通信原理作业1

第一章

1 什么是模拟信号？什么是数字信号？

【答】参量（因变量）取值随时间（自变量）的连续变化而连续变化的信号，或者通俗地讲，波形为连续曲线的信号就是模拟信号。模拟信号的主要特点是在其出现的时间内具有无限个可能的取值。

自变量取离散值，参量取有限个经过量化的离散值的信号叫做数字信号。实际应用中的数字信号一般是只有两个取值“0”和“1”的脉冲序列。

模拟信号和数字信号的本质区别在于：模拟信号的取值为无限多个，而数字信号为有限个取值，通常只有“0”和“1”两个值。

4 设信道带宽为3KHz，信噪比为20dB，若传输二进制信号，则最大传输速率是多少？（两者中取小） 【解】因为已知信噪比为20dB，即：

20?10lgS?100N所以

SN

由香农公式可得信道容量为：

C?3000log2(1?100)?3000?6.647?19941bps

M由奈奎斯特定理：C?2Blog2?2B?6Kbps

两者中取小即可。

对香农定理和奈奎斯特定理的理解：

香农定理：例如，对于一个带宽为3KHz，信噪比为30dB（S/N就是1000）的话音信道，无论其使用多少个电平信号发送二进制数据，其数据传输速率不可能超过30Kbps。值得注意的是，香农定理仅仅

习题 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

等概时的平均信息速率为

（2）平均信息量为

则平均信息速率为 b 7.197977.1100B b =?==H R R

习题 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。试求码元速率和信息速率。

解：B 6

B 118000 Bd 125*10R T -=== 等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22===

设一个接收机输入电路的等效电阻等于600欧姆，输入电路的带宽等于6MHz ，环境温度为23℃，试求该电路产生的热噪声电压有效值。

解：66231067.7106600)27323(1038.144--?≈???+???==kTRB V V

习题 设一条无线链路采用视距传输方式通信，其收发天线的架设高度都等于80

通信原理作业答案

第1题

若对某一信号用DSB进行传输，设加至接收机的调制信号m(t)之功率谱密度为

?nmf?Pm(f)??2fm?0?f?fmf?fm

试求：

（1） 接收机的输入信号功率； （2） 接收机的输出信号功率；

（3） 若叠加于DSB信号的白噪声具有双边功率谱密度为

n0，设解调器的输出端接有截2止频率为fm的理想低通滤波器，那么，输出信噪功率比是多少？

解：

（1） 设DSB已调信号sDSB(t)?m(t)cos?ct，则接收机的输入信号功率为

2Si?sDSB(t)?m2(t)cos2?ct?nf1211??m(t)(1?cos2?ct)?m2(t)??Pm(f)df?mm 222??21m(t)(1?cos?ct) 2（2） 相干解调，乘以同频同相的载波信号后，信号为

sDSB(t)cos?ct?m(t)cos2?ct?经过低通滤波器后，输出为

so(t)?输出功率为

1m(t) 2So?nf121m(t)?Si?mm 428（3） 调制信号频谱在[?fm,fm]上有值，其他频率为零，已调信号在[?fc?fm,?fc?fm]上有值，其他频率为零，所以解调器前端带通滤波器的通带为[?fc?fm,?fc?fm]输入噪声功率为

一、判断题（共10道小题，共50.0分）


严格地说解码器输出的是PAM信号。
正确
错误
知识点: 平时作业1
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [5] 试题分值: 5.0
提示:


±127△的样值，各自对应的码字完全相同。
正确
错误
知识点: 平时作业1
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [5] 试题分值: 5.0
提示:


某位码的判定值与先行码的状态（是“0”还是“1”）有关。
正确
错误
知识点: 平时作业1
学生答案: [A;] 标准答案: A;
得分: [5] 试题分值: 5.0
提示:


A律13折线编码器编码位数越大越好。
正确
错误
知识点: 平时作业1
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [5] 试题分值: 5.0
提示:


A律13折线的量化信噪比高于A律压缩特性的量化信噪比。
正确
错误
知识点: 平时作业1
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [5] 试题分值: 5.0
提示:


带通型信号的抽样频率若取fs≥2fM会产生折叠噪声。
正确
错误
知识点: 平时作业1
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [5] 试题分值

第1章习题

一、填空题

1、在独立等概的条件下，M进制码元的信息量是二进制码元的 倍；在码元速率相同情况下，M进制码元的信息速率是二进制的 倍。

2、某信源产生四个符号的概率分别为1/2、1/4、1/8、1/8，则该信源的熵为________比特/符号。

3、某八进制系统码元时间长度为0.02s，则该系统码元传输速率为________Bd，信息传输速率为__________bit/s。

4、某四进制系统5分钟内传送了60000bit的信息，出错了5个码元，则该系统的码元传输速率为___________Bd，误码率为___________。

5、模拟通信系统的有效性用____________指标来衡量，可靠性用_________指标来衡量。

6、若某符号出现的概率是1/32，则该符号包含的信息量为 。 7、当底数为2时，信息量的单位是 ，当底数为e时，信息量的单位是 ，当底数为10时，信息量的单位是 。

8、已知模拟信道的频带宽度为3000 HZ，信噪比S/N=20 dB，该信道容量为 。㏒2(101)=6.7，㏒2(21)=4

第一章 概论 学习目标：1、了解通信的发展史 2、理解信息、消息和信号的联系和区别 3、理解 模拟通信系统的原理框图 4、理解数字通信系统的原理框图 5、掌握衡量通信系统的主要性能指标 6、掌握数字通信的主要优点 7、了解无线电的传播方式 8、理解信道的数学模型 9、了解噪声的来源和种类1

第一章 概论1.1 通信的发展一、古代通信的起源(狼烟四起、信鸽传书)1848年，莫尔斯发明了电报； (上帝创造了何等的奇迹) 1876年，贝尔发明了电话； 1864年，英国人麦克斯韦提出了电磁波学说； 1896年，意大利的马可尼发明了无线电报； 1901年，马可尼(G.Marconi)成功地实现了横渡大西洋的无线 电通信。

由此以后，相继出现了无线广播、超短波通信、广播电 视、雷达、无线电导航等。2

二、现代通信的发展 1、计算机的发明计算机与通信两者相结合，使电信业务更加丰 富，如 可视图文、多媒体通信

2、 20世纪50年代之后 (1) 通信理论上：香农信息论、纠错编码理论、信号保真度理 论等；

(2)通信体制上：模拟通信、数字通信； (3)通信种类上：脉码通信、微波通信、卫星通信、激光通信、移动通信和计算机通信等；

(4)通信对象上：突破了人与人之间进行通信的

通信原理试题1

一、填空题(每空1分，共计20分) 1、设在125

?s内传输256个二进制码元，则码元传输速率为 2.048 MBd ；若该信码在2s内有3个码元产生错误，则误码率为

7.32?10?7；码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的 3 倍。

2、一个均值为0方差为

?2的窄带平稳高斯过程，其同相分量和正交分量是 平稳高斯 过程，均值为 0 ，方差为?2 。

3、已知信道中传输1100000，0011100，0000011三个码组，则其最小码距为 4 ，可以检测 3 个错码，可以纠正 1 个错码。

4、信号在随参信道中传输时，产生频率弥散的主要原因是 多径效应 。 5、某单音调频信号

Sm(t)=10cos[(106?t)+8cos(103?t)]则该信号功率为 50 W ，调频指数为 8 ，已调信号的最大频

偏为 4000rad/s 。

6、已知信息代码为100000000010000011，其对应的

HDB3码为 +1000+1_-100-10+1000 +10-1+

实验一 HDB3码型变换实验

一、实验目的

1、 了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。 2、 掌握HDB3码的编译规则。

3、 了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。

二、实验器材

1、 主控&信号源、2号、8号、13号模块 各一块 2、 双踪示波器 一台 3、 连接线 若干

三、实验原理

1、HDB3编译码实验原理框图

HDB3输出信号源PN15数据HDB3编码HDB3-A1电平变换CLK时钟HDB3-B1数据移位输出取绝对值缓存4bitHDB3-A2极性反变换HDB3输入时钟HDB3-B2信号检测译码时钟输入单极性码8# 基带传输编译码模块数字锁相环法位同步BS2数字锁相环输入13# 载波同步及位同步模块 HDB3编译码实验原理框图

2、实验框图说明

我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。当没有连续4

伙子实验三 增量调制与码型变换

一、实验目的

1、掌握增量调制编码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。 2、了解用不同速率时钟编码时的输出波形。

3、理解连续可变斜率增量调制系统的电路组成与基本工作原理。

4、熟悉增量调制系统在不同工作频率、不同信号频率和不同信号幅度下跟踪输入信号的情况。

5、了解几种常见的数字基带信号。

6、掌握常用数字基带传输码型的编码规则

二、实验内容

1、观察增量调制编码各点处的波形并记录下来。 2、观察增量调制译码各点处的波形并记录下来。

3、 观察 NRZ 码、RZ 码、BRZ 码、BNRZ 码、AMI 码、CMI 码、HDB3 码、BPH 码 的波形。

4、观察全 0 码或全1 码时各码型的波形。

三、实验器材

1、信号源模块 2、模拟信号数字化模块 3、终端模块（可选）

4、60M 双踪示波器 5、频率计（可选） 6、连接线

四、实验原理 （一）增量调制

1、增量调制简称为ΔM是以一种模拟信号数字化方法，有如下优点： （1）、在比特率较低时，增量调制的量化信噪比高于PCM； （2）、增量调制的

通信原理仿真作业

第五章 模拟调制

1. AM、DSB调制及解调

用matlab产生一个频率为1Hz，功率为1的余弦信源m(t)，设载波频率?c?10Hz，m0?2,试画出： ? AM及DSB调制信号的时域波形； ? 采用相干解调后的AM及DSB信号波形； ? AM及DSB已调信号的功率谱；

? 调整载波频率及m0，观察分的AM的过调与DSB反相点现象。

? 在接收端带通后加上窄带高斯噪声，单边功率谱密度

n0?0.1，重新解调。 2. SSB调制及解调

用matlab产生一个频率为1Hz，功率为1的余弦信源，设载波频率?c?10Hz，,试画出：

? SSB调制信号的时域波形；

? 采用相干解调后的SSB信号波形； ? SSB已调信号的功率谱；

? 在接收端带通后加上窄带高斯噪声，单边功率谱密度n0?0.1，重新解调。 3. FM调制及解调

设输入信号为m(t)?cos2?t，载波中心频率为fc?10Hz，VCO的压控振荡系数为5Hz/V，载波平均功率为1W。试画出：

? 已调信号的时域波形； ? 已调信号的振幅谱；

? 用鉴频器解调该信号，并与输入信号比较。

1

加入相同功率的高斯白噪声信号， DSB

信号解调较 AM

信号解调误差