2022年通信原理各章习题集的答案 .pdf
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1、- 1 - 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、过失可控、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_过失率误码率、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;假设保持码元速率不变,变换为8 进制传输,每个码元所含信
2、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.
3、 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2 b/ 符号。15. 已知某信息源的符号集由
4、A、 B、C、D四个符号构成,且每一符号独立出现1假设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2 b/ 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。假设以2000B速率传送,则10s 的信息量为3.5*104 b。假设误码率为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0.1 s,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. 510
5、-6 B.210-8 C.210-7 D.410-8 18. 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/s B.2400bit/s C.9600bit/s D.14400bit/s 19. 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/s B. 2400bit/s C. 9600bit/s D. 14400bit/s 20. 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
6、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()_三项内容。24. 衡量数字通信系统可靠性的主要指标是D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页- 2 - 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: A 2,3 27. 某信息源由A
7、、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、。假设信源每秒传 104个符号,则信源每秒可能传输的最大信息量为104log25 bit。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*103 b/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Pe 10-631.
8、 数字通信系统中,过失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 D A.10-3 B.10-4 C.10-5 D.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.10-4 C.10-5D.10-6 34. 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- 5 B.10- 6 C.10- 7 D.10-8
9、 37. 以下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,假设码元速率为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 _ 。,假设该信码在 2 s 内有 3 个码元产生错误,则误码率为_ 7.3
10、2*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
11、 。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D A连续谱 B离散的 C 功率谱密度 D基频 f0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页- 3 - 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
12、为2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2。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 ,则输出的随机过程的均值为aH 05功率谱密度为P 的平稳随机过程的自相关函数R 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
13、(x)= 222exp21mx10. 高斯分布的概率密度函数是f(x)= C A. 2222expxx B.2022222expAxIAxx C.222exp21mx11、 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)(20n。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
14、习题3-2 方差为2的正态随机变量,试求1;,2tzEtzE2z(t)的一维分布密度函数zf;(3) 21,ttB与21,ttR。解:122022100210220201220100201sin,sincos2cossincos0sincossincosxEtxxEttxEttxtxEtzExEtxEttxtxEtzE因为2112121xDxExDxE,同理222xE。又因为21xx和彼此独立,则有2121,xExExxE,所以22022022sincostttzE2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222tzEtzE
15、tzD所以 z(t) 的以为分布密度函数222exp21zzf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页- 4 - (3)2102201022201021201022201021201021201021202201021012121cossinsincoscossinsincossinsincoscoscossincossincos,ttttxEttxEttxttxxttxxttxEtxtxtxtxEtztzEttR因为,0tzE所以有210221212121cos,ttttRtzEtzEttRttB3-3 求乘积tytx
16、tz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 假设随机过程)cos()()(0ttmtz,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.
17、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 信道容量和过失率趋于 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性衰落6在高斯信道中,当传输系统的信号噪声功率比下降时,为保持信道容量不变,可以采用增大信道带宽方法。7 电离层反射信道通信1000 千米时,最大时延差为2ms,那么传输媒质的相关带宽为500Hz。8. 某电离层反射信道的最大时延差为2ms
18、,为了防止频率选择性衰落,工程上认为该信道的带宽为1/51/3 f,码元的宽度为Ts=35m,在该信道上传输数字信号的码元速率不应超过167 Bd 。9、信号通过线性系统的不失真条件是|H |=常数,)(= 通过原点的直线。10、信号通过线性电路的不失真条件是_ |H |=常数 、)(=通过原点的直线_。11. 数字光纤传输系统属于 B A. 基带传输 B. 频带传输 C. 数字数据传输 D. 无线传输12. 可用于数字信号基带传输的信道为 A 其他, 010 ,101,1tRm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页-
19、 5 - A.电缆B.光缆 C.卫星D.微波13. 已知信道的带宽为3.4kHz , 接收端信噪比NS=30dB时, 信道容量为3.4*103log21001。14. 高斯信道当传输信号与噪声功率比下降时,为保持信道容量不变,可采用增加信道带宽的方法,这是基于香农理论。二 本章课后习题4-1 设一恒参信道的幅频特信和相频特性分别为其中,0K和dt都是常数试确定信号s(t) 通过该信道后的输出信号的时候表示式,并讨论之。解: 该恒参信道的传输函数为dtjjeKeHH0冲激响应为dttKth0输出信号为dttsKthtsty0讨论:该恒参信道满足无失真条件,所以信号在传输过程中无畸变。4-2 设某
20、恒参信号可用图所示的线性二段对网络来等效。试求他的传输函数H,并说明信号通过该信道时会产生哪些失真?解 : 该信道的传输函数为RCjRCjRcjRH11幅频特性为2221CRRCH相频特性为RCarctg2由于该信道的幅频特性H不为常数,且相频特性与为非线性关系, 所以信号经信道传输会产生幅频畸变和相频畸变。课后作业: 已知每张静止图片含有6*105个像素,每个像素具有16 个亮度电平,且所有这些亮度电平等概率出现,假设要求每秒钟传输24 幅静止图片。计算所要求的信道的最小带宽?设信道输出S/N=30 d ( 答案是 5.78MHZ) 书上的习题:设信源由两种符号组成“0”和“ 1”组成,符号
21、传输速率为1000 符号 /s ,且这两种符号的出现概率相等。信道为对称信道,其传输的符号错误概率为1/128 ,?1试画出信道的模型?2并求此信道的容量( 答案是 955Kb/s) 第五章模拟调制系统一 选择填空题1 在残留边带调制中,为了不失真地恢复信号,其传输函数H应该满足在载频处具有互补对称性。 填写公式或者文字表示2在 VSB调制系统中,为了不失真地恢复信号,其低通滤波器的传输函数H 应满足在载频的处具有互补对称性。答案:在载频的处具有互补对称性3AM信号在非相干解调时,会产生门限效应,为什么为产生该效应?在小信噪比时,解调输出信号无法与噪声分开,有用信号淹没在噪声之中,这时候输出信
22、噪比不是按比例地随着输入信噪比下降,而是急剧恶化,这种现象称为门限效应。4当调频指数满足远小于 1时,称为窄带调频。5、在信噪比低到一定程度时,调频解调器会产生门限效应, 输出信噪比急剧下降。dtKH0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14 页- 6 - 6、在相干解调时,DSB系统的制度增益G2,SSB系统 G 1,AM系统在单音频调制时maxG 2/3 7在相干接调时,DSB系统的制度增益G=_2_,AM在单音频调制G=_2/3_。8、调频可分为 _宽带调频和窄带调频_。它们的信号带宽为 BNBFM=2fm和_BWBF
23、B= 2f_。9、 FM信号利用 _带宽_增加来换取信噪比_的提高,FM采用非相干解调时会有_门限效应效应。10、 FM 、DSB 、VSB 、SSB带宽顺序为 SSB VSB DSB FM 。11对于 SSB 、VSB 、PCM 、DPSK 、MASK 信号来说,可靠性用信噪比衡量的有_ SSB、VSB,用误码率来衡量的有_ PCM 、DPSK 、MASK_。12、 已知基带调制信号的频带为36KHz , 则各类线性调制信号的带宽为BAM= 72Hz , BDSB= 72 Hz, BSSB = 36Hz 。13某调频波st =20tt4000cos8102cos8, 则调频波信号功率为200
24、W,调制指数为 8 。14在50的负载电阻上, 有一角调制信号,其表示(V)102sin310cos10)(38tttxc?平均功率为1W2最大频偏3KHz传输带宽8KHz能否判定是调频波还是调相波不能15. 已知调制信号最高频率fm=25kHz, 最大频偏 f=5kHz , 则调频信号带宽为60kHz25kHz、30kHz、 50kHz、60kHz、10kHz 。16. 模拟信号解调方式中非相干解调输入信噪比下降到门限电平以下时会产生输出信噪比急剧恶化。相位模糊现象、过载现象、输出信噪比急剧恶化。17. 一载波为20KHz的 FM信号,最大频偏为100KHz,当调制信号频率为1KHz时,调制
25、指数为100 ,信号带宽为 202KHz,当调制信号频率为50KHz时,调制指数为2 ,信号带宽为300KHz -。二 本章课后习题5-1 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度HzWfPn3105.0, 在该信道中传输抑制载波的单边带上边带信号,并设调制信号)(tm的频带限制在kHz5,而载波是kHz100,已调信号功率是kW10。假设接收机的输入信号在加至调解器之前,先经过一理想通带带通滤波器滤波,试问:1该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H?2调解器输入端的信噪功率比为多少?3解调器输出端的信噪功率比为多少?解: 1由题意可知,单边带信号的载频为kHz100,带宽 B=kHz5。为使信号
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