通信原理课后练习答案课件

课

后

作

业

解

答习

题

：

1-2、

1-4、

1-6、

1-10第

1

章

绪

论作

业第

1

章

课

后

作

业

解

答1-2

某

信

源

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：

=-10g-

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

1

章

课

后

作

业

解

答1-4一个由字母

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

，

0

0

代

替A,01

代

替B,

1

0

代

替C,11

代

替

D,

每

个

脉

冲

宽

度

为

5ms。(1)不同字母等概

出现时，试计算传输的平均信息

速

率。解：

等概时该信源平均每个符号的携带的信息量为：传输的平均信息速率为：第

1

章

课

后

作

业

解

答(2)若每个字母出现概率分别为P₄=1/5,Pg=1/4,

Pc=1/4,P₀=3/10,

试计算传输的平均信息速率。

解：平均每个符号的携带的信息量为：传输的平均信息速率为：第

1

章

课

后

作

业

解

答1-6

设一信息源的输出由128个不同的符号组成，

其中

1

6

个出

现的

概

率

为

1

/

3

2

,

其

余

1

1

2

个

出

现

概

率

为

1

/

2

2

4

。

信息源每秒

发出100

0

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。解：平均每个符号的携带的信息量为符号速率为：传输的平均信息速率为：1-10

已知某四进制数字传输系统的传信率为2400b/s,接

收

端

在

0

.

5h

内共收到216个

错

误

码

元，试

计

算该

系

统的误码率

Pe。0.5h

内

共

收

到

的

码

元

数

为

：系统的误码率为：解：系统的码元速率为IS24Dbt全

吴

马

元

娄

女石马元娄女第

2

章

确

知

信

号习

题

：

2-5、2-7、2-8、2-9作

业习题：

3-5、3-6、

3-7、

3-8第

3

章

随

机

过

程作

业T-1

1随

机

变

量。在

(0,

2π)上服从均匀分布，它与m(t)彼此统

计

独

立

。(1)

试

证明(t)是广义

平

稳的

；(2)试画出自相关函数R(x)的波形；(3)试求功率谱密度P(f)

及功率S。第

3

章

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后

作

业

解

答3-5

已知随机过程

其中，m(t)是广义

平

稳

过

程，

且自相关函数为↑R(r)第

3

章

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后

作

业

解

答(1)

试

证明(t)

是广

义

平

稳的

；只要证明x(t)的均值为常数，

自相关函数仅与时间

间隔：有关即可。所

以

，第

3

章

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后

作

业

解

答(2)

试画出自相关函数R(r)

的波形；平稳随机过程的功率

谱

密

度

是

其

自

相

关函数的傅里

叶变换，即

G第

3

章

课

后

作

业

解

答或

者

：第

3

章

课

后

作

业

解

答3-6已知噪声n(t)的自相关函数为(1)试求其功率谱密度Pn(f)和

功

率N;(2)试画出R,(t)

和

P,(f)

的曲线。第

3

章

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后

作

业

解

答kII■22第

3

章

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后

作

业

解

答3-7

一个均值为a,

自相关函数为R(z)的平稳随机过

程

x(t)通

过

一

个

线

性

系统

后的

输出

过

程

为(

1

)

试

画

出

该

线

性

系

统

的

框图

；(2)试求γ(t)的自相关函数和功率谱密度。X(t)延

时T相力加Y(t)第

3

章

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后

作

业

解

答平稳随机过

程

通

过

线

性

系统

后

仍

为

平

稳

过

程!第

3

章

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后

作

业

解

答z()<

或

者

：B一f.

0(1)滤波器输出噪声的自相关函数；(2

)

滤

波

器

输出噪

声的

平

均

功

率

；(3)

输出噪声的一

维

概

率

密

度函

数

。3-8

一个中心频率为f.、带宽为B

的理想带通滤波器如

下图所示。假设输入是均值为零、功率谱密度为n₀/2

的

高

斯

白

噪

声

，

试

求

：

|H(f)输

入

噪

声

的

功

率

谱

密

度

：Bfo第

3

章

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后

作

业

解

答(1)滤波器输出噪声的自相关函数；可以很容易得

到

滤

波

器

输出噪声的功

率

谱

密

度

：输出噪声的自相关函数与其功率谱密度互为傅里叶

变换关系，

则第

3

章

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后

作

业

解

答(

2

)

滤

波

器

输出噪

声

的

平

均

功

率

；N=n₀B(

3

)

输出噪

声的

一

维

概

率

密

度

函

数

。高斯随机过程

通

过线性系

统

后仍为

高

斯

过

程，所以输出噪声的一维概率密

度函

数仍

服

从

高

斯

分

布

。00

“其

中

，作

业第

4

章

信

道习题：

4-74-7

设一黑白数字相片有400万个像素，每个像素有16

个亮度等级。若用3kHz带宽的信道传输它，

且信号噪

声功率比等于10dB,试问需要传输多少时间?解：每个像素所包含的信息量为整张相片所

包

含的信息量

为根据shannon公式习题：

5-3、5-4、

5-5、

5-7、

5-17、

5-19第

5

章

模

拟

调

制

系

统作

业5-3

已知调制信号

载

波

为aO=cs10t,

进行单边带调制，

试确定

该

单

边

带

信

号

的表示式，

并画出频谱图。解：

单边带信号的表示式为第

5

章

课

后

作

业

解

答02000π4000πSusB(o)π

/2SLsR(o)π

/2M(0)π①O-10⁴

π-10⁴

π10⁴

π10⁴Oπ00第

5

章

课

后

作

业

解

答5-4

将

调幅

波

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(o)如图P5-2所示(斜线段为直线)。当调制信号为

■

时

，

试

确

定所得残留边带信号的表达式。H(o)

个-14

-10.5

-9.5

0

9.5

10.5

14

f/kHz第

5

章

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后

作

业

解

答5-5

某调制方框图如图P5-3(b)所示。已知

m(t)的频谱

如图P5-3(a)所示，载频o₁<<o₂,o₁>o

n,且理想低通

滤波器的截止频率为。,

试求输出信号；(t),

并说明

s(t)为何种已调信号。S(t)相乘器

m(t)coso₁t相乘器

S,

(t)sin

o₁t

2相乘器cos0₂t

相加器相乘器sin

o₂ts(t)第

5

章

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后

作

业

解

答5-7

某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度gG)=05×

10³WHE;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，

试问：(1)该理想带通滤波器的中心频率和通带宽度为多少?(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，并用图形表

示出来

。第

5

章

课

后

作

业

解

答(1

)

该

理

想

带

通

滤

波

器的中

心

频

率

和

通

带

宽

度

为

多

少

?f₀=100kL

BtOFE(

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吉

示

出

来第

5

章

课

后

作

业

解

答解

调

器

输出噪

声

功

率

是

输

入噪

声

功

率的

1

/

4

,

即教材P99,

式5.2-14因此，

输

出

噪声

功率谱密度为5-17已知某单频调频波的振幅是10V,

瞬时频率为试

求

：(1

)

此

调

频

波

的

表

达

式

；(2)此调频波的频率偏移、

调频指数和

频带宽度；(3)若调制信号频率提高到2×10HL,则调频波的频偏、调频指数和频带宽度如何变化?(2)此调频波的频率偏移、

调频指数和

频带宽度；

频

率

偏

移

：调频指数：频

带

宽度：第

5

章

课

后

作

业

解

答5-19有60路模拟话音信号采用频分复用方式传输。已

知每路话音信号频率范围为0~4kHz(已含防护频带),副载波采用SSB

调

制

，

主

载

波

采

用FM调制

，

调

制

指

数m,=2。(1)试计算副载波调制合成信号带宽；(2)试求信道传输信号带宽。习题：

6-7、6-9、6-11、

6-12、

6-13第

6

章

课

后

作

业

解

答作

业消

息码

：

1011

0

0

0

0

0

0

0

00101AMI

码

+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+1HDB₃

码：

+10-1+10

0

0+V-B0

0-V0+10-1第

6

章

课

后

作

业

解

答6-7已知信息代码为1011000000000101,试

确

定

相

应的

AMI

码

及HDB₃

码，并

分

别

画出

它

们的

波

形图

。第

6

章

课

后

作

业

解

答6-9

某基带传输系统接收滤波器输出信号的基本脉冲为如图P6-4所示的三角脉冲。(1)

求

该

基带

传

输

系

统的

传

输函

数H(o);(2

)

假

设

信

道的

传

输函

数C(o)=1,发送滤波器

和

接收滤波

器

具

有

相同的

传

输函数，

即

G(O-GC

,

试

求这时G,(o)或G。(o)的表示式。G(=√F(a第

6

章

课

后

作

业

解

答6-11

设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波

器组成的总特性为H(o)若

要

求

以

2

/

波

特的

速

率

进

行数据传输，

试验证图P6-6所示的各种H(能否满足抽样点

上

无

码间串扰的

条

件

?奈奎斯特第一准则：

奈奎斯特第一准则：

Zn+

),1

6-12

设某数字基带系统的传输特性H(o)如图P6-7所示。

其

中a为

某

个

常

数(O≤a≤D:(1)试检验

该

系

统能

否实

现

无

码间串扰的条件?(

2

)

试

求

该

系

统

的

最

高

码

元

传

输

速

率

为

多

大

?

这时

的系统频率利用率为多大?H(o)奈奎斯特第一准则：

Z),

6-13

为了传送码元速率Rg=10Bd的数字基带信号，试

问系统采用图

P6-8

中所画的哪一种传输特性较好?并简要说明其理

由。第

7

章

课

后

作

业

解

答习题：

7-1、7-2、

7-3、7-4、7-7作

业第

7

章

课

后

作

业

解

答7-1设发送的二进制信息为1011001,

试分别画出OOK、2FSK、2PSK

及2DPSK

信号的波形示意图，并注意观察

其时间波形

上

各

有

什么

特点

。7-2

设某OOK系统的码元传输速率为1000B,载波信号

为

Aax<10(1)

每

个

码

元中

包

含多

少

个

码

元

周

期

?(2)求OOK信号的第一零点带宽。第

7

章

课

后

作

业

解

答7-3

设某2FSK传输系统的码元速率为1000B,已调信号的

载

频

分

别

为1

0

0

0Hz和

2

0

0

0Hz

。发送数字信息为011010:(1)试画出一种2FSK

信号调制器原理框图，

并画出

2FSK信号的时间波形；(

2

)

试

讨

论

这

时的

2FSK

信号应

选

择怎

样的解

调

器

解调

?(3)试画出2FSK

信号的功率谱密度示意图。第

6

章

课

后

作

业

解

答7-4设二进制信息为0101,采用2FSK系统传输。码元速率为1000B,已调信号的载频分别为3000Hz(对应“1”

码)和1000Hz(对应“0”码):(1)若

采

用

包

络

检

波

方

式

进

行

解

调，

试画出

各点时

间波形

；(2)若采用相干方式进行解调，

试画出各点时间波形

；(3)求2FSK

信号的第一零点带宽。第

6

章

课

后

作

业

解

答7-7

设发送的绝对码序列为011010,

采用2DPSK方式传

输。已知码元传输速率为1200B,

载波频率为1800Hz。

定义相位差Aφ为后一码元起始

相

位

和

前

一

码

元

结

束

相

位

之

差

：(

1

)

若Aφ=0°代表“0”,Ap=180°代表“1”,试画

出这时的2DPSK信号波形；(

2

)

若Ap=270°代

表

“

0”,Aφ=90°

代表“1”,则

这

时

的2DPSK

信号波形又如何?第

9

章

课

后

作

业

解

答习题：

9-9、

9-10、9-11作

业第

9

章

课

后

作

业

解

答9-9

采用13折线A

律编码，设最小量化间隔为1个单位，

已知抽样脉冲值为+635单位：(1

)

试

求

此时

编

码

器

输出

码

组，

并

计

算

量

化

误

差

；(2)

写出对

应

于

该

7

位

码

(

不

包

括

极

性

码

)的

均匀

量化11位码(采用自然二进制码)。第

9

章

课

后

作

业

解

答9-10

采用13折线A

律编码电路，设接收端收到的码组

为“01010011”,

最小

量

化间隔

为1

个

量

化

单

位，

并

已知

段内码改

用

折

叠

二

进

制

码

：(1

)

译

码

器

输出

为多

少

量

化

单

位

?(2)

试写出

对

应于

该

7

位

码

(

不

包

括

极

性

码

)的

均

匀

量

化

1

1

位

码

。第

9

章

课

后

作

业

解

答9-11

采用13折线A

律编码，

设最小量化间隔为1个量化

单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位：(1

)

试

求

此时

编

码

器

输出

码

组，

并计算量

化

误

差

。(2)试写出对应于该7位码(不包括极性码)的均

匀

量

化

1

1

位

码

。第

1

0

章

课

后

作

业

解

答习题：

10-9、

10-10、

10-11作

业10-9

设高斯白噪声的双边功率谱密度为n₀/2,

试对图P10-1中的信号波形设计一个匹配滤波器，

并：(1)试问如何确定最大输出信噪比的时刻；(2)

试

求

此

匹

配

滤

波

器的

冲

激响

应

和

输出

信

号

波

形

的表示式，

并画出波形