现代通信原理与技术第五版课后习题解析与思考
现代通信原理与技术是一本涵盖了通信系统的基本概念、方法和技术的教材,适用于高等院校通信工程专业的本科生和研究生。本书第五版在保持前四版的优点的基础上,增加了一些新的内容,如5G通信、物联网、认知无线电等,使之更贴近当前的通信发展趋势和需求。
本书每章都配有一些课后习题,旨在帮助读者巩固和检验所学的知识,同时也能激发读者对通信问题的思考和探索。本文将对本书的部分课后习题进行解析,并提出一些相关的思考问题,供读者参考和讨论。
第一章 通信系统概述
1. 什么是信息?什么是信息源?什么是信息传输?
1.信息是对事物或现象的描述或表达,是人类认识和交流的基础。信息源是产生信息的对象或设备,如人、计算机、传感器等。信息传输是将信息从一个地点或设备传送到另一个地点或设备的过程,如电话、电视、互联网等。
2. 什么是模拟信号?什么是数字信号?它们有什么区别和联系?
1.模拟信号是连续变化的信号,可以用连续函数来表示,如声音、光波等。数字信号是离散变化的信号,可以用离散函数或二进制序列来表示,如计算机数据、数字音频等。模拟信号和数字信号的区别在于它们的取值范围和变化方式不同,模拟信号可以取任意值,而数字信号只能取有限个值;模拟信号可以无限精细地变化,而数字信号只能以固定的步长变化。模拟信号和数字信号的联系在于它们都可以相互转换,通过采样、量化、编码等过程,可以将模拟信号转换为数字信号;通过解码、重构等过程,可以将数字信号转换为模拟信号。
3. 什么是调制?什么是解调?为什么要进行调制和解调?
1.调制是将信息信号(如语音、数据等)按照一定的规则改变载波(如无线电波)的某些参数(如幅度、频率、相位等),从而使载波携带信息信号的过程。解调是将经过调制的载波恢复为原始的信息信号的过程。进行调制和解调的目的是为了适应信道的特性和要求,如提高信号的传输效率、抗干扰能力、安全性等。
4. 什么是信噪比?什么是信道容量?它们之间有什么关系?
1.信噪比是信号的功率与噪声的功率之比,用来衡量信号的质量和清晰度,一般用分贝(dB)来表示。信道容量是信道在给定的信噪比下能够传输的最大信息速率,用比特/秒(bps)来表示。它们之间的关系由香农定理给出,即C = B log2 (1 + S/N),其中C是信道容量,B是信道带宽,S/N是信噪比。由此可见,信道容量与信噪比呈对数关系,即当信噪比增加时,信道容量也增加,但增加的幅度逐渐减小。
思考问题:
1.除了模拟信号和数字信号之外,还有没有其他类型的信号?如果有,请举例说明。
2.调制和解调的过程中会不会产生失真或误差?如果会,有哪些原因和影响?如果不会,为什么?
3.信噪比和信道容量都是用来描述通信系统性能的指标,那么还有没有其他指标?如果有,请列举并解释其含义。