通信原理各章习题集的答案

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log2m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、81，则该信源符号的平均信息量为1.75b/符号。当等概时，平均信息量最大，其值为2b/符号。15.已知某信息源的符号集由A、B、C、D四个符号构成，且每一符号独立出现（1）若各符号出现的机率分别为81814121、、、，该信息源的平均信息量（熵）为1.75b/符号。(2)该信息源在等概条件下,有最大平均信息量2b/符号16.某信源有四个符号0、1、2、3组成，设每个符号独立出现的概率分别为21、41、81、81，则信源符号的平均信息量为1.75b/符号。若以2000B速率传送，则10s的信息量为3.5*104b。若误码率为10-4，则10s的错码数为2个17.一个二进制数字信号码元时间长度为0.1μs，在传输过程中平均2.5秒产生一个错码，则其平均误码率近似为D。A.5×10-6B.2×10-8C.2×10-7D.4×10-818.已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率是(D)A.4800bit/sB.2400bit/sC.9600bit/sD.14400bit/s19.已知一个4进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率是(C)。A.4800bit/sB.2400bit/sC.9600bit/sD.14400bit/s20.衡量数字通信系统性能的主要指标是___有效性___和可靠性两项指标。21.数字通信系统的主要性能指标是有效性和___可靠性___两个方面。22.衡量数字通信系统性能好坏的指标是___有效性___和__可靠性____两项指标。23.数字通信系统的有效性指标具体包括_信息传输速率（Rb）、符号速率（RB）和频带利用率(η)_三项内容。24.衡量数字通信系统可靠性的主要指标是（D）A.信息传输速率B.符号传输速率C.频带利用率D.误码率25.数字通信系统的有效性指标为(D)。A.误码率B.信噪比C.信号带宽D.信息速率26.四进制、八进制的每一波形包含的信息量各是二进制包含信息量的多少倍？答案：A2，327.某信息源由A、B、C、D、E五个信息符号组成，发送A的概率为1/2，发送其余符号概率相等，且设每一符号出现是相互独立的，则每一个符号的平均信息量为2b/符号。28．某信源输出有5种符号，x1、x2、x3、x4、x5，其概率分别为161161814121、、、、。若信源每秒传104个符号，则信源每秒可能传输的最大信息量为104log25bit。29.某通信系统传输八进制数字信号，每个码元占有的时间为1ms,各种码元等概率出现，系统信息传输速率为3*103b/s30.一个二进制数字通信系统，码元速率为10000波特，连续发送一小时，接收端收到的误码为36个，则系统的Pe10-631.数字通信系统中，差错控制的主要工作方式有前向差控、后向差控和混合差控。32.某数字通信系统1秒传输1000000个码元，其中误l位码元，Pe为DA.10-3B.10-4C.10-5D.10-633.某数字通信系统1秒传输10000个码元，其中误1位码元，Pe为BA.10-3B.10-4C.10-5D.10-634.数字信号的特点是___幅值离散___。35.模拟信号的特点是_A，数字信号的特点是__B___。A.幅度连续B.幅值离散36.数字通信系统(传送话音信号)误码率应低于(B)。A.10-5B.10-6C.10-7D.10-837.下列哪个描述不符合数字通信的特点__D___。A.抗干扰能力强B.可以时分复用C.便于构成综合业务网D.占用信道带宽窄38．出现概率越__小_的消息，其所含的信息量越大，出现概率越_大_的消息，其所含的信息量越小。39．某二进制离散信源，发送“0”、“1”，该信源的可能的平均信息量最大值为_1比特/符号（等概时）_。40．一个八进制数字传输系统，若码元速率为2400Bd，则该系统的最大可能信息速率为__7200b/s___。41.在125us内传输256个二进制码元，则码元传输速率是_2.048*106B____。，若该信码在2s内有3个码元产生错误，则误码率为__7.32*10-7b/s___。。42．码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的__3__。倍（等概时）。43．设每秒传送N个M进制的码元，则信息传输速率为__Nlog2M___。b/s。二简答题1.画出模拟通信系统、数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的功能。2为什么说与模拟通信系统相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，噪声不积累的优点？第二章确知信号一、填空选择题1.确知信号是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，按照是否具有周期重复性，确知信号可分为周期信号和非周期信号。2.能量信号，其能量等于一个有限正值，但平均功率为0。3.功率信号，其平均功率等于一个A，但其能量为C。A有限正值B零C无穷大4.能量信号，其A等于一个有限正值，但B为零；功率信号，其B等于一个有限正值，但其A为无穷大。A能量B平均功率C功率谱密度D功率5.周期性功率信号的频谱函数Cn是B，只在A的整数倍上取值。能量信号的频谱密度是DA连续谱B离散的C功率谱密度D基频f0第三章随机过程分析一填空选择题1．平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其一维分布与时间无关，二维分布只与时间间隔有关。2．一个均值为零，方差为σ2窄带平稳高斯随机过程，其同相分量和正交分量是平稳高斯过程，均值为0，方差为σ2。3．白噪声在同一时刻上，随机变量之间不相关，在不同时刻上，随机变量之间均相关。4．高斯过程通过线性系统以后是高斯过程，平稳过程通过线性系统以后是平稳过程。某平稳随机过程的期望为a，线性系统的传输函数为H（ω），则输出的随机过程的均值为aH（0）5．功率谱密度为P（ω）的平稳随机过程的自相关函数R（ζ）为（写出表达式即可）。6.平稳随机过程的两大特点是均值为常数、方差只与间隔有关。7．窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”分别指的是什么含义？8．平稳高斯白噪声的一维概率密度函数为，其相关函数为。9.高斯分布的概率密度函数f(x)=222exp21mx10.高斯分布的概率密度函数是f(x)=CA.2222expxxB.2022222expAxIAxxC.222exp21mx11、高斯白噪声是指噪声的概率密度服从高斯分布分布，功率谱密度服从均匀分布分布。12．功率谱密度为20n的高斯白噪声，它的取值服从高斯分布分布，自相关函数为)(20n。当它通过中心频率fc远大于带通B的系统时，其平均功率为n0B。13．考虑随机过程tYtXtZ00sincos)(，式中X,Y是独立的高斯随机变量，均值为0，方差是2。则Z（t）是高斯的，均值为0，方差为2，自相关函数02cos)(ZR二本章课后习题3-2方差为2的正态随机变量，试求（1）;,2tzEtzE（2）z(t)的一维分布密度函数zf;(3)21,ttB与21,ttR。解：（1）22022100210220201220100201sin,sincos2cossincos0sincossincosxEtxxEttxEttxtxEtzExEtxEttxtxEtzE因为2112121xDxExDxE，同理222xE。又因为21xx和彼此独立，则有2121,xExExxE，所以22022022sincostttzE（2）因为z(t)是正态随机变量21xx和经线性变换所得，所以z(t)也是正态随机过程。同时z(t)的方差222tzEtzEtzD所以z(t)的以为分布密度函数222exp21zzf(3)2102201022201021201022201021201021201021202201021012121cossinsincoscossinsincossinsincoscoscossincossincos,ttttxEttxEttxttxxttxxttxEtxtxtxtxEtztzEttR因为，0tzE所以有210221212121cos,,,ttttRtzEtzEttRttB3-3求乘积tytxtz的自相关函数。已知x(t)与y(t)是统计独立的平稳随机过程，且它们的自相关函数分别为RRx,。解：因为tx与ty统计独立，所以yxzRRtytyEtxtxEtytxtytxEttR,3-4若随机过程)cos()()(0ttmtz,其中，)(tm是广义平稳随机过程，且自相关函数tRm为是服从均匀分布的随机变量，它与tm彼此统计独立。（1）证明tz是广义平稳的；（2）绘出自相关函数zR的波形（3）求功率谱密度zP及功率S。第四章信道一、填空选择题1．调制信道分为恒参和随参，散射信道，短波电离层反射信道属于随参信道。2．信号在随参信道中传输时，产生频率弥散的主要原因是多径效应。3.随参信道传输媒质的特点是传输衰耗随时间而变，传输时延随时间而变，多径传播。4．信道容量的含义是单位时间内信道传输的最大的信息量连续信道容量的计算公式是用香农公式表示。根据Shannon公式，理想通信系统是指传信率趋于C（信道容量）和差错率趋于0的通信系统的通信系统。14．香农公式为______________________。5．宽频带信号在短波电离层反射信道中传输时，可能遇到的主要衰落类型是频率选择