《通信原理》习题课解读
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WORD 格式可编辑第二章习题习题 2.1设随机过程 X(t ) 可以表示成:X (t) 2cos(2 t ),t式中,是一个离散随机变量,它具有如下概率分布:P(=0)=0.5 ,P(= /2)=0.5试求 E[ X( t )] 和 R X (0,1) 。
解:E[ X( t )]= P(=0)2 cos(2 t ) +P( =/2)2cos(2 t)=cos(2 t) sin 2 t cos t2习题 2.2设一个随机过程 X( t ) 可以表示成:X (t ) 2cos(2 t), t判断它是功率信号还是能量信号?并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解:为功率信号。
R X ( )lim T1 T / 2X ( t ) X (t) dtTT / 2lim T1T / 2t)* 2 cos 2(t)dtTT / 22 cos(22cos(2) ej 2te j 2 tP ( f )R X ( ) e j 2fd(e j 2 te j 2 t )e j 2fd( f 1)( f 1)习题 2.3设有一信号可表示为:X (t)4exp( t) ,t 0{0, t<0试问它是功率信号还是能量信号?并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解:它是能量信号。
X( t ) 的傅立叶变换为:X ( )x(t)e j tdt4e t e j tdt 4e(1 j )tdt41 j216则能量谱密度2=4G(f)= X ( f )j142 f21习题 2.4X(t )=x 1 cos2 tx 2 sin 2 t ,它是一个随机过程,其中x 1 和 x 2是相互统计独立的高斯随机变量,数学期望均为0,方差均为2。
试求:(1) E[ X(t )] , E[ X 2(t ) ] ;(2) X( t )的概率分布密度; (3) R X (t 1 ,t 2 )解:(1) E X tE x 1 cos2 t x 2 sin 2 t cos 2 t E x 1 sin 2 t E x 2 0P X ( f )因为x 1和x 2相互独立,所以E x 1 x 2E x 1E x 2。
通信原理辅导及习题解析(第六版)第3章随机过程本章知识结构及内容小结[本章知识结构][知识要点与考点]1. 随机过程的基本概念 (1)随机过程的定义随机过程可从样本函数与随机变量两种角度定义。
第一,随机过程是所有样本函数的集合;第二,随机过程可以看作实在时间进程中处于不同时刻的随机变量的集合。
(2)随机过程的分布函数 ① n 维分布函数12121122(,,,;,,,){(),(),,()}n n n n n F x x x t t t P t x t x t x ξξξ=≤≤≤② n 维概率密度函数1212121212(,,,;,,,)(,,,;,,,),,,n n n n n n nF x x x t t t f x x x t t t x x x ∂=∂∂∂维数n 越大,对随机过程统计特征的描述就越充分。
(3)随机过程的数字特征 ① 均值(数学期望)1[()](,)()E t xf x t dx a t ξ∞-∞==⎰均值表示随机过程的样本函数曲线的摆动中心。
② 方差2222[()]{()[()]}[()]()()D t E t E t E t a t t ξξξξσ=-=-=方差表示随机过程在时刻t 相对于均值的偏离程度。
③自相关函数1212(,)[()()]R t t E t t ξξ=自相关函数目的是为了衡量在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。
④协方差函数1211221212(,){[()()][()()]}(,)()()B t t E t a t t a t R t t a t a t ξξ=--=-协方差函数对随机过程在任意两个时刻上的随机变量与各自均值的差值之间的相关联程度进行描述。
⑤互相关函数,1212(,)[()()]R t t E t t ξηξη=互相关函数用来衡量两个随机过程之间的相关程度。
2. 平稳随机过程 (1)定义 ①严平稳随机过程若一个随机过程()t ξ的任意有限维分布函数与时间起点无关,则称为严平稳的,即:()()12121212,,,,,,,,,,n n n n n n f x x x t t t f x x x t t t =+∆+∆+∆②宽平稳随机过程若一个随机过程()t ξ的均值为常数,自相关函数仅于时间间隔21t t τ=-有关,则称为宽平稳,即:()()()12, ,E t a R t t R ξτ==⎡⎤⎣⎦(2)各态历经性若随机过程的任一实现,经历了随机过程的所有可能状态,则称其是各态历经的,即随机过程的数字特征,可以由其任一实现(样本函数)的数字特征来代表。
《通信原理》习题参考答案第一章1-1. 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: )(25.3105.01)(log 2bit E I ==)(97.8002.01)(log 2bit X I == 题解:这里用的是信息量的定义公式)(1log x P I a =注:1、a 的取值:a =2时,信息量的单位为bita =e 时,信息量的单位为nita =10时,信息量的单位为哈特莱2、在一般的情况下,信息量都用bit 为单位,所以a =21-2. 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。
试求该信息源符号的平均信息量。
解:方法一:直接代入信源熵公式:)()()()()(E H D H C H B H A H H ++++=516165316163881881441log log log log log 22222++++=524.0453.083835.0++++= 符号)/(227.2bit =方法二:先求总的信息量I)()()()()(E I D I C I B I A I I ++++= 516316884log log log log log 22222++++= 678.1415.2332++++= )(093.12bit =所以平均信息量为:I/5=12.093/5=2.419 bit/符号题解:1、方法一中直接采用信源熵的形式求出,这种方法属于数理统计的方法求得平均值,得出结果的精度比较高,建议采用这种方法去计算2、方法二种采用先求总的信息量,在取平均值的方法求得,属于算术平均法求平均值,得出结果比较粗糙,精度不高,所以尽量不采取这种方法计算注:做题时请注意区分平均信息量和信息量的单位:平均信息量单位是bit/符号,表示平均每个符号所含的信息量,而信息量的单位是bit ,表示整个信息所含的信息量。
复习CH51. 一个频带限制在0到m f 以内的低通信号m(t),用s f 速率进行理想抽样,m s f f 2≥,若要不失真的恢复m(t),低通滤波器带宽B与m f 和s f 的关系应满足: 。
A .m fB ≥ B .m m s f B f f ≥≥-C .m s f B f ≥≥D .m f B 2≥2. 设x(t)为调制信号,调频波的表示式为:))(cos(⎰∞-+tfc d x k t ττω,则FM 调制方式的瞬时相位偏差为 : A .()t x k f B .⎰∞-+tfc d x k t ττω)( C .()t x k t f c +ω D .⎰∞-tfd x k ττ)(3. 以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号,仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的是 。
A .自然抽样B .瞬时抽样C .理想抽样D .平顶抽样 4. 将5路频率范围为0.3KHz —4KHz 的话音信号用FDM 方法传输。
当采用AM 调制方式时最小传输带宽为 ,采用SSB 调制时的最小传输带宽为 。
CH61. 在“0”、“1”等概率出现情况下,包含直流成分的码是:A .HDB3码B .单极性归零码C .双极性归零码D .AMI 码 2. HDB3码中连零数最多有 个。
A .3 B .2 C .43. 在“0”、“1”等概率出现情况下,以下哪种码能够直接提取位同步信号 。
A .单极性不归零码 B .双极性归零码 C .单极性归零码 D .双极性不归零码 4. 线路编码中的AMI 码解决了 问题,但没有解决 问题。
A .码间干扰,噪声B .误码率,误差传播C .长连1,长连0D .长连0,误码率5. 如果采用理想低通传输特性,则PCM 信号所需的最小传输带宽是 。
A. 16KHz B . 32KHz C. 64KHz D.128KHz 6. 选用_______传输形式,系统的频带利用率最高。
A .理想低通B .余弦滚降C .直线滚降D .升余弦7. 为了使基带脉冲传输获得足够小的误码率,必须最大限度的减少 。
习题解答《通信原理教程》樊昌信第一章 概论1.3 某个信息源由A 、B 、C 、D 等4个符号组成。
这些符号分别用二进制码组00、01、10、11表示。
若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输,试分别求出在下列条件下的平均信息速率。
(1) 这4个符号等概率出现;(2) 这4个符号出现的概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16。
解: 每秒可传输的二进制位为:()20010513=⨯÷-每个符号需要2位二进制,故每秒可传输的符号数为:1002200=÷(1) 4个符号等概率出现时每个符号包含的平均信息量为: bit 24log 2=故平均信息速率为:s b R b /2002100=⨯=(2)每个符号包含的平均信息量为:bit 977.11651log 1651631log 163411log 41411log 412222=+++故平均信息速率为: s b R b /7.197977.1100=⨯=1.6 设一个信号源输出四进制等概率信号,其码元宽度为125s μ。
试求码元速率和信息速率。
解:码元速率为:()baud R B 80001012516=⨯÷=- 信息速率为:s kb R R B b /16280004log 2=⨯==第二章 信号2.2 设一个随机过程X (t )可以表示成:()()∞<<∞-+=t t t X θπ2cos 2其中θ在(0,2π)之间服从均匀分布,判断它是功率信号还是能量信号?并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解:它的能量无限,功率有界,所以是一个功率信号。
`()[]()[]()()()πτθπτθππτπθπθπτπθπππ2cos 4224cos 2cos 22122cos 22cos 22020=+++=•+++=⎰⎰d t d t t由维纳-辛钦关系有:()()ττωωτd e R P j X -+∞∞-⎰=()()[]πωδπωδπ222++-=2.3 设有一信号可表示为:()()⎩⎨⎧>≥-=000exp 4t t t t x试问它是功率信号还是能量信号?并求出其功率谱密度或能量谱密度。
第一章 通信系统概论一 填空选择题1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化(便于集成)等_。
2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量, FSK 系统指标具体用_传输速率(传码率、传信率)和_差错率(误码率、误信率)_衡量,FM/PM 系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。
3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元,0、1码等概率出现,则码元速率为600B ,信息速率为600b/s ;传送1小时后,接收到的错码为216个,其误码率为10-4;若保持码元速率不变,变换为8进制传输,每个码元所含信息量为3 ,信息速率为1800b/s 。
4.通信是指消息由一地向另一地进行______,主要质量指标是_____和_____,它们在数字通信系统中具体为_____和_____。
5.在码元速率相同的条件下,16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。
6.按传输媒介,通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。
7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )A.信息传输速率B.符号传输速率C.频带利用率D.以上都包括8.在码元速率相同条件下,m 进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log 2m 倍。
9.通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。
10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和 数字通信系统11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性,前者主要是消息传输速率问题,而后者是指消息传输的 质量问题。
12.设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送,每个消息出现是相互独立的,其平均信息量H=__1.75b/符号__。
13.设有4个消息符号,其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的,该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。
14.某四元制信源,各符号对应的概率分别为21、41、81、1,则该信源符号的平均信息量为 1.75b/符号 。