通信原理教程(第三版)课后思考题答案[打印版]

1.1 答: 1.2 1.3 通信原理思考题复习 消息和信息有什么区别？信息和信号有什么区别？ 消息是信息的形式，信息是消息中包含的有效内容，信号是信息的载体。 什么是模拟信号，什么是数字信号？ 答：取值连续的信号是模拟信号，取值离散的信号是数字信号。 数字通信有何优点？ 答：质量好，便于差错控制和保密编码，便于存储和处理，易集成，信道利用率高信噪比高。 信息量的定义是什么？信息量的单位是什么？

答：设消息x 的概率为P(x),其信息量l(x)=-logap(x),. 当a=2时,

1.4 信息量单位为比特(bit)，当a=e 时。信息量单位为奈特(nat)，当a=10时，信息量单位为哈特莱。 1.5按照占用频带区分，信号可以分为哪几种 ？ 答：基带信号和带通信号。 1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？ 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？ 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。 答： 1.7 答： 1.8 1.9 1.10无线信道和有线信道的种类各有哪些？ 答：无线信道的种类是按电磁波的频率划分的， 和光波。有线信道主要有三类，即明线，对称电缆和同轴电缆，还有传输光信号的光纤。 1.11信道模型有哪几种？ 答：调制信道模型和编码信道模型。 1.12什么是调制信道？什么是编码信道？ 答：将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为 调制信道。而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。 1.13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。 1.14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。 1.15适合在光纤中传播的光波波长有哪几个？ 答：目前应用最广泛的两个光波波长是 主要分为无线电波， 微波

1.31um 和 1.55um 。 1.16什么快衰落？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。 1.17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。 1.18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。 第二章信号

2.1何为确知信号？何为随机信号？ 答：确知信号:取值在任何时间都是确知和可预知的信号。 且不能事先确切预知的信号。 2.2试分别说明能量信号和功率信号的特性。 率等于一个有限正值，能量为无穷大。 2.6频谱密度S(f)和频谱C(jnwo)的量纲分别是什么？ 答：伏/赫(V/HZ );伏(V ) 2.9随机变量的数字特征主要有哪几个？ 答：数学期望，方差，矩 2.10正态分布公式中的常数 a 和3有何意义 2.11何为平稳随机过程？广义的平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别? 答：若一个随机过程 X (t)的统计特性 与时间起点无关，则该过程为平稳过程。广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，只与 2.12何为窄带平稳随机过程？ 答：频带宽度远小于中心频率的随机过程。 2.14何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？ 答：白噪声是指具有均匀功率谱密度 里叶变换就是自相关函数。 2.15什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？

答：能量信号：能量等于一个有限正值，平均功率为 随机信号:取值不确定,

0.功率信号：平均功

t1和t2的间隔有关。 Pn(f)的噪声.功率谱密度的逆傅

2.23信号无失真的传输条件是什么? 是一条

答：要求线性系统传输函数的振幅特性与频率无关, 是一条水平直线；其相位特性通过原点的直线。

. word完美格式第三章模拟调制系统

辽调制的目的是什么？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。

3.2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。 3.3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。

3.4非线性调制有哪几种？

答：频率调制和相位调制。.专业.专注.

3.5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。两者的已调信号带宽相 等，均为调制信号带宽的两倍。

3.6双边带语音信号的带宽是否等于单边带语音信号带宽的两倍？ 答：是两倍。

372对产生残留边带信号的滤波器特性有何要求？ 答：H(f+fO)+H(f-fO)=C f

答抚用于包含直流分量和很低频率分量的基带信号。

3.9试写出频率调制和相位调制信号的表示式。

答=s FM (t) = A cos[a)Q t 十 /c FM J

十

3.10什么是频率调制的调制指数？

答：调制信号可能产生的最大相位偏移。

3.11试写出频率调制信号的带宽近似表示式。

答：B FM ^ 2( ?w+Wm)=fm+Z f 第四章模拟调制系统

模拟信号经过抽样后，是否成为取值离散的信号了？ 否。抽样只是使信号的自变量时间离散，而信号的取值并不离散。

对于低通模拟信号而言，为了能无失真地恢复，抽样频率和其带宽有什么关系？ 抽样频率应不小于模拟信号最高频率的两倍。

何谓奈奎斯特抽样速率和奈奎斯特抽样间隔？ 模拟信号最高频率的两倍，称为奈奎斯特抽样速率，相应的最小抽样时间间隔称为奈奎斯特抽样间隔。 发生频谱混叠的原因是什

么？ 答：抽样频率低于奈奎斯特抽样速率。

对于带通信号而言，若抽样频率高于图 4.2.5所示曲线，是否能保证不发生频谱混叠？

不能保证。 4.7信号量化的目的是什么？ 答：模拟信号取值离散化。 4.8非均匀量化有什么优点？

答：改善小信号时的信号量噪比。

4.9在A 压缩律特性中，若选用 A = 1 ,将得到什么压缩效果？ 答：若选用A = 1 ,将无压缩效果。

4.10在u 压缩律中，若选用 u=0，将得到什么压缩效果？ 答：若选用u=0,将无压缩效果。 4.11我国采用的语音量化标准，是

A 律还是u 律？ 答：A 律。

4.12在PCM 系统中，为什么常用折叠码进行编码？

答：误码引起的影响较小。

4.13何谓信号量噪比？有无办法消除它(量噪)？ 答：信号功率与量化噪声功率之比称为信号量噪比。量化噪声是量化的必要代价，无法

消除。

4.14在PCM 系统中，信号量噪比和信号(系统)带宽有什么关系？ 答：信号量噪比随信号带宽的增大而增大。

第五章基带数字信号的表示和传输

5.1 何为ASCII 码？它用几个比特表示一个字符？试写出

ASCII 码中字符“ A ”和“ a ”的码组。

答：ASCII 码使用指

定的7位或8位二进制数组合来表示 128或256种可能的字符。8比特表示一个字符。“ A ”的码组为1000001 “a ”的码组 为 1100001.

试述双极性波形的优缺点。

答：优点：0-1等概率时没有直流分量；信号功率是单极性的一半；判决电平与接收信

号电平波动无关。缺点：实现略复杂。

5.3试述HDB3码的编码规则及其优缺点。

答：编码规则：HDB3为一种双极性码，0用“无极性”电平表示，1交替用“正

极性”和“负极性”电平表示；连续 4个0,第4个0变为极性V 码，V 码极性交替；若无法保证极性相同，则第

1个0

变换成极性B 码。

优点：有丰富的位定时信息； 缺点：实现略复杂。

5.4试述双相码的优缺点。

答：优点：位定时信息易提取,0-1等概率时无直流分量。 缺点：带宽较宽。

辽 随机脉冲信号序列的功率谱中连续谱和离散谱分别有什么特点？离散谱有什么特殊的功用？何种信号中没有离散谱？ 答：连续谱是信

号的随机分量，离散谱是信号的稳态分量。离散谱可被用以提取位定时信息。双极性信号 何谓码间串扰？它产生的原因是什么？是否只在相邻的两个码元之间才有码间串扰? 间串扰。码间串扰产生的原因是系统传输特性的不理想。码间串扰不只在两个码元之间才有。

4.1 答: 4.2 答:

4.3 答: 4.4

4.5 答：

4.6 PCM 语音通信通常用的标准抽样频率等于多少? 答：8 kHz 。

g(t)=-g(t)且等

答：相邻码元的相互重叠称为码

10.2试问查错控制技术主要有哪4种？它们各有什么特点？

答：检错重发：在发送码元序列中加入一些差错控制码元，接收端能够利用这些码元发现接收码元序列中有错码，但是不能确定错码的位置。这时，接收端需要利用反向信道通知发送端专要求发送端重发，直到接收到的序列中检测不到错码为止。采用检错重发技术时，通信系统需要有双向信道。前向纠错(FEC):接收端利用发送端在发送序列中加入的差错控制

码元，不但能够发现错码，还能确定错码的位置。在二进制码元的情况下，能够确定错码的位置，就相当于能够纠正错码。反馈校验:这是不需要再发送序列中加入差错控制码元。接收端将接收到的码元转发回发送端，在发送端将它和原发送码元逐一比较。若发现有不同，就认为接收端收到的序列中有错码，发送端立即重发。这种技术的原理和设备都很简单。其主要缺点是需要双向信道，传输效率也比较低。检错删除：它和第一种方法的区别在于，在接收端发现错码后，立即将其删

除，不要求重发。这种方法只适用于少数特定系统中，在那里发送码元中有大量冗余度，删除部分接收码元不影响应用。

10.3试述ARC系统的优缺点。

10.4什么是码率、码重、码距和最小码距？答：编码序列中信息码元数量k和总码元数量n之比k/n称为码率。在分

组码中，将码组内“ 1”的个数称为码组的重量，简称码重。把两个码组中对应位取值不同的位数称为码组的距离，简称

码距。其中最小的距离称为最小码距。

10.5试问最小码距(d)和码的检错与纠错能力有什么关系？

答：检错能力：d>e+1纠错能力：d>2t+1 同时检测和纠错能力：d>e+t+1 ,e>t 其中e指检测的错误,t指纠正的错误。

10.6什么是分组码？试画出其结构图？答：分组码：一类重要的纠错码，它把信源待发的信息序列按固定的K位一组划分成消息组，再将每一消息组独立变换成长为n(n > K )的二进制数字组，称为码字。

10.8何谓线性码？它具有那些重要的性质？

10.9何谓循环码，试问循环码的生成多项式，必须满足那些条件?

【题4.17】采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位；

(1)试求出此时编码器输出码组，并计算量化误差；(2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。

解：(1)已知抽样脉冲值I。= -95,设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。因为l o64 , 且l0<128，故位于第4段，段落码C2C3C4= 011；第4段内的量化间隔为4，由l0= 64 + 7X 4 + 3知，I。位于第4段第7量化级，

C5C6C7C8= 0111 ；因此，输出码组为CQ2C3Q C5C6C7C8= 00110111

译码输出：-(64+7 X 4+ 2/ 2) = -94, 量化误差为：-95 —(-94) = -1 (单位)

(2)对应于该7 位码的均匀量化11 位码为：C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C io C ii= OOOO1O1111O

习题2.1设随机过程可以表示成：X(t) =2cos(2t二)，一―，式中二是一个离散随机变量，它具

有如下概率分布：P(r=0)=0.5, P(r=「：/2)=0.5，试求E[X(t)]和R X(0,1)。