数字通信基础与应用(第二版)课后答案6章答案

第1章计算机网络概论1、什么是计算机网络？计算机网络的最主要的功能是什么？答：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件实现资源共享和信息传递的系统就是计算机网络。

计算机网络的主要功能：资源共享、数据通信、分布式处理、负载均衡、提高系统的可靠性和可用性等等。

2、计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段有什么特点？答：计算机网络的发展可划分为三个阶段。

第一个阶段是从单个网络APPANET向互联网发展的过程。

最初只是一个单个的分组交换网，并不是一个互联网络。

后来，ARPA才开始研究多种网络互联的技术。

第二个阶段是建成了三级结构的因特网。

分为：主干网、地区网和校园网（或企业网）。

这种三级网络覆盖了全美国主要的大学和研究所，并且成为因特网中的主要部分。

第三个阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。

3、说明网络协议的分层处理方法的优缺点。

答：优点：可使各层之间互相独立，某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的；灵活性好，当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响；结构上可以分割开，各层可以采用最合适的技术来实现；易于实现和维护；能促进标准化工作。

缺点：层次划分得过于严密，以致不能越层调用下层所提供的服务，降低了协议效率。

4、将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较，讨论其异同之处。

答：TCP/IP和OSI的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层，不同点有：OSI分七层，而TCP/IP分为四层；OSI层次间存在严格的调用关系，两个层实体的通信必须通过下一层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务，因而减少了一些不必要的开销，提高了协议效率;OSI只考虑用一种标准的公用数据网。

5、计算机网络的硬件组成包括哪几部分？答：计算机网络的硬件组成包括服务器、主机或端系统设备、通信链路等6、计算机网络可从哪几个方面进行分类？答：计算机网络可以从网络的交换功能、网络的拓扑结构、网络的覆盖范围、网络的使用范围等方面进行分类。

《数据与计算机通信》课后习题及参考答案第2章的参考答案2.1答案：设发送消息的蓝军为A，另外一个蓝军为B。

再设步兵由一头到量外一头所用的时间为t，可以定义两军的通信协议如下：（1）A发送消息后2t时间内还灭有收到B的确认，则重发，直到收到确认。

（2）B收到消息后，立即发送去确认知道不再收到A的消息。

（3）若在中午之前t时刻，A还没有收到B的确认信息，或者B在中午前的2t时间内还继续收到A发来的消息，则第二天进攻。

2．3答案：（1）预定（A）客人（Guest）向主人（Hosts）发出要Pizza的Request。

（B）主人接受请求，提起电话拨Pizza饼店，在电话中提出预定的种类和数量。

（C）Pizza店的外卖服务生(Order Clerk)填好订单，然后传送给Pizza Cook。

完成；（2）送货（A）Pizza Cook将做好的Pizza饼给服务生；（B）服务生在订单上签字后送给送货车司机，司机开车取送货，沿道路送往订货人的地点；（C）送货车司机到达后，拿出定单和主人交接；（D）主人将送来的Pizza饼再送给客人(Guest)2.4 答案A．(1)中国总理与英文翻译之间：(a)中国总理对自己的英文翻译说中文；(b)中国翻译将中文翻译成英文后给法国总理的英文翻译；(2)法国总理与英文翻译之间(a)法国总理的英文翻译接收中国总理的英文翻译给自己的英文翻译；(b)将英文翻译成法文，然后给法国总理，反之亦然。

B．这三者之间要实现一种类似于电信系统中三方通信之类的过程：(1)中国总理拿起电话，说中文给中文/德文翻译(2)德文翻译把中文翻译成德文，然后通过电话线传送给法国总理的德文/法文翻译(3)德文/法文翻译将接收到的德文翻译成法文(4)德文/法文翻译将翻译过来的法文给法国总理听2．7 答案a．在分段情况下，都需要包含N层数据首部的拷贝b．在组合的情况下，可以用一个N层的数据首部组合成单一的N－1层PDU。

计算机网络基础(第二版)习题参考答案计算机网络基础(第二版)习题参考答案1. 数据通信基础计算机网络是一种将分布在不同地理位置的计算机系统连接在一起，实现信息交换和资源共享的系统。

数据通信是计算机网络的基础，它指的是在计算机网络中传输和交换数据的过程。

1.1 数据通信的基本概念数据通信是指通过某种媒介传输数据，将计算机系统中的信息从一个地方发送到另一个地方。

数据通信的基本概念包括发送方、接收方、传输介质、传输模式等。

1.2 数据通信的基本组成数据通信的基本组成包括发送器、信道、接收器等。

发送器将信息转换为适合传输的形式，并通过信道将信息传输到接收器进行处理。

1.3 数据通信的基本模型数据通信的基本模型是指数据在传输过程中的几个基本要素，包括发送方、接收方、传输介质和传输协议。

发送方将信息分段转换为数据包，通过传输介质传输给接收方，接收方按照相应的传输协议进行解析和处理。

2. 计算机网络的概述计算机网络是指将多台计算机系统通过通信线路或其他传输介质连接起来，实现信息交换和资源共享的系统。

2.1 计算机网络的分类根据规模和范围的不同，计算机网络可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）等不同类型。

2.2 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等不同层次。

每一层负责不同的功能，通过协议进行通信和交互。

3. TCP/IP协议世界TCP/IP是互联网的核心协议，由传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP）组成。

3.1 TCP/IP协议的基本原理TCP/IP协议是一种面向连接的协议，通过将数据分割成数据段并进行封装，使用IP地址将数据段传输到目的地，再通过TCP协议实现数据的可靠传输。

3.2 TCP/IP协议的层次结构TCP/IP协议的层次结构包括网络接口层、网络层、传输层和应用层等不同层次。

每一层负责不同的功能，通过协议进行通信和交互。

3.3 TCP/IP协议的应用TCP/IP协议广泛应用于互联网和局域网等不同的网络环境中。

《数据与计算机通信》课后习题参考答案第2章的参考答案2.1答案：设发送消息的蓝军为A，另外一个蓝军为B。

再设步兵由一头到量外一头所用的时间为t，可以定义两军的通信协议如下：（1）A发送消息后2t时间内还灭有收到B的确认，则重发，直到收到确认。

（2）B收到消息后，立即发送去确认知道不再收到A的消息。

（3）若在中午之前t时刻，A还没有收到B的确认信息，或者B 在中午前的2t时间内还继续收到A发来的消息，则第二天进攻。

2．3答案：（1）预定（A）客人（Guest）向主人（Hosts）发出要Pizza的Request。

（B）主人接受请求，提起电话拨Pizza饼店，在电话中提出预定的种类和数量。

（C）Pizza店的外卖服务生(Order Clerk)填好订单，然后传送给Pizza Cook。

完成；（2）送货（A）Pizza Cook将做好的Pizza饼给服务生；（B）服务生在订单上签字后送给送货车司机，司机开车取送货，沿道路送往订货人的地点；（C）送货车司机到达后，拿出定单和主人交接；（D）主人将送来的Pizza饼再送给客人(Guest)答案A．(1)中国总理与英文翻译之间：(a)中国总理对自己的英文翻译说中文；(b)中国翻译将中文翻译成英文后给法国总理的英文翻译；(2)法国总理与英文翻译之间(a)法国总理的英文翻译接收中国总理的英文翻译给自己的英文翻译；(b)将英文翻译成法文，然后给法国总理，反之亦然。

B．这三者之间要实现一种类似于电信系统中三方通信之类的过程：(1)中国总理拿起电话，说中文给中文/德文翻译(2)德文翻译把中文翻译成德文，然后通过电话线传送给法国总理的德文/法文翻译(3)德文/法文翻译将接收到的德文翻译成法文(4)德文/法文翻译将翻译过来的法文给法国总理听2．7 答案a．在分段情况下，都需要包含N层数据首部的拷贝b．在组合的情况下，可以用一个N层的数据首部组合成单一的N－1层PDU。

第3章的参考答案3．1 答案a. 因为多点配置是共享的广播信道。

8.1确定下面的多项式是否为本原多项式。

提示：最简单的方法就是用LFSR，类似于图8.8的例子。

a）1+X2+X3b）1+X+X2+X3c）1+X2+X4d）1+X3+X4e）1+X+X2+X3+X4f）1+X+X5g）1+X2+X5h）1+X3+X5i）1+X4+X5在（a） (d) (g)还有（h）的多项式是简单的，剩余的为复杂的，我们采用经典的方法来解决part(a),那就是一个不能简化的多项式,f(X),在m度被认为是简单的，如果对于最小的正整数n f(X)分隔+1，n=-1,因此，对于（a）部分来说，我们证明m=3的度时多项式是简单的，使得+1= +1=+1,但并没有分隔+1,n 在1~7之间的时候，我们给出+1除以+1的式子。

++1+1 +1+1+1+1+1接下来我们将全面的检查剩余的状况同样适用+X+1 1+1+1+XX+1表格8-3题8.2 a）（7，3）R-S码的码元纠错性能如何？每码元多少个比特？b）计算用于表示a)中（7，3）R-S码的标准阵的行数和列数（见6.6节）。

c）利用b)中的矩阵维数来提高a)中所得到的码元纠错性能。

d）（7，3）R-S码是否是完备码？如果不是，它具有多少残余码元纠错能力？8.3 a）根据有限域GF(2m)（其中m=4）中的基本元素定义元素集{0，σ1，σ2，…，σ2m-2}，。

b) 对于a）中的有限域，构造类似于表8.2的加法表。

c）构造类似于表8.3的乘法表。

d）求解（31，27）R-S码的生成多项式。

e）用（31，27）R-S码以系统形式对信息{96个0，后面为10010001111}（最右端为最早出现的比特）进行编码。

为什么此信息要构造如此多的0序列？X0X1X2X300000α01000α10100α20010α30001α41100α50110α60011α71101α81010α901011110α10α0111 111111α12α1011 131001α14加法表乘法表8.4用（7，3）R-S码的生成多项式对信息010110111（最右端为最早出现的比特）进行编码。

第二章 习题2.1.用八进制系统传输单词“HOW ”（a ）用7比特ACSII 码将单词“HOW ”编码为一比特序列，每个字符的第8位为检错位，它使8比特中1的总数为偶数。

试问该消息中共有几个比特？（b ）将比特流每3个比特分为1组，每组用1个八进制数（码元）表示。

试问该消息中共有几个八进制码元？（c ）若采用16进制系统，表示单词“HOW ”共需要几个码元？ （d ）若采用256进制系统，表示单词“HOW ”共需要几个码元？ (a)H00010010O11110011W11101011共24bit(b)00004100510171111001711151013011共8个二进制码元(c)2464/bitssymbol bits symbol=(d)2483/bitssymbol bits symbol=2.2. 用M =16的多电平PAM 波形每秒传输800字符，本题中字符的定义与2.1题中相同，每个字符都由7位数据位加1位检错位组成。

（a ）比特传输速率为多少？ （b ）码元速率又为多少？(a)800/8/6400/char s bits char bits s ⨯= (b)6400/1600/4/bits ssymbol s bits symbol=2.3.用M =32的多电平PAM 波形在2秒内传输由文字与数字组成的100个字符的消息，本题中字符的定义与2.1题中相同，每个字符都由7位数据位加1位检错位组成。

（a ）计算比特传输速率与码元速率。

（b ）分别对16电平PAM 、8电平PAM 、4电平PAM 和PCM （二进制）波形重复计算（a ）。

(a)100/28/400/char s bits char bits s ⨯=400/80/5/bits ssymbol s bits symbol=(b)16-level PCM ：400/,100/bits s symbol s 8-level PCM ：400/,133.3/bits s symbol s 4-level PCM ：400/,200/bits s symbol s 2-level PCM ：400/,400/bits s symbol s2.4.对某模拟波形以奈奎斯特频率f s 进行自然抽样，试证明用图P2.1所示的恢复技术可由样值恢复原波形（与原波形成正比），参数mf s 为本振频率，m 为正整数。

第l章1．模拟信号与数字信号各自的主要特点是什么?模拟信号：模拟信号的特点是信号强度（如电压或电流）的取值随时间连续变化。

由于模拟信号的强度是随时间连续变化的，所以模拟信号也称为连续信号。

数字信号：与模拟信号相反，数字信号强度参量的取值是离散变化的。

数字信号又叫离散信号，离散的含义是其强度的取值是有限个数值。

2．画出时分多路复用的示意图并说明其工作原理。

时分复用的电路结构示意图如图所示。

图中SA1和SA2为电子转换开关，它们在同步系统的控制下以同起点、同速度顺序同步旋转，以保证收、发两端同步工作。

在发端，开关的旋转接点接于某路信源时，就相当于取出某路信源信号的离散时间的幅度数值。

旋转接点按顺序旋转，就相当于按顺序取出各路信源信号在离散时间的幅度数值并合成，然后经模/数变换电路变为数字信号，再与同步信号合成即可送给信道传输。

在接收端，首先分出同步信号，再进行数/模变换后即可由旋转开关分别送给相应的信息接收者。

3．试述数字通信的主要特点。

（1）抗干扰能力强，无噪声积累（2）便于加密处理（3）利于采用时分复用实现多路通信（4）设备便于集成化、小型化(5) 占用频带宽4.简单说明数字通信系统有效性指标,可靠性指标各是什么?并说明其概念。

有效性指标（1）信息传输速率：信道的传输速率是以每秒钟所传输的信息量来衡量的。

信息传输速率的单位是比特/秒，或写成bit/s，即是每秒传输二进制码元的个数。

（2）符号传输速率符号传输速率也叫码元速率。

它是指单位时间内所传输码元的数目，其单位为“波特”（bd）。

（3）频带利用率频带利用率是指单位频带内的传输速率。

可靠性指标（1）误码率在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。

（2）信号抖动在数字通信系统中，信号抖动是指数字信号码元相对于标准位置的随机偏移。

第2章1、假设某模拟信号的频谱如图1所示，试画出M s f f 2=时抽样信号的频谱。

答：2、某模拟信号的频谱如图2所示，设kHz f s 24=，试画出其抽样信号的频谱。

习题6.1 设计能检测分组中所有1、3、5、7位错误图样的（n ，k ）奇偶校验码。

求出n 和k的值。

如果信道码元错误概率是10-2，试求不能检测分组错误的概率。

解：()()7,8,=k n()()()826446288168148128p p p p p p p P nd ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= ()()()()()()()38242624242622210*6.210101102810110701011028--------=+-+-+-=nd p6.2 计算将12位数据序列编码为（24，12）线性分组码后的错误概率。

假定码本能够纠正所有的1位、2位错误图样，而不能纠正所有2位以上的错误图样。

同时，假定信道码元错误概率为10-3。

解：()()()∑=----=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≅-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2436213332410*98.110110324124k k k M p p k P6.3 考虑一个能纠正3个错误的（127，92）线性分组码。

a ）如果信道码元错误概率为10-3，对于未编码的92位信息，其消息错误概率是多少？b ）如果信道码元错误概率为10-3，对于使用（127，92）分组编码的信息，其消息错误概率是多少。

解：（a ）()292310*8.81011--=--=v m P(b) ()()()∑=----=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≅-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1274612334312710*14.91011041271127k kk cmp p k P6.4 假定采用相关BPSK 解调，接收E b /N 0=10dB ，计算使用（24，12）纠双错线性分组码，编码前后消息差错概率性能的改善。

解：()()610210*05.4247.412147.410*222---==≅==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=e e x Q Q NE Q P x o bM ππ ()512610*86.410*05.411--=--=vm P对于（24,12）编码，码率是21，由于ocN E 比obN E 小3dB ，所以数据速率是非编码速率的两倍01.57==dB N E oc()()16.301.5*22Q Q NE Q P o cc ==⎪⎪⎭⎫⎝⎛= 查表 B.1 得 0008.0=c P()()()213242430008.010008.0324124-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≅-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=∑k k k c mp p k P 610*02.1-≅c m P6.4710*02.110*86.465==--TIMPROVEMEN ERFORMANCEP6.5 考虑一个（24，12）线性分组码，它能纠正双错。

第六章思考与练习答案1、将下列不同进制的数按权展开,转化成十进制数.(I)⑴O1.Olb(3207.()4)x、、(F3D8.A)16解：二进制数(IIOl.01)；的按权展开式：(I(X)1.Ol)2=1×2'+O×22+0×2,+l×20+()×2",+l×2-2=(9.25)l0八进利数(3207.(M)It的按权展开式：(3207.04)s=3×8Λ+2×82+0×8l+7×8u+0×8,+4×82=(I67I.O625)IOI•六进制数(F3D8.A),,的按权展开式：(F3D8.A)16=15×I6,+3×162+13×16I+8×16U+10×I6,=(62424.625)102、将(3O∙75}K,转换成二进制数、八进制数和卜六进制数.解：整数部分(30)“,根据“除2取余”的原理.则(30)“,=(111也：小数部分(0.75)”根据“柒2取整”的原理：则(0.7S%=(0∙∣∣b.所以：结果(3075)”,=(IllIO.11)?同理，转换成八诳制数，结果(3O∙75%=(38.6)⅛转换成十六进制数，结果(30.75%=(1£劭，3、将二进制数(K)IllKX)IO01.1(X)IIOlOID,转换成八进制数和十六进制数。

解：Ia1.l1.1.fil1.Q!11.11K!HI!IQl侬57 11.4654所以.(101111001001.1001IOlOl1)2=(5711.4654)tIO1.lHOO1QO1J()OIJ0∣5IIQQBC9 9AC所以，(IO1III(X)1(X)1.100IIOIOI1),=(ΛC9.9AC)m4、号出图6T中所示电路输出端的逻辑表达式,不用化简.严y^=Θ——图61题4图M（八）图：Y=AH(A+fi)CD(b)图：Y=(AH+AB)BCD(c)图：Y=ABC5、根帚嵬*«达方式■出运*电踣图(1)Y=ΛBCD+AD^BC(2)Y=At3C：+(A®B)C ft?：<l)y=∕18而+而的逻辑电路图如图6-2所示.图62题5(1)逻辑电路图（2）Y=AHC：+（A®B）C的逻辑电路图如图6-3所示.6、一门实现逻辑函数y=AB+后C,画出逻辑电路图，解：用与非门实现：丫=八8+&'=八8+&'=福・反\选辑电路如图64所示・（也可以用其他门电路实现）图6-4题6逻辑电路图7、证明等式A8+8C+CA=4f+tfC+CA证明：左边=4"+/?3+。

1-1 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 为什么要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传输以提高通信质量，首先需要将模拟信号转化位数字信号，而这种A/D 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，或者说，要求抽样频率大于等于原始信号最高频率的二倍。

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，但其幅度的取值却有无限多个（注意不是无限大），没有从本质上改变模拟信号，因此，没有实用价值。

只有把离散信号进行量化，把无穷个取值变成有限个，把离散信号转化为数字信号才能使模拟信号发生质变。

可见，离散信号是模拟信号通往数字信号的桥梁。

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：NSlg 1020=所以100=NS由香农公式可得信道容量为：bps C 19941647.63000)1001(log 30002≈⨯≈+=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 bitI e 25.3105.01log 2== x 的信息量 bit I x 97.8002.01log 2==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。

第六章数字信号的频带传输技术习题6-l 已知二进制数字序列10011010，设：载频为码元速率的2倍(对于2FSK来说，f 2＝2 f 1，)；请画出以上情况的2ASK、2FSK和2PSK、2DPSK波形：解：载频为码元速率的2倍(对于2FSK来说，f 2＝2 f 1，)10011010已知二进制数字序列(1)码元速率为1200Baud，载波频率为1200Hz；(2)码元速率为1200Baud，载波频率为1800Hz。

分别画出上述两种情况的2PSK、2DPSK及相对码{b n}的波形(假定起始参考码元为1)。

解：(1)码元速率为1200Baud，载波频率为1200Hz；则载频与码元速率相等。

178179解、(2)码元速率为1200Baud ，载波频率为1800Hz 。

载频与码元速率为1：1.56-3 设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 和2000Hz ．(1)若发送数字信息为101011，试画出相应的2FSK 信号波形；(2)试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调?(3)若发送数字信息是等概率的，试画出它的功率谱密度草图。

解：(1) 若发送数字信息为101011，试画出相应的2FSK 信号波形；180解 (2)试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调?答 ：选择相干解调和非相干解调器解调均可。

解 (3)若发送数字信息是等概率的，试画出它的功率谱密度草图。

6-4 设传码率为200Baud ，若是采用八进制ASK 系统，求系统的带宽和信息速率？若是采用二进制ASK 系统，其带宽和信息速率又为多少?解 ：已知八进制ASK 系统传码率Baud R B 200=,系统的带宽:：Hz R B B B 200==, 信息速率： s bit R R B b /60032008log 2=⨯=⨯=二进制ASK 系统：系统的带宽:：Hz R B B B 200==，信息速率： s bit R R B b /20012002log 2=⨯=⨯=6-5 传码率为200Baud ，试比较8ASK 、8FSK 、8PSK 系统的带宽、信息速率及频带利用率。