通信原理(第六版)課后思考題及習(xí)題答案

通信原理(第六版)課后思考題及習(xí)題答案

第一章緒論1.1無線廣播和電視中的信息源、受信者和信道包含的內(nèi)容在無線電廣播中，信息源是從聲音轉(zhuǎn)換成的原始電信號，受信者中包含的內(nèi)容是從復(fù)原的原始電信號轉(zhuǎn)換成的聲音。在電視系統(tǒng)中，信息源的內(nèi)容是從影像轉(zhuǎn)換成的電信號，受信者中包含的內(nèi)容是從復(fù)原的原始電信號轉(zhuǎn)換成的影像。信道中包含的內(nèi)容是載有聲音和影像的無線電波。1.2數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別數(shù)字信號指電信號的參量僅可能取有限個(gè)值，而模擬信號指電信號的參量可以取連續(xù)值。它們的根本區(qū)別在于電信號參量的取值是連續(xù)的還是離散可數(shù)的。1.3數(shù)字通信的優(yōu)缺點(diǎn)數(shù)字通信指傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)。它的優(yōu)點(diǎn)包括抗干擾能力強(qiáng)、傳輸差錯(cuò)可以控制、便于加密處理、便于存儲、處理和交換、設(shè)備便于集成化和微機(jī)化、便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。缺點(diǎn)是占用信道頻帶較寬。1.4數(shù)字通信系統(tǒng)模型中各組成部分的主要功能數(shù)字通信系統(tǒng)的模型包括信源編碼與譯碼、信道編碼和譯碼、加密與解密、數(shù)字調(diào)制和解調(diào)、同步等功能。信源編碼和譯碼提高信息傳輸?shù)挠行院瓦M(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；信道編碼和譯碼增強(qiáng)數(shù)字信號的抗干擾能力；加密和解密保證傳輸信息的安全；數(shù)字調(diào)制和解調(diào)將數(shù)字基帶信號搬移到高頻處以便在信道中傳輸；同步保證數(shù)字通信系統(tǒng)的有序、準(zhǔn)確和可靠的工作。1.5通信系統(tǒng)分類按調(diào)制方式分類通信系統(tǒng)按調(diào)制方式分類，包括模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)使用模擬信號進(jìn)行通信，數(shù)字通信系統(tǒng)使用數(shù)字信號進(jìn)行通信。根據(jù)信道是否經(jīng)過調(diào)制，通信系統(tǒng)可分為基帶傳輸系統(tǒng)和帶通傳輸系統(tǒng)。按信號特征，通信系統(tǒng)可分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)，分別傳輸模擬信號和數(shù)字信號。根據(jù)信號復(fù)用方式，通信系統(tǒng)可分為頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和碼分復(fù)用。單工、半雙工和全雙工通信方式是按照消息傳遞的方向和時(shí)間關(guān)系分類的。單工通信只能單向傳輸消息，如廣播、遙測和無線尋呼；半雙工通信雙方都能進(jìn)行收發(fā)信息，但不能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)，如普通對講機(jī)；全雙工通信雙方能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息，如電話。通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)涉及有效性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)性和可維護(hù)性。其中，有效性和可靠性是主要性能指標(biāo)。在模擬通信系統(tǒng)中，有效性可用有效傳輸頻帶來度量；數(shù)字通信系統(tǒng)中，有效性可用傳輸速率和頻帶利用率來衡量。可靠性可用差錯(cuò)率來衡量，差錯(cuò)率有誤碼率和誤信率。碼元速率是每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，單位為波特；信息速率是每秒鐘傳送的信息量，單位是bit/s。誤碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，指錯(cuò)誤的碼元數(shù)在傳輸總碼元數(shù)中所占的比例。誤碼率和誤信率之間的關(guān)系是誤信率是誤碼率乘以每個(gè)碼元所攜帶的信息量。AM信號的波形為正弦波的振幅被調(diào)制成與基帶信號相關(guān)的形狀，頻譜中包含了載波頻率和兩個(gè)較低的副載波頻率，其中一個(gè)副載波頻率為基帶信號頻率加上載波頻率，另一個(gè)副載波頻率為載波頻率減去基帶信號頻率。特點(diǎn)是帶寬較寬，能夠傳輸音頻信號。雙相碼的編碼原則是將每一個(gè)二進(jìn)制碼分別用兩個(gè)具有不同相位的二進(jìn)制新碼表示。具體來說，0被表示為01（零相位的一個(gè)周期的方波），1被表示為10（pi相位的一個(gè)周期方波）。這種編碼方式只使用兩個(gè)電平，能提取足夠的定時(shí)分量，又無直流漂移，編碼過程簡單。但是它占用帶寬加倍，使頻帶利用率降低。差分雙相碼中，每個(gè)碼元的中間電平跳變用于同步，而每個(gè)碼元的開始處是否存在額外的跳變用來確定信碼。有跳變則表示1，無跳變則表示0.這種編碼方式解決了雙相極性翻轉(zhuǎn)而引起的譯碼錯(cuò)誤，但也會占用帶寬加倍。碼間干擾是指在第k個(gè)抽樣時(shí)刻，除了第k個(gè)波形以外的波形可能再抽樣時(shí)刻被取值，從而導(dǎo)致判決電路對信號進(jìn)行誤判，使信號失真，產(chǎn)生誤碼，從而通信質(zhì)量下降。___速率是指無碼間干擾的最高傳輸速率，而理想低通傳輸特性的帶寬則稱為___帶寬。在此時(shí)，頻帶利用率為2B/HZ。在二進(jìn)制數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，有兩種誤碼：發(fā)送1碼，誤判為0碼；發(fā)送0碼，誤判為1碼。這些錯(cuò)誤是在噪聲的影響下發(fā)生的。無碼間串?dāng)_時(shí)，基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率與抽樣判決時(shí)的信噪比有關(guān)。要降低系統(tǒng)的誤碼率，可以降低信道噪聲或者提高信號平均功率。眼圖是實(shí)驗(yàn)手段估計(jì)基帶傳輸系統(tǒng)性能的一種方法。它是指接收濾波器輸出信號波形在示波器上疊加所形成的圖像。眼圖模型可以說明基帶傳輸系統(tǒng)的最佳抽樣時(shí)刻、對定時(shí)誤差的靈敏度、信號畸變范圍、判決門限電平以及噪聲容限等性能。具有升余弦脈沖波形的HDB3碼的眼圖中間會有一條代表的水平線。2FSK相比2ASK具有