2020年通信原理课后题答案-重庆邮电大学参照模板

第一章习题习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。

解：E 的信息量：()()b 25.3105.0log E log E 1log 222E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。

试求该信息源中每个符号的信息量。

解：b A P A P I A 241log )(log )(1log 222=-=-==b I B 415.2163log 2=-= b I C 415.2163log 2=-= b I D 678.1165log 2=-= 习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，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） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。

解：（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2×5ms 。

传送字母的符号速率为Bd 100105213B =⨯⨯=-R 等概时的平均信息速率为s b 2004log log 2B 2B b ===R M R R（2）平均信息量为比特977.1516log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =⨯==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？ 解：311200 Bd 5*10B B R T -=== 习题1.5 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。

解：该信息源的熵为96log 961*4832log 321*16)(log )()(log )()(22264121+=-=-=∑∑==i i i i Mi i x P x P x P x P X H=5.79比特/符号因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。

1-1.已知英文字母出现的概率为0.105，出现的概念为0.002，试求和的信息量。

o1-2．某信源符号集由,,,和组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为，，，和。

试求该信息源符号的平均信息量。

o1-3.设有4个符号，其中前3个符号的出现概率分别为，，，且各符号的出现是相对独立的。

试计算该符号集的平均信息量。

o1-4．一个由字母、、、组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替，01代替，10代替，11代替，每个脉冲宽度为5.(1)不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率;(2)若每个字母出现的可能性分别为试计算传输的平均信息速率。

o1-5．国际摩尔斯电码用“点”和“划”的序列发送英文字母，“划”用持续3单位的电流脉冲表示，“点”用持续1个单位的电流脉冲表示；且“划”出现的概率是“点”出现概率的。

(1)计算“点”和“划”的信息量；(2)计算“点”和“划”的平均信息量。

o1-6．设一信息源的输出由128个不同的符号组成，其中16个出现的概率为，其余112个出现概率为。

信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。

试计算该信息源的平均信息速率。

o1-7．设一数字传输系统传送二进制码元的速率为2400，试求该系统的信息速率；若该系统改为传送16进制信号码元，码元速率不变，则这时的系统信息速率为多少(设各码元独立等概率出现)？o1-8．若题1―2中信息源以1000速率传送信息。

（1）试计算传送1的信息量；（2）试计算传送1可能达到的最大信息量。

o1-9．如果二进制独立等概信号的码元宽度为，求和；若改为四进制信号，码元宽度不变，求传码率和独立等概率时的传信率。

o1-10．已知某四进制数字传输系统的传信率为2400，接收端在0.5内共收到216个错误码元，试计算该系统的误码率。

o第二章确知信号本章主要内容：（1）信号和系统的分类（2）能量信号和功率信号时域及频域分析本章重点：1.确知信号的频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度2.确知信号的自相关函数和互相关函数本章练习题：2-1 试证明图2-1中周期性信号的频谱为=o2-2 设一个信号可以表示成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。

通信原理课后答案第1题1.1 解释什么是通信原理通信原理是指人们利用电磁波或其他媒介传输信息的基本原理。

通信原理包括信号的产生、编码、调制、传输、解调和解码等过程。

1.2 通信系统的组成部分有哪些通信系统由信号源、编码器、调制器、信道、解调器、解码器和接收器等组成。

1.3 解释模拟通信和数字通信的区别模拟通信是指模拟信号的传输和处理，信号为连续变化的模拟波形；而数字通信是指数字信号的传输和处理，信号为离散的数字码。

第2题2.1 解释信号的采样和量化过程采样是指将连续信号在时间上取样，将连续信号离散化；量化是指将采样得到的信号幅值转换为离散的数字码。

2.2 解释信号的编码和解码过程编码是将源信号进行数字表示，例如将模拟信号转换为数字码的过程；解码是将编码后的信号还原为源信号的过程。

2.3 解释频率和带宽的概念频率是指信号在单位时间内完成周期性重复的次数；带宽是指信号的频率范围，表示信号所占用的频带宽度。

第3题3.1 解释调幅和调频的原理调幅是通过改变载波的幅度来实现的，将调制信号的幅度变化叠加到载波上；调频是通过改变载波的频率来实现的，将调制信号的频率变化叠加到载波上。

3.2 解释常用的调幅和调频调制技术常用的调幅调制技术有幅度调制(AM)和双边带调制(BBAM)；常用的调频调制技术有频率调制(FM)和相位调制(PM)。

3.3 解释调制度和调制指数的概念调制度是指调制信号的幅度或频率的变化范围与载波幅度或频率的比值；调制指数是指调制信号的最大幅度或频率变化与载波的幅度或频率的比值。

第4题4.1 解释噪声的概念和分类噪声是指干扰信号，会对通信系统的信息传输产生干扰。

根据噪声的性质可以将其分为热噪声、器件噪声、环境噪声、互调噪声等。

4.2 解释信噪比的概念和计算方法信噪比是指信号与噪声的比值，在通信系统中通常用dB表示。

计算信噪比的方法是将信号的功率与噪声的功率比值取对数。

4.3 介绍减小噪声的方法减小噪声的方法包括提高信号的功率、增加天线的接收面积、使用低噪声放大器、提高信号到噪声的比值等。

《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。

第一章绪论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.其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。

习题解答（一）1-4 一个由字母A ，B ，C ，D 组成的字。

对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A ，01代替B ，10代替C ，11代替D ，每个脉冲宽度为5ms 。

（1）不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率；（2）若每个字母出现的可能性分别为P A =1/5，P B =1/4，P C =1/4，P D =3/10试计算传输的平均信息速率。

)/(5.1981010985.1)/(985.1103log 10341log 4141log 4151log 51)]()[log ()(2)/(20010102/10/52)/(24log log )(1log )1(32222123222s bit t I R bit x P x P x H s bit t I R ms ms t bit M x P I b ni i i b =⨯≈∆=≈----=-==⨯=∆==⨯=∆====-=-∑则：符号）（则：符号）（符号）（间为：传输每个符号占用的时符号解：1-5 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用持续3单位的电流脉冲表示，点用持续1单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的1/3：（1）计算点和划的信息量；（2）计算点和划的平均信息量。

符号））（故。

划出现的概率为，，所以点出现的概率为出现概率的因为划出现的概率是点解：/(81.0241415.0432)(241log log )(415.043log log 4/14/33/1)1(22112222212121bit I P I P H bit P I bit P I P P =⨯+⨯=+==-=-=≈-=-===1-6设一信息源的输出由128个不同的字符组成。

其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现的概率为1/224。

信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。

试计算该信息源的平均信息速率。

1-9 如果二进制独立等概信号，码元宽度为0.5ms ，求R B 和R b ；有四进制信号，码元宽度为0.5ms ，求传码率R B和独立等概时的传信率R b 。

《通信原理》习题参考答案第五章5-3. 设随机二进制序列中的0和1分别由g(t)和-g(t)组成，它们的出现概率分别为P 和(1-P)； (1)求其功率谱密度及功率；(2)若g(t)为图P5-2(a)所示，T s 为码元宽度，问该序列存在离散分量f s =1/T s 否？(3)若g(t)改为图P5-2(b)，回答题(2)所问。

解：(1)随机二进制的功率谱密度是由稳态波)(t v T 的功率谱密度和交流波)(t u T 的功率谱密度之和，即： )()()(ωωωu v s P P P +=()[]sm s s s s T f G f G P P mf f mf G P mf PG f 1)()()1()()(1)(221221--+-⋅-+=∑∞-∞=δ ()sm s s s T f G P P mf fmf G P f1)()1(4)()(12222-+-⋅-=∑∞-∞=δ s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1)()1(4)()()12(2222-+-⋅-=∑∞-∞=δ∴ ⎰∞∞-=ωωπd P S s )(21tt(a) (b)图P5-2df T f G P P mf f mf G P f s m s s s ⎰∑∞∞-∞-∞=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-⋅-=1)()1(4)()()12(2222δdf T f G P P df mf f mf G P f s m s s s ⎰⎰∑∞∞-∞∞-∞-∞=-+-⋅-=1)()1(4)()()12(2222δdf f G P P T df mf f mf G P f s s m s s ⎰⎰∑∞∞-∞∞-∞-∞=-+--=2222)()1(41)()()12(δ(2) 若g(t)为图P5-2(a)，则g(t)经过傅立叶变化可得到它的频谱，即： )2()(ss T Sa T G ωω=将ω换为f 得： ffT f T f T T f T Sa T f G s s s ss s πππππsin sin )()(=== 判断频域中是否存在s T f 1=，就是将sT f 1=代入)(f G 中，得：0sin sin )(===ππππss T f f T f G说明sT f 1=时g(t)的功率为0，所以不存在该分量。

通信原理课后答案第⼀章1.模拟通信、数字通信分别有哪些特点?答: 模拟信号的产⽣有俩种情况，⼀种是由信源直接发出的模拟信号；另⼀种是由信源发出的离散信号，经某种变换后形成模拟信号。

模拟通信系统的的主要缺点是抗⼲扰能⼒差和保密性差。

数字信号的产⽣也分俩种情况，⼀种是由信源直接发出的离散信号；另⼀种是信源发出的模拟信号，再经“摸|数”转换成数字信号。

数字信号的优越性抗⼲扰强、保密性好，且数字电路易于集成、缩⼩体积，所以越来越受到青睐。

2.通信系统有哪些分类，如何分类？答：按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统；按物理特征分类：电话通信，图像通信，数据通信；按传输媒介分类：有线和⽆线通信；按调制⽅式分类：调制传输和基带传输； 3.怎样区别符号、消息、数据、信息?各⾃如何度量?答:消息是由具体⽂字，符号或语⾳所表达的以发⽣的某个事件。

消息的发⽣是有概率的，⼀个消息的产⽣可能带来信息，也可能不带来信息。

符号是⽂字、数字、标点之类的东西，是为记录事件，消息⽽⽤的，单个符号也可以代表消息，也会含有信息。

数据可以看做数字、⽂字、字符、符号的范称，数字表⽰的数据反映量的⼤⼩、⽂字、符号表⽰的数据则描述概念、事实、情况。

信息本⾝不容易表⽰，只有⽤⽂字符号等来表达、携带，在通信中则对他们⼀信号的形式实现。

6.⼀个由字母A 、B 、C 、D 组成的字。

对于传输的每⼀个⼦母⽤⼆进制脉冲编码，00代替A ，01代替B,10代替C ，11代替D ，每个脉冲宽度为1ms 。

不同字母是等概出现的，计算传输的平均信息速率。

解：每个符号所含信息量为)/(24log 2符号bit H == 所以码元速率为： RB=1/1×0.001=1000 R b = R B ×H=2000bit/s8.试述三种通信交换技术的特点。

答: 通信数据交换解决的是通信⽹络中跨节点的数据传送问题。

（1）线路交换⽅式：所谓线路交换是通过⽹络中的节点在两个站之间建⽴⼀条专⽤的通讯线路，在数据传送完成后，就要进⾏对建⽴的通道进⾏拆除，⼀般情况下由这两个站中的其中⼀个来完成，以便释放专⽤资源。

《通信原理》试题库附答案目录通信原理试卷一............................................................................................................................................. 1 通信原理试卷一答案..................................................................................................................................... 4 通信原理试卷二............................................................................................................................................. 8 通信原理试卷二答案................................................................................................................................... 11 通信原理试卷三........................................................................................................................................... 14 通信原理试卷三答案................................................................................................................................... 18 通信原理试卷四. (21)通信原理试卷四答案................................................................................................................................... 23 通信原理试卷五 (26)通信原理试卷五答案................................................................................................................................... 28 通信原理试卷六........................................................................................................................................... 30 通信原理试卷六答案................................................................................................................................... 33 通信原理试卷七........................................................................................................................................... 37 通信原理试卷七答案................................................................................................................................... 41 通信原理试卷八........................................................................................................................................... 43 通信原理试卷八答案................................................................................................................................... 47 通信原理试卷九........................................................................................................................................... 49 通信原理试卷九答案................................................................................................................................... 52 通信原理试卷十. (55)通信原理试卷十答案 (58)通信原理试卷一一、填空题（每空1分，共20 分）1、随机过程X （t ）的自相关函数eR X 1)(,则其均值为，方差为，平均功率为。

通信原理课后答案1. 简答题答案：- 频率调制是一种常用的调制方式，它改变了信号的频率以传输信息。

常见的频率调制方式包括调频（FM）和调相（PM）。

- 调频是通过改变载波频率来实现信息传输的，调频信号的频率随着信息信号的变化而变化。

- 调相是通过改变载波相位来实现信息传输的，调相信号的相位随着信息信号的变化而变化。

2. 解答题答案：a) 正交分频多路复用（OFDM）是一种常见的多路复用技术，在无线通信系统中广泛应用。

它将频谱分成多个子载波，每个子载波在不同的时间间隔中传输数据。

OFDM具有以下优点：- 抗多径干扰能力强，能够有效克服多径传输导致的码间干扰问题。

- 高频谱利用率，能够在频域上灵活地分配子载波，提高整体的频谱利用率。

- 格外适用于高速数据传输，能够分配更多的子载波给高速数据，提高传输速率。

b) 直接序列扩频（DSSS）是一种常见的扩频技术，利用伪随机序列将原始信号进行扩频。

DSSS具有以下特点：- 抗干扰性强，由于信号被扩频，干扰信号对扩频信号的干扰程度将被平均分散，从而降低了干扰的影响。

- 提高系统安全性，DSSS信号在接收端通过与发送端使用相同的伪随机序列进行匹配来进行信号恢复，提高了系统的安全性，不易被非法窃听或干扰。

- 增加带宽利用率，扩频技术能够将信号带宽扩展，使得信号能够在宽频带上传输，提高了带宽利用率。

3. 选择题答案：a) 通信过程中，信号经过信道传输时会受到各种干扰，其中常见的干扰类型包括：1. 噪声：由于信号在传输过程中受到噪声的影响，导致信号的质量下降。

2. 多径效应：信号经过多个不同路径传播导致到达接收端的信号出现多个版本，造成信号畸变和时域混叠。

3. 多用户干扰：多个用户同时使用同一个信道进行通信时，彼此之间的信号会相互干扰。

4. 多普勒效应：当发送和接收节点相对于彼此运动时，导致信道中信号的频率发生变化，从而影响信号的解调。

b) 数字调制技术是一种将数字信号转化为模拟信号的技术，常见的数字调制技术包括：1. 脉冲编码调制（PCM）：将模拟信号的振幅量化为离散的数值，再将离散数值编码成数字信号。

第1章 绪论1-1 设有四个消息A ，B ，C ，D 分别以概率1/4，1/8，1/8和1/2传送，每一消息的出现是互相独立的。

试计算其平均信息量。

1-2 掷两粒骰子，当其向上的面的小圆点数之和是3时，该消息所包含的信息量是多少？当小圆点数之和是7时，该消息所包含的信息量是多少？1-3 一个由字母A ，B ，C ，D 组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A ，01代替B ，10代替C ，11代替D ，每个脉冲宽度为10 ms 。

（1）不同的字母是等可能出现的，试计算传输的平均信息速率；（2）若每个字母出现的可能性分别为A 1P 5=，B 1P 4=，C 1P 4=，D 3P 10= 试计算传输的平均信息速率。

1-4 设有一离散无记忆信源，其概率空间为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡8/14/14/18/33210P X （1）求每个符号的信息量；（2）信源发出一消息符号序列为（202 120 130 213 001 203 210110 321 010 021 032 011 223 210）求该消息序列的信息量和平均每个符号携带的信息量。

后一种是按熵的概念进行计算，结果可能存在误差。

这种误差将随消息中符号数的增加而减少。

1-5 某一无记忆信源的符号集为{}1,0，已知4/10=p ，4/31=p 。

（1）求信源符号的平均信息量；（2）由100个符号构成的序列，求某一特定序列（例如有m 个0和100-m 个1）的信息量的表达式；（3）计算（2）中的序列熵。

1-6 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200Baud ，试求该系统的信息速率；若该系统改成传送十六进制信号码元，码元速率为2400Baud ，则这时的系统信息速率为多少？ 1-7 设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为0|()|()d H K t ωϕωω=⎧⎨=-⎩其中，0K 和d t 都是常数。

试确定信号()s t 通过该信道后输出信号的时域表示式，并讨论之。

第1章 绪论 习题解答1-１解:每个消息的平均信息量为222111111()log 2log log 448822H x =--⨯- =1.7５bi ｔ/符号1－2解：（1）两粒骰子向上面的小圆点数之和为3时有(1，2)和（2,1)两种可能，总的组合数为116636C C ⨯=,则圆点数之和为3出现的概率为3213618p ==故包含的信息量为2321(3)log log 4.17()18I p bit =-=-=（2)小圆点数之和为7的情况有（1,6）（６，1)（2,５）（５,2)（3，４）(4,3)，则圆点数之和为7出现的概率为761366p ==故包含的信息量为2721(7)log log 2.585()6I p bit =-=-=１－３解：(1)每个字母的持续时间为2⨯１0ms,所以字母传输速率为4315021010B R Baud -==⨯⨯不同字母等可能出现时，每个字母的平均信息量为 2()log 42H x == ｂit/符号 平均信息速率为4()100b B R R H x == bit ／s (2）每个字母的平均信息量为222211111133()log log log log 5544441010H x =---- ＝1.9８5 bi ｔ/符号所以平均信息速率为4()99.25b B R R H x == (bit/s ） 1－４解:（1）根据题意,可得：23(0)log (0)log 1.4158I P =-=-≈ 比特 21(1)log (1)log 24I P =-=-= 比特21(2)log (2)log 24I P =-=-= 比特 21(3)log (3)log 38I P =-=-= 比特（2）法一：因为离散信源是无记忆的，所以其发出的消息序列中各符号是无依赖的、统计独立的。

因此，此消息的信息量就等于消息中各个符号的信息量之和。

此消息中共有14个“0”符号，13个“1”符号，1２个“2”符号,6个“3”符号,则该消息的信息量是: 14(0)13(1)12(2)6(3)I I I I I =+++ 14 1.41513212263≈⨯+⨯+⨯+⨯87.81≈ 比特此消息中共含45个信源符号,这4５个信源符号携带有8７.８1比特信息量，则此消息中平均每个符号携带的信息量为287.81/45 1.95I =≈ 比特/符号法二:若用熵的概念计算,有222331111()log 2log log 1.906(/)884488H x bit =--⨯-=符号说明：以上两种结果略有差别的原因在于，它们平均处理方法不同,前一种按算术平均的方法进行计算，后一种是按熵的概念进行计算,结果可能存在误差。