现代通信原理课后答案,沈宝锁第2版gyuu.docx
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1、通信原原理第一章 绪 论1-1设设英文字字母C出出现的概概率为00.0223,EE出现的的概率为为0.1105,试求CC与E的的信息量量。解:1-2 设某地方方的天气气预报晴晴占4/8,阴阴占2/8,小小雨占11/8,大大雨占11/8,试试求各每每个消息息的信息息量。 解: 晴晴: 阴阴:2bbit 小小雨:33bitt 大雨雨:3bbit。1-3 设有四个个信息AA、B、CC、D分分别以概概率1/4,11/8,11/8和和1/22传递,每每一消息息的出现现的是相相互独立立的。试试计算其其平均信信息量。解:1-4 一个离散散信号源源每毫秒秒发出44种符号号中的一一个,各各相互独独立符号号出现的
2、的概率分分别为00.4,00.3,00.2,00.1。求求该信号号源的平平均信息息量与信信息传输输速率。解:1-5 设一信息息源的输输出由1128个个不同的的符号组组成,其其中166个出现现的概率率为1/32,其其余1112个出出现概率率为1/2244,信息息源每秒秒钟发110000个符号号,且每每个符号号彼此独独立,试试计算该该信息源源的平均均信息速速率。解:1-6 设一数字字传输系系统传递递二进制制码元的的速率为为12000B,试试求该系系统的信信息传输速率,若若该系统统改为88进制码码元传递递,传码码率仍为为12000B,此此时信息息传输速速率又为多少?解: Rbb=RB=12200bb
3、/s1-7 已知二进进制数字字信号的的传输速速率为224000b/ss。试问问变换成成4进制制数字信信号 时时,传输输速率为为多少波波特?解:第二章 信 道道2-1 假定某恒恒参信道道的传输输特性具具有幅频频特性,但但无相位位失真,它它的传递递函数为为其中,KK、a、TT0和tdd均为常常数,试试求脉冲冲信号通通过该信信道后的的输出波波形用用 S(t)来来表示。解: 根根据时延延定理:2-2 假定某恒恒参信道道的传输输特性具具有相频频特性,但但无幅度度失真,它它的传递递函数可可写成其中,kk、B、TT0和td均为常常数。试试求脉冲冲信号SS(t)通过该该信道后后的输出出波形。注 解:Q2-3
4、假定某变变参信道道的两径径时延为为1毫秒秒,试确确定在哪哪些信号号频率上上将产生生最大传传输衰耗耗,选择择哪些信信号频率率传输最最有利。解:对于两径径传输的的幅频性性依赖于于(i为两径径时延),当当w=2nnp/i(n为为整数)时时,则出出现传输输极点;当w=(22n+11)p/i(n为为整数)时时,则出出现传输输零点。故:当i=10-3时,则则f=(nn+1/22)KHHZ时传输输衰耗最最大; f= nKHHZ时对传传输最有有利。2-4 设某短波波信道上上的最大大多径迟迟延为33毫秒,试试从减小小选择性性衰落的的影响来来考虑,估估算在该该信道上上传输的的数字信信号的码码元宽度度。Df01/i
5、2/i3/i5/if解:选择择性衰落落的示意意图如下所示: 因为多多径传输输时的相相对时延延差(简简称多径径时延),通通常用最最大多径径时延来来表征,并并用它来来估计传传输零极极点在频频率轴上上的位置置。设最最大多径径时延为为im,则定义: 为相邻邻零点的的频率间间隔。 所以 : 2-5 设宽度度为T,传传号和空空号相间间的数字字信号通通过某衰衰落信道道,已知知多径迟迟延为=T/4,接接收信号号为两条条路径信信号之和和。试画画出接收收到两信信号后的的波形,并并讨论最最大的时时延maxx为多少少才能分分辨出传传号和空空号来。(注:22-3、22-4和和2-55属于扩扩展内容容,供教教师参考考,不
6、作作为学生生作业)解:设两两径的传传输衰减减相等(均均为d0)则:接收到的的信号为为:s0(t)=d00s(tt-t00)+ddos(tt-t00-)其接收到到的两信信号的合合成波形形为0S(t)2T3TTtt0+T+T/4t0+Tt0+T/4t0S(t)t讨论:(1) 合成波形形比原波波形的宽宽度展宽宽了,展展宽部分分将造成成对邻近近码元的的串扰。(2) 若接收端端在每码码元中心心判决,只只要弥散散不覆盖盖空码,仍仍有可能能正确判判,即要求两两径时延延不超过过下一个个码的中中心位置置,最大大时延maxxT/22。 2-66 在在二进制制数字信信道中,若若设发送送“1”码与“0”码的概概率P(
7、1)与与P(00)相等等,P(1/00)=110-44,P(0/11)=110-55,试求求总的差差错概率率。解:P总总=0.5P(1/OO)+00.5PP(0/1)=0.5510-44+0.510-55=5.510-552-7 当平稳稳过程XX(t)通过题题2-77图所示示线性系系统时,试试求输出出功率谱谱。tX(t)Y(t)=X(t)+X (t-t)题2-77图解: 由输入入功率谱谱与输出出功率谱谱之间的的关系,则则 2-8 设随机机过程 : X(tt)=AAcoss(0t + q)式式中A、0是常数, 是一随机变量,它在0 范围内是均匀分布的。即 P()=1/, 0(1) 求统计平平均E
8、X(tt); (22) 确确定该过过程是否否平稳过过程。解:(11)(2)因因为 与t有有关,所所以X(tt)不是是平稳过过程。2-9 已知知平稳过过程的相相关函数数为(1)(2) a0求相相应的功功率谱。解:(11)(2)2-100 已知知平稳过过程的功功率谱为为(1)(2) (00)求其相关关函数。 解:(11)(2)2-11 功率谱为为n0/2的白白噪声,通通过RCC低通滤滤波器。试试求输出出噪声的的功率谱谱和自相相关函数数,并作作图与输输入噪声声作比较较。RC题2-111图 解解:Q RC低低通滤波波器的传传输函数数为 输出功功率为: 而而:自相相关函数数为:2-12 设某一噪噪声过程
9、程N(tt)具有有题2-12图图所示的的功率谱谱密SNN()( ENN(t)=00 )。(1)求求自相关关函数;(2)求求此过程程的均方方值(功功率);(3)把把N(tt)写成成窄带形形式N(t)=NC(t)coss0t - NSS(t)sinn0t,画画出功率率谱SNNC()和SSNS(),计计算和。SN(w)wn0/2Ww0-w0W题2-112图解:(11)-W/2W/2Snc()= Snc()no(2)(3)2-133 已已知某标标准音频频线路带带宽为33.4KKHZ。(1)设设要求信信道的SS/N=30ddB,试试求这时时的信道道容量是是多少?(2)设设线路上上的最大大信息传传输速率率
10、为48800bb/s,试试求所需需最小信信噪比为为多少?解:(11)已知知:S/N=330dBB S/N=110000(倍) (2)已已知:CC=Rmmax=48000b/s 则:2-144 有有一信息息量为11Mbiit的消消息,需需在某信信道传输输,设信信道带宽宽为4KKHz,接接收端要要求信噪噪比为330dBB,问传传送这一一消息需需用多少少时间?解:秒 第三章 模拟调制制系统3-1 已知知调制信信号f(t)=Ammsinnmt,载载波C(t)=A0coss0t(1)试试写出标标准调幅幅波AMM的表达达式。(2)画画出时域域波形(设=0.5)及及频谱图图。解: (1)SAM(t)tw0w
11、0w0S(w ) (2) 3-22 设一一调幅信信号由载载波电压压1000coss(21006t)加加上电压压50ccos112.556tcoss(21006t)组组成。(1)画画出已调调波的时时域波形形(2)试试求并画画出已调调信号的的频谱(3)求求已调信信号的总总功率和和边带功功率解:(11)tSAM(t)(2)w0w0w0S(w ) (33)载波波功率 边带带功率已调波功功率3-3 设调制信信号f(t)为,载波频频率为110KHHZ。试画画出相应应的DSSB和SSSB 信号波波形图及及AM=00.755时的AAM的波波形图。 解: (11)DSSB的波波形 SDSB(t)t0(2)SSS
12、B(t)t0(3)SAM(t)t03-4 试画出双双音调制制时双边边带(DDSB)信号的的波形和和频谱。其其中调制制信号为为f1(t)=Accosmt, f2(t)=Accos22mt 且0m。解:t-w0w0wF(w)f (t) 图图为调制制信号3-5已知调调幅波的的表达式式为S(t)=0.1255coss(2p1104t)+4coos(22p1.11104t)+0.1125ccos(2p1.21004t)试求其中中(1)载频是是什么?(2)调幅指指数为多多少?(3)调调制频率率是多少少?解: (11)载频频为 11.1104Hz (2)调调制指数数 (3)调调制频率率为 1033HZF()
13、Wm-Wm03-6已知调调制信号号频谱如如题3-6图所所示,采采用相移移法产生生SSBB信号。试试根据题题图3-6画出出调制过过程各点点频谱图图。题3-66图-p/2f(t) F(w) 解:希尔伯特特滤波器器wj(w)wwF(w)www3-7设设一DSSB信号号SDSSB(tt)=ff(t)coss0t,用用相干解解调恢复复f(t)信号。若若本地载载波为一一个周期期为n/f0的周期期性信号号P(tt),其其中n为为整数,并并假设ff(t)的频谱谱范围为为0 5KHHz,ff0=1MMHz,试求不不失真恢恢复f(t)时,nn的最大大值解:为了了不失真真恢复ff(t)应应满足即3-8 .设一一双边
14、带带信号SSDSBB(t)=f(t)coss0t,用用相干解解调恢复复f(t),本地地载波 为coos(0t+f),如果所所恢复的的信号是是其最大大可能值值的900%,相相位中的的最大允允许值是是多少?解:相相干解调调输出为为3-9.将调幅幅信号通通过题33-9图图所示的的残留边边带滤波波器产生生VSBB信号。当当f(t)为 (1) f(t)=Assin(1000pt);(2) f (t)=Assin(1000pt)+coss(2000pt);(3) f (t)=Assin(1000pt)ccos(2000pt)。 时时,试求求所得VVSB信信号表达达式。若若载频为为10KKHz,载载波幅度度
15、为4AA时,试试画H(f)f (KHz)20109-10-9-20 出出所有VVSB信信号频谱谱。题3-99图 解:(11)通过残留留边带滤滤波器后后100509950SVSB(f)f (HZ)(2) 通通过残留留边带滤滤波器后后f (HZ)SVSB(f)(3)通过残留留边带滤滤波器后后SVSB(f)f (HZ)3-100.试给给出题33-100图所示示三级产产生上边边带信号号的频谱谱搬移过过程,其其中 ff01=550KHHz,ff02=55MHzz,f003=1100MMHz,调调制信号号为话音音频谱3300330000Hz。H3(w)f01(t)f02(t)H2(w)H1(w)f03(t
16、)题3-110图解:BSSSB11为500.3533kHzzBSSBB2为5.005035.0053MMHzBSSBB3为1055.055031055.0553MHHz3-111某接收收机的输输出噪声声功率为为10-9W,输输出信噪噪比为220dBB,由发发射机到到接收机机之间总总传输损损耗为1100ddB。(1)试试求用DDSB调调制时发发射功率率应为多多少?(2)若若改用SSSB调调制,问问发射功功率应为为多少?解:(11)DSSB:QSS0/N0=200dB 1000(倍)已知: 又Q Ni=4NN0=4100-9 又Q10010 (倍倍)(1)SSSB:QS0/N0=200dB 100
17、0(倍) 已知: 又Q Ni=4NN0=4100-9 又Q10100 (倍倍)3-122 已知知DSBB系统的的已调信信号功率率为100KW,调调制信号号f(t)的频带带限制在在5KHHz,载载频频率率为1000KHHz信道道噪声双双边带功功率谱为为n0/2=0.5510-33W/HHz,接接受机输输入信号号通过一一个理想想带通滤滤波器加加到解调调器。(1) 写出理理想带通通滤波器器传输函函数的表表达式;(2) 试求解解调器输输入端的的信噪比比;(2) 试求解解调器输输出端的的信噪比比;(4)求求解调器器输出端端的噪声声功率谱谱,并画画出曲线线。解:(11)理想想带通滤滤波器传传输函数数表达式
18、式为其他 (22)3-133 已已知调制制信号ff(t)=coos(110p1003t)伏伏,对载载波C(t)=10ccos(20p1106t)伏伏进行单单边带调调制,已已调信号号通过噪噪声双边边功率密密度谱为为n0/2=0.5510-99W/HHz的信信道传输输,信道道衰减为为1dBB/kmm。试求求若要接接收机输输出信噪噪比为220dBB,发射射机设在在离接收收机1000kmm处,此此发射机机最低发发射功率率应为多多少? 解: SSSB时时 G =1 Sii/Ni=S0/N0=1000SI=1100NNI=1000510-66=5100-4 (W)Q信道衰减减为 11Db/km1100=1
19、000dB110100P发=1101Si=10010510-44=51006(W)3-144 已知知调制信信号f(t)=coos(22p104t),现现分别采采用AMM(b=0.5)、DDSB及及SSBB传输,已已知信道道衰减为为40ddB,噪噪声双边边功率谱谱n0/2=5100-111W/HHz。(1)试试求各种种调制方方式时的的已调波波功率;(2)当当均采用用相干解解调时,求各系系统的输输出信噪噪比;(3)若若在输入入信噪比比Si相同时时(以SSSB接接收端的的Si为标准准),再再求各系系统的输输出信噪噪比。 解: (1)(2)(3) 且Amm=A0/2 设: 而 3-155 已已知一角角
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