下载文档原格式
第一章1-1 e 的信息量 ==)(1log 2e P I e 3.25bit v 的信息量 ==)(1log 2v P I v 6.96bit 1-2 因为全概率1)1()0(=+P P ，所以P(1)=3/4，其信息量为==)1(1log 2P I 0.412(bit) 1-3平均信息量（熵） ∑=-=ni i ix P x P x H 12)(log)()(=2.375（bit/符号）1-4 （1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为10ms 。
传送字母的符号速率为)(100105213B R B =⨯⨯=-等概率时的平均信息速率)/(200log 2s bit M R R B b ==（2） 平均信息量为 ∑=-=ni i ix P x P x H 12)(log)()(=1.985（bit/符号）则平均信息量为)/(5.198s b H R R B b =⋅= 1-5 （1） )/(2400s bit R R B b ==（2） )/(96004240016log 2s bit R R B b =⨯== 1-6 （1） 先求信息源的熵，∑=-=ni i ix P x P x H 12)(log)()(=2.23（bit/符号）则平均信息速率 )/(1023.23s b H R R B b ⨯=⋅=故传送1小时的信息量)(10028.81023.2360063bit R T I b ⨯=⨯⨯=⨯=（2）等概率时有最大信息熵，)/(33.25log 2max 符号bit H ==此时平均信息速率最大，故有最大信息量)(10352.86max bit H R T I B ⨯=⋅⋅=1-7 因为各符号的概率之和等于1，所以第四个符号的概率为1/2，则该符号集的平均信息量为)/(75.121log 2181log 81241log 41222符号bit H =-⨯--= 1-8 若信息速率保持不变，则传码率为)(1200log 2B MR R bB ==1-9 传码率为)(1200log 2B MR R bB ==半小时（1800秒）内传送的码元个数为61016.212001800⨯=⨯=⋅=B R T N 错误码元数个216=e N ，因此误码率为410-==NN P ee 1-10 由NN P ee =和B R T N ⋅=可得时间为 )(1034s R P N T Be e⨯=⋅=。
第 1章绪论一、填空题1.( 通信)就是从一地向另一地传递消息。
2. 通信的目的是传递消息中所包含的（信息）。
3.目前使用最广泛的通信方式是（电通信）。
4.（通信系统）的作用就是将信息从信源传送到一个或多个目的地。
5.按通信业务分类，通信系统可分为（话务通信）和（非话务通信）。
6.根据是否采用调制，可将通信系统分为（基带传输）和（频带传输）。
7.按传输媒质分，通信系统可分为（有线通信）系统和（无线通信）系统两大类。
8.传输多路信号有三种复用方式，即（频分复用）、（时分复用）和（码分复用）。
9.在数字通信中，按数字信号代码排列的顺序可分为（并行传输）和（串行传输）。
二、单项选择题1.下列不属于数字通信特点的是（ A ）。
A.噪声容易积累B.差错可控C.易于集成化D.易于加密处理2.下列不属于数字通信特点的是（ B ）。
A.噪声不积累B.差错难以控制C.易于集成化D.易于加密处理3.下列属于单工通信方式的是（ A ）。
A.广播B.同载频对讲机C.无线电话D.普通电话4.下列属于半双工通信方式的是（ B ）。
A.广播B.同载频对讲机C.无线电话D.普通电话三、分析简答题1．请画出通信系统的一般模型。
解：2.请画出模拟通信系统的模型。
解：3.请画出数字通信系统的模型。
解：四、应用题1、一离散信源由0,1,2,3四个符号组成，它们出现的概率分别为3/8, 1/4, 1/4,1/8,且每个符号出现都是独立的。
试用两种方法求某消息22123101的信息量。
（lb3=1.58, lb5=2.32, lb6=2.58, lb7=2.80, lb9=3.17, lb10=3.32）解：此消息中，0出现14次，1出现12次，2出现18次，3出现9次，共有53个符号，故该消息的信息量为：（1）I=14lb8/3+12lb4+18lb4+9lb8=19.88+24+36+27=106.88每个符号的算术平均信息量为：I/符号数=106.88/53=2.02（bit/符号）（2）用熵的概念来计算：H=-3/8lb3/8-1/4lb1/4-1/4lb1/4-1/8lb1/8=1.906该消息的信息量为：I=53×1.906=101.02（bit）2、一离散信源由0,1,2,3四个符号组成，它们出现的概率分别为3/8, 1/4,1/4,1/8,且每个符号出现都是独立的。
现代通信原理课后习题答案第⼆章2.40 ⼆进制对称信道中的误⽐特率P e为0.2，若输⼊信道的符号速率为2000符号/s，求该信道的信道容量。
解：2000×(1-0.2)=1600 (b/s)2.41 已知某语⾳信道带宽为4kHz，若接收端的信噪⽐S/N =60dB，求信道容量。
若要求该信道传输56000b/s的数据，则接收端的信噪⽐最⼩应为多少？解：dB=10 lgN 60 = 10 lg S/N →S/N = 106C = wlog2 (1+S/N)=4×103log2(1+106) = 8 × 104 (bps)5.6 × 104 = 4 × 103log2(1+S/N)log2(1+S/N) = 14 → 1+S/N = 214→S/N = 214－12.42 若⿊⽩电视机的每幅图像含有3×105个像素，每个像素都有16个等概率出现的亮度等级，如果信道的输出信噪⽐为S/N = 40dB、信道带宽为1.4MHz，则该信道每秒可传送多少幅图像？解：每幅图的信息量：3×105×log216 = 1.2×106（b）40dB = 10log2 S/N →S/N = 104C = wlog2（1 + S/N）= 1.4×106log2（1+104）≈1.862×107（bps）1.862×107/1.2×106 = 15.5 (幅/s)第三章3.50 ⽤10KHz的单频正弦信号对1MHz的载波进⾏调制，峰值频偏为2KHz。
试求：（1）该调频信号的带宽。
（2）若调制信号的幅度加倍，再求该调频信号的带宽。
解：（1）B FM = 2 × ( 2+10 ) = 24 ( KHz)（2）B FM = 2 ×（2 + 2×10）= 44 （KHz）3.51 幅度1V的10MHz载波受到幅度1V、频率为100Hz的正弦信号调制，最⼤频偏为500Hz。
文档说明：本文档只有现代交换与通信技术课后习题的部分答案，所以仅供参考，并且只有前七章的哦，可用于考试复习。
第一章1.在通信网中为什么要引入交换功能?为实现多个终端之间的通信,引入交换节点.各个用户终端不在是两两互连 , 而是分别精油一条通信线路连接到交换节点上,在通信网中,交换就是通信的源和目的终端之间建立通信信道,实现通信信息传送的过程引入交换节点后, 用户终端只需要一对线与交换机相连,接生线路投资,组网灵活.2.构成通信网的三要素是:交换设备. 传输设备 , 用户终端.3.目前通信网中存在的交换方式有哪几种?分别属于哪种传送模式?电路交换.多速率电路交换.快速电路交换. 分组交换.帧交换. 帧中继.ATM交换.IP交换.光交换.软交换.电路交换. 多速率电路交换 .快速电路交换. 属于电路传送模式, 分组交换 .帧交换. 帧中继/属于分组传送模式 ATM交换属于异步传送模式4.电路传送模式.分组传送模式,和异步传送模式的特点是什么?(1)信息传送的最小单元是时隙(2)面向连接的工作方式(3)同步时分复用(4)信息传送无差错控制(5)信息具有透明性(6)基于呼叫损失的流量控制分组特点: (1)面向连接的工作方式的特点(2)无连接的工作方式特点(3)统计时分复用(4)信息传送有差错控制(5)信息传送不具有透明性(6)基于呼叫延迟的流量控制异步传送特点: (1)固定长度单元的信元和简化的信头(2)采用了异步时分复用方式(3)采用了面向连接的工作方式5.电路交换. 分组交换的虚电路方式以及ATM交换都采用面向连接的工作方式,它们有何异同?相同点:都具有连接建立数据传送和链路拆除三个阶段. 不同; 电路交换的面向连接的工作方式是一条物理连接通路.而虚电路方式以及ATM交换方式都属于逻辑连接.6.同步时分复用和异步时分复用的特点是什么?同步时分复用的基本原理是把时间划分为等长的基本单位,一般称为帧,没帧再划分为更小单位叫时隙.对每一条同步时分复用的告诉数字信道,采用这种时间分割的方法.依据数字信号在每一帧的时间位置来确定它是第几路子信道.这些子信道又可以称为位置化信道.通过时间位置来识别每路信道异步时分复用是采用动态分配带宽的,各路通信按需使用. 异步时分复用将时间划分为等长的时间片,用于传送固定长度的信元.异步时分是依据信头标志来区别哪路通信信元，而不是靠时间位置来识别。
第一章1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么？在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么？数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。
1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点？传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5. 设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为 4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ。
1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么？数字通行系统的模型见图1-4 所示。
《现代通信原理与技术》简答题第一章1－1、什么是数字信号和模拟信号，两者的区别是什么？凡信号参量的取值连续（不可数，无穷多），则称为模拟信号。
凡信号参量只可能取有限个值，则称为数字信号。
区别：在于信号参量的取值。
1－2、何谓数字通信？简述数字通信系统的主要优缺点。
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。
优点：①抗干扰能力强，且噪声不积累。
②差错可控。
③易于与各种数字终端接口。
④易于集成化。
⑤易于加密处理。
缺点：占用频带宽，需要同步。
1－3、画出数字通信系统的一般模型，简述各小方框的主要功能。
数字通信系统的一般模型如下图（1）信源编码与译码：数据压缩（减少码元数目和降低码元速率），减小传输带宽，提高通信的有效性。
模/数转换，当信息源给出的是模拟语音信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字传输。
（2）信道编码与译码：通过加入监督码元（纠错/检错）提高通信的可靠性。
（3）加密与解密：通过加密保证所传信息的安全性。
（4）数字调制与解调：把数字基带信号转换成适合信道传输的频带信号。
1－4、在数字通信系统中，其可靠性和有效性指的是什么？各有哪些重要指标？有效性——传输速率（传码率、传信率，频带利用率）可靠性——差错率（误码率、误信率）1－5、按信号的流向和时间分类，通信方式有哪些？单工、半双工、全双工。
1－6、何谓码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？码元速率（R B）：单位时间内传输码元的数目。
信息速率（R b）：单位时间内传递的平均信息量或比特数。
R b=R B·H(b/s)【信息速率=码元速率×平均信息量】第三章3－1、什么是狭义信道，什么是广义信道？狭义信道：仅是指信号的传输媒质；广义信道：如果信道不仅是传输媒质而且包括通信系统中的一些转换装置。
信道的组成框图：3－2、在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？调制信道：调制器的输出端到解调器的输入端所包含的发转换装置、媒质和收转换装置三部分。
现代通信原理与技术《现代通信原理与技术（第三版）》张辉课后思考题答案第⼀章绪论1-1.什么是数字信号和模拟信号？两者的区别是什么？答：数字信号是⼀种离散的、脉冲有⽆的组合形式，是负载数字信息的信号；模拟信号是指信号⽆论在时间上或是在幅度上都是连续的。
区别：模拟信号的信号参量的取值连续（不可数，⽆穷多），⽽数字信号的信号参量只可能取有限个值。
1-2.何谓数字通信？简述数字通信系统的主要优缺点？答：数字通信是⽤数字信号作为载体来传输消息，或⽤数字信号对载波进⾏数字调制后再传输的通信⽅式。
它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
优点：(1)抗⼲扰能⼒强，且噪声不积累；(2)差错可控，可以采⽤信道编码技术使误码率降低，提⾼传输的可靠性；(3)易于与各种数字终端接⼝，⽤现代计算机技术对信号进⾏处理，加⼯，变换，存储，从⽽形成智能⽹；(4)易于集成化，从⽽使通信设备微型化；(5)易于加密处理，且保密强度⾼。
缺点: (1)占⽤频带较宽；(2)技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很⾼；(3)进⾏模/数转换时会带来量化误差。
1-3. 画出数字通信系统的⼀般模型，并简述各⼩⽅块的主要功能。
答：如下各⼩⽅块主要功能：信息源：信源（信息源，也称发终端）的作⽤是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。
信息源编码器：主要实现信源编码。
信源编码的作⽤之⼀是提⾼信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术来减少冗余度（减少信息码元数⽬）和降低数字信号的码元数率。
信道编码器：实现信道编码的功能。
信道编码是以提⾼信息传输的可靠性为⽬的的编码。
通常通过增加信源的冗余度来实现。
采⽤的⼀般⽅法是增⼤码率或带宽。
与信源编码正好相反。
数字调制器：主要实现数字调制功能。
数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到⾼频处，形成适合在信道中传输的频带信号。
信道：传输信号的物理媒质。
数字解调器：对频带信号进⾏相⼲解调或⾮相⼲解调还原为数字基带信号。
第二章习题解答1.试确定能够完全重构信号x(/)=sin(6280“/(6280r)所需的最低采样速率。
解：sin(62800/(6280r)=sin(Wr/2)/(Wr/2)W/2=2沪6280弧度jMOOOHz治=1000Hzys=2/n=2000 样本/s2.某载波电话通信系统的频率范围为60〜108kHz。
若对它采用低通抽样，最低抽样频率是多少？若对它采用带通抽样，最低抽样频率又是多少？解：由题/L=60kHz, f H= 108kHz, B=f H -^=48kHz低通抽样根据抽样定理/；=2/H=216kHz带通抽样/H ="B+kB=2x48+0.25x48= 108kHz因此n=2, "0.25,根据带通抽样定理=2B( 1 +k/n)=2 x48x( 1 +0.25/2)=108kHz3.使用256个电平的均匀PCM,当信号均匀分布于［-2,2］区间时，得到的SQNR为？习题7.14使用256个电平的均匀PCM,当信号均匀分布于［-2,2］区间时，得到的SQNR为？解：2SNR = * = M? =2" =65536=4&16dB4.设模拟信号s⑴的幅值卜2, 2］内均匀分布，最高频率为4kHz。
现对它进行奈奎斯特抽样，并经过均匀量化后编为二进制码。
设量化间隔为1/64。
试求该PCM系统的信息速率和输出的量化信噪比。
解：由题意a=-2 b=2 △V=1/64J H =4kHz量化电平M=(b-a)/△v=4x64=256因此编码位数N=log2M=8对信号进行Nyquist 抽样f s=2/H =2x4=8kHz, R»=N=8x8=64kb/s 信号幅度值均匀分布，SW q=A/2=256x256=65536»48.16dB5.在CD播放机中，抽样率为44.1kHz,对抽样值采用16比特/样本的量化器进行量化。
求出持续时间为5分钟(约一首歌)的立体声音乐所需要的容量。
第三章
3-1解：由信道的幅频特性和相频特性可以得出信道的传输函数为：
()d
t j e K H ωω-=0
()()ωωπ
ωd e H t H t j ⋅=
⎰
∞
+∞
-21ωπ
ωωd e e K t j t j d ⋅=
⎰
∞
+∞
--021()ω
π
ωd e K d t t j -∞
+∞
-⎰
=
021()
d t t K -=δ0
∴信号s(t)通过该信道后的输出信号s o (t)的时域表达式为：
()()()t H t s t s o *=()()d t t K t s -*=δ0()
d t t s K -=0
可见，信号s(t)通过该信道后信号幅度变为K 0，时间上延迟了t d 。
3-2 解：设)()(ωH t h ⇔
传输函数：s
s
s
T j s T j
s s T j s s
e
T e T T e T T
H ωωωωω---+
+=⎥⎦⎤⎢⎣
⎡+=4
2
42cos 12
)(2
2
冲激响应：)(2
1
)2(2)(4)(s s s s T t T t T t T t h -+-+=
δδδ 输出信号：)(2
1
)2(2)(4)()()(0s s s s T t s T t s T t s T t h t s t s -+-+=
*= 3-3解：
()R C j R
H +=
ωω1 RC j RC j ωω+=1()()2
2
1RC RC j RC ωωω++=
()()()2
2
2
11RC RC
j
RC RC ωωωω+++=
∴
()()()()2
22
2211⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=
RC RC RC RC H ωωωωω ()2
11RC RC RC ωωω++=
()()()()RC RC RC RC RC ωωωωωωϕ1arctan
11arctan 2
2
2
=++=
由于
()常数
≠ωH ，说明信号通过该信道时会产生幅度失真。
()常数≠ωϕ，说明信号通过该信道时会产生相位失真。
3-4 图(a)的传输特性为：
()212
R R R H a +=
ω
∴有()212
R R R H a +=
ω
()0=ωϕa
()0=∆Φωωϕd d a a ＝
可见，该系统的
()常数
=ωa H 、＝常数∆Φ，因此，信号通过该系统时不会产生群延
迟。
在整个频域内，群延迟的曲线图为0，（图略）
图(b)的传输特性为：
()RC j C j R C
j H b ωωωω+=
+=1111
()211RC RC j ωω+-=()()2
2111RC RC j RC ωωω+-+=
∴有
()()()2
222111
⎥
⎦
⎤⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=
RC RC RC H b ωωωω()()
2
2
11RC RC ωω++=
()()()RC
RC RC RC
b ωωωωωϕarctan 11
1arctan 2
2
-=++-=
()()()2
1arctan RC RC d RC d d d b b ωωωωωϕ+-=-=∆Φ＝
可见，该系统的
()常数
≠ωb H 、
常数
≠∆Φb ，因此，信号通过该系统时会产生群延
迟失真。
在整个频域内，群延迟的曲线如下图：
3-11 解：见课件
3-13 解：接收信号为 ⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝
⎛-
+=3
)()(s
o T t s t s k t s ，波形图略
3-14 解：信道的相关带宽kHz MHz B m
c 5002
1
1
==
=
τ，根据工程经验，信号带宽c s B B ⎪⎭
⎫
⎝⎛=31~51，故码元宽度()()s T m s μτ10~65~3==
3-15 解： 见课件 3-18 解： 由香农公式
)/(69.79)10001(log 1081log 262s Mb N S B C =+⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝
⎛
+⋅=
3-19 解： （1）信道容量
)/(9.33)10001(log 104.31log 232s kb N S B C =+⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝
⎛
+⋅=
（2）应满足s kb N S B C /6.331log 2≥⎪⎭
⎫
⎝⎛
+
⋅=。
当取C=33.6kb/s 时，可得最小的输出信噪比 ()dB N
S B C
7.2994312即=-=
3-20 每个像素所含的平均信息量为)/(416log )(2像素bit x H == 每张图片包含的信息量为 )(104.210646
5bit I ⨯=⨯⨯=
信息传输速率为)/(1076.5104.2247
6s b R b ⨯=⨯⨯=
由信道容量b R C ≥，得到 b R N S B C ≥⎪⎭
⎫
⎝⎛+
⋅=1log 2 所以)(78.51001lg 32.31076.51lg 32.31log 7
2MHz N S R N S R B b b ≈⨯=⎪
⎭
⎫
⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥
即信道带宽至少应为5.78kHz 。
