通信原理第一章绪论课堂练习题含答案

第一章绪论一、填空题（考点1：码元速率/信息速率）1.若以每分钟60000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(1)，信息速率是(2)，若以同样码元速率传输8进制信号，其信息速率是(3)。1.(1)1000B(2)1000bit/s(3)3000bit/s2.若以每分钟6000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(4)，信息速率是(5)，若以同样码元速率传输4进制信号，其信息速率是(6)。2.(4)100B(5)100bps(6)200bps3.若以每分钟600个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(7)，信息速率是(8)，若以同样码元速率传输16进制信号，其信息速率是(9)。3.(7)10B(8)10bps(9)40bps4.若以每分钟12000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(10)，信息速率是(11)，若以同样码元速率传输8进制信号，其信息速率是(12)。4.(10)200B(11)200bps(12)600bps5.若以每分钟1200个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(13)，信息速率是(14)，若以同样码元速率传输4进制信号，其信息速率是(15)。5.(13)20B(14)20bps(15)40bps（考点2：通信系统性能指标）6.从信息传输角度来看，通信系统的主要指标是(16)和(17)，在数字通信中，具体为(18)和(19)。6.(16)有效性(17)可靠性(18)传输速率(19)差错率7.模拟通信系统的可靠性可用(20)或(21)来衡量。7.(20)输出信噪比(21)均方误差8.数字通信系统的差错率可用(22)或(23)来表述。8.(22)误码率(23)误信率（或误比特率）9.数字通信系统的传输速率可用(24)或(25)来表征。9.(24)码元速率（或传码率）(25)信息速率（或传信率）（考点3：误码率/误信率）10.以2400bit/s的传信率发送一个文件的数据，共传输1分20秒。如在接收端发现2个比特的错误，该系统的误信率Pe为(26)。10.(26)6e2P10.421024008011.以2400bit/s的传信率发送一个文件的数据，共传输1分40秒。如在接收端发现4个比特的错误，该系统的误信率Pe为(27)。11.(27)5e4P1.6610240010012.以2000bit/s的传信率发送一个文件的数据，共传输20秒。如在接收端发现2个比特的错误，该系统的误信率Pe为(28)。12.(28)0.0000513.以400bit/s的传信率发送一个文件的数据，共传输1分40秒。如在接收端发现2个比特的错误，该系统的误信率Pe为(29)。13.(29)0.0000514.以4000bit/s的传信率发送一个文件的数据，共传输40秒。如在接收端发现2个比特的错误，该系统的误信率Pe为(30)。14.(30)0.0000125（考点4：通信系统分类和通信方式）15.通信系统按通信业务(消息的物理特征)可分为(31)通信、(32)通信、(33)通信和(34)通信系统等。15.(31)电报(32)电话(33)数据(34)图像16.通信系统按是否采用调制可分为(35)传输和(36)传输。16.(35)基带(36)频带（或调制）17.通信系统按信号特征可分为(37)通信系统和(38)通信系统。17.(37)模拟(38)数字18.通信系统按传输媒介可分为(39)通信和(40)通信系统。18.(39)有线(40)无线19.通信系统按信号复用方式可分为(41)复用、(42)复用和(43)复用。19.(41)频分(42)时分(43)码分20.点对点通信按消息传送方向与时间关系可分为(44)通信和(45)通信和(46)通信。20.(44)单工(45)半双工(46)全双工21.通信网（系统）按用途可分为(47)网和(48)网。21.(47)公用(48)专用22.数字通信按信号码元排列方法不同可分为(49)传输和(50)传输。22.(49)串行(50)并行23.传统的模拟通信一般采用(51)复用；(52)复用多用于空间扩频通信。23.(51)频分(52)码分24.传送多路信号有三种复用：(53)复用、(54)复用和(55)复用。24.(53)频分(54)时分(55)码分25.试写出常用的三种多址接入方式(56)、(57)、(58)。25.(56)频分多址(或FDMA)(57)时分多址(或TDMA)(58)码分多址(或CDMA)26.通信系统按通信者是否运动可分为(59)通信和(60)通信系统等。26.(59)固定(60)移动27.通信系统按工作波段(频率)可分为(61)通信、(62)通信、(63)通信、(64)通信和(65)通信系统等。27.(61)长波(62)中波(63)短波(64)微波(65)光波28.通信系统按设备与线路之间的连接类型可分为(66)通信、(67)通信和(68)通信系统等。28.(66)点对点(专线)(67)点到多点(68)多点间(网)（考点5：基本概念）29.信息传输的根本目的是(69)。29.(69)通信30.信源编码将(70)信号转换为(71)信号。30.(70)模拟(71)数字31.消息中包含的有意义的内容称为(72)。31.(72)信息二、简答题1.信源编码和信道编码有什么区别？信源编码：变换信源信号的表达方式，将模拟信号转变为数字基带信号，使其便于传输；压缩信源信号的冗余成分，提高系统的传输效率。信道编码：通过有目的的增加信息的冗余度，使系统具有一定的纠检错能力，提高系统传输信息的质量。2.模拟信号与数字信号的主要区别是什么？模拟信号的某一个参量可以取无限多个值，且与消息直接对应。数字信号的某一个参量只能取有限多个值，且通常不直接与消息对应。3.数字通信系统的两个缺点是什么？数字通信适合哪些通信场合？数字通信系统的两个缺点是：占用频带较宽；同步系统复杂。数字通信适合微波、毫米波通信和光通信等场合。4.什么叫通信？将信息从一地传输至另一地的过程。5.什么是信息量？信息量是传输信息的多少，定义为I(x)=-log2P(x)(bit)。6.简述数字通信系统的优点。抗干扰能力强，特别是在中继传输时更为明显。可以进行差错控制，因而提高了信息传输的可靠性。便于使用现代计算机技术，对信号进行处理，存储和变换从而提高信息传输的灵活性。便于加密，实现保密信息传输。易于和其他系统配合使用，构成一个灵活，通用，多功能的综合业务信息传输网。7.误比特率、误码率误比特率：传输每比特信息被错误接收的概率。误比特率Pb=误比特数/总比特数。误码率Pe是码元在传输中被错误接收的概率，Pe=误码元数/总码元数。8.简述调制的目的。为了有效地辐射电磁波，增加传输距离。调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应信道的要求。便于实现多路和多址信息传输，提高频谱效率。提高信息传输系统的抗干扰能力和保密能力。9.请各举一个单工通信、半双工通信和全双工通信的例子。（1）单工通信：遥测、遥控（2）半双工通信：对讲机（3）全双工通信：电话10.请写出离散消息的平均信息量H(x)的表达式。答：离散消息的平均信息量：H(x)=-∑P(xi)log2P(xi)(bit/符号)。11.什么叫有效性？什么叫可靠性？答：有效性是信息传输的效率。可靠性是接收信息的准确程度。12.请写出连续消息的平均信息量H(x)的表达式。答：连续消息的平均信息量：H(x)=-∫f(x)log2f(x)dx。（5分）13.码元速率、信息速率及其关系答：码元速率RB是每秒钟传送的码元数目，单位(B)波特。RB=1/Tb，Tb为码元间隔。信息速率Rb是每秒钟传送的信息量,单位(bps)比特/秒。Rb=每秒钟传输码元数×每码元信息量=RB·H。14.消息、信息、信号消息是一种具体的概念，是信息的载体，如语言、文字、图像、符号等。信息是消息中包含的有意义的内容，是抽象的概念。信号是表示消息的物理量，如电信号、光信号等。15.调制、解调答：调制是将基带信号变换成另一信号，以提高系统传输信息的效率和质量；通常做频率上的变换。解调是从已调信号中还原出被传输的低频信息信号。16.画出通信系统的模型。17.画出模拟通信系统的模型。18.画出数字通信(基带传输)系统的模型。19.画出数字通信（调制）系统的模型。20.信源熵信源熵即平均信息量，是每个符号所含信息量的统计平均值。离散信源熵H(x)=-∑P(xi)log2P(xi)(bit/符号)连续信源熵H(x)=-∫f(x)log2f(x)dx。21.信宿信宿是信息传输的对象。三、计算题1.设在125μs内传输256个二进制码元，计算信息传输速率是多少？若该信息在4秒内有5个码元产生误码，试问其误码率等于多少？信息传输速R=传输的总码元数/传输时间=256/125×10-6=2.048×106bps误码率Pe=错码个数/传输的总码元数=5/(4×R)=0.61×10-62.一个由字母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）不同的字母等可能出现时，试计算传输的平均速率；（2）若每个字母出现的可能性分别为:PA=1/5，PB=1/4，PC=1/4，PD=3/10试计算传输的平均信息速率。（1）一个字母对应二个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms。（1分）传送字母的速率为：（1分），等概率时，平均信息速率为（3分）（2）每个信号的平均信息量为（2分）则（3分）可见，等概时才能获得最大可能信息速率。3.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1/3。（1）计算点和划的信息量；（2）计算点和划的平均信息量。（1）设点与划出现的概率分别为P.和P_，已知P_=1/3P.，且P_+P.=1，故得P_=1/4，P.=3/4，则点的信息量为划的信息量为（2）平均信息量为H=3/4×I.+1/4×I_=0.81bit/符号4.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1/32，其余112个出现概率为1/224。信息源每秒发送1000个符号且每个符号彼此独立。试计算信息源的平均信息速率。解：每个信号的平均信息量为已知符号速率故平均信息速率为5.设数字传输系统传送二进制码元的速率为1200B，求该系统的信息速率；若该系统改为十六进制信号码元，码元的速率为2400B，则这时系统的信息速率为多少。6.某信息源的符号是由A、B、C、D、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；信息源以1000Baud速率传送信息。(1)求传送1小时的信息量；(2)求传送1小时可能达到的最大信息量。解：（1）先求信息源的熵则平均信息速率为故传送1小时的信息量为（2）等概时有最大信息熵此时平均信息速率最大，故有最大信息量为7.已知二进制离散信源（0，1），若“0”出现的概率为1/3，求出现“1”的信息量。若一个“1”或“0”符号的持续时间为T=833μs，则码元（调制）速率为多少？若发送1小时，错码10个，求误码率Pe。解：由于全概率为1，因此出现1的概率为2/3；故其信息量为I(1)=-log2P(1)＝0.585bitRB=1/Tb＝1200BPe=10/(1200*3600)=2.3*10-6。8.某离散信源由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，且每个符号的出现都是独立的消息：求201020130213001203210100321010023102002010312032100120210的信息量。解：用信息量相加性概念来计算，此消息中，0出现23次，1出现14次，2出现13次，3出现7次。共有57个符号，故该消息的信息量为2222823log14log413log47log8108()3Ibit