通信原理第一章绪论课堂练习题含答案.doc

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) 100 B (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) 10 B (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) 200 B (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) 20 B (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) 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) 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) = - log 2 P(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)log 2 P(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)log 2 f(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=RBH。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)log 2 P (xi) (bit/符号) 连续信源熵H(x) = -f(x)log 2 f (x)dx。21. 信宿信宿是信息传输的对象。三、计算题1. 设在125s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 = 256/12510-6 = 2.048106 bps误码率Pe = 错码个数/传输的总码元数 = 5/(4R) = 0.6110-62. 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 5 ms。（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25 ms。（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. + 1/4I_ = 0.81 bit/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1000 Baud 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 = 833 s，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) = - log 2 P(1) 0.585 bitRB = 1/Tb 1200 BPe = 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若用熵的概念来计算：