《通信原理》第六版樊昌信曹麗娜答案完整版pdf

,1/8,3/16和5/16.試求該信息源符號的平均信息量。B.10代替C.11代替D,每個脈沖寬度為5ms。(2)若每個字母出現的可能性分別為事,試計算傳輸的平均信息速率，/答號)(當不同字母等/答號)(當不同字母等根出現時可以利用信息源的最大須公式H(x)=lbg?N(b/將號),將PA,Pn,Pc,Po的值代入，動算得出(1)不同字母等概出現時，每個字母平均信息量即達到了信息源的最大塘H(x)=log;4=2(b/符號)每個字母用二進制脈沖編碼，每個脈沖寬度為5ms,所以每個字母的持續(xù)時間是2×5ms,字母傳輸速率為R=Rg×H(x)=100×1.985=198.5(b/s)然后直接利用信息量公式I=bglog:p(x)(b)和平均信息量公式H(x)=-計算得出Pm=1/4,P=3/4.I:=log(4/3)=0.415H(x)=(3/4)le+(1/4)lm=0.811(b/符號)=6.405(b/符號)R=Rg×H(x}=1000×6.405-64(1)信息速半R=R?=2400×log?2=2400(b/s)(2)碼元速率不變時R=2400×lag?(1)試計算傳送1h的信息量；廓題1-2中信息源符號的平均信息量為H(x)=2.23(b/符號)R?=Ra×H(x)=1000×2.23=2所以傳迭1小時的信息量為4H(z)=log5=2.322(b/符號)R=R×H(x)=1000×2.322=2322(b/s)傳送1小時的信息量為R=R×H(x)=2000×1=2000(b/s)H(r)=log?4=2(b4-1設一條無線鏈路采用視距傳插方式通信，其收發(fā)天線的架設高度都等于40m,若不考慮大氣折因為牧發(fā)天線等高均為40m,且1(m)所以D=√50h≈44.7(km)4-2設一條天波無線電信道，用高度等于400km的F;層電離層反射電磁波，地球的等效半徑等于(6370×4/3)km,收發(fā)天線均架設在地平面，試計算其通信距離大約可以達到多少千米?如圖4-8最遠距離為.圖4-84-3若有一平流層平臺距離地面20km.試按上題給定的條件計算其覆蓋地面的半徑等于多少千米，因為20km遠遠小于地球半徑所以近似覆微半徑為583km。圖4-94-4設一個接收機輸入電路的等效電阻等于6000,輸入電路的帶寬等于6MHz,環(huán)境溫度為27℃,63V=√4KTRB=√4×1.38×10~*×300×600×6×IOFe7.72(qV)4-5某個信息源由A、B、C和D等四個符號組成。設每個符號獨立出現，其出現概率分別為1/4、1/4,3/16、5/16,經過信道傳輸后，每個符號正確接收的概率為1021/1024,錯為其他符號的條件概率Pz/y?)均為1/1024,試畫出此信道模型，并求出該信道的容量C等于多少b/符號。nD.n圖4-10如圖4-10所示，粗線表示概率；,細線表示概率因為C=平均信息量/符號=H(x)-H(x|y)=1.967(b/符號)所以C=1.967(b/符號)4-6若習題4-5中的四個符號分別用二進制碼組00、01、10、11表示，每個二進制碼元用寬度為5ms因為每個符母用兩個二進制碼表示且每個二進制碼寬度為5ms,所以符號/s,即信道容量因每個像素獨立所以等概，取16個電平，所以每個象素信息量并且每張相片有4000000萬像素故信息量因為R≤C,C=Blog?(1+S/N),得R≤3在5-1已知線性調制信號表示式如下：(1)如圖5-15、5-16分別是cosicosat的波形圖和頻譜圖圖5-15coeQrcako,t的波形圖5-16cosΩicosokt的頻譜圖圖5-19該信號的波形及包絡分別如圖5-20(a)、(b),圖5-20該信號的波形及包絡分別如圖5-21(a)、(b)。圖5-21可寫出上邊帶的時域表示式其傅里葉變換對圖5-22相乘器理想低通相乘器理想低通理想低遵理想低遵圖5-23應構翻制器的量終輸出信號5-6某調制系統如圖5-24所示。為了在輸出端同時分別得到(4)及?;(t),試確定接收端的c(r) f()相乘相加低通(我【分析】看清題意，再觀察框圖，我們極容為聯想到信號的調制解調過程，故可輔設發(fā)送端合成后的發(fā)送信號是f(t)=f;L)coont+f?(t)sinat,根據我們的假設，接收端采用f?()=f(t)cosmt=[f:<]conant+fz(通過理想低通德波器后假設接收端的相干載波c(t)=sinaot,則解調后的輸出為通過理想低通濾波器后5-7設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度P.(D=0.5×10~1W/Hz,在該信道中傳輸抑制載波的雙邊神信號，并設調制信號m(t)的頻帶限制在5kHa,而載波為100kHz,已調信導的功率為10kW。若(2)解調器輸入端的信噪功率比為多少?(3)解調器輸出端的信噪功率比為多少?(1)理想帶通濾波器的傳輸特性如下N?=2P()B=2×0.5×10-*×10×102=10(W)已知輸入信號的功率S=10kW,所以(3)由于雙邊帶調制系統的調制制度增益G-2,所以，解調器輸出端的信噪比為(4)經過相干解調后，解測器的輸出噪聲功率圖5-25輸出噪聲m(r)的功率請圖圖5-25輸出噪聲m(r)的功率請圖其特性如圖5-25所示。5-8若對某一信號用DSB進行傳輸，設加至接收機的調制信號m(t)之功率講密度為(2)接收機的輸出信號功率；(3)若疊加于DSB信號的白噪聲具有雙邊功率諧密度為(1)設DSB已調信號xm(t)=m(Dcua,t,則接收機的輸入信號功率為(3)解調器輸人噪聲功率為5-9設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度P.(F)=0.5×10~°W/Hz,在設信道中傳鋼抑利載波的單邊帶(上邊帶)信號，并設調制信號m(t)的頻帶限制在5kHz,而載波是100kHz,已調信號功率是(1)該理想帶通濾波器中心頻率為多大?(2)解諷器輸入端的信噪功率比為多少?(3)解調器輸出端的信噪功率比為多少?【分析】所費公式：*出4(2)解調器輸入端噪聲的帶寬與已調信號的帶寬相同N?=2P,(f)B=2×0.5×10~3×5×101=5(W)已知輸人信號功率為S=10kW所以解調器輸入端的信噪功率比為(3)因為單邊帶調制系統的調制制度增益所以解調器輸出端的信噪功率比為510某線性調制系統的輸出信噪比為20dB,輸出噪聲功率為10-*W,由發(fā)射機輸出端到解調器輸人端之同總的傳輸損耗為100dB,試求；(1)DSB/SC時的發(fā)射機輸出功率；(2)SSB/SC時的發(fā)射機輸出功率，【分析】如圖5-26所示解調器性能模型，帶遇戰(zhàn)波器圖5-26據輸出信案比,以及DSB,SSB調制系統的調制制度增董來計算本是【小結】5-12試證明：當AM信號采用同步檢測法進行解調時，其制度增益G與公式【分析】考查AM信號通過同步檢洗法的解調器和通過包絡檢波的解調器的異同，以及求出其輸入信噪比和輸出信柴比。輸入噪聲為m(t)=n?(t)cosat-n,(i)解調器輸入的信號功率為解調器輸人的噪聲功率為N=π<C)=mB設同步檢測時的相干載波為cosant,則解調器的輸出信號=[A+m(t)]cosa,fcosat+[n(a)coswnt-n.(t)s5-13設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度P,()=0.5×10~W/Hz,在該信道中傳輸振幅調制信號，并設調制信號m(t)的頻帶限制于5kHz,載頻是100kHz,邊帶功率為10kW,載波功率為40kW,(1)設AM信號為sx(t)為則已調信號功率為解調器輸入端的噪聲功率為N=2P,(f)B=2×0.5×10~3×5×2×102=10所以輸入信噪比為解調器的輸出噪聲功率為輸出信噪比為N?=π()=N=B=2f解調器輸出信噪比為=[f(t)*h.(t)]cosast+[f(a)*h,(t其中h(t)=h(t)cosmt,h,(t)=h(t)sHvn(w+a)+Hvs(n-n)=C5-16設一寬帶FM系統，載波振幅為100V,頻率為100MHz,調制信號m(t)的顏帶限制于5kHz得B=2(△f+?)=2(my+1)f?=2×(15+1)×5-160(kHz)理想帶通濾波器的傳輸特性為氣所以輸人信號功率為N?=P(PB=10-3×160×103=160(4)若以振幅調制方法傳輸m(t),則所需帶寬為Bx=2f?=10kHz<Bru=160(kHz)包絡檢波器的輸出信噪比為可見，頻率調制系統與振幅調制系統相比，是通過增加信號帶寬來提高輸出信噪比。5-17已知某單頻調頻波的振幅是10V,瞬時頻率為(1)此調頻波的表達式；(2)此調頻波的頻率偏移、調頻指數和頻帶寬度；(3)若調制信號頻率提離到2×102Hz,則調頻波的頻偏、潤頻指數和頻帶寬度如何變化?(1)已知f()=10+10'cos2x×101t=10(10*+102cns2π×102)得y(t)=10cos(2π×10*;+10s(3)若調制頻率提到2×10°,那么A/=10kHzmr=5.B=24kHz5-18已知滿制信號是8MHz的單頻余弦信號，且設信道噪聲單邊功率講密度=5×10~W/Hz,損耗a為60dB,若要求輸出信噪比為40dB,設求：(1)100%調制時AM信號的帶寬和發(fā)射功率；(2)調頻指數為5時FM信號的帶寬和發(fā)射功率。由輸出信噪比40dB和信道損耗60dB得到輸人信哚比應為100dB設輸入信號為S,則于是有輸入信號功率為而對于100%調制的AM信號，發(fā)射效率為,故AM調制信號的發(fā)射功率為。信號傳輸帶寬Bm與AM信號的傳輸帶寬ByBu=2(mx+1)f?=(mr+1)B?于是相當于輸入信噪比不需100dB,而僅,則FM信號的發(fā)射功率為5-19有60路模擬語音信號采用頻分復用方式傳輸。已知每路話音信號頻率范圍為0～4kHz(已含防護頻帶),副載波采用SSB調制，主載波采用FM調制，調制指數my=2.(1)試計算副載波調制合成信號帶寬；(1)頻分復用后SSB信號總帶寬為(2)已知my=2,得最大偏頻為1200kHz所以信號帶寬為16-2設二進制隨機脈沖序列由gi(t)與ga(t)組成，出現g:(t)的概率為P,出現g?(t)的概率為(1-如果則脈沖序列將無離散譜。基帶序列離散譜的表示式為也就是當P=P):(3)若g(t)改為圖6-12(b),重新回答題(2)所問。圖6-12P()=P()+P,(Ω。x(1)對于雙極性波形，若g?(t)=-g?(t)=g(4),則它的功率譜密度表示式為.功率為功率為g(t)的傅里葉變換對令f=f,有所以P,(f)=0g(t)的傅里葉變換對令f=f.,有P(f?)=2f(2P-1)2|G(f即該二進制序列存在離散分量【小結】掌握雙極性波形功率譜密度的表示式及求平均功率的方法。,所以根據所給波形圖，得圖6-14;元同步所需的頻事的分量。R(D-f.ipP-Ea+omTYIfi<}其功率譜密度如圖6-15所示圖6-15(2)此基帶信號的功率諧密度不存在離散講，所以不能從中直接提取頻率分量，(3)該數字基帶信號的傳碼率Rm為頗帶寬度B為圖6-16(2)由該雙極性信號中能否直接提取顏率為的分量?若能，試計算該分量的功率?！痉治觥靠疾榧案圆ㄐ蔚碾S機脈沖序列的功率譜些度地計算方法以及根據所給的時域波形，通過由波形圖可得出其中其傅里葉變換對為功率譜密度如圖6-17所示。圖6-17分量的功率為AMI:+10-1+1000000000-101圖6-196-8已知信息代碼為101100101,試確定相應的雙相碼和CIM碼，并分別畫出它們的波形圖。6-9某基帶傳輸系統接收濾波器輸出信號的基本脈沖為如圖6-20所示的三角形脈沖；…即因為6-6-10,設某基帶傳輸系統具有圖6-21所示的三角形傳輸函數；(1)求系統接收濾波器輸出的沖激響應A(t);【分析】考查對于奈奎斯特準則的理解，要根據奈奎斯將準則來判定基帶系統是否能實現無碼同串擾傳輸。(1)由已知條件可每利用對偶的性質，求出其時城表達式為(2)若滿足雜童斯特準則實現無碼間串擾傳輸的傳輸函數H(w)要滿足圖6-22.以如圖6-23(a),(b)、(e)、(d)所示。H(o)00圖6-23對于圖6-22(b),當對于圖6-22(c),當對于圖6-22(d),當 (1)求三個抽頭的最佳系數；(2)比較均衡前后的峰值失真。(1)列出矩陣方程為輸入峰值失真輸出峰值失真比均衡前峰值失真(0.6)減小7.5倍。2已知某OOK系統的碼元傳輸速率為1000B,蔽波信號為Acos(4π×10t);)每個碼元中包含多少個載波周期?(2)求OOK信號的第一本點帶寬。(1)出題中的已知條件可知因此一個碼元周期為載波頻率為載波的周期為所以一個碼元周期內有2000個載波周期。(2)根據OOK的頻諾特點，可知其帶寬為73設某2FSK傳輸系統的碼元速率為1000B,已調信號的載頻分別為1000Hz和2000Hz,發(fā)送數字信息為011010;(1)試畫出一種2FSK信號調制器原理框圖，并畫出2FSK信號的時間波形；(2)試討論這時的2FSK信號應選擇怎樣的解調器解調?(3)試畫出2FSK信號的功率譜密度示意圖。之間的改變是瞬時完成的。左7圖7-19圖7-20設二進制信息為0101,采用2FSK系統傳輸。碼元速率為1000B,已調信號的載頻分別為3000(3)求2FSK信號的第一零點帶寬。(1)包絡檢波原理圖如圖7-22(a)所示，各點波形如圖?-22(b)所示。hb.抽樣濾波器ead(2)相干解調原理圖如圖7-23(2)相干解調原理圖如圖7-23(a)所示，各點波形如圖7-23(b)所示，b8f帶通edad.b.(3)2FSK信號的第一零點帶寬近似為 7-5設某2DPSK傳輸系統的碼元速率為1200B,載波頻率為2400Hz。發(fā)送數字信【分析】考查2DPSK信母的波形特點，益分解調法的特點及2DPSK信號的功率譜密度的求法。(1)2PSK的信號調制器原理框圖如圖7-24所示。0圖7-24.2PSK信號時間波形如圖7-25所示。圖7.25為2400Hz。開關電路元脈沖碼皮fof99鴻鴻圖7-29078在2ASK系統中，已知碼元傳輸速率R?=2×10*B,信道加性高斯白噪聲的單邊功率諧密度信噪比為(1)非相干接收時(1)若(1)若,即則最佳判決門限為①(1)2FSK信號的第一零點帶寬；【分析】考查2FSK信號的顏帶帶寬及其在相干接收和非相干控收情況下的系統誤碼率。(1)因為2FSK信號的帶寬為根據題中的已知條件f?=R?=2×10Hg,fi=10MHz,?r=10.4B=Ih-f?+2f?=110,4-101+2×2=(2)解調器的輸入哚聲功率為d=m2f,-6×10~*×2×2×10?輸入信噪聲比為(1)非相干接收時，從發(fā)送端到解調器輸人端的衰減應量； 2FSK信號相干接收時，其系統誤礙事為其中r是解調器輸入信號噪聲功率為解調器輸入信號的報播，這為解調器輸入喋聲功率)(1)2FSK信號相干接收時，其系統誤碼率為可得輸入信噪比為則解調器輸入端的信號振幅為所以由發(fā)送端到解調器輸人端的信號輻度的衰減分貝數為則解調器輸入端的信號振幅為所以由發(fā)送端到解調器輸入端的信號幅度的衰減分貝數為-13在二進制移相鍵控系統中，已知解調器輸入信噪比r=10dB,試分別求出相干解調2PSK,相干碼反變換2DPSK和差分相干解調2DPSK信號時的系統誤碼率，【分析】考查2PSK在相干解調時的誤碼率，2DPSK信號極性比較法解調時的系統誤碼率以及在差2PSK信號相干解調時的系統誤碼率為碼反變換2DPSK相干解調時的系統誤碼率為2DPSK信號美分相干解調時的誤碼率為7-14若采用2DPSK方式傳輸二進制信息，其他條件與題7-9相同。試求：發(fā)送端振幅ag=5(V)衰減量7-15在二進制數字調制系統中，已知碼元傳輸速率Ra=1000B,接收機輸入高斯白噪聲的雙邊功率分相干解調2DPSK以及相干解調2PSK等系統所要求的輸入信號功率。(1)對于相干OOK,解調時系統誤碼率.查表求得在系統誤碼率為10~*時，解調器輸人堵信哚比r-36。面ASK信號所需得傳輸帶寬近似為碼元速率的2倍，即B=2R?=2000HzR=m?B=36×2×10-39×2×103=1.4比r=21.64代之公引建進&*R?=m?B=21.64×2×10*×2×103=8.6(3)對于差分相干解調2DPSK,解調時總的誤碼信噪比r=10.82.R?=mB=10.82×2×10~*×2×102=4.P?=m?B=9×2×10~**×2×103=3.6如圖7-32所示，QPSKgg7-18設發(fā)送二進制信息為101100101,試按課本中表7-4所示的B方式編碼規(guī)則畫出QDPSK信號如圖7-34所示。圖7-347-19在四進制數字相位調制系統中，已知解詞器輸入端信噪比x=20,試求QPSK和QDPSK方式系統誤碼率。QPSK的誤碼率,由于r=20≥1而QDPSK的誤碼率,查誤養(yǎng)的數表可得P,=2.86×10-*7-20采用4PSK請制傳輸2400h/s數據：(1)最小理論帶寬是多少?(2)若傳輸帶寬不變，而比特率加倍，則調制方式應作何改變?(1)采用4PSK比特率2400b/s,碼元速率(2)f;=400Hz時，已抽樣信號的頻譜草圖如圖9-16(c)。9-2已知一基帶信號m()=cos2mt+2cos4nt,對其進行理想抽樣：(1)為了在接收端能不失真地從已抽樣信號m,(t)中恢復m(t),試問抽樣間隔應如何選擇?(2)若抽樣間隔取為0.2s,試畫出已9-3已知某信號m(1)的頻譜M(u)如圖9-18(h)所示。將它通過傳輸函數為I?;(w)的濾波器后再進(mm&按收編(1)抽樣速率應為多少?(3)接收端的接收網絡應具有怎樣的傳輸函數H?(w),才能由m,()不失真地恢復m(4)?通通(2)抽樣速率f,=3fi時的頻譜圖如圖9-19所示，其他w頻譜的表示式，并畫出其示意圖(注：m(t)的頻譜M(a)的形狀可自行假設),其中其示意圖如圖9-21(a)(b)M(cs)·””圖9-21.4;為1,試確定已抽樣信號及其頻譜表示式：e·【分析】根據矩形脈沖，得出網絡傳輸函數Q(a),理想沖激抽樣后的信號頻M,(cm面得出得出瞬時抽樣信母瓶潛Mn(a)及其時城表達式。三角脈沖形成網絡的傳輸函數為【小結】瞬對抽樣信號頻譜Mi(m)=M(u)·θ(a)從而可得Mu(u)表達式，進而由傅氏變換得出9-6設輸人抽樣器的信號為門函數G,(t),寬度r=20ma.若忽略其頻譜的第10個零點以外的頻率以第10個學點顏率為fm=10fi=500Hz,忽略第10個零點以外的頻率分量，門函數的最高頻率就是9-7設信號m(t)-9+Acosut,其中A≤10V、若m(t)被均勻量化為40個電平，試確定所需的二進制碼組的位數N和量化間隔△。m(t)需要被量化為40個電平，即M=40,表示40個電平需要的二進制碼組位數為N-[logM]+1=[log40]+1=69-8已知模擬信號抽樣值的概率密度f(x)如圖9-22所示。若按四電平進行均勻量化，試計算信號量化噪