无线通信原理答案.docx

1、无线通信原理答案无线通信原理答案【篇一：通信原理答案】的特点有哪些？ 答：数字通信具有以下几个主要特点。 （1）抗干扰能力强，无噪声积累 （2）便于加密处理 （3）采用时分复用实现多路通信 （4）设备便于集成化、微型化 （5）占用信道频带较宽 2、消息源以概率 p,p5?1/161?1/2,p2?1/4,p3?1/8,p4?1/16 发送5种消息符号 m1,m2,m3,m4,m5。若每个消息符号出现是独立的，求每个消息符号的信息量。 解： 信息量分别为:?log21 ?2bit41 ?log2?3bit 81?log2?4bit 16?log2 1 ?1bit2 3、设4个消息符号，其出现概率

2、分别为1/4、1/8、1/8、1/2。各消息符号出现是相对独立的。求该符号集的平均信息量。理论上，四元信源的最大熵为多少?(8分) 解： 平均信息量?1.75bit/符号 11111111log2?log2?log2?log222448888 平均信息量?log24?2bit/符号 4、已知仅存在加性高斯白噪声的信道容量为33.6kbit 的带宽为多少？ 解：10lg /s，其信号噪声功率比为30db，求此模拟信道 s ?30db n s ?103?1000 n s )?blog2(1001)?33.6kbit/sc?blog2(1?n b? 33.6 ?3.371khz?3371hz log

3、21001 第二章1、为什么要进行调制？调制的主要功能有哪些？ 答：采用高频载波调制传输的主要原因有两个： （1）在无线通信中由于要传输的信息基本上都属于低频范围，如果将此低频信号直接发射出去，需要的发射和接收天线尺寸太大，辐射效率太低，不易实现。我们知道，天线如果要想有效辐射，需要天线的尺寸l与信号的波长?可以比拟。即使天线的尺寸为波长的十分之一，即l需要的天线长度仅为3m，这样的天线尺寸小，实现起来也比较容易。 （2）在有线信道通信中可以实现频分多路复用。 主要功能： （1）将消息变换为便于传输的形式（适应信道传输）。 （2）提高性能，提高抗干扰性。 （3）有效的利用频带（合并多路信号）。

4、 （4）容易辐射。 3、已知某调频波的振幅是10v，瞬时频率为 hz 试确定： （1）此调频波的表达式； （2）此调频波的最大频偏、调频指数和频带宽度； （3）若调制信号频率提高到 hz，则调频波的最大频偏、调频指数和频带宽度如何变化？ ?/10，对于频率为1khz的 信号，需要的天线长度为30km，这样长的天线几乎是无法实现的。若将信号调制到10mhz的载波频率上， 4、2mhz载波受l0khz单频正弦调频，峰值频偏为l0khz，求： （1）调频信号的带宽； （2）调频信号幅度加倍时，调频信号的带宽； (3）调制信号频率加倍时，调频信号的带宽； （4）若峰值频偏减为1khz，重复计算（1）、

5、（2）、（3）。5、已知窄带调相信号为 s(t)?cos?ct?fmcos?mtsin?ct ?)相乘后再经过一个低通滤波器，问： 若用相干载波cos(?ct （）能否实现正确解调？ （）最佳解调时?应为何值？ 解 : (1)sp(t)=1/2cos(2?ct?)?cos?-?fmcos?mt?1/2sin(2?c?)?sin? lpf:1/2cos?(2)? 第3次作业答案 1、请回答以下框图是哪种调制方式?解释框图中的名词。量化是把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号； 编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。 译码是编码的逆过程，是将二进制码组转换成离散时间

6、离散幅度的信号； 低通滤波器是对译码输出的信号进行滤波。 2、信号s(t) ?fm 2 sin?*cos?mt ?2 (cos?=0) ?10cos(20?t)cos(200?t)，抽样频率fs?250hz。求： （4分） (t)的频谱； （2分） (t)采用的低通滤波器的截止频率。 （1） 抽样信号s? （2） 要求无失真恢复s(t)，试求出对s? （3） 无失真恢复s(t)情况下的最低抽样频率 fs?（2分）解： （1） 抽样信号s? (t)的频谱为： s(f) -360 -340 -250 -160 140 110 -90 90 110 140 160 250 340 360 f(hz)

7、 （2）截止频率 f截止?110khz （3）最低抽样频率 fs?220hz ?cos2?t?2cos4?t，对其进行理想抽样： 3、已知一基带信号m(t) （1） 为了在接收端能不失真地从已抽样信号ms(t)中恢复m(t)，试问抽样间隔应如何选择？ （2） 若抽样间隔取为0.2s，试画出已抽样信号的频谱图。 解：（1）基带信号可看成低通信号，其最高频率 fm?2hz， 所以抽样速率 fs?2fm,抽样间隔ts? 11 ?0.25s 2fm4 （2 4、12路载波电话信号占有频率范围为60-108khz，求出其最低抽样频率想抽样后的信号频谱。 解:fsmin?并画出理 fsmin?108hz5

8、、已知窄带调相信号为 s(t)?cos?ct?fmcos?mtsin?ct ?)相乘后再经过一个低通滤波器，问： 若用相干载波cos(?ct （）能否实现正确解调？ （）最佳解调时?应为何值？ 解 : (1)sp(t)=1/2cos(2?ct?)?cos?-?fmcos?mt?1/2sin(2?c?)?sin? lpf:1/2cos?(2)? ?fm 2 sin?*cos?mt ?2 (cos?=0) 第4次作业答案 1、采用13折线a律编码，设最少的量化级为1个单位，已知抽样值为-95单位。 （1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差（段内码用自然二进码）。 （2）写出对应于该7位码（不包

9、括极性码）的均匀量化11位码。 解：（1）极性码为4。 ，又6495128，所以码组位于第四段，段落码为 段内码为；量化误差为3个单位。 ，所以编码器输出为 ，量化间隔 （2）对应的均匀量化11位码为 2、m获得应用的原因有哪些？ 答：（1） 在比特率较低时，m的量化信噪比高于pcm。 （2） m抗误码性能好，能工作于误码率为1010的信道。而pcm要求误码率：1010。 （3） m编译码器比pcm简单。 -2 -3 -4 -6【篇二：无线通信原理与应用期末考试题】线通信的特点 1) 无线发射功率在uw到100mw量级 2) 通信距离在几厘米到几百米 3) 应用场景众多，特别是频率资源稀缺情况

10、 4) 使用全向天线和线路板天线 5) 不需申请频率资源使用许可证 6) 无中心，自组网 7) 电池供电 2 频分复用和时分复用的特点和区别？ 时分复用（tdd）方式即在时间上分享一条信道，将其一部分时间用于从基站向用户发送信息，而其余的时间用于从用户向基站发送信息。如果信道的数据传输速率远大于终端用户的数据速率，就可以通过存储用户数据然后突发的方式来实现单一信道上的全双工操作。tdd只在数字传输和数字调制时才可以使用，并且对定时很敏感。 3 蜂窝移动电话系统的结构和各部分的作用？ 蜂窝电话系统为在无线覆盖范围内的、任何地点的用户提供公用电话交换网的无线接入。蜂窝系统能在有限的频带范围中于很大

11、的地理范围内容纳大量用户，它提供了和有线电话系统相当的高通话质量。获得高容量的原因，是由于它将每个基站发射站的覆盖范围限制到称为“小区”的小块地理区域。这样，相距不远的另一个基站里可以使用相同的无线信道。一种称为“切换”的复杂的交换技术，确保了当用户从一个小区移动到另一个小区时不会中断通话。 一个蜂窝移动电话系统包括移动台、基站和移动交换中心（msc）。移动交换中心负责在蜂窝系统中将所有的移动用户连接到公用电话交换网上，有时msc也称为移动电话交换局（mtso）。每个移动用户通过无线链路和某一个基站通信，在通话过程中，可能会切换到其他任何一个基站。移动台包括收发器、天线和控制电路，可以安装在机

12、动车辆上或作为便携手机使用。基站包括几个同时处理全双工通信的发射机、接收机以及支持多个发送和接受天线的塔。基站担当者“桥”的功能，将小区中所有的通话通过电话线或微波线路连接到msc.msc协调所有基站的操作，并将整个蜂窝系统连接到pstn上。ss 第二章 1 比较1g、2g、3g的各自传输的特点及其相应的技术。 1g主要用于模拟话音的传输，主要技术有nmt、amps、tacs 2g主要用于数字语音和低速率数据(小于64kbps)的传输，主要的技术有gsm、pdc、d-amps 3g主要用于多媒体服务业务的传输，主要技术有wcdma、cdma2000、td-scdma 第三章 1 证明：在蜂窝系

13、统中用六边形作为覆盖模型？ 提示：当考虑要覆盖整个区域而没有重叠和间隙的几何形状时，只有三种可能的选择：正方形、等边三角形和六边形。小区设计应能为不规则覆盖区域内的最弱信号的移动台服务，具有代表性的是处于小区边界的移动台。如果多边形中心与它的边界上最远点之间的距离是确定的，那么六边形在这三种几何形状中具有最大的面积 2 一个 fdd 蜂窝电话系统，总带宽为33 mhz，使用两个25 khz 作为双向的话音和控制信 道，当系统为(a)4小区复用、(b)7小区复用、(c)12小区复用的情况时，计算每一小区中可用信道的数目。如果其中已有1 mhz 作为控制信道使用，确定在以上三种系统中，每一个小区的

14、控制信道和话音信道的均匀分配方案。 解：已知：总带宽 = 33 mhz 总的可用信道 = 33 000/50 = 660 个信道 (a) n = 4 每个小区的信道数目 = 660/4 165 个信道 (b) n = 7 每个小区的信道数目 = 660/7 95 个信道 (c) n = 12 每个小区的信道数目 = 660/12 55 个信道 当控制信道占用1 mhz 频谱时，意味着控制信道占用了660 个可用信道中的1000/50 = 20 个，要均匀地分配控制和话音信道，只需简单地在任何地方给每个小区分配相同数目的信道。在这里，660 个信道必须均匀地分配给簇中的小区。实际上，只有640

15、个信道需要分配，因为控制信道是独立地分配给每一个小区的。 (a) n = 4 时，每个小区可以有5 个控制信道和160 个话音信道。然而，在实际中，每个小区只需一个控制信道（控制信道的复用距离比话音信道的大）。因此，每个小区就分配一个控制信道和160 个话音信道。 (b) n = 7 时，其中4 个小区的每一个可以有3 个控制信道和92 个话音信道，2 个小区的每一个可以有3 个控制信道和90 个话音信道，还有一个小区可以有2 个控制信道和92 个话音信道。然而，实际情况是每个小区有一个控制信道，其中的4 个小区各有91 个话音信道，另外3 个小区各有92 个信道。 (c) n = 12 时，

16、其中8 个小区的每一个可以有2 个控制信道和53 个话音信道，4 个小区的每一个可以有1 个控制信道和54 个话音信道。然而，在一个实际的系统中，每个小区有1 个控制信道，其中8 个小区各有53 个话音信道，另外4 个小区各有54 个话音信道。 3 移动用户从一个小区切换到另一个小区时的呼叫处理方面会采用信道分配策略，那么信道分配策略的种类及其含义？ 信道分配策略可以分为两类：固定的和动态的。 在固定的信道分配策略中，给每个小区分配一组事先确定好的话音信道。小区中的任何呼叫都只能使用该小区中的空闲信道。如果该小区中的所有信道都已被占用，则呼叫阻塞，用户得不到服务。固定分配策略也有许多变种。其中

17、一种方案称为借用策略，如果它自己的所有信道都已被占用，那么允许该小区从相邻小区中借用信道。由移动交换中心（msc）来管理这样的借用过程，并且保证一个信道的借用不会中断或干扰接触小区的任何一个正在进行的呼叫。 在动态的信道分配策略中，话音信道不是固定地分配给每个小区。相反，每次呼叫请求到来 时，为它服务的基站就向msc请求一个信道。交换机则根据一种算法给发出请求的小区分配一个信道。这种算法考虑了该小区以后呼叫阻塞的可能性、候选信道使用的频率、信道的复用距离及其他的开销。因此，msc 只分配符合以下条件的某一频率：这个小区没有使用该频率；而且，任何为了避免同频干扰而限定的最小频率复用距离内的小区也

18、都没有使用该频率。动态的信道分配策略降低了阻塞的可能性，从而增加了系统的中继能力，因为系统中的所有可用信道对于所有小区都可用。动态的信道分配策略要求msc连续实时地收集关于信道占用情况、话务量分布情况、所有信道的无线信号强度指示等数据。这增加了系统的存储和计算量，但有利于提高信道的利用效率和减小呼叫阻塞的概率。 4 为了保证蜂窝系统的前向信道具有良好性能，要求的信干比为 15 db。求当路径衰减指数 (a) n = 4、(b) n = 3 时，要获得最大的容量需要多大的频率复用因子和簇大小？假设第一层中有六个同频小区，并且它们与移动台之间的距离都相同。可用适当的近似。 解：(a) n = 4

19、首先，让我们考虑一个7 小区复用模型。 根据式(3.4)，同频复用比例d/r = 4.583。 根据式(3.9)，信噪比为 由于它大于所要求的最小信噪比s/i，所以n = 7 可用。 (b) n = 3 首先，考虑一个7 小区复用模型。 根据式(3.9)，信噪比为 由于它小于所要求的最小信噪比s/i，所以要用一个更大的n。 根据式(3.3)，下一个可用的n 值为12（i = j = 2）。 根据式(3.4)可得相应的同频比例为 d/r = 6.0 根据式(3.3)，信噪比为 由于它大于所要求的最小信噪比s/i，所以n = 12 可用。 5 提高蜂窝系统容量的方法？ 提示：小区分裂、裂向、分布式

20、天线系统s 22n?i?j?ij. q?n6 证明对于六边形系统，同频复用因子为，其中 证明：为了找到某一特定的小区的相距最近的同频小区，可以按照以下步骤进行： （1）沿着任何一条六边形链移动i个小区； （2）逆方向旋转60再移动j个小区。如图3.1所示。 在移动过程中，是以小区的中心为拐点，沿着小区的最短路径移动的。图3.1 在蜂窝系统中定位同频小区，其中，n=19(i=3,j=2) d?rcos30o? 2r 22d2?2id?2jd?2?2id?2jd?cos120o 1 ?3i2?3j2?2?3ij?r2?3ri2?j2?ij?3r2n2? 因此，可以得到q? d?3n，即得证。 r

21、7 假设你获得了美国蜂窝系统（许可证的申请费仅为500美元）的许可证。你的许可证可以覆盖140平方公里。假设每个基站的费用为50万美元，每个mtso的费用为150万美元。另外，需要额外的50万美元作为广告和开始业务的费用。银行已经答应贷款600万美元，如果你想在4年内收入1000万美元，并且偿还贷款。 （a）如果有600万美元，你可以安装多少个基站（即小区站点）？ （b）假设地球是个平面，用户在地面上均匀分布，每个基站的覆盖区域可以假设为多大？假设为六边形蜂窝，小区半径为多少？ （c）假设4年内每个用户平均每月支付50美元，假设当系统开通的第一天，就有一定数量的用户（并假设这些用户有一定的话务

22、量）。每个新年的第一天，你的用户数码翻一番，为了在4年内能收入1000万美元，在系统开通的第一天，最少应该拥有多少用户？ （d）根据c的答案，为了在4年内收入1000万美元，在你系统开通的第一天，没平方公里应该有多少用户？ 解：(a)已知贷款：l?6?106，一个mtso的费用：cmtso?1.5?106,每个基站的费用：cbs?5?105，广告和开始业务费用：cad?5?105，则可以安装的基站个数： l?cmtso?cad6?106?1.5?106?5?105 n?8 cbs5?105 （b）因为n=8且许可可以覆盖140平方公里的范围，所以每个基站可以覆盖的范140km213围为n?17

23、.5km2，由六边形的面积公式得：?r?r?6?17.5km2 822可得：r?2.6km，所以，小区的半径为r?2.6km。 （c）设系统开通的第一天拥有的用户为x； 因为4年每年翻一番，之后3年的用户为：2x、4x、8x,所以四年的总收入为： a=(x+2x+4x+8x)*50*12=9000x; 若要使四年的收入达到1000万元，即：9000x=107，可得x=1111.1，所以一天最少拥有1112名客户。 （d）由（c）的结果得x=1112，所以每平方公里应该有的客户数量为： 1112n?(2) 2km140km 第四章 1证明：在自由空间模型下的路径损耗为pl(db)?20lgf?2

24、0lgd?32.44，其中d的单位是km，f的单位是mhz。 解：当包括天线增益时，自由空间的路径损耗为： ptgtgr?2pl(db)?10lg?10lg pr(4?)2d2 当不包括天线增益时，假设天线具有单位增益，其路径损耗为： pt?2pl(db)?10lg?10lg 22pr(4?)d 其中，?c f c2c2 ?2?2则pl(db)?10lg(2)?10lg(fd) 222f(4?)d(4?) 由于d的单位是km，f的单位是mhz。 pl(db)?10(lgf?2?lgd?2?lg( ?20lgf?20lgd?32.44 即得证。 32) 40? 2证明：在双线地面反射模型中，?d

25、?d? 似是合理的？ 2hthr，说明在什么情况下这一近d【篇三：通信原理答案第四章】一条无线链路采用视距 传播方式通信，其收发天线的架设高度都等于40m，若不考虑大气折射的影响，试求其最远通信距离。解：d? 4-2 设一条天波无线电信道，用高度等于400km的f2层反射电磁波，地球的等效半径等于（6370?4/3）km，收发天线均架设在地面，试求其通信距离大约能达到多少千米？ 解： （图略）。 设地球的等效半径为r，f2层的高度为h，最大通信距离（直线距离）的一半为d：43 ?45km ? r 式中，h?400km，r?6374? km， 2d即为所求。 4-3 设有一平流台距离地面29km

26、，试按上题给定的条件计算其覆盖地面的半径等于多少千米。 解：将上式中的h?400km改为h?29km即可。 4-4 设一个接收机输入电路的等效电阻等于600?，输入电路的带宽等于6mhz，环境温度为27?c，试求该电路产生的热噪声电压有效值。 解：v? ? ?7.72?v 4-5 某个信息源有a、b、c和d等四个符号组成。设每个符号独立出现，其出现的概率分别为14、14、3、5，经过信道传输后，每个符号正确接受的概率为1021/1024，错为其他符号的条件概率p(xi/yj)均为1/1024，画出此信道的模型，并求出该信道的容量c等于多少b/符号。 解：此信源的平均信息量（熵）为 4 h(x)

27、?p(xi)log2p(xi)?2? i?1 14 log2 14 ? 316 log2 316 ? 516 log2 516 ?1.977(b/符号)p(yi/xi)?1021p(yi/xj)?(i?1,2,3,4) (i?j)p(x1y1)? p(x1)p(y1x1) 4 ?p(x k?1 k )p(y1xk) 4)?(1021? (14)?(1021?(14)?(1?(3?(1?(5?10211024 (3?(10212?(14)?(1?(3?(1021?(5?(1?p(x2y2)p(x3y3)? ? 30633076 (5?2?(14)?(3?(1?(5?p(x4y4)? ? 5105

28、5116 4 4 h(x/y)?p(yj)?p(xi/yj)log2p(xiyj) j?1 i?1 ?3 14 4 ?p(x i?14 i i?1 i /y1)log2p(xiy1)? 145 4 ?p(x i?14i?1 i /y2)log2p(xiy2)/y4)log2p(xiy4) 16 ?p(x /y3)log2p(xiy3)? 16 ?p(x i ?2? 110211*3306311log2?3?log2?log2?3?log241024102410241024163076307610241024 55105510511log2?3?log2165116511610241024 ?0

29、.034 信道容量为 c?1.977?0.034?1.943 (b/符号) 4-6 若习题4-5中的四个符号分别用二进制码组00、01、10、11表示，码元用宽度为5ms的脉冲传输，试求出该信道的容量ct等于多少b/s。 解： ct? 1.9435?10 ?3 ? 12 ?194.3b/s 4-7 设一幅黑白数字相片有400万个像数，每个像数有16个亮度等级。若用3khz带宽的信道传输它，且信号噪声功率比等于10db，试问需要传输多少时间？解： 待传输的信息量为 400?104log216?16?106(b)容量ct为ct?blog2(1? 需要传输的时间为 t? 16?10 6 sn )?3?10log2(1?10)?10378(bs) 3 10378 ?1541(s)