通信原理答案 (重庆邮电大学版)知识讲解
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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。
通信原理第二版课后答案通信原理是现代通信工程中的基础课程,对于学习者来说,深入理解课程内容并能够熟练掌握相关知识点至关重要。
因此,课后答案的准确性和全面性对于学生来说显得尤为重要。
下面将针对通信原理第二版课后答案进行详细解析,希望能够帮助学习者更好地掌握相关知识。
第一章信号与系统。
1. 什么是信号的能量和功率?能量信号和功率信号有什么区别?答,信号的能量和功率是描述信号特性的重要参数。
信号的能量可以通过对信号的幅度平方进行积分求得,而功率则是信号的能量在单位时间内的平均值。
能量信号是指信号的能量有限,而功率信号是指信号的功率有限。
在时域上,能量信号的幅度随时间趋于零,而功率信号的幅度在某一范围内变化。
2. 什么是线性时不变系统?线性时不变系统的特点是什么?答,线性时不变系统是指系统具有线性和时不变两个特性。
线性性质体现在系统的输入与输出之间满足叠加和缩放的关系,即输入信号的线性组合对应于输出信号的线性组合;时不变性质则表示系统的性质不随时间的变化而变化。
线性时不变系统具有稳定性、可预测性和易分析性等特点。
第二章传输系统。
1. 请简要介绍数字传输系统的基本原理。
答,数字传输系统是指利用数字信号进行信息传输的系统。
其基本原理是将模拟信号经过采样、量化和编码等过程转换为数字信号,然后通过传输介质进行传输,最后再经过解码、重构等步骤将数字信号恢复为模拟信号。
数字传输系统具有抗干扰能力强、传输质量稳定等优点。
2. 什么是调制?调制的作用是什么?答,调制是指将要传输的数字信号通过改变载波的某些参数来实现信号的传输过程。
调制的作用是将低频信号调制到高频载波上,以便在传输过程中能够更好地适应传输介质的特性。
调制技术有助于提高信号的传输距离和传输速率,同时也能够提高信号的抗干扰能力。
第三章数字通信系统。
1. 请简要介绍数字通信系统的工作原理。
答,数字通信系统是指利用数字信号进行信息传输的系统。
其工作原理是将要传输的信息经过采样、量化、编码等步骤转换为数字信号,然后通过调制技术将数字信号调制到载波上进行传输,最后再经过解调、解码等步骤将数字信号恢复为原始信息。
第一章概论信息量的定义是什么信息量的单位是什么答:设消息的概率为() ,其信息量() 定义为() = log () 。
当= 2时,信息量单位为比特( bit );当= 时,信息量单位为奈特 (nat );当= 10时,信息量单位为哈特莱 ( hartley ) 信源编码的目的是什么信道编码的目的是什么答:信源编码的目的是提高信号表示的有效性。
信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。
何谓调制调制的目的是什么答:对信号进行调整就是调节。
调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。
数字通信系统有哪些性能指标答:主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。
信道有哪些传输特性答:噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。
何谓多径效应答:信号经过多条路径到达接收端,而且每条路径的时延和衰减不尽相同,造成接收端的信号幅度和随机变化,这一现象称为多径效应。
电磁波有哪几种传播方式答:电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。
什么快衰落什么是慢衰落答:由多径效应引起的衰落称为快衰落,由单一路径上季节、昼夜、气候等变化引起的衰落称为慢衰落。
信道中的噪声有哪几种答:按照来源分类,信道中的噪声可分为人为噪声和自然噪声两大类。
按照性质分类,信道中的噪声可分为脉冲噪声、窄带噪声和起伏噪声三类。
热噪声是如何产生的答:热噪声是由电阻性元器件中自由电子的布朗运动产生的。
第三章模拟调制系统调制的目的是什么答:一是通过调制可以把基带信号的频谱搬移到载波频率附近;二是通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。
模拟调制可以分为哪几类答:两大类:线性调制和非线性调制。
线性调制有哪几种答:幅度调制、双边带调制、单边带调制和残留边带调制。
非线性调制有哪几种答:频率调制和相位调制。
振幅调制和双边带调制的区别何在两者的已调信号带宽是否相等答:振幅调制的调制信号包含有直流分量,故已调信号含有载频分量。
而双边带调制的一条信号不含直流分量,故已调信号也就不含载频分量。
通信原理思考题答案1. 什么是通信原理?通信原理是指通过某种媒介将信息从一个地方传输到另一个地方的基本原理。
在现代社会,通信原理已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分,无论是手机通讯、互联网传输还是无线电广播,都是基于通信原理实现的。
2. 通信原理的基本原理是什么?通信原理的基本原理包括信号的产生、调制、传输、解调和接收等环节。
首先,信号的产生是指将要传输的信息转换成电信号或者无线电信号。
接着,通过调制将信号转换成适合传输的形式,比如将模拟信号转换成数字信号。
然后,信号通过传输介质传输到接收端,经过解调将信号还原成原始信息。
3. 通信原理中的调制技术有哪些?常见的调制技术包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
幅度调制是通过改变信号的幅度来实现信息的传输,频率调制是通过改变信号的频率来传输信息,而相位调制则是通过改变信号的相位来传输信息。
4. 通信原理中的传输介质有哪些?通信原理中常见的传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。
有线传输介质包括电缆、光纤等,而无线传输介质则包括无线电波、红外线等。
不同的传输介质适用于不同的通信场景,有线传输介质适用于固定通信,而无线传输介质适用于移动通信。
5. 通信原理中的信道编码有什么作用?信道编码是为了提高通信系统的抗干扰能力和纠错能力而采用的一种技术。
通过信道编码,可以在传输过程中对信号进行编码和解码,从而提高信号的可靠性和稳定性,减少传输过程中的误码率。
6. 通信原理中的多路复用技术有哪些?多路复用技术是指将多个信号通过同一个传输介质进行传输的技术。
常见的多路复用技术包括时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、码分复用(CDM)等。
这些技术可以有效地提高传输介质的利用率,实现多个信号同时传输。
7. 通信原理中的调制解调器有什么作用?调制解调器是通信系统中的重要设备,它可以将数字信号转换成模拟信号进行传输,并在接收端将模拟信号转换成数字信号。
通信原理习题答案通信原理习题答案通信原理是现代通信领域中的一门重要学科,它研究的是信息的传输和处理,是现代社会信息交流的基础。
掌握通信原理的基本概念和技术是从事通信工程的学生和从业人员的基本要求。
在学习过程中,习题是检验自己理解程度和巩固知识的重要手段。
下面是一些常见通信原理习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是调制和解调?请简要解释。
调制是指将要传输的信息信号转换成适合传输的载波信号的过程。
调制的目的是为了将信息信号能够在传输媒介中传输,同时也为了提高传输的可靠性和效率。
解调则是将调制后的信号还原为原始的信息信号的过程。
2. 请解释调幅(AM)和调频(FM)的工作原理。
调幅是一种将信息信号的幅度变化嵌入到载波信号中的调制方式。
在调幅过程中,信息信号的幅度变化会导致载波信号的幅度随之变化,从而实现信息的传输。
调频是一种将信息信号的频率变化嵌入到载波信号中的调制方式。
在调频过程中,信息信号的频率变化会导致载波信号的频率随之变化,从而实现信息的传输。
3. 什么是信道编码和解码?信道编码是指在信道传输过程中,对信息进行编码,以提高传输的可靠性和抗干扰能力。
编码的过程是将原始的信息信号转换为编码信号,通过增加冗余信息来实现错误检测和纠正的功能。
信道解码则是对编码信号进行解码,将接收到的编码信号还原为原始的信息信号。
解码的过程是根据编码规则和冗余信息进行判断和纠正错误,以恢复原始信息。
4. 请解释多路复用的原理和应用。
多路复用是指在同一个传输媒介上同时传输多个信号的技术。
它的原理是将多个低速信号合并成一个高速信号进行传输,然后在接收端将高速信号分解为多个低速信号。
多路复用广泛应用于通信领域,例如电话通信中的时分多路复用(TDM)和频分多路复用(FDM),以及无线通信中的码分多路复用(CDMA)等。
5. 请解释频谱扩展和频谱压缩的原理和应用。
频谱扩展是指将原始信号的频谱扩展到更宽的频带上进行传输的技术。
通讯原理答案
通信原理是指通过各种设备和技术手段将信息从发送者传输到接收者的过程。
无线通信原理主要包括以下几个方面:
1. 信号发送:发送者通过信号源产生信息信号,例如声音、图像等,然后经过调制将其转换为适合传输的电磁波信号。
2. 带宽与频谱利用:在无线通信中,频谱资源是有限的,因此需要设计适当的调制方案来提高频谱利用率。
常见的调制方案包括调频调制(FM)和调幅调制(AM)等。
3. 信号传输:信号通过传输介质(例如空气、电磁波、光纤等)传播到接收者。
在传输过程中,信号会受到多径传播、衰减、干扰、噪声等因素的影响,需要进行相应的调节和处理。
4. 接收与解调:接收者接收到传输过来的信号后,需要进行解调还原出原始的信息信号。
解调过程中会使用滤波器、放大器等电路对信号进行处理,以提取出有效的信息。
5. 信号处理和恢复:接收者对解调后的信号进行处理和恢复,例如音频解码、图像处理等,使其能够被人类感知和理解。
6. 数据安全与可靠性:为了保障通信的安全和可靠性,通信原理中还涉及到数据加密、差错校验、冗余编码等技术手段。
根据以上原理和技术,无线通信系统可以实现点对点通信、广
播和多址访问等功能,不仅在日常生活中广泛应用,也在工业、军事、医疗等领域发挥着重要作用。
第1章 绪论 习题解答1-1解:每个消息的平均信息量为=1.75bit/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,则圆点数之和为3出现的概率为故包含的信息量为(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出现的概率为故包含的信息量为1-3解:(1)每个字母的持续时间为210ms ,所以字母传输速率为不同字母等可能出现时,每个字母的平均信息量为bit/符号平均信息速率为bit/s(2)每个字母的平均信息量为=1.985 bit/符号 所以平均信息速率为(bit/s)222111111()log 2log log 448822H x =--⨯-116636C C ⨯=3213618p ==2321(3)log log 4.17()18I p bit =-=-=761366p ==2721(7)log log 2.585()6I p bit =-=-=⨯4315021010B R Baud-==⨯⨯2()log 42H x ==4()100b B R R H x ==g 222211111133()log log log log 5544441010H x =----4()99.25b B R R H x ==g1-4解:(1)根据题意,可得: 比特比特 比特比特(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: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比特/符号法二:若用熵的概念计算,有说明: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。
通信原理答案(重庆邮电大学版)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 =--⨯- =1.75bit/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 bit/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。
这种误差将随消息中符号数的增加而减少。
1-5解:(1)221133()log log 0.8114444H x =--≈bit/符号(2)某一特定序列(例如:m 个0和100-m 个1)出现的概率为()()()()100-100-1210013,,,0144m mm mLP XP X XX P P ⎛⎫⎛⎫===⎡⎤⎡⎤ ⎪ ⎪⎣⎦⎣⎦⎝⎭⎝⎭所以,信息量为()()()100-12100213,,,log log 44200(100)log 3m mLI X X X P X m bit ⎧⎫⎪⎪⎛⎫⎛⎫=-=-⎨⎬⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎩⎭=-- (3)序列的熵()()10081/L X X bit H =H =序列1-6解:若系统传送二进制码元的速率为1200Baud ,则系统的信息速率为: 21200log 21200b R =⨯= bit/s若系统传送十六进制码元的速率为2400Baud ,则系统的信息速率为:22400log 169600b R =⨯= bit/s 1-7解:该恒参信道的传输函数为()0()()d j t j H H e K e ωϕωωω-==冲激响应为 0()()d h t K t t δ=-输出信号为 0()()*()()d y t s t h t K s t t ==-讨论:该恒参信道满足无失真传输的条件,所以信号在传输过程中无畸变。
1-8解:该恒参信道的传输函数为00(sin )sin ()d d j t b T j t jb T H AeAe e ωωωωω---==⋅ 0(1sin )dj t A jb T e ωω-=+00[1()]2dj T j T j t jbA e e e j ωωω--=+-00()()22d d d j t j t T j t T Ab Ab Ae e eωωω----+=+-冲激响应为 00()()()()22d d d Ab Abh t A t t t t T t t T δδδ=-+-+---输出信号为 ()()*()y t s t h t =00()()()22d d d Ab AbAs t t s t t T s t t T =-+-+---1-9解:假设该随参信道的两条路径对信号的增益强度相同,均为0V 。
则该信道的幅频特性为:00()2cos2H V ωτω= 当01(21),0,1,2,()n n H ωπωτ=+=时,出现传输零点;当012,0,1,2,()n n H ωπωτ==时,出现传输极点; 所以在nf nτ==kHz(n 为整数)时,对传输信号最有利; 在111()()22f n n τ=+=+kHz(n 为整数)时,对传输信号衰耗最大。
1-10解:(1) 因为S/N =30dB,即1010log 30SdB N =,得:S/N=1000由香农公式得信道容量2log (1)SC B N =+23400log (11000)=⨯+333.8910/bit s ≈⨯(2)因为最大信息传输速率为4800b/s ,即信道容量为4800b/s 。
由香农公式2log (1)SC B N =+ 得:480034002121 2.661 1.66CB SN =-=-≈-=。
则所需最小信噪比为1.66。
第2章 信号与噪声分析习题解答2-1解:(2)1(2)p x p x >=-≤数学期望:21()()024aax E x xp x dx x dx a a +∞+∞-∞-∞-====⎰⎰ 因为23222()()263aa a a x x a E x x p x dx dx a a ∞-∞--====⎰⎰ 所以方差:2222()()[()]033a a D x E x E x =-=-=2-2解:由题意随机变量x 服从均值为0,方差为4,所以02x -,即2x 服从标准正态分布,可通过查标准正态分布函数22()t xx e dt--∞Φ=数值表来求解。
(1)020(2)1(2)1()1(1)22x p x p x p -->=-≤=-≤=-Φ10.84130.1587=-= (2)040(4)1(4)1()1(2)22x p x p x p -->=-≤=-≤=-Φ10.97720.0228=-=(3)当均值变为1.5时,则 1.52x -服从标准正态分布,所以1.52 1.5(2)1(2)1()1(0.25)22x p x p x p -->=-≤=-≤=-Φ 10.59870.4013=-=1.54 1.5(4)1(4)1()1(1.25)22x p x p x p -->=-≤=-≤=-Φ10.89440.1056=-= 2-3解:(1)因为随机变量θ服从均匀分布,且有02θπ≤≤,则θ的概率密度函数1()2f θπ=,所以有 0[()][()cos()]E z t E m t t ωθ=+0[()][cos()]E m t E t ωθ•=+2001cos()2[()]t d E m t πωθθπ•+•=⎰0=000(,)[()cos()()cos()]z R t t E m t t m t t τωθτωωτθ•+=++++ 000[()()][cos()cos()]E m t m t E t t τωθωωτθ•=++++00011()[cos(22)cos ]22m R E t τωωτθωτ•=+++ 01()cos 2m R τωτ•= 00cos (1),102cos (1),0120,ωτττωττττ⎧+-<<⎪⎪⎪=-≤<⎨⎪⎪⎪⎩其他 ()z R τ=由此可见,()z t 的数学期望与时间无关,而其相关函数(,)z R t t τ+仅与τ相关,因此()z t 是广义平稳的。
(2)自相关函数()z R τ的波形如图2-6所示。
图2-6(3)根据三角函数的傅氏变换对21,10()1,01()20,t t tri t t t Sa t ω+-≤<⎧⎪⎪=-≤<⇔⎨⎪⎪⎩其他可得平稳随机过程()z t 的功率谱密度()()j z x P R e d ωτωττ∞--∞=⎰01cos ()2j tri e d ωτωτττ∞-•-∞=⎰22001[()()]422Sa Sa ωωωω+-=+00cos 1(0)(1)|22x S R τωττ===-=2-4解:(1)因为η,ε互不相关 所以0()X(t)[()cos ]x m t E E t ηεω==+00cos cos tE tE ωηωε=+又根据题目已知均值0E E ηε==,所以()0xm t =(2)自相关函数1212(,)[()()]x R t t E X t X t =⋅0102[()cos ()cos ]E t t ηεωηεω=++220102cos cos [2]t t E ωωηηεε=++ 220102cos cos [2]t t E E E ωωηηεε=++220102cos cos []t t ηεωωσσ=+01024cos cos t t ωω=01201214[cos ()cos ()]2t t t t ωω=⨯++-00122cos 2cos ()t t ωτω=++ (12t t τ=-)(3)由(2)可知12(,)x R t t 不仅与τ有关还与12,t t 有关,所以为非广义平稳随机过程。
2-5解:根据图示可得()503X R ττ=- (10,10)τ∈-2[()](0)50X E X t R ==2(0)()502030X X X R R σ=-∞=-=因为,222[()][()]X E X t EX t σ=-所以,23050[()]EX t =-即()X EX t m ==则(1)x m =; (2)2[()](0)50X E X t R == (3)230x σ=2-6解:(1)01101122001101111122011122101()[()()]{[cos()][cos[()]}{cos[()]cos()cos()cos[()]}{cos()cos[()]}cos 2R E X t X t E A A t A A t E A A A t A A t A t t A E A t t A A ττωθωτθωτθωθωθωτθωθωτθωτ=⋅+=+++++=+++++++++=++++=+(2)22210(0)[()]2A R E X t A ==+因为,0110[()][cos()]E X t E A A t A ωθ=++=所以,直流功率为220[()]E X t A =则,交流功率为22221[()][()]2A E X t E X t σ=-=对()R τ求傅里叶变换可得其功率谱密度221011()2()[()()]2X A P A πωπδωδωωδωω=+++-2-7解:0000003553000001()()211122222()()cos 4j X X j j j R P e d e d e d e d Sa Sa ωτωωωωτωτωτωωωτωωπωωωπππωωωτωτωτππ+∞-∞---==++=+⎰⎰⎰⎰2-8解:(1)()X P f 与()X R τ互为傅立叶变换1()()(1)X P f f f f δ=+-所以,对()X P f 做傅立叶变换得200()1()a X R f S f τπτ=+(2)直流功率为()1X R ∞=(3)交流功率为00(0)()11R R f f -∞=+-=2-9解:RC 低通滤波器的传递函数为11()11j cH j cR R j c ωωωω==++因此输出过程的功率谱密度为2002()()|()|2[1()]i n P P H cR ωωωω•==+相应地,自相关函数为001()()2j R P e d ωττωωπ∞-∞=⎰0141j n e d j cR ωτωπω∞-∞=+⎰||/04RC ne RC τ-= 2-10解:(1)()[(23())(23()]YR E X t X t ττ=+++[46()6()9()()]E X t X t X t X t ττ=+++++ 4669()X R τ=+++ 即自相关函数只与τ有关[()]23[()]235E Y t E X t =+=+= 即均值为常数所以()Y t 为宽平稳过程。