通信原理課后練習(xí)答案課件

課

后

作

業(yè)

解

答習(xí)

題

：

1-2、

1-4、

1-6、

1-10第

1

章

緒

論作

業(yè)第

1

章

課

后

作

業(yè)

解

答1-2

某

信

源

符號

集由

A、B、C、

D

和

E組成，設(shè)

每一

符號獨(dú)立出現(xiàn)，

其出現(xiàn)概率分別為1/4,1/8,1/8,3/16和

5/16。試求該信息源符號的平均信息量。解：

=-10g-

-1og,≈0.5+0.375+0.375+0.45+0.53=2.23bit/symbol第

1

章

課

后

作

業(yè)

解

答1-4一個由字母

A、B、C、D

組成的字，對于傳輸?shù)拿?/p>

一

個

字

母

用

二

進(jìn)

制

脈

沖

編

碼

，

0

0

代

替A,01

代

替B,

1

0

代

替C,11

代

替

D,

每

個

脈

沖

寬

度

為

5ms。(1)不同字母等概

出現(xiàn)時，試計算傳輸?shù)钠骄畔?/p>

速

率。解：

等概時該信源平均每個符號的攜帶的信息量為：傳輸?shù)钠骄畔⑺俾蕿椋旱?/p>

1

章

課

后

作

業(yè)

解

答(2)若每個字母出現(xiàn)概率分別為P?=1/5,Pg=1/4,

Pc=1/4,P?=3/10,

試計算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾省?/p>

解：平均每個符號的攜帶的信息量為：傳輸?shù)钠骄畔⑺俾蕿椋旱?/p>

1

章

課

后

作

業(yè)

解

答1-6

設(shè)一信息源的輸出由128個不同的符號組成，

其中

1

6

個出

現(xiàn)的

概

率

為

1

/

3

2

,

其

余

1

1

2

個

出

現(xiàn)

概

率

為

1

/

2

2

4

。

信息源每秒

發(fā)出100

0

個

符

號，且

每

個

符號

彼

此

獨(dú)

立

。

試計算該信息源的平均信息速率。解：平均每個符號的攜帶的信息量為符號速率為：傳輸?shù)钠骄畔⑺俾蕿椋?-10

已知某四進(jìn)制數(shù)字傳輸系統(tǒng)的傳信率為2400b/s,接

收

端

在

0

.

5h

內(nèi)共收到216個

錯

誤

碼

元，試

計

算該

系

統(tǒng)的誤碼率

Pe。0.5h

內(nèi)

共

收

到

的

碼

元

數(shù)

為

：系統(tǒng)的誤碼率為：解：系統(tǒng)的碼元速率為IS24Dbt全

吳

馬

元

婁

女石馬元婁女第

2

章

確

知

信

號習(xí)

題

：

2-5、2-7、2-8、2-9作

業(yè)習(xí)題：

3-5、3-6、

3-7、

3-8第

3

章

隨

機(jī)

過

程作

業(yè)T-1

1隨

機(jī)

變

量。在

(0,

2π)上服從均勻分布，它與m(t)彼此統(tǒng)

計

獨(dú)

立

。(1)

試

證明(t)是廣義

平

穩(wěn)的

；(2)試畫出自相關(guān)函數(shù)R(x)的波形；(3)試求功率譜密度P(f)

及功率S。第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答3-5

已知隨機(jī)過程

其中，m(t)是廣義

平

穩(wěn)

過

程，

且自相關(guān)函數(shù)為↑R(r)第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答(1)

試

證明(t)

是廣

義

平

穩(wěn)的

；只要證明x(t)的均值為常數(shù)，

自相關(guān)函數(shù)僅與時間

間隔：有關(guān)即可。所

以

，第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答(2)

試畫出自相關(guān)函數(shù)R(r)

的波形；平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率

譜

密

度

是

其

自

相

關(guān)函數(shù)的傅里

葉變換，即

G第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答或

者

：第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答3-6已知噪聲n(t)的自相關(guān)函數(shù)為(1)試求其功率譜密度Pn(f)和

功

率N;(2)試畫出R,(t)

和

P,(f)

的曲線。第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答kII■22第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答3-7

一個均值為a,

自相關(guān)函數(shù)為R(z)的平穩(wěn)隨機(jī)過

程

x(t)通

過

一

個

線

性

系統(tǒng)

后的

輸出

過

程

為(

1

)

試

畫

出

該

線

性

系

統(tǒng)

的

框圖

；(2)試求γ(t)的自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度。X(t)延

時T相力加Y(t)第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答平穩(wěn)隨機(jī)過

程

通

過

線

性

系統(tǒng)

后

仍

為

平

穩(wěn)

過

程!第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答z()<

或

者

：B一f.

0(1)濾波器輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù)；(2

)

濾

波

器

輸出噪

聲的

平

均

功

率

；(3)

輸出噪聲的一

維

概

率

密

度函

數(shù)

。3-8

一個中心頻率為f.、帶寬為B

的理想帶通濾波器如

下圖所示。假設(shè)輸入是均值為零、功率譜密度為n?/2

的

高

斯

白

噪

聲

，

試

求

：

|H(f)輸

入

噪

聲

的

功

率

譜

密

度

：Bfo第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答(1)濾波器輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù)；可以很容易得

到

濾

波

器

輸出噪聲的功

率

譜

密

度

：輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù)與其功率譜密度互為傅里葉

變換關(guān)系，

則第

3

章

課

后

作

業(yè)

解

答(

2

)

濾

波

器

輸出噪

聲

的

平

均

功

率

；N=n?B(

3

)

輸出噪

聲的

一

維

概

率

密

度

函

數(shù)

。高斯隨機(jī)過程

通

過線性系

統(tǒng)

后仍為

高

斯

過

程，所以輸出噪聲的一維概率密

度函

數(shù)仍

服

從

高

斯

分

布

。00

“其

中

，作

業(yè)第

4

章

信

道習(xí)題：

4-74-7

設(shè)一黑白數(shù)字相片有400萬個像素，每個像素有16

個亮度等級。若用3kHz帶寬的信道傳輸它，

且信號噪

聲功率比等于10dB,試問需要傳輸多少時間?解：每個像素所包含的信息量為整張相片所

包

含的信息量

為根據(jù)shannon公式習(xí)題：

5-3、5-4、

5-5、

5-7、

5-17、

5-19第

5

章

模

擬

調(diào)

制

系

統(tǒng)作

業(yè)5-3

已知調(diào)制信號

載

波

為aO=cs10t,

進(jìn)行單邊帶調(diào)制，

試確定

該

單

邊

帶

信

號

的表示式，

并畫出頻譜圖。解：

單邊帶信號的表示式為第

5

章

課

后

作

業(yè)

解

答02000π4000πSusB(o)π

/2SLsR(o)π

/2M(0)π①O-10?

π-10?

π10?

π10?Oπ00第

5

章

課

后

作

業(yè)

解

答5-4

將

調(diào)幅

波

通

過

殘留

邊帶

濾

波

器

產(chǎn)

生

殘

留

邊

帶

信

號

。

若此濾波器的傳輸函數(shù)H(o)如圖P5-2所示(斜線段為直線)。當(dāng)調(diào)制信號為

■

時

，

試

確

定所得殘留邊帶信號的表達(dá)式。H(o)

個-14

-10.5

-9.5

0

9.5

10.5

14

f/kHz第

5

章

課

后

作

業(yè)

解

答5-5

某調(diào)制方框圖如圖P5-3(b)所示。已知

m(t)的頻譜

如圖P5-3(a)所示，載頻o?<<o?,o?>o

n,且理想低通

濾波器的截止頻率為。,

試求輸出信號；(t),

并說明

s(t)為何種已調(diào)信號。S(t)相乘器

m(t)coso?t相乘器

S,

(t)sin

o?t

2相乘器cos0?t

相加器相乘器sin

o?ts(t)第

5

章

課

后

作

業(yè)

解

答5-7

某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度gG)=05×

103WHE;在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，并

設(shè)調(diào)制信號m(t)的頻帶限制在5kHz,而載波為100kHz,

已調(diào)信號的功率為10kW。

若接收機(jī)的輸入信號在加至

解調(diào)器之前，先經(jīng)過一理想帶通濾波器，

試問：(1)該理想帶通濾波器的中心頻率和通帶寬度為多少?(2)解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少?(3)解調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少?(4)求出解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度，并用圖形表

示出來

。第

5

章

課

后

作

業(yè)

解

答(1

)

該

理

想

帶

通

濾

波

器的中

心

頻

率

和

通

帶

寬

度

為

多

少

?f?=100kL

BtOFE(

2

)

解

調(diào)

器

輸

入

端的

信

噪

功

率比

為

多

少

?(3)解調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少?(4)求出解調(diào)器輸出端的噪吉

示

出

來第

5

章

課

后

作

業(yè)

解

答解

調(diào)

器

輸出噪

聲

功

率

是

輸

入噪

聲

功

率的

1

/

4

,

即教材P99,

式5.2-14因此，

輸

出

噪聲

功率譜密度為5-17已知某單頻調(diào)頻波的振幅是10V,

瞬時頻率為試

求

：(1

)

此

調(diào)

頻

波

的

表

達(dá)

式

；(2)此調(diào)頻波的頻率偏移、

調(diào)頻指數(shù)和

頻帶寬度；(3)若調(diào)制信號頻率提高到2×10HL,則調(diào)頻波的頻偏、調(diào)頻指數(shù)和頻帶寬度如何變化?(2)此調(diào)頻波的頻率偏移、

調(diào)頻指數(shù)和

頻帶寬度；

頻

率

偏

移

：調(diào)頻指數(shù)：頻

帶

寬度：第

5

章

課

后

作

業(yè)

解

答5-19有60路模擬話音信號采用頻分復(fù)用方式傳輸。已

知每路話音信號頻率范圍為0~4kHz(已含防護(hù)頻帶),副載波采用SSB

調(diào)

制

，

主

載

波

采

用FM調(diào)制

，

調(diào)

制

指

數(shù)m,=2。(1)試計算副載波調(diào)制合成信號帶寬；(2)試求信道傳輸信號帶寬。習(xí)題：

6-7、6-9、6-11、

6-12、

6-13第

6

章

課

后

作

業(yè)

解

答作

業(yè)消

息碼

：

1011

0

0

0

0

0

0

0

00101AMI

碼

+10-1+1

0

0

0

0

0

0

0

0

0-10+1+10-1+1

B

0

V

B

0

V0-10+1+10-1+1

B

0

0

+V

B

0

0-V0-10+1+10-1+1

0

0

0

+V-B0

0-V0-1!0+1HDB?

碼：

+10-1+10

0

0+V-B0

0-V0+10-1第

6

章

課

后

作

業(yè)

解

答6-7已知信息代碼為1011000000000101,試

確

定

相

應(yīng)的

AMI

碼

及HDB?

碼，并

分

別

畫出

它

們的

波

形圖

。第

6

章

課

后

作

業(yè)

解

答6-9

某基帶傳輸系統(tǒng)接收濾波器輸出信號的基本脈沖為如圖P6-4所示的三角脈沖。(1)

求

該

基帶

傳

輸

系

統(tǒng)的

傳

輸函

數(shù)H(o);(2

)

假

設(shè)

信

道的

傳

輸函

數(shù)C(o)=1,發(fā)送濾波器

和

接收濾波

器

具

有

相同的

傳

輸函數(shù)，

即

G(O-GC

,

試

求這時G,(o)或G。(o)的表示式。G(=√F(a第

6

章

課

后

作

業(yè)

解

答6-11

設(shè)基帶傳輸系統(tǒng)的發(fā)送濾波器、信道及接收濾波

器組成的總特性為H(o)若

要

求

以

2

/

波

特的

速

率

進(jìn)

行數(shù)據(jù)傳輸，

試驗(yàn)證圖P6-6所示的各種H(能否滿足抽樣點(diǎn)

上

無

碼間串?dāng)_的

條

件

?奈奎斯特第一準(zhǔn)則：

奈奎斯特第一準(zhǔn)則：

Zn+

),1

6-12

設(shè)某數(shù)字基帶系統(tǒng)的傳輸特性H(o)如圖P6-7所示。

其

中a為

某

個

常

數(shù)(O≤a≤D:(1)試檢驗(yàn)

該

系

統(tǒng)能

否實(shí)

現(xiàn)

無

碼間串?dāng)_的條件?(

2

)

試

求

該

系

統(tǒng)

的

最

高

碼

元

傳

輸

速

率

為

多

大

?

這時

的系統(tǒng)頻率利用率為多大?H(o)奈奎斯特第一準(zhǔn)則：

Z),

6-13

為了傳送碼元速率Rg=10Bd的數(shù)字基帶信號，試

問系統(tǒng)采用圖

P6-8

中所畫的哪一種傳輸特性較好?并簡要說明其理

由。第

7

章

課

后

作

業(yè)

解

答習(xí)題：

7-1、7-2、

7-3、7-4、7-7作

業(yè)第

7

章

課

后

作

業(yè)

解

答7-1設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為1011001,

試分別畫出OOK、2FSK、2PSK

及2DPSK

信號的波形示意圖，并注意觀察

其時間波形

上

各

有

什么

特點(diǎn)

。7-2

設(shè)某OOK系統(tǒng)的碼元傳輸速率為1000B,載波信號

為

Aax<10(1)

每

個

碼

元中

包

含多

少

個

碼

元

周

期

?(2)求OOK信號的第一零點(diǎn)帶寬。第

7

章

課

后

作

業(yè)

解

答7-3

設(shè)某2FSK傳輸系統(tǒng)的碼元速率為1000B,已調(diào)信號的

載

頻

分

別

為1

0

0

0Hz和

2

0

0

0Hz

。發(fā)送數(shù)字信息為011010:(1)試畫出一種2FSK

信號調(diào)制器原理框圖，

并畫出

2FSK信號的時間波形；(

2

)

試

討

論

這

時的

2FSK

信號應(yīng)

選

擇怎

樣的解

調(diào)

器

解調(diào)

?(3)試畫出2FSK

信號的功率譜密度示意圖。第

6

章

課

后

作

業(yè)

解

答7-4設(shè)二進(jìn)制信息為0101,采用2FSK系統(tǒng)傳輸。碼元速率為1000B,已調(diào)信號的載頻分別為3000Hz(對應(yīng)“1”

碼)和1000Hz(對應(yīng)“0”碼):(1)若

采

用

包

絡(luò)

檢

波

方

式

進(jìn)

行

解

調(diào)，

試畫出

各點(diǎn)時

間波形

；(2)若采用相干方式進(jìn)行解調(diào)，

試畫出各點(diǎn)時間波形

；(3)求2FSK

信號的第一零點(diǎn)帶寬。第

6

章

課

后

作

業(yè)

解

答7-7

設(shè)發(fā)送的絕對碼序列為011010,

采用2DPSK方式傳

輸。已知碼元傳輸速率為1200B,

載波頻率為1800Hz。

定義相位差A(yù)φ為后一碼元起始

相

位

和

前

一

碼

元

結(jié)

束

相

位

之

差

：(

1

)

若Aφ=0°代表“0”,Ap=180°代表“1”,試畫

出這時的2DPSK信號波形；(

2

)

若Ap=270°代

表

“

0”,Aφ=90°

代表“1”,則

這

時

的2DPSK

信號波形又如何?第

9

章

課

后

作

業(yè)

解

答習(xí)題：

9-9、

9-10、9-11作

業(yè)第

9

章

課

后

作

業(yè)

解

答9-9

采用13折線A

律編碼，設(shè)最小量化間隔為1個單位，

已知抽樣脈沖值為+635單位：(1

)

試

求

此時

編

碼

器

輸出

碼

組，

并

計

算

量

化

誤

差

；(2)

寫出對

應(yīng)

于

該

7

位

碼

(

不

包

括

極

性

碼

)的

均勻

量化11位碼(采用自然二進(jìn)制碼)。第

9

章

課

后

作

業(yè)

解

答9-10

采用13折線A

律編碼電路，設(shè)接收端收到的碼組

為“01010011”,

最小

量

化間隔

為1

個

量

化

單

位，

并

已知

段內(nèi)碼改

用

折

疊

二

進(jìn)

制

碼

：(1

)

譯

碼

器

輸出

為多

少

量

化

單

位

?(2)

試寫出

對

應(yīng)于

該

7

位

碼

(

不

包

括

極

性

碼

)的

均

勻

量

化

1

1

位

碼

。第

9

章

課

后

作

業(yè)

解

答9-11

采用13折線A

律編碼，

設(shè)最小量化間隔為1個量化

單位，已知抽樣脈沖值為-95量化單位：(1

)

試

求

此時

編

碼

器

輸出

碼

組，

并計算量

化

誤

差

。(2)試寫出對應(yīng)于該7位碼(不包括極性碼)的均

勻

量

化

1

1

位

碼

。第

1

0

章

課

后

作

業(yè)

解

答習(xí)題：

10-9、

10-10、

10-11作

業(yè)10-9

設(shè)高斯白噪聲的雙邊功率譜密度為n?/2,

試對圖P10-1中的信號波形設(shè)計一個匹配濾波器，

并：(1)試問如何確定最大輸出信噪比的時刻；(2)

試

求

此

匹

配

濾

波

器的

沖

激響

應(yīng)

和

輸出

信

號

波

形

的表示式，

并畫出波形