通信原理习题课.ppt
通信原理习题课通信原理习题课l绪论绪论n设有4个符号A、B、C、D，分别以概率1/2、1/4、1/8、1/8发送。每一消息的出现是相互独立的。(1)试计算信息熵 (2)若发送每个符号占用1ms时间，计算信息速率。(3)若信源分布可变，求最大可能信息速率。1绪论绪论解(1)信源信息熵(2)符号速率信息速率(3)4符号等概，有最大信息熵信息速率2通信原理习题课通信原理习题课n设一数字传输系统，采用8进制等概率符号，码元速率为32kBaud，求该系统信息速率。若改用16进制传输同样信息速率，其码元速率是多少？若改变后的系统平均在20秒内发生1码元错误，其误码率是多少？3通信原理习题课通信原理习题课解(1)信息速率(2)若改用16进制，则信息熵码元速率(3)若系统发生如题所说的误码，则误码率 4随机过程随机过程l随机过程随机过程n已知相乘器的输入X(t)是宽平稳随机过程，其均值为a，自相关函数为 ，载波为，其中是(-,)上均匀分布的随机相位，且X(t)与统计独立。试求(1)Y(t)的均值(2)Y(t)的自相关函数(3)Y(t)是否宽平稳5随机过程随机过程解(1)X(t)与统计独立(2)(3)Y(t)宽平稳6随机过程随机过程n平稳过程X(t)的功率密度谱为，该过程通过图所示的系统(1)输出过程是否平稳(2)求Y(t)的功率密度谱7随机过程随机过程解设X(t)的均值为自相关函数为(1)Y1(t)的均值为 Y1(t)的自相关函数为因为Y1(t)均值为常数，自相关函数只与有关，所以它是平稳的而Y(t)是Y1(t)的导数，是线性变换，所以Y(t)也是平稳的。(2)Y1(t)的功率谱为在时域求导相当于在频域乘以 ，对于功率谱乘以8随机过程随机过程u另解(2)求功率谱9信道信道l信源符号由0、1组成，两符号发送的概率相等，码元传输速率是2000Baud，信道传输引起的错误率是每100码元5个错误。问信源信息速率和信道容量是多少？10信道信道l解信道模型如图信源信息熵为信源信息速率为由于信道对称，信源等概，信道转移概率等于后验概率，即收端接收符号的条件熵为信道符号信息传输速率(互熵)为 也由于信道对称，则信源等概率分布时，有最大信息传输速率。信道容量11信道信道l已知某空间信道带宽为4MHz，试求(1)接收端信噪比为6dB时的信道容量。(2)若要传输8Mb/s速率的数据，则需要多大信噪比？12信道信道l解(1)信噪比信道容量(2)若要传输8Mbit/s速率，需要信噪比 附：若有信息量I需要传输，要求在t秒中传完，则至少需要信道容量CI/t 13模拟调制模拟调制l模拟调制模拟调制n单边带(SSB)调制系统接收端方框图如图(a)所示。调制信号功率谱如图(b)所示，所传输的是信号上边带；载波频率是。发送端至接收端信号衰减为30dB，信道中加性白高斯噪声功率谱为(1)画出带通滤波器应有的传输函数(2)求同步解调器输入端信噪比(3)求同步解调器输出端信噪比14模拟调制模拟调制l解(1)带通滤波器传输函数为(2)输入端信号功率输入端噪声功率输入信噪比(3)输出信噪比15模拟调制模拟调制n有一角度已调制信号为发送到信道传输。已知调制信号为 ；假定信道衰减50dB，信道中的白噪声功率谱 。(1)问s(t)是FM还是PM信号？(2)求解调器输出信噪比16模拟调制模拟调制l解(1)该信号的瞬时相偏瞬时频偏可见 与m(t)成正比，是FM信号。(2)调制指数信号功率信号带宽噪声功率输入信噪比由于是单音调制，可用下列公式计算输出信噪比17模拟调制模拟调制l有3路信号频谱及参数如图所示，现要对其进行单边带(取上边带)调制、频分复用传输，暂不考虑保护间隔。求(1)对每路信号调制的载波频率(2)复用后的频谱图(3)发送端和接收端方框图18模拟调制模拟调制u解(1)对第1路信号不需调制，对第2路信号的调制频率为 ，对第3路信号的调制频率为(2)(3)(暂略，见教材)19数字基带传输数字基带传输l设发送二进制随机序列“0”,“1”概率分别为P和1P。g(t)为宽度为Ts/3(Ts是码元间隔)的矩形脉冲。(1)若“0”,“1”分别由0、g(t)表示，求功率谱。谱中是否包含离散fs分量？(2)若“0”,“1”分别由g(t)、g(t)表示，求功率谱。谱中是否包含离散fs分量？20数字基带传输数字基带传输n有下列信息码，请分别变换成AMI码、HDB3码和CMI码信息码 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1AMI码(1)HDB3码(V)CMI码(11)信道中有下列HDB3码，请还原成信息码HDB3码 1 0 0 0 11 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0信息码 21数字基带传输数字基带传输u解(1)u信息码 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1AMI码(1)1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1HDB3码(V)1 0 0 0 V+1 11 0 0 0 V B+0 0 V+0 0 1CMI码(11)00010101011100110101010101010101010100(2)HDB3码 1 0 0 0 11 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 11 0信息码 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 022数字基带传输数字基带传输n设基带传输系统总的传输特性为 ，若要求以 波特的速率传输数据，试验证图(a),(b),(c),(d)所示的 能否无码间干扰传输？其中，无码间干扰的传输特性带宽和频带利用率是多少？【解】对于(a)(b)(c)(d)23数字基带传输数字基带传输n频带利用率n(b)n(c)24数字基带传输数字基带传输n某数字传输系统以相同概率发送0、A，信道中噪声服从下列概率密度试求系统最小误码率。25数字基带传输数字基带传输u解接收端信号加噪声的概率密度当发送0时当发送A时最佳判决门限：而解得总误码率26数字基带传输数字基带传输n第I类部分响应系统(1)它的时域表达式和频谱；(2)写出预编码、相关编码和译码表达式；(3)画出该系统完整框图；(4)若有以下二进码序列写出预编码、相关编码和译码序列。【解】(1)(3)略(2)预编码 bn=an bn-1；相关编码 cn=bn+bn-1；译码an=cnmod2(4)信息序列an 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1预编码序列bn (0)1 0 0 1 1 1 0 0 1 0相关编码序列cn 0 0 2 0 2 2 0 2 0 0译码 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 注：若cn按逻辑码 1 1 0 1 2 2 1 0 1 127数字基带传输数字基带传输n第类部分响应系统加权系数为 ，试求(1)它的时域表达式和频谱；(2)画出包括预编码在内的系统组成框图(3)写出发端预编码、相关编码和收端判决的逻辑关系式(4)已知二进制信息码100101110100011001，若采用四进制输入，输出电平数L是多少？列出(3)中各式相应输入、输出序列。28数字基带传输数字基带传输u解(1)设理想低通响应为g0(t)，合成波为g(t)，则 传递函数理想低通滤波器特性合成波频谱29数字基带传输数字基带传输(2)系统框图(3)预编码相关编码模判决(4)二进码 10 01 01 11 01 00 01 10 01 四进码an 2 1 1 3 1 0 1 2 1预编码bn 0 0 2 1 3 0 0 0 1 2 2相关编码cn 2 1 1 1 3 0 1 2 1 输出电平数L=7模判决 2 1 1 3 1 0 1 2 130数字基带传输数字基带传输n设有一个三抽头时域均衡器如图，x(t)在各抽样点的值依次为(在其它抽样点为0)。试求(1)迫零均衡时的抽头系数；(2)输出y(t)各点样值；(3)x(t)的峰值畸变；(4)y(t)的峰值畸变。31数字基带传输数字基带传输u解(1)u解得(2)32数字基带传输数字基带传输l(3)l(4)33
