通信原理与通信技术讲述.doc

1-1 z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。 1-2 为什么说模拟通信是信号的波形传输，而数字通信是信号的状态传输? 数字信号只有两种状态，有电(1)，没电(0)，是状态的传输 模拟信号时时有信号强弱的，一般为正弦波波形，不同时刻信号强度不同，是波形的传输 1-4 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？ 【解】因为已知信噪比为20dB，即： 所以 由香农公式可得信道容量为： 1-5设英文字母e出现的概率为0.105，x出现的概率为0.002。试求e及x的信息量。 【解】e的信息量 x的信息量 1-6某信息源的符号集由A，B，C，D和E组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4，1/8，1/8，3/16和5/16。试求该信息源符号的平均信息量。 【解】平均信息量，即信息源的熵 1-7 一个由字母A，B，C，D组成的字。对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A，01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲宽度为5ms。 （1） 不同的字母是等概率可能出现时，试计算传输的平均信息速率； （2） 若每个字母出现的概率为：PA=1/4，PB=1/5，PC=1/4，PD=3/10 试计算平均信息传输速率。 【解】(1) 不同的字母是等可能出现的，即出现概率均为1/4。 每个字母的平均信息量为 因为一个字母对应两个二进制脉冲，每个脉冲宽度为5ms，所以每个字母所占用的时间为 s 则每秒传送的符号数为 平均信息速率为 （2） 每个符号的平均信息量为 则平均信息速率为 1-8 对于二进制独立等概率信号，码元宽度为0.5ms，求波特率和比特率；若改为四进制信号，再求波特率和比特率。 【解】因为是二进制信号，所以一个码元表示一个符号，则有码元速率（调制速率） 比特率等于波特率： 在保证信息速率不变的前提下，若改为四进制信号，则两个二进制码元表示一个四进制符号，一个符号的持续时间： 波特率（单位时间传输的符号数）为： 注：此时的波特率实际上是四进制符号（码元）的传输速率，比二进制波特率小一半。 比特率为： 若信息速率可变，则波特率仍为二进制时的2000Baud，而比特率为4000b/s。 1-9 已知电话信道的带宽为3.4kHz。试求： （1）接收端信噪比为30dB时的信道容量； （2）若要求该信道能传输4800b/s的数据，则接收端要求最小信噪比为多少分贝。 【解】(1) （即30dB） 信道容量 （2） 因为 所以 1-10 计算机终端通过电话信道传输计算机数据，电话信道带宽3.4kHz，信道输出的信噪比为20dB。该终端输出128个符号，各符号相互统计独立，等概率出现，计算信道容量。 【解】（即20dB） 信道容量 1-11 黑白电视图像每幅含有3×105个象素，每个像素有16个等概率出现的亮度等级。要求每秒钟传输30帧图像。若信道输出信噪比30dB，计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽。 【解】每个像素所含信息量 信息传输率即信道容量 又因为信道输出 （即30dB） 所以信道最小带宽为 2-1 已知两个线性已调信号为 （1） （2） 式中。分别画出他们的波形图和频谱图。 【解】（1） 的波形见图2-1（1）-（a），其频谱为 频谱图见图2-1（1）-（b） （2）的波形如图2-1（2）-（a），其频谱为 频谱图2-1（2）-（b） 2-2 一调制系统如题2-2图所示。为了在输出端得到f1(t)和f2(t)，试确定接收端的本地载波c1(t)和c2(t)。 【解】A点信号为，这是两个互相正交的双边带信号，它们分别采用相干解调法解调，所以可确定 上支路：相乘后： 经低通，得到。 下支路：相乘后： 经低通，得到。 2-3 如题2-3图（a）所示调制系统，已知f(t)的频谱如题2-3图（b），载频，，且理想低通滤波器的截止频率为，求输出信号s(t)，并说明是何种调制信号。