通信原理第2章 習(xí)題解答

1、習(xí)題解答2-1、什么是調(diào)制信道？什么是編碼信道？說(shuō)明調(diào)制信道和編碼信道的關(guān)系。答：所謂調(diào)制信道是指從調(diào)制器輸出端到解調(diào)器輸入端的部分。從調(diào)制和解調(diào)的角度來(lái)看，調(diào)制器輸出端到解調(diào)器輸入端的所有變換裝置及傳輸媒質(zhì)，不論其過(guò)程如何，只不過(guò)是對(duì)已調(diào)制信號(hào)進(jìn)行某種變換。所謂編碼信道是指編碼器輸出端到譯碼器輸入端的部分。從編譯碼的角度看來(lái)，編碼器的輸出是某一數(shù)字序列，而譯碼器的輸入同樣也是某一數(shù)字序列，它們可能是不同的數(shù)字序列。因此，從編碼器輸出端到譯碼器輸入端，可以用一個(gè)對(duì)數(shù)字序列進(jìn)行變換的方框來(lái)概括。根據(jù)調(diào)制信道和編碼信道的定義可知，編碼信道包含調(diào)制信道，因而編碼信道的特性也依賴調(diào)制信道的特性。2-2

2、、什么是恒參信道？什么是隨參信道？目前常見(jiàn)的信道中，哪些屬于恒參信道？哪些屬于隨參信道？答：信道參數(shù)隨時(shí)間緩慢變化或不變化的信道叫恒參信道。通常將架空明線、電纜、光纖、超短波及微波視距傳輸、衛(wèi)星中繼等視為恒參信道。信道參數(shù)隨時(shí)間隨機(jī)變化的信道叫隨參信道。短波電離層反射信道、各種散射信道、超短波移動(dòng)通信信道等為隨參信道。2-3、設(shè)一恒參信道的幅頻特性和相頻特性分別為：其中，和都是常數(shù)。試確定信號(hào)通過(guò)該信道后的輸出信號(hào)的時(shí)域表示式，并討論之。解：傳輸函數(shù)沖激響應(yīng)輸出信號(hào)結(jié)論：該恒參信道滿足無(wú)失真條件，故信號(hào)在傳輸過(guò)程中無(wú)失真。2-4、設(shè)某恒參信道的傳輸特性為，其中，為常數(shù)。試確定信號(hào)通過(guò)該信道后的

3、輸出信號(hào)表達(dá)式，并討論之。解：輸出信號(hào)為：討論：此信道的幅頻特性為，相頻特性為，相頻特性與成正比，無(wú)想頻失真；，有幅頻失真，所以輸出信號(hào)的失真是由信道的幅頻失真引起的，或者說(shuō)信號(hào)通過(guò)此信道只產(chǎn)生幅頻失真。2-5、今有兩個(gè)恒參信道，其等效模型分別如圖2-5（a）（b）所示。試求這兩個(gè)信道的群時(shí)延特性并畫(huà)出它們的群遲延曲線，并說(shuō)明信號(hào)通過(guò)它們時(shí)有無(wú)群時(shí)延失真？圖2-5解: (a)所以(a)網(wǎng)絡(luò)無(wú)群時(shí)延失真。(b) 所以(b)網(wǎng)絡(luò)的和是非線性關(guān)系，即群時(shí)延特性不為常數(shù)，因此有群時(shí)延失真2-6、什么是相關(guān)帶寬？ 如果傳輸信號(hào)的帶寬寬于相關(guān)帶寬，對(duì)信號(hào)有什么影響？答：相關(guān)帶寬就是隨參信道各路徑之間最大時(shí)

4、延差的倒數(shù)。當(dāng)信號(hào)帶寬大于相關(guān)帶寬時(shí)，將產(chǎn)生明顯的頻率選擇性衰落。2-7、試根據(jù)隨參信道的傳輸特性，定性解釋快衰落和頻率選擇性衰落現(xiàn)象。答：隨參信道的傳輸特點(diǎn)是，多徑傳播和每條路徑的時(shí)延和衰耗都是時(shí)變的。當(dāng)接收到的信號(hào)互相加強(qiáng)時(shí)，合成信號(hào)幅度大；當(dāng)接收到的信號(hào)互相削弱時(shí)，合成信號(hào)幅度小。這樣就形成了快衰落現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)射的信號(hào)有許多頻率成分時(shí)，每個(gè)頻率的信號(hào)都是經(jīng)過(guò)多條路徑傳輸后到達(dá)接收端的，一些頻率成分的多徑信號(hào)互相削弱，別一些頻率成分的多徑信號(hào)互相加強(qiáng)，這樣就使接收到的不同頻率的信號(hào)幅度不同，形成頻率選擇性衰落現(xiàn)象。2-8、試定性說(shuō)明采用頻率分集技術(shù)可以改善隨參信道傳輸特性的原理。答：用若干載

5、頻信號(hào)同時(shí)傳輸同一個(gè)信息，信道同時(shí)將這些信號(hào)衰落掉的概率很小，在收端將收到的各個(gè)載頻信號(hào)按一定方式集中在一起就可以保證可靠地傳信息。 這就是頻率分集技術(shù)可以改善隨參信道傳輸特性的基本原理。2-9、某隨參信道的兩徑時(shí)延差為0.5ms，試問(wèn)該信道在哪些頻率上傳輸損耗最小？哪些頻率上傳輸損耗最大？解：傳輸衰耗最大的頻率為：傳輸信號(hào)最有利的頻率為：式中，為正整數(shù)。2-10、設(shè)某隨參信道的最大多徑時(shí)延差等于3ms, 為了避免發(fā)生選擇性衰落，試估算在該信道上傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)的碼元脈沖寬度。解：信道相關(guān)帶寬根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，信號(hào)帶寬故碼元寬度2-11、信道中常見(jiàn)的起伏噪聲有哪些？它們的主要特點(diǎn)是什么？答：信道中常

6、見(jiàn)的起伏噪聲有：（1）熱噪聲：電阻類導(dǎo)體中，自由電子的布朗運(yùn)動(dòng)引起的噪聲；（2）散彈噪聲：真空管、半導(dǎo)體等器件內(nèi)部，由于載流子發(fā)射、分配的不均勻所引起的噪聲；（3）宇宙噪聲：由于天體輻射引起的噪聲。它們的主要特點(diǎn)是均為高斯白噪聲：即概率密度函數(shù)為高斯型，功率譜密度為均勻譜。2-12、二進(jìn)制無(wú)記憶編碼信道模型如圖2-11所示，如果信息傳輸速率是每秒1000符號(hào)，且，試求：（1） 信息源熵及損失熵；圖2-12（2） 信道傳輸信息的速率。解：2-13、設(shè)高斯信道的帶寬為4kHz，信號(hào)與噪聲的功率比為63，試確定利用這種信道的理想通信系統(tǒng)之傳信率和差錯(cuò)率。解：此系統(tǒng)的信道容量為：理想信道的傳信率為：差錯(cuò)率為：2-14、具有6.5MHz的帶寬的某高斯信道，若信道中信號(hào)功率與噪聲功率譜密度之比為45.5MHz，試求其信道容量。解： 根據(jù)香農(nóng)公式2-15、已知電話信道的帶寬為3.4kHz，試求：(1) 接收信噪比時(shí)的信道容量；(2) 若要求該信道能傳輸4800bit/s的數(shù)據(jù)，則要求接收端最小信噪比為多少dB?解： 2-16、已知彩色電視圖像由個(gè)像素組成。設(shè)第個(gè)像素有64種彩色度，每種彩色度有16個(gè)亮度等級(jí)。如果所有彩色度和亮度等級(jí)的組合機(jī)會(huì)均等，并統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。（1）