案)B:MHzC:MB/sD:Mbps9、电脑关开机的间隔最好的是()[单选题] *A.秒B.秒C.秒D.至少秒(正确答案)10、D:打印机,绘图仪,显示器(正确答案)把内存中数据传送到计算机的硬盘上去的操作称为______。
《通信原理》习题参考答案第一章1-1. 设英文字母E 出现的概率为0.105,x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解: )(25.3105.01)(log 2bit E I ==)(97.8002.01)(log 2bit X I == 题解:这里用的是信息量的定义公式)(1log x P I a =注:1、a 的取值:a =2时,信息量的单位为bita =e 时,信息量的单位为nita =10时,信息量的单位为哈特莱2、在一般的情况下,信息量都用bit 为单位,所以a =21-2. 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。
解:方法一:直接代入信源熵公式:)()()()()(E H D H C H B H A H H ++++=516165316163881881441log log log log log 22222++++=524.0453.083835.0++++= 符号)/(227.2bit =方法二:先求总的信息量I)()()()()(E I D I C I B I A I I ++++= 516316884log log log log log 22222++++= 678.1415.2332++++= )(093.12bit =所以平均信息量为:I/5=12.093/5=2.419 bit/符号题解:1、方法一中直接采用信源熵的形式求出,这种方法属于数理统计的方法求得平均值,得出结果的精度比较高,建议采用这种方法去计算2、方法二种采用先求总的信息量,在取平均值的方法求得,属于算术平均法求平均值,得出结果比较粗糙,精度不高,所以尽量不采取这种方法计算注:做题时请注意区分平均信息量和信息量的单位:平均信息量单位是bit/符号,表示平均每个符号所含的信息量,而信息量的单位是bit ,表示整个信息所含的信息量。
通信原理试题集及答案第一部分选择题一、单项选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.一个二进制数字信号码元时间长度为0.1μs,在传输过程中平均2.5秒产生一个错码,则其平均误码率近似为( )A. 5×10-6B.2×10-8C.2×10-7D.4×10-82.已知一个8进制信号的符号速率为4800波特,则其对应的信息速率是( )A.4800bit/sB.2400bit/sC.9600bit/sD.14400bit/s3.某均匀量化器的量化级数为512,则当输入信号为-25dB,则其量化信噪比(S/D)(均匀)为( )A.近似30dBB.近似29dBC.近似34dBD.近似40dB4.若PCM30/32路系统的 =7,则1帧中含有的比特数为( )A.256B.512C.128D.2245.PCM一次群一个复帧的时间是( )A.250μsB.500μsC.1000μsD.2000μs6.PCM30/32路制式定时脉冲中的路脉冲的重复频率为( )A.2048KHzB.16KHzC.8KHzD.32KHz7.数字复接的方法有同步复接和异步复接两种,目前大多数PDH 都采用异步复接,这种复接方法在复接前首先要做的工作是( )A.要调准低次群的标称数码率B.先将码元变成归零码C.进行码速变换D.进行码速调整8.异步复接二次群的帧同步码有( )A.7bitB.8bitC.10bitD.12bit9.PCM一次群的接口码型的一种为( )A.RZ码B.HDB3码C.CMI码D.以上都不是10.STM-16的帧周期为( )A.100.38μsB.125μsC.250μsD.16×125μs11.C-3装进VC-3的过程属于( )A.映射B.定位C.复用D.映射和复用12.SDH网中不采用APS协议的'自愈环有( )A.二纤单向通道倒换环B.二纤单向复用段倒换环C.四纤双向复用段倒换环D.二纤双向复用段倒换环13.具有检测误码能力的传输码型是( )A.AMI码B.HDB3码C.CMI码D.以上都是14.再生中继系统中实际常采用的均衡波形为( )A.升余弦波B.有理函数均衡波形C.A或BD.以上都不是15.正交调幅M越大,则( )A.频带利用率越高B.频带利用率越低C.抗干扰能力越低D.A和C第二部分非选择题二、填空题(本大题共10小题,每空1分,共10分)16.衡量数字通信系统性能的主要指标是______和可靠性两项指标。
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 )。
R B1亍 100Bd10等概时的平均信息速率为R b(2)平均信息量为1H log 24 R B log 2 MR B log 2 4200 b s沁4討罟 誣詈1.977比特符号R , R B H 100 1.977197.7 b s习题1.4试冋上题中的码兀速率是多少?1 1解:R B3 200 BdT B 5*10 3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log 2 P E log 2 0.105 3.25 b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>5mso 传送字母的符号速率为E 的信息量:I E 习题1.2某信息源由现的概率分别为1/4,1/4, 解:A ,B ,C ,D 四个符号组成,设每个符号独立出现,其出3/16, 5/16 试求该信息源中每个符号的信息量。
I AlOg 2-P(A) 3log 2 2.415b16lOg 2 P(A)log 21 2b35lOg21362.415bI Dlog21s1.678bM 6411H (X)P(X i )log 2 P(X i )Pg )log 2 P(X i )16* — log ? 32 48* — log 2 96i 1i 132 96=5.79比特/符号因此,该信息源的平均信息速率& mH 1000*5.795790 b/s 。
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 。
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△?m与Ωm__________;⽽在FM,△θm与Ωm________,△?m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。
第五章测试一 单选题(5*3)1、A 律13折中, 逐次比较编码后的结果送到译码器解码,解码后的结果和编码后的结果(经过7/11变换)比较,下列关系哪个是对的:a 、相等b 、大于c 、小于d 、以上都不对 (d)2、一个频带限制在0到f x 以内的低通信号x(t),用f s 速率进行理想抽样,若要不失真的恢复x(t),要求f s 与f x 关系满足:a 、b 、c 、d 、 (a)3 、对于ΔM 编码过程,过载量化噪声通常发生在:a 、信号幅值较大时b 、信号频率较大时c 、噪声较大时d 、信号斜率较大时 (d ) 4 、以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号,仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的是。
a 、自然抽样b 、曲顶抽样c 、理想抽样d 、平顶抽样 (d )5、PCM 均匀量化信噪比随着________增大而增大。
a 、量化级数b 、量化台阶c 、噪声功率d 、采样频率 (a )二 计算题:(85分)1、对输入的正弦信号分别进行PCM 和ΔM 编码,要求在PCM 中进行均匀量化,量化级为Q ,在ΔM 中量化台阶σ和抽样频率fs 的选择保证不过载:(20分)(1)分别求出PCM 和ΔM 的最小实际比特率;(2)若两者的比特率相同,确定量化台阶σ的取值。
(1)PCM 最小比特速率为(4分)在ΔM 中不过载要求:也就是ΔM 中,每采样一次对应一个bit( 1 或 0) ,因此ΔM 输出比特率等于采样速率 故ΔM 最小比特速率为:(2)根据题意可知可得:2、设简单增量调制系统的量化台阶σ=50mV ,抽样频率为32kHz ,求当输入信号为800 Hz Q f Q f R m s B 222log log ⨯=⨯=()s f dt t dx σ≤max σωσωm m s s m m A f f A ≥≤σωm m B A R =Q f m 22log ⨯σωm m A =Q A Q f A m m m m 222log log πωσ==正弦波时,信号振幅动态范围。
通信原理课后答案1. 简答题答案:- 频率调制是一种常用的调制方式,它改变了信号的频率以传输信息。
常见的频率调制方式包括调频(FM)和调相(PM)。
- 调频是通过改变载波频率来实现信息传输的,调频信号的频率随着信息信号的变化而变化。
- 调相是通过改变载波相位来实现信息传输的,调相信号的相位随着信息信号的变化而变化。
2. 解答题答案:a) 正交分频多路复用(OFDM)是一种常见的多路复用技术,在无线通信系统中广泛应用。
它将频谱分成多个子载波,每个子载波在不同的时间间隔中传输数据。
OFDM具有以下优点:- 抗多径干扰能力强,能够有效克服多径传输导致的码间干扰问题。
- 高频谱利用率,能够在频域上灵活地分配子载波,提高整体的频谱利用率。
- 格外适用于高速数据传输,能够分配更多的子载波给高速数据,提高传输速率。
b) 直接序列扩频(DSSS)是一种常见的扩频技术,利用伪随机序列将原始信号进行扩频。
DSSS具有以下特点:- 抗干扰性强,由于信号被扩频,干扰信号对扩频信号的干扰程度将被平均分散,从而降低了干扰的影响。
- 提高系统安全性,DSSS信号在接收端通过与发送端使用相同的伪随机序列进行匹配来进行信号恢复,提高了系统的安全性,不易被非法窃听或干扰。
- 增加带宽利用率,扩频技术能够将信号带宽扩展,使得信号能够在宽频带上传输,提高了带宽利用率。
3. 选择题答案:a) 通信过程中,信号经过信道传输时会受到各种干扰,其中常见的干扰类型包括:1. 噪声:由于信号在传输过程中受到噪声的影响,导致信号的质量下降。
2. 多径效应:信号经过多个不同路径传播导致到达接收端的信号出现多个版本,造成信号畸变和时域混叠。
3. 多用户干扰:多个用户同时使用同一个信道进行通信时,彼此之间的信号会相互干扰。
4. 多普勒效应:当发送和接收节点相对于彼此运动时,导致信道中信号的频率发生变化,从而影响信号的解调。
b) 数字调制技术是一种将数字信号转化为模拟信号的技术,常见的数字调制技术包括:1. 脉冲编码调制(PCM):将模拟信号的振幅量化为离散的数值,再将离散数值编码成数字信号。
++++++++++++++++++++++++++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。
第一章绪论学习要求:✧常用通信术语;✧模拟信号与数字信号的定义;✧通信系统的组成、分类、和通信方式;✧数字通信系统的优缺点;✧离散消息的信息量、平均信息量(信源熵)的计算;✧衡量模拟通信系统和数字通信系统的性能指标;✧传码率、传信率、频带利用率、平均传信率和最大传信率的计算及其关系;✧误码率和误信率的定义及计算。
一、简答题1.消息、信息、信号,通信的含义是什么?通信系统至少包含哪几部分?2.试画出模拟和数字通信系统的模型图,并指出各组成部分的主要功能,说明数字通信系统有什么特点?3.举例说明单工、半双工及全双工的工作方式及其特点。
4.举例说明如何度量信息量。
5.通信系统的性能指标是什么?这些性能指标在模拟和数字通信系统中指的是什么?二、综合题1.设有四个符号,其中前三个符号出现的概率分别为1/4,1/8,1/8,且各符号的出现是相对独立的。
试计算该符号集的平均信息量。
H x 1.75 bit/符2.一个由字母A、B、C、D组成的字,对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00代替A、01代替B、10代替C,11代替D,每个二进制脉冲宽度为5ms。
(1)不同字母是等可能出现时,试计算传输的平均信息速率;(2)若每个字母出现的可能性分别为1 1 1 3P A ,P B ,P C ,P D5 4 4 10 试计算传输的平均信息速率。
R b max 200 bit/sR b 198.5 bit/s3.国际莫尔斯电码用“点”和“划”的序列发送英文字母,“划”用持续3单位的电流脉冲表示,“点”用持续1单位的电流脉冲表示;且“划”出现的概率是“点”出现概率的1/3。
(1)计算“点”和“划”的信息量;(2)计算“点”和“划”的平均信息量。
I 2 bit I. 0.415 bitH x 0.81 bit/符4.设一信息源的输出由128个不同的符号组成,其中16个出现的概率为1/32,其余112出现的概率为 1/224。
第一章绪论学习要求:常用通信术语;模拟信号与数字信号的定义;通信系统的组成、分类、和通信方式;数字通信系统的优缺点;离散消息的信息量、平均信息量(信源熵)的计算;衡量模拟通信系统和数字通信系统的性能指标;传码率、传信率、频带利用率、平均传信率和最大传信率的计算及其关系;误码率和误信率的定义及计算。
一、简答题1.消息、信息、信号,通信的含义是什么通信系统至少包含哪几部分2.试画出模拟和数字通信系统的模型图,并指出各组成部分的主要功能,说明数字通信系统有什么特点3.举例说明单工、半双工及全双工的工作方式及其特点。
4.举例说明如何度量信息量。
5.通信系统的性能指标是什么这些性能指标在模拟和数字通信系统中指的是什么二、综合题1.设有四个符号,其中前三个符号出现的概率分别为1/4,1/8,1/8,且各符号的出现是相对独立的。
试计算该符号集的平均信息量。
H x bit/符2.一个由字母A、B、C、D组成的字,对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00代替A、01代替B、10代替C,11代替D,每个二进制脉冲宽度为5ms。
(1)不同字母是等可能出现时,试计算传输的平均信息速率;(2)若每个字母出现的可能性分别为1 1 1 3P A ,P B ,P C ,P D5 4 4 10 试计算传输的平均信息速率。
R b max 200 bit/sR b bit/s3.国际莫尔斯电码用“点”和“划”的序列发送英文字母,“划”用持续3单位的电流脉冲表示,“点”用持续1单位的电流脉冲表示;且“划”出现的概率是“点”出现概率的1/3。
(1)计算“点”和“划”的信息量;(2)计算“点”和“划”的平均信息量。
I 2 bit I. bitH x bit/符4.设一信息源的输出由128个不同的符号组成,其中16个出现的概率为1/32,其余112出现的概率为 1/224。
信息源每秒发出 1000个符号,且每个符号彼此独立。
试计算该信息源的平均信息速率。
R b 6405 bit/s5.已知某四进制数字传输系统的传信率为2400b/s,接收端在小时内共收到126个错误码元,试计算该系统的误码率P e 。
P e 1056.某4ASK系统的4个振幅值分别为0,1,2,3。
这4个振幅是相互独立的;(1)振幅0,1,2,3出现概率分别为:,,,,求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1s,求此系统的信息速率H x bit/符R b 106 bit/s7.某离散信源符号集由4个符号组成,其中前三个符号出现的概率分别为1/4、1/8、1/8,且各符号的出现是相对独立的,信息源以1000B速率传递信息,试计算:(1)该符号集的平均信息量;(2)传送1小时的信息量;(3)传送1小时可能达到的最大信息量。
H x bit/符I 106 bitI max 106 bit8.某通信系统采用脉冲组方式进行信息传送,每个脉冲组包含 4 个信息脉冲和一个休止脉冲,休止脉冲不传送信息。
每个信息脉冲和休止脉冲的宽度为2ms,且四个信息脉冲等概率出现。
试计算:(1)码元速率;(2)平均信息速率;(3)传送1小时可能达到的最大信息量。
R B 500 BaudR b 800 bit/sI max 106 bit第三章随机过程学习要求:随机过程的基本概念及其数字特征;平稳随机过程的定义、各态历经性;平稳随机过程的自相关函数的性质以及和功率谱密度之间的关系;高斯随机过程的定义和性质、一维分布特性;平稳随机过程通过线性系统时输出与输入的关系;窄带随机过程的数学表达式,其包络、相位、同相分量、正交分量的统计特性;正弦波加窄带高斯随机过程的统计特性;白噪声的定义及其功率谱和自相关函数;高斯白噪声通过理想低通滤波器和理想带通滤波器。
一、简答题1.高斯平稳随机过程有哪些性质其通过线性系统后,输出过程的均值、自相关函数和功率谱密度会发生什么变化2.什么是窄带随机过程它的频谱和波形有什么特点其同相分量和正交分量有什么特点3.什么是高斯白噪声其频谱和自相关函数有什么特点其通过理想低通和理想带通滤波器后功率谱密度、平均功率会发生什么变化举例说明,并写出自相关函数的表达式、画出波形,指明其物理意义。
二、综合题1.设X是a 0,1的高斯随机变量,试确定随机变量Y cX d的概率密度函数f y,其中c,d均为常数。
E Y dD Y c21 y d 2f y exp22 c 2c2.设一个随机过程t可以表示成t 2cos2t式中,是一离散随机变量,且P0 1 2 , P 2 1 2,试求E1及R0,1。
E11R0,1 23.设随机过程Y t X1 cos0t X2 sin0t ,若X1和X2 是彼此独立且均值为 0、方差为 2 的高斯随机变量,试求:(1)E Y t、 E Y 2 t;(2)Y t的一维概率密度函数f y;(3)R t t 1 2, 和B t t 1 2,E Y t0 E Y2t21 y2f yexp 222R t t1 2,2cos 0B t t1 2, 2cos 04.已知随机过程 z tm tcost ,其中, m t是广义平稳随机过程,且自相关函数Rm为1,1R m1, 010, 其它随机变量在0, 2上服从均匀分布,它与m t彼此统计独立。
(1)证明 z t是广义平稳的;(2)绘出自相关函数 Rz的波形;(3)求功率谱密度 Pzf及功率S 。
R111 214 0Sa2 0S 12P ZSa25.一个中心频率为 f c ,带宽为B 的理想带通滤波器如图所示。
假设输入是均值为0,双边功率谱密度为n02的高斯白噪声,试求:(1)求滤波器输出噪声的自相关函数; (2)滤波器的输出噪声的平均功率; (3)求输出噪声的一维概率密度函数。
1R Y2 n BSa 0 B cos c2N n B 0y 2fyexp2n B2n B6.低通滤波器分别如图所示,假设输入是均值为零,功率谱密度为n 02的高斯白噪声,试求各图的:Hff fB1(1)输出噪声的功率谱密度和自相关函数;(2)输出噪声的一维概率密度函数。
P n2 12 RCR C 1 2RC R 4nRCeRCf x 2RC exp 2 xn0 n07.广义平稳的随机过程X t通过下图所示线性时不变系统,已知X t的自相关函数为(1)写出系统的总体传递函数;(2)Y t的功率谱密度;(3)画出Y t的功率谱(假设输入噪声为高斯白噪声,单边功率谱密度为n0)。
1eT sXR,功率谱密度为X fP,Hf是幅度为1,带宽为12s T的理想低通滤波器。
试求:2THfXt YtRCHP Y 2P X 1cos 2TT s2 nP 2 TTT第四章信道学习要求:信道的定义和分类;调制信道和编码信道的模型;恒参信道的传输特性及其对所传信号的影响;随参信道的特点,多径传播对所传信号的影响;信道容量的概念及香农公式;信道噪声的分类及性质。
一、简答题1.恒参信道无失真传输的条件是什么2.随参信道有什么特点对所传输的信号有什么影响3.分析两径信道的幅频特性,说明产生频率选择性衰落的原因如何克服4.什么是信道容量写出连续信道容量的定义并讨论。
二、综合题1.设一条无线链路采用视距传播的方式通信,其收发天线架设的高度都等于 40m 若不考虑大气折射率的影响,试求其最远通信距离。
D2.设一条天波无线电信道,用高度等于 400Km 的电离层反射电磁波,地球的等效半径等于6370 43Km,收发天线均架设在地平面,试计算其通信距离大约可以达到多少千米D 5274km3.设某恒参信道的幅频特性和相频特性分别为H K0t d其中,K0 和t d 都是常数,试确定信号s t通过该信道后输出信号的时域表示式,并讨论之。
s t0K s t0 t d4.已知某标准音频电话线路带宽为。
(1)若信道的信噪比S N 30dB,试求这时的信道容量C t ;(2)在实际应用中,这种线路上最大信息传输速率为 4800bit/s,试求以此速率传输信息时在理论上所需的最小信噪比。
C 104 bit/sSN5.什么是频率选择型衰落若某随参信道的二径时延差=1ms,试从下列几个频率中选择合适的载波频率传输信号。
(要求有推导分析过程),2khz,2KHz6.一幅黑白图像含有8 105个像素,每个像素有16个亮度等级。
(1)试求每幅黑白图像的最大平均信息量;(2)若每秒传输20幅黑白图像,其信息速率为多少(3)在(2)的条件下,且输入信道的信噪比为40dB,试计算传输黑白图像所需要的信道最小带宽。
I幅 106bitR b 107 bit/sB 106 Hz7.某高斯白噪声信道,已知噪声双边功率谱密度为5 1011W/Hz,信道带宽为 1MHz,信道传输衰减为 40dB。
(1)信道输入端信号功率为 1023W,试求该信道允许的最高信息速率。
(2)在(1)的条件下,若要传输 30 幅图片,每幅图片有 30 万个像素,每个像素有独立等概出现的像素 64 种亮度电平,试求最小传输时间。
R b 107bit/s t s第五章模拟调制系统学习要求:调制的定义、目的和分类;线性调制(AM、DSB、SSB、VSB)的调制和解调原理;线性调制信号的表达式、频谱、带宽以及解调时带通滤波器的特性;线性调制系统的抗噪声性能及门限效应;调频(FM)、调相(PM)的基本概念;窄带调频和宽带调频的概念,调频信号带宽的计算;模拟调制系统的性能比较;频分复用的概念。
一、简答题1.什么是载波调制调制有什么目的2.线性调制和非线性调制有什么区别举例说明。
3.推导残留边带滤波器传输特性应满足的条件。
4.什么是门限效应AM信号采用包络检波时为什么会产生门限效应相干解调存不存在门限效应,为什么二、综合题1.根据下图所示的调制信号波形,试画出DSB和AM信号的波形图,并比较他们分别通过包络检波器后的波形区别。
2.将DSB-SC 信号通过残留边带滤波器产生残留边带信号。
若此滤波器的传输函数H f如 图所示(斜线段为直线)。
当调制信号m tA sin100t sin6000t 时,试确定所得残留边带信 号的表达式。
1 As VSB t m 0 cos20000t t t sin26000t2 2fKHzmt0 tt s0 tt s 0 tmt 0 tmtA 0 t3.某调制方框图如图(a )所示。
已知m t的频谱如图(b )所示,载频12,1H ,且理想低通滤波器的截止频率为1,试求输出信号s t,并说明s t为何种已调信号。
1 1s tm tcos21t m t ˆsin21t22s t为载频为21的上边带信号4.设某信道具有均匀的双边功率谱密度 P nf10 3W Hz ,在该信道中传输抑制载波的双边带信号,并设调制信号带宽限制在5KHz ,而载波频率100KHz ,已调信号到达接收端时的功率是 10KW 。