通信原理与技术部分习题答案2008级

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1、《通信原理与通信技术》部分习题解答第一章1-2为什么对模拟信号进行抽样？对抽样间隔有什么要求？答：为了对模拟信号进行数字化传输以提高通信质量。首先需要将模拟信号转换为数字信号，转换过程的第一步就是对模拟信号进行抽样，把模拟信号变成离散信号。为了能从抽样后的信号（离散信号）中无失真地恢复出原始信号，要求抽样间隔小于等于原始信号最高频率分量所对应信号周期的一半，或者要求抽样频率大于等于原始信号最高频率的2倍。1-3为什么要对离散信号进行量化？答：离散信号尽管在时间上是离散的，但其幅度的可能取值却有无限多个，没有从本质上改变模拟信号。只有把离散信号进行量化，把无穷

2、个可能的取值变成有限个取值，才能使模拟信号发生质变，即把离散信号转换为数字信号。1-7答：（1）不同字母是等概率出现的，即出现概率均为1/4，每个字母的平均信息量为：H=-4*(1/4)*lb(1/4)=2比特/符号因为一个字符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：T=2*5*10-3=10-2s则每秒传送的符号数为RB=1/T=100符号/秒（Baud）平均信息速率为Rb=RB*H=RB*lbM=100*2=200b/s（2）每个符号的平均信息量为H=1.985比特/符号1-8答：因为是二进制信号，所以一个二进制位表示一个符

3、号，则有码元速率RB=1/T=1/(0.5*10-3)=2000符号/秒（Baud）比特率等于波特率Rb=RB=2000b/s①在保证速率不变的前提下，若改为四进制信号，则两个二进制位表示一个四进制符号，一个符号持续时间T=2*0.5*10-3=0.001s波特率为RB=1/T=1/10-3=1000符号/秒（Baud）比特率为Rb=RB*lbM=1000*2=2000b/s②若信息速率可变，则波特率仍为二进制时的2000（Baud），而比特率为4000b/s。第二章2-5答：FDM是一种利用频谱搬移定理在一个物理信道中传输多路信号的技术，所以要进行FDM首

4、先要求信道的通频带必须大于欲复用各路信号频谱宽度总和的2倍（对于双边带信号而言），且各路载波能够实现。其次，该信道的频率资源不紧张，允许用比较宽的频带传输信号。最后对电路的复杂性和经济性要求不苛刻。2-6答：FDM的理论基础就是调制定理：信号f(t)与正弦信号（cosωct和sinωct）相乘，相当于把f(t)的频谱F(ω)搬移到ωc处，频谱形状不变，幅度减半，搬移后的频谱仍然保留原信号的全部信息。2-7答：若采用双边带调制，则每路信号带宽为2*1.5=3MHz，考虑留出保护带（各路信号频谱之间的空白带），10MHz带宽的信道最多可复用3路信号。若采用单边带

5、调制，则每路信号带宽为1.5MHz，考虑留出保护带（各路信号频谱之间的空白带），10MHz带宽的信道最多可复用6路信号。2-9【解】fm=10kHz,Δfmax=1kHz（1）BFM=2(Δfmax+fm)=2(1+10)=22kHzβF=BFM/2fm-1=0.1(2)幅度加倍，意味着βF=0.2，所以BFM=2(βF+1)fm=24kHz（3）调制信号频率加倍，即fm=20kHz，则BFM=2(Δfmax+fm)=42kHz第三章3-1答：时分复用的理论基础是抽样定理。3-2答：FDM使用频率区分同一信道上同时传输的各路信号，各路信号在频谱上相互分开，但

6、在时间上重叠在一起。TDM是在时间上区分同一信道上轮流传输的各路信号，各路信号在时间上相互分开，但在频谱上重叠在一起。3-3答：对带限信号而言，当抽样频率低于模拟信号的最高频率的两倍时；对带通信号来说，fs≠2B（1+M/N）时抽样后的信号频谱将发生混叠。3-4答：量化的目的是将抽样信号在幅度上进行离散化处理，即将无限个可能的取值变为有限个取值。或者说是将离散信号变成数字信号。3-5答：均匀量化是量化间隔相等的量化。其缺点是当信号较小时，信号的量化噪声也很小，难以满足通信系统的要求。，3-6答：压缩扩张的目的是在不增加量化级数的前提下，利用降低大信号的量化信

7、噪比来提高小信号的量化信噪比。即信号幅度小时，量化间隔小，量化误差小；信号幅度大时，量化间隔大，量化误差大。保证了信号在较宽的动态范围内满足通信系统的要求，克服了均匀量化的缺点。3-7【解】Rb=10*8*103*3=2.4*105b/s第四章4-1答：在ΔM调制中，抽样频率越高，量化噪声越小，但增大fs，就增加了信号的传输带宽，降低了频带利用率。4-2答：ΔM调制和PCM方式均为模拟信号数字传输的方法。ΔM调制只用一位二进制码进行编码，编码设备简单，其所产生的一位二进制码不表示信号抽样值的大小，而是表示抽样时刻信号曲线的变化趋势。PCM调制中，每个样值编8

8、位码，编码设备复杂，它所产生的二进制代码表示模拟信号