通信习题答案第二章
通信原理(陈启兴版) 第2章作业和思考题参考答案
D[Y ] E[Y 2 ] E 2 [Y ] E[36 X 2 60 X 25] 25 36 E[ X 2 ] 36 D[ X ] E 2 [ X ] 36(1 0) 36
随机变量 Y 的概率密度为
( y 5)2 ( y 5) 2 1 1 f ( y) exp exp 72 2 36 2 36 6 2
2-7 随机过程 X(t) = X 1 sin(ωt) – X2 cos(ωt)，其中，X 1 和 X 2 都是均值为 0，方差为 σ2 的彼此独立 的高斯随机变量，试求：随机过程 X(t)的均值、方差、一维概率密度函数和自相关函数。 解 随机过程 X(t)的均值为
E[ X (t )] E[ X1 sin(ωt ) X 2 cos(ωt )] sin(ωt )E[ X1 ] cos(ωt )E[ X 2 ] 0
jY () Y ( ) X ()
两边取付立叶变换，得到
此系统的传输函数为
H ( )
此系统的脉冲响应函数为
j
t 0 t0
e t h(t ) F 1 H ( ) 0
输出过程的均值为
mY mX h(t )dt 0
随机过程 X(t)的自相关函数为
R(t1 , t2 ) E[ X (t1 ) X (t2 )]
E X 1 sin(ωt1 ) X 2 cos(ωt1 ) X 1 sin(ωt2 ) X 2 cos(ωt2 )
2 2 E X 1 sin(ωt1 ) sin(ωt2 ) X 2 cos(ωt1 ) cos(ωt2 ) X 1 X 2 sin(ωt1 ωt2 )
数字通信技术第2章习题及答案
2-1什么是模拟信号的数字化传输？试述PAM通道、PCM通道、时分复用多路通信各自的含义及相互联系。
什么是模拟信号的数字化传输？模拟信号经过抽样、量化和编码把模拟信号转换为数字信号，用数字通信方式传输。
PCM通道：抽样、量化和编码。
主要通过3个步骤实现的。
1、抽样，根据抽样定理，只要对模拟信号抽样的次数大于模拟信号频率的2倍，就能通过滤波器将这个数字信号再无损伤的恢复到原来的模拟信号。
当然这个抽样间隔也就是抽样点的时间间隔要平均才行。
2、量化，就是把抽样出来的信号放到一个标准的图里去比对，根据标准把这个信号定义成多大，如5或10等等以及其他数值，PCM信号根据抽样出来的信号大小，把它一般定义为-127~+127之间。
3、编码，把经过量化的信号转换成数字编码。
如果是PCM的8位编码，5就可以转换成00000101，10就可以转换成00001010.等2-2 什么是低通型信号的抽样定理? 已抽样信号的频谱混叠是什么原因引起的?一个频带限制在（0，fH）赫内的时间连续信号m(t)如果以1／2 fH秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。
为了能恢复出原始话音信号，只要或就周期性的重复而不重叠，在接收端用一低通滤波器把原语音信号（0，fH）滤出，即完成原始话音信号的重建。
注意，若抽样间隔T变得大于则M(f )和ST(f )的卷积在相邻的周期内存在重叠（也称混叠），见图所示。
2-3 如果f s =4000Hz，话音信号的频带为0到5000 Hz，能否完成PAM通信？为什么？如何解决？不能完成，不符合抽样定理。
根据抽样定理，抽样频率fs >=5000*2Hz>=10000Hz。
才能完成PAM通信。
2-4 什么叫量化?为什么要进行量化?量化：利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。
模拟信号进行抽样以后，其抽样值还是随机信号幅度连续变化的。
当这些连续变化的抽样值通过噪声信道传输时，接收端不能准确的估值所发送的抽样。
通信原理第2章习题解答
习题解答2-1、什么是调制信道？什么是编码信道？说明调制信道和编码信道的关系。
答：所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的部分。
从调制和解调的角度来看，调制器输出端到解调器输入端的所有变换装置及传输媒质，不论其过程如何，只不过是对已调制信号进行某种变换。
所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的部分。
从编译码的角度看来，编码器的输出是某一数字序列，而译码器的输入同样也是某一数字序列，它们可能是不同的数字序列。
因此，从编码器输出端到译码器输入端，可以用一个对数字序列进行变换的方框来概括。
根据调制信道和编码信道的定义可知，编码信道包含调制信道，因而编码信道的特性也依赖调制信道的特性。
2-2、什么是恒参信道？什么是随参信道？目前常见的信道中，哪些属于恒参信道？哪些属于随参信道？答：信道参数随时间缓慢变化或不变化的信道叫恒参信道。
通常将架空明线、电缆、光纤、超短波及微波视距传输、卫星中继等视为恒参信道。
信道参数随时间随机变化的信道叫随参信道。
短波电离层反射信道、各种散射信道、超短波移动通信信道等为随参信道。
2-3、设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为：其中，0K 和d t 都是常数。
试确定信号)(t s 通过该信道后的输出信号的时域表示式，并讨论之。
解：传输函数d t j je K e H H ωωϕωω-==0)()()(冲激响应)()(0d t t K t h -=δ输出信号)()()()(0d t t s K t h t s t y -=*=结论：该恒参信道满足无失真条件，故信号在传输过程中无失真。
2-4、设某恒参信道的传输特性为d t j eT H ωωω-+=]cos 1[)(0，其中，d t 为常数。
试确定信号)(t s 通过该信道后的输出信号表达式，并讨论之。
解：输出信号为： dt K H ωωϕω-==)()(0)(21)(21)()(2121)(21]cos 1[)(00)()(00000T t t T t t t t t h e e e e e e e e T H d d d T t j T t j t j t j T j T j t j t j d d d d d d --++-+-=++=++=+=+--------δδδωωωωωωωωωω讨论：此信道的幅频特性为0cos 1)(T H ωω+=，相频特性为ωωϕd t -=)(，相频特性与ω成正比，无想频失真；K H ≠)(ω，有幅频失真，所以输出信号的失真是由信道的幅频失真引起的，或者说信号通过此信道只产生幅频失真。
最新第二章-数据通信基础-习题与答案
第二章数据通信基础习题与答案一、判断题1.（√）计算机中的信息都是用数字形式来表示的。
2.（√）信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示，单位时间内传送的比特数越多，表示信道容量越大。
3.（×）波特率是指信息传输的错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。
4.（×）在单信道总线型网络中，带宽=信道容量×传输效率。
5.（√）在共享信道型的局域网中，信号的传播延迟或时延的大小与采用哪种网络技术有很大关系。
6.（√）DTE是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和住宿。
7.（√）DCE是数据通信设备，是介于数据终端设备与传输介质之间的设备。
8.（×）Modem属于DTE。
9.（√）在单工通信的两个节点中，其中一端只能作为发送端发送数据不能接收数据，另一端只能接收数据不能发送数据。
10.（√）在半双工通信的双方可以交替地发送和接收信息，不能同时发送和接收，只需要一条传输线路即可。
11.（×）在全双工通信的双方可以同时进行信息的发送与接收，只需要一条传输线路即可。
12.（√）在局域网中，主要采用的是基带数据传输方式。
13．（√）信道带宽的单位是赫兹。
14．（×）数据通信系统主要技术指标中的信道容量＝吞吐量×传输效率。
15．（×）比特率和波特率是两个相同的概念。
16．（√）基带传输与宽带传输的主要区别在于数据传输速率不同。
17．（√）分组交换是以长度受到限制的报文分组为单位进行传输交换的。
18．（√）电路交换有建立连接、传输数据和拆除连接三个通信过程。
19．（√）分组交换比电路交换线路利用率高，但实时性差。
20．（√）ATM(即异步传输模式)是一种广域网主干线常采用的技术。
21．（√）数据传输率是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。
22．（×）使用调制解调器进行网络数据传输称为基带传输。
第2章 数据通信基础(习题答案)
第2章数据通信基础习题及答案一、填空题(1)按使用的传输介质划分，信道可以分为__有线信道___和__无线信道__两类。
(2)按允许通过的信号类型划分，信道可以分为_模拟信道_和_数字信道_两类。
(3)按数据传输的方向和时序关系分类，信道可以分为_单工信道__、__半双工信道__和__全双工信道__三类。
(4)按传输信号频谱分类，信道可以分为__基带信道__和___频带信道_两类。
(5)数据通信系统的主要技术指标有__码元速率__、__信息速率__、__误比特率_、__误码率_、__可靠度__、_频带利用率__和__通信建立时间___。
(6)常用的数字传输系统的标准有__ T1____和__E1__。
(7)按同步方式划分，交换可以分为（同步交换）和（异步交换）两种类型。
(8)按差错控制的方式划分，交换可以分为（分组交换）和（快速分组交换）两种类型。
(9)按存储转发的信息单位划分，交换可以分为（报文交换）和（分组交换）两种类型。
(10)按占用信道的方式划分，交换可以分为（电路交换）和（分组交换）两种类型。
(11)按交换的信号类型划分，交换可以分为（数字交换）和（模拟交换）两种类型。
(12)按信号分割方式划分，信道共享技术分为（频分复用）、（时分复用）、（波分复用）和（码分复用）四种类型。
(13)按接入信道的方式划分，信道共享技术分为（集中器接入）和（多点接入）两种类型。
(14)按共享策略的实施时间划分，信道共享技术分为（静态复用）和（动态接入）两种类型。
(15)采用交换技术的计算机通信网络的核心设备是（结点交换机/路由器）。
二、名词解释信息：从信息论的角度来讲，信息就是对消息解除不确定度。
通常把信息理解成所关注的目标对象的特定知识。
数据：数据是对所关注对象进行观察所得到的结果或某个事实的结果。
信号：信号是通信系统实际处理的具体对象。
基带、基带传输：在电磁波的傅利叶级数表示中，从零开始并覆盖了信号的主要能量表现的那段频率范围称为基本频带，简称基带。
移动通信技术第二章习题答案
一、单项选择题1.PN PN短码用于前向信道的调制，标识不同的短码用于前向信道的调制，标识不同的短码用于前向信道的调制，标识不同的________________________。
BA.A.基站基站基站B. B. B.小区小区小区C. C. C.业务信道业务信道业务信道D. D. D.控制信道控制信道2.IS95 CDMA 系统中使用的PN 短码偏置共有个。
个。
A A A. 512 B. 1024 C. 32768 D.327673.RAKE 接收技术是一种接收技术是一种_____________________分集技术。
分集技术。
分集技术。
C CA. A. 空间空间空间B. B. B. 频率频率频率C. C. C. 时间时间时间D. D. D.极化极化4.IS-95 CDMA 移动台最多可以解调移动台最多可以解调__________________多径信号。
多径信号。
多径信号。
C CA. 1个B. 2个C. 3个D.4个5.5.对于对于对于IS95 CDMA IS95 CDMA IS95 CDMA系统，寻呼信道数一般为系统，寻呼信道数一般为。
A A. 1A. 1个个 B. 7 B. 7个个 C. 8 C. 8个个 D. 12 D. 12个个6.6.反向闭环功率控制比特的发射速率是反向闭环功率控制比特的发射速率是反向闭环功率控制比特的发射速率是__________________。
DA. 1bpsB. 20bpsC.100bpsD. 800bps7.IS95 CDMA 7.IS95 CDMA同步信道的比特率是同步信道的比特率是。
AA. 1200bpsB. 2400bpsC. 4800bpsD.9600bps8.8.从从WASLH 码的角度分析，码的角度分析，IS95 CDMA IS95 CDMA 系统的前向业务信道最多有个。
个。
B B A. 55 B. 61 C. 64 D.4810. IS95 CDMA 小区的PN 短码偏置在短码偏置在__________________信道发布。
光纤通信课后习题解答-第2章习题参考答案
第二章 光纤和光缆1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。
纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。
2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G .651光纤（渐变型多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。
（2）阶跃型光纤的折射率分布 () 21⎩⎨⎧≥<=ar n ar n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121⎪⎩⎪⎨⎧≥<⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=ar n a r a r n r n cm α 3．阶跃型光纤和渐变型光纤的数值孔径NA 是如何定义的？两者有何区别？它是用来衡量光纤什么的物理量？答：阶跃型光纤的数值孔径 2sin 10∆==n NA φ渐变型光纤的数值孔径 ()() 20-0s i n220∆===n n n NA c φ两者区别：阶跃型光纤的数值孔径是与纤芯和包层的折射率有关；而渐变型光纤的数值孔径只与纤芯内最大的折射率和包层的折射率有关。
数值孔径是衡量光纤的集光能力，即凡是入射到圆锥角φ0以内的所有光线都可以满足全反射条件，在芯包界面上发生全反射，从而将光线束缚在纤芯中沿轴向传播。
4．简述光纤的导光原理。
答：光纤之所以能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层折射率的特点，使落于数值孔径角)内的光线都能收集在光纤中，并在芯包边界以内形成全反射，从而将光线限制在光纤中传播。
通信习题答案第二章
2．2设一个随机过程()X t 可以表示成：()2cos(2)X t t t πθ=+-∞<<∞，判断它是功率信号还是能量信号并求出功率谱密度或能量谱密度。
（θ是一个随机变量，且在02π:内均匀分布）解：这是一个周期信号，时间取值无限，所以是一个功率信号，有功率谱密度。
要求随机过程的功率谱密度，可以由自相关函数的傅立叶变换而求得，但首先得证明这是一个广义平稳的随机过程。
2020[()][2cos(2)]12cos(2)21sin(2)0E X t E t t d t πππθπθθππθπ=+=+=+=⎰121212122121(,)[()()][2cos(2)2cos(2)]2[cos(222)]cos(22)]2cos(2)X R t t E X t X t E t t E t t t t t t πθπθππθπππττ==++=+++-==-由上可得这是一个平稳的随机过程。
由自相关函数可求得功率谱密度()[()]2[(2)(2)]X X P f f R w w τπδπδπ==++-2．4 设12()cos 2sin 2X t x t x t ππ=-是一个随机过程，其中1x 和2x 是互相统计独立的高斯随机变量，数学期望均为0，方差均为2σ。
试求： （1）[()]E X t ，2[()]E X t ； （2）()X t 的概率分布密度； （3）12(,)X R t t 。
解:(1)1212[()][cos 2sin 2]cos 2[]sin 2[]0E x t E x t x t t E x t E x ππππ=-=⋅-⋅= 2222212122222122[()][cos 2sin 22sin 2cos 2]cos 2[]sin 2[]E x t E x t x t x x t t t E x t E x ππππππσ=+-=⋅+⋅=(2)高斯随机变量的线性变换仍然是高斯随机变量，所以要求概率密度即求其均值和方差，由(1)得，其均值为0，方差为2σ。
计算机网络习题第2章 数据通信基础-答案
第2章数据通信基础简答1：某信道误码率为10-5，每帧长度为10Kbits，那么：a. 若差错都是单个错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？b. 若差错大多为突发错，平均突发长度为100bits，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？答案：信道误码率为10-5 ，即1/100000，每帧长度为10Kbits，即10000位，若差错都是单个错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是10%。
若差错大多为突发错，平均突发长度为100bits，则在该信道上传送的帧的平均出错率是1‰,即千分之一。
2：某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用0、π/2、π和3/2π四种相位，每种相位又都有2个不同的幅值，问在波特率为1200的情况下数据速率是多少？答案：根据题意有4种相位×2个幅值=8种信号状态R B=R b log2M=1200log2 8 =1200×3＝3600(b/s)3：若在相隔1000公里的两地间要传送3k位的数据，可以通过电缆以48kb/s的数据速率传送或通过卫星信道以50kb/s的数据速率传送，问用哪种方式从发送方开始发送到接收方收到全部数据为止的时间较短？（光速及电磁波在电缆中的传输速率取300000km/s，地面到卫星的距离取36000km）答案：4：若电视信道的带宽为6MHz，假定无热噪声并使用4电平的数字信号，每秒钟能发送的比特数不会超过多少？答案：根据Nyquist定理有C=2Wlog2MC=2×6,000,000×log2 4=24,000,000b/s=24（Mb/s）5：对于带宽为3kHz的信道，若有8种不同的物理状态来表示数据，信噪比为20dB。
问：按Nyquist定理和Shannon定理，最大限制的数据速率分别是多少？答案：根据Nyquist定理有 C =2W log2 MC=2×3000×log2 8=18000（b/s）根据Shannon定理有C = W log2(1+S/N)C = 3000×log2(1+100)≈20010（b/s）6：什么是数据通信？答案：计算机网络中传输的信息都是数字数据，所以计算机之间的通信称为数据通信。
通信原理第二章(信道)习题及其答案
第二章（信道）习题及其答案【题2－1】设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为0()()d H K t ωϕωω⎧=⎨=-⎩其中，0,d K t 都是常数。
试确定信号()s t 通过该信道后的输出信号的时域表达式，并讨论之。
【答案2－1】 恒参信道的传输函数为：()0()()d j t j H H e K e ωϕωωω-==，根据傅立叶变换可得冲激响应为：0()()d h t K t t σ=-。
根据0()()()i V t V t h t =*可得出输出信号的时域表达式：000()()()()()()d d s t s t h t s t K t t K s t t δ=*=*-=-讨论：题中条件满足理想信道（信号通过无畸变）的条件：()d d H ωωφωωτττ⎧=⎨⎩常数（）＝－或＝ 所以信号在传输过程中不会失真。
【题2－2】设某恒参信道的幅频特性为[]0()1cos d j t H T e ωω-=+，其中d t 为常数。
试确定信号()s t 通过该信道后的输出表达式并讨论之。
【答案2－2】 该恒参信道的传输函数为()0()()(1cos )d j t j H H e T e ωϕωωωω-==+，根据傅立叶变换可得冲激响应为：0011()()()()22d d d h t t t t t T t t T δδδ=-+--+-+根据0()()()i V t V t h t =⊗可得出输出信号的时域表达式：0000011()()()()()()()2211 ()()()22d d d d d d s t s t h t s t t t t t T t t T s t t s t t T s t t T δδδ⎡⎤=⊗=⊗-+--+-+⎢⎥⎣⎦=-+--+-+讨论：和理想信道的传输特性相比较可知，该恒参信道的幅频特性0()(1cos )H T ωω=+不为常数，所以输出信号存在幅频畸变。
其相频特性()d t ϕωω=-是频率ω的线性函数，所以输出信号不存在相频畸变。
中职计算机网络基础 第二章数据通信基础综合练习题附解析答案
第二章数据通信基础综合练习题一、单项选择题1.X.25和FR分别表示( )。
A.企业内部网和帧中继网B.综合业务数字网和数字数据网C.帧中继网和企业内部网D.公用分组交换网和帧中继网2.调制解调技术主要用于( )的通信方式中。
A.模拟信道传输数字数据B.模拟信道传输模拟数据C.数字信道传输数字数据D.数字信道传输模拟数据3.关于调制解调器的描述正确的是( )。
A.在接收端将数字信号转换为模拟信号，在发送端将模拟信号转换为数字信号B.“调制”是指将数字信号转换为模拟信号的过程C.调制解调器必须通过申请才能由ISP发放D.调制解调器的调制技术只有频移键控和相移键控两种4.帧中继技术本质上是( )交换技术。
A.报文B.线路C.信元D.分组5.下列交换方法中，( )的传输延迟最小。
A.报文交换B.线路交换C.分组交换D.上述所有的6.在下列多路复用技术中，( )具有动态分配时隙的功能。
A.同步时分多路复用B.统计时分多路复用C.频分多路复用D.波分多路复用7.下列有关数据通信的说法中，( )是不正确的。
A.基带传输是将模拟信号调制成数字信号后发送和传输B.频带传输是把数字信号调制成模拟信号后发送和传输C.异步传输可以在任何时刻向信道发送信号D.同步传输是以报文或分组为单位进行传输8.下列关于电路交换说法正确的是( )。
A.线路利用率高B.电路交换中的节点对传输的信号不做任何处理C.信道的通信速率低当内前D.通信双方不必同时工作9.在( )传输中，一组比特同时发送，每个比特都在一条独立的线路上。
A.异步串行B.同步串行C.并行D.以上都是10.信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差为( )。
A.波特率B.比特率C.吞吐量D.信道带宽11.Internet中采用的数据交换技术是( )。
A.电路交换B.报文交换C.分组交换D.信元交换12在通信系统中，把来自许多信号源的信号组合起来，再通过一条传输线路同时发送的技术称为( )。
光纤通信课后第2章习题答案
第2章 复习思考题参考答案2-1 用光线光学方法简述多模光纤导光原理答：现以渐变多模光纤为例，说明多模光纤传光的原理。
我们可把这种光纤看做由折射率恒定不变的许多同轴圆柱薄层n a 、n b 和n c 等组成，如图2.1.2（a ）所示，而且 >>>c b a n n n 。
使光线1的入射角θA 正好等于折射率为n a 的a 层和折射率为n b 的b 层的交界面A 点发生全反射时临界角()a b c arcsin )ab (n n =θ，然后到达光纤轴线上的O'点。
而光线2的入射角θB 却小于在a 层和b 层交界面B 点处的临界角θc (ab)，因此不能发生全反射，而光线2以折射角θB ' 折射进入b 层。
如果n b 适当且小于n a ，光线2就可以到达b 和c 界面的B'点，它正好在A 点的上方（OO'线的中点）。
假如选择n c 适当且比n b 小，使光线2在B '发生全反射，即θB ' >θC (bc) = arcsin(n c /n b )。
于是通过适当地选择n a 、n b 和n c ，就可以确保光线1和2通过O'。
那么，它们是否同时到达O'呢？由于n a >n b ，所以光线2在b 层要比光线1在a 层传输得快，尽管它传输得路经比较长，也能够赶上光线1，所以几乎同时到达O'点。
这种渐变多模光纤的传光原理，相当于在这种波导中有许多按一定的规律排列着的自聚焦透镜，把光线局限在波导中传输，如图2.1.1（b ）所示。
图2.1.2 渐变（GI ）多模光纤减小模间色散的原理2-2 作为信息传输波导，实用光纤有哪两种基本类型答：作为信息传输波导，实用光纤有两种基本类型，即多模光纤和单模光纤。
当光纤的芯径很小时，光纤只允许与光纤轴线一致的光线通过，即只允许通过一个基模。
只能传播一个模式的光纤称为单模光纤。
通信原理 第二章习题解答
PZ ( f + 2
f0 ) [1− sgn( f
+
f0 )]
=
⎧ ⎪ ⎨
PZ PZ
( (
f f
− +
f0 ) f0 )
⎪⎩ 0
f0 ≤ f ≤ f + B − B − f0 ≤ f ≤ − f0
− f0 ≤ f ≤ f0
PX( f ) A
-B
0
Bf
PY( f )
A
-f0-B -f0
0
f0
f0+B
2-37 定义随机过程 X(t)=A+Bt，其中 A、B 是互相独立的随机变量，并且在[-1, 1]上均匀分布。 求 mX (t) 与 RX (t1, t2 ) 。
[解]
E[ξ (t)] = P(θ = 0) ⋅ 2 cos(2π t) + P(θ = π ) ⋅ 2 cos(2π t + π )
2
2
= cos(2π t) − sin(2π t)
2
Rξ (0,1) = E[2 cosθ ⋅ 2 cos(2π +θ )]
= P(θ = 0) ⋅ 4 + P(θ = π ) ⋅ 4 cos π cos 5π
2
exp ⎧⎨− ⎩
n2 2σ 2
⎫ ⎬ ⎭
2-30 若 ξ (t) 是平稳随机过程，自相关函数为 Rξ (τ ) ，试求它通过图 P2-30 系统后的自相关函
数及功率谱密度。 [解] 有图知，输出为
Y (t) = ξ (t) + ξ (t − T ) ，
所以，输出的自相关函数为
3
E[Y (t1)Y (t2 )] = E[(ξ (t1) + ξ (t1 − T ))(ξ (t2 ) + ξ (t2 − T ))] = E[ξ (t1)ξ (t2 )] + E[ξ (t1 − T )ξ (t2 )] +E[ξ (t1)ξ (t2 − T )] + E[ξ (t1 − T )ξ (t2 − T )] = 2Rξ (τ ) + Rξ (τ − T ) + Rξ (τ + T )
第二章 数据通信基础 习题与答案
第二章数据通信基础习题与答案一、判断题1、( √)计算机中的信息都就是用数字形式来表示的。
2、( √)信道容量就是指信道传输信息的最大能力,通常用信息速率来表示,单位时间内传送的比特数越多,表示信道容量越大。
3、( ×)波特率就是指信息传输的错误率,就是数据通信系统在正常工作情况下,衡量传输可靠性的指标。
4、( ×)在单信道总线型网络中,带宽=信道容量×传输效率。
5、( √)在共享信道型的局域网中,信号的传播延迟或时延的大小与采用哪种网络技术有很大关系。
6、( √)DTE就是指用于处理用户数据的设备,就是数据通信系统的信源与住宿。
7、( √)DCE就是数据通信设备,就是介于数据终端设备与传输介质之间的设备。
8、( ×)Modem属于DTE。
9、( √)在单工通信的两个节点中,其中一端只能作为发送端发送数据不能接收数据,另一端只能接收数据不能发送数据。
10、( √)在半双工通信的双方可以交替地发送与接收信息,不能同时发送与接收,只需要一条传输线路即可。
11、( ×)在全双工通信的双方可以同时进行信息的发送与接收,只需要一条传输线路即可。
12、( √)在局域网中,主要采用的就是基带数据传输方式。
13.( √)信道带宽的单位就是赫兹。
14.( ×)数据通信系统主要技术指标中的信道容量＝吞吐量×传输效率。
15.( ×)比特率与波特率就是两个相同的概念。
16.( √)基带传输与宽带传输的主要区别在于数据传输速率不同。
17.( √)分组交换就是以长度受到限制的报文分组为单位进行传输交换的。
18.( √)电路交换有建立连接、传输数据与拆除连接三个通信过程。
19.( √)分组交换比电路交换线路利用率高,但实时性差。
20.( √)ATM(即异步传输模式)就是一种广域网主干线常采用的技术。
21.( √)数据传输率就是指单位时间内信道内传输的信息量,即比特率。
通信原理第二章(信道)习题及其答案
第二章（信道）习题及其答案【题2－1】设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为0()()d H K t ωϕωω⎧=⎨=-⎩其中，0,d K t 都是常数。
试确定信号()s t 通过该信道后的输出信号的时域表达式，并讨论之。
【答案2－1】 恒参信道的传输函数为：()0()()d j t j H H e K e ωϕωωω-==，根据傅立叶变换可得冲激响应为：0()()d h t K t t σ=-。
根据0()()()i V t V t h t =*可得出输出信号的时域表达式：000()()()()()()d d s t s t h t s t K t t K s t t δ=*=*-=-讨论：题中条件满足理想信道（信号通过无畸变）的条件：()d d H ωωφωωτττ⎧=⎨⎩常数（）＝－或＝ 所以信号在传输过程中不会失真。
【题2－2】设某恒参信道的幅频特性为[]0()1cos d j t H T e ωω-=+，其中d t 为常数。
试确定信号()s t 通过该信道后的输出表达式并讨论之。
【答案2－2】 该恒参信道的传输函数为()0()()(1cos )d j t j H H e T e ωϕωωωω-==+，根据傅立叶变换可得冲激响应为：0011()()()()22d d d h t t t t t T t t T δδδ=-+--+-+根据0()()()i V t V t h t =⊗可得出输出信号的时域表达式：0000011()()()()()()()2211 ()()()22d d d d d d s t s t h t s t t t t t T t t T s t t s t t T s t t T δδδ⎡⎤=⊗=⊗-+--+-+⎢⎥⎣⎦=-+--+-+讨论：和理想信道的传输特性相比较可知，该恒参信道的幅频特性0()(1cos )H T ωω=+不为常数，所以输出信号存在幅频畸变。
其相频特性()d t ϕωω=-是频率ω的线性函数，所以输出信号不存在相频畸变。
通信原理1-8章习题及答案(哈工程版)
T = (3 ~ 5)τ m = (9 ~ 15)ms 。
【题 2－7】若两个电阻的阻值都为 1000 Ω ，它们的噪声温度分别为 300K 和
400K，试求两个电阻串连后两端的噪声功率谱密度。
【答案 2－7】 两个电阻的噪声功率普密度分别为
P 1 ( w) = 2kT 1 R1 P2 ( w) = 2kT2 R2
当 cos
ωτ
2
= 0 时，传输衰耗最大，此时
1 = n + π 即 2 2
1 所以， 当 f = n + kHz ， n = 0,1, 2,L 时， 对传输信号衰耗最大； 当 f = nkHz ， 2 n = 0,1, 2,L 时，对传输信号最有利。
1 ω 1 f = = 2 = (n + )kHz 。 2π 2 τ nt
字母 x 出现的概率为 p ( x) = 0.002 ，由信息量公式，可知其信息量为： I x = log 2 1 1 = log 2 ( ) = 8.97bit p ( x) 0.002
【题 1－2】某信息源的符号集由 A,B,C,D 和 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。试求该信息源符号的平均信息量。 【答案 1－2】 直 接 利 用 公 式 H ( x) = −∑ p ( xi ) log 2 p ( xi ) ( bit/ 符 号 ) ， 将 p ( A) = 1/ 4 ，
4
讨论：和理想信道的传输特性相比较可知，该恒参信道的幅频特性
H (ω ) = (1 + cos ωT0 ) 不 为 常 数 ， 所 以 输 出 信 号 存 在 幅 频 畸 变 。 其 相 频 特 性
通信原理通信课后答案02
《通信原理》习题第二章3第二章习题习题2.1 设随机过程X (t )可以表示成：()2cos(2), X t t t πθ=+-∞<<∞式中，θ是一个离散随机变量，它具有如下概率分布：P (θ=0)=0.5，P (θ=π/2)=0.5试求E [X (t )]和X R (0,1)。
解：E [X (t )]=P (θ=0)2cos(2)t π+P (θ=/2)2cos(2)=cos(2)sin 22t t t ππππ+-cos t ω习题2.2 设一个随机过程X (t )可以表示成：()2cos(2), X t t t πθ=+-∞<<∞判断它是功率信号还是能量信号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解：为功率信号。
[]/2/2/2/21()lim ()()1lim 2cos(2)*2cos 2()T X T T T T T R X t X t dtTt t dtTττπθπτθ→∞-→∞-=+=+++⎰⎰222cos(2)j t j t e e πππτ-==+2222()()()(1)(1)j f j t j t j f X P f R e d e e e d f f πτπππττττδδ∞-∞---∞-∞==+=-++⎰⎰习题2.3 设有一信号可表示为：4exp() ,t 0(){0, t<0t X t -≥=试问它是功率信号还是能量信号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解：它是能量信号。
X (t )的傅立叶变换为：(1)004()()441j t t j t j tX x t edt e e dt e dt j ωωωωω+∞-+∞--+∞-+-∞====+⎰⎰⎰则能量谱密度 G(f)=2()X f =222416114j f ωπ=++习题2.4 X (t )=12cos 2sin 2x t x t ππ-，它是一个随机过程，其中1x 和2x 是相互统计独立的高斯随机变量，数学期望均为0，方差均为2σ。
数字通信原理第二版课后习题答案 第2章
π
2
)=cos(2π t ) − sin 2π t
习题 2.2 设一个随机过程 X(t)可以表示成： X (t ) = 2 cos(2π t + θ ), − ∞ < t < ∞ 判断它是功率信号还是能量信号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。 解：为功率信号。
RX (τ ) = limT →∞ = limT →∞ 1 T /2 −T / 2 X (t ) X (t + τ ) dt T∫
解：
(t,t+ )=E[X(t)X(t+ )]=E[ X 1 (t ) X 2 (t ) X 1 (t + τ ) X 2 (t + τ ) ] = E [ X 1 (t ) X 1 (t + τ )] E [ X 2 (t ) X 2 (t + τ )] = RX1 (τ ) RX 2 (τ )
习题 2.8 相关函数为
7
《通信原理》习题第二章
解： E[ξ (1)] = 1/ 2* 2 cos(2π + 0) + 1/ 2* 2 cos(2π + π / 2) = 1; Rξ (0,1) = E[ξ (0)ξ (1)] = 1/ 2* 2 cos(0)2 cos(2π + 0) + 1/ 2*cos(π / 2)2 cos(2π + π / 2) = 2 习题 2.19 设
[ ]
[ ] [ ]
故
E X 2 (t ) = cos 2 2πt + sin 2 2πt σ 2 = σ 2
[
] (
)
(2)因为 x1和x 2 服从高斯分布， X (t )是x1和x 2 的线性组合，所以 X (t ) 也服从高斯分
第二章数据通信基础参考答案 (1)
第二章数据通信基础一、填空题1.单位时间内传输的二进制信息位数是指__数据传输___速率。
2.我们平时用的GSM手机采用的是___无线___通信。
3.在通信领域中，数据分为模拟数据与数字数据，电脑里的硬盘存储的数据属于___数字数据。
4.数据包分为三部分:__地址信息______，数据和___校验码____。
5.发送方计算机将数据切分成协议能够处理的较小的部分,称为__分组__.6.__光纤____更适于高速,高容量的数据传输,因为它衰减程度低,信号纯度高.7.接收方计算机将数据包中的数据复制到____缓存_____中,以便进行重新组装.8.数据可分为_模拟数据_和_数字数据_两大类。
9.调制解调器在信源端是把_数字_信号转换成_模拟_信号，在另一端是把_模拟_信号反转换成__数字_信号。
10.数字信号实现模拟传输时,数字信号变换成音频信号的过程称为__调制____;音频信号变换成数字信号的过程称为__解调_____。
11.单位时间内传输的二进制信息位数是指__数据传输____速率,而单位时间内传输的码元个数是指__调制___速率。
12.串行通信可以有_单工__、半双工和_全双工__三种方向性结构。
13.数字调制的三种基本形式为_幅移键控ask_、频移键控法fsk和_相移键控psk.javascript:MM_openBrWindow ('22c.htm - 11','winkj2','screenX=200,screenY=200,directories=0,fullscreen=0,width=400,hei ght=140,location=0,menubar=0, scrollbars=1,status=0,toolbar=0,top=112,left=75') 14.为了能利用廉价的电话公共交换网实现计算机之间的远程通信,必须将发送端的__数字_信号变换成能在电话公共交换网上传输的_模拟_信号。
通信原理答案第二章
文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.《通信原理》习题参考答案第二章2-1.设随机过程ξ (t)可表示成ξ(t) ＝2cos(2πt+θ)式中θ是一个离散随机变量，且 P(θ=0)=1/2、P(θ=π/2)=1/2，试求E[ξ(1)]及 Rξ(0,1)。
解：求 E[ξ(1)] 就是计算 t=1 时ξ (1)的平均值：∵ξ (0)＝2cos(0+θ)＝2cosθξ(1)＝2cos(2π+θ)＝2cosθ∴E[ ξ(1)] ＝P(θ=0)×2cos0＋P(θ=π/2)×2cos(π/2)＝(1/2)×2＋0＝1Rξ (0,1)＝E[ξ(0)ξ(1)]＝E[2cosθ×2cosθ]＝E[4cos2θ ]＝P(θ=0)×4cos20＋P(θ=π/2)×4cos2(π/2)＝(1/2)×4＝2题解：从题目可知，θ是一个离散的随机变量，因此采用数理统计的方法求出ξ (t) 在不同时刻上的均值和相关函数就显得比较容易。
文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .2-2. 设 Z(t) ＝X 1cos ω0t －X 2sin ω0t 是一个随机过程， 若 X 1 和 X 2 是彼此独立且具有均值为 0，方差为σ 2的正态随机变量，试求(1) E[Z(t)] 、E[Z 2(t)](2) Z(t)的一维分布密度函数 f(z); (3) B(t 1,t 2)与 R(t 1,t 2)。
解： (1)∵ E[X 1]＝E[X 2]＝0，且 X 1 和 X 2 彼此独立∴ E[Z(t)] ＝ E[X 1cos ω0t －X 2sin ω0t]＝ E [X 1cos ω0t]－E[X 2sin ω0t]＝ E [X 1]×cos ω0t － E[X 2]×sin ω0t＝ 0E[Z 2(t)] ＝E[(X 1cos ω0t －X 2sin ω0t)2]＝ E [X 12cos 2ω0t －2 X 1 X 2 cos ω0t sin ω0t ＋X 22sin 2ω0t]＝ E[X 12cos 2ω0t] －E[2 X 1 X 2 cos ω0t sin ω0t] ＋E[X 22sin 2ω0t]＝ cos 2ω0t E[X 12]－2 cos ω0t sin ω0tE[X 1]E[X 2]＋sin 2ω0t E[X 22]＝ c os 2ω0t E[X 12] ＋sin 2ω0t E[X 22]又∵ E[X 12]＝D[X 1] ＋E 2[X 1] ＝D[X 1]＝σ2E[X 22] ＝D[X 2]＋E 2 [X 2] ＝D[X 2]＝σ2∴E[Z 2(t)] ＝σ 2cos 2ω0t ＋σ 2sin 2ω0t＝σ 2(cos 2ω0t ＋sin 2ω0t)＝σ22和 X 2(2)由于 Z(t) ＝X 1cos ω0t － X 2sin ω0t 是由两个正态随机变量 X 11( xa )叠加而成，因此它仍然服从正态分布，即它的2]f ( Z )exp[2 2其中： E[Z(t)] ＝0文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .D[Z(t)] ＝E[Z 2(t)] －E 2 [Z(t)] ＝E[Z 2(t)] ＝σ 212f ( Z )ex p[x ]f(Z) 为： 所以得一维分布密度函数222(3) B(t 1,t 2)＝R(t 1,t 2)－E [Z(t 1)] E [Z(t 2)]＝ R (t 1,t 2)＝E [Z(t 1) Z(t 2)]＝E [(X 1cos ω0t 1－X 2sin ω 0t 1)( X 1cos ω0t 2－X2sin ω0t 2)] ＝E [X 12cos ω0t 1 cos ω0t 2－X 1 X 2cos ω0t 1 sin ω0t 2－X 1X 2sin ω0t 1cos ω 0t 2＋X 22sin ω0t 1 sin ω0t 2]＝cos ω0t 1 cos ω0t 2E [X 12] －cos ω0t 1 sin ω0t 2 E [X 1 X 2]－ s in ω0t 1cos ω0t 2 E [X 1 X 2]＋sin ω0t 1 sin ω0t 2 E [X 22]＝cos ω0t 1 cos ω0t 2E [X 1 2] ＋sin ω0t 1 sin ω 0t 2 E [X 2 2] ＝σ 2 ω ω ＋sin ω ω(cos0t 1 cos 0t 20t 1 sin 0t 2)＝σ 2 ω 0(t 1－t 2) ＝σ 2cosω0τ其中τ＝∣ t 1－t 2∣cos1 , 1 02-4. 若随机过程 z(t)＝m(t)cos(ω0t ＋θ )，其中 m(t)是宽平稳随机过 R m ( )1 ,0 1程，且自相关函数R mτ 为, 其它( ) 0θ是服从均匀分布的随机变量，它与 m(t)彼此统计独立。
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2．2设一个随机过程()X t 可以表示成：()2cos(2)X t t t πθ=+-∞<<∞，判断它是
功率信号还是能量信号？并求出功率谱密度或能量谱密度。
（θ是一个随机变量，且在02π内均匀分布）
解：这是一个周期信号，时间取值无限，所以是一个功率信号，有功率谱密度。
要求随机过程的功率谱密度，可以由自相关函数的傅立叶变换而求得，但首先得证明这是一个广义平稳的随机过程。
20
20
[()][2cos(2)]
12cos(2)
21
sin(2)0
E X t E t t d t π
π
πθπθθπ
πθπ
=+=+=
+=⎰
121212122121
(,)[()()]
[2cos(2)2cos(2)]
2[cos(222)]cos(22)]2cos(2)
X R t t E X t X t E t t E t t t t t t πθπθππθπππττ==++=+++-==-
由上可得这是一个平稳的随机过程。
由自相关函数可求得功率谱密度
()[()]
2[(2)(2)]
X X P f f R w w τπδπδπ==++-
2．4 设12()cos 2sin 2X t x t x t ππ=-是一个随机过程，其中1x 和2x 是互相统计独立的高斯随机变量，数学期望均为0，方差均为2
σ。
试求： （1）[()]E X t ，2
[()]E X t ； （2）()X t 的概率分布密度； （3）12(,)X R t t 。
解:(1)
1212[()][cos 2sin 2]
cos 2[]sin 2[]0
E x t E x t x t t E x t E x ππππ=-=⋅-⋅= 2222212122222122
[()][cos 2sin 22sin 2cos 2]
cos 2[]sin 2[]E x t E x t x t x x t t t E x t E x ππππππσ=+-=⋅+⋅=
(2)
高斯随机变量的线性变换仍然是高斯随机变量，所以要求概率密度即求其均值和方
差，由(1)得，其均值为0，方差为2
σ。
所以概率密度为：
2
2
2
()
x
f xσ-
=
(3)
1211211222
22
112212
2
12
(,)[(cos2sin2)(cos2sin2)]
[cos2cos2sin2sin2]
cos2()
X
R t t E x t x t x t x t
E x t t x t t
t t
ππππ
ππππ
σπ
=--
=+
=-
2．6 试求()cos
X t A tω
=的自相关函数，并根据自相关函数求出其功率。
解：
首先求自相关函数：
2
2
2
()[()()]
[cos cos()]
1
[cos cos(2)]
2
1
cos
2
x
R E x t x t
E A t t
A E t
A
ττ
ωωτ
ωτωτ
ωτ
=+
=+
=++
=
要求功率只需求自相关函数的零点值：
2
(0)
2
A
P R
==
2．8 设有一随机过程()()cos
X t m t tω
=，其中()
m t是一广义平稳随机过程，且其自相关为：
110
()101
m
R
ττ
τττ
+-<<
⎧⎫
⎪⎪
=-≤<
⎨⎬
⎪⎪
⎩⎭
其他
（1）试画出自相关函数()
X
Rτ的曲线；
（2）试求出()
X t的功率谱密度()
X
P f和功率P。
解：（1）求随机过程()
X t的自相关函数：
000
000
()[()()]
[()cos()()cos()]
11
()[cos(22)cos]
22
1
()cos
2
X
m
m
R E x t x t
E m t w t m t w t w
R E w t w w
R w
ττ
θττθ
ττθτ
ττ
=+
=+⋅+++
=⋅+++
=
图略
（2）()
X t的功率谱密度()
X
P f为自相关函数()
X
Rτ的傅立叶变换：
2200()()1
[()()]422
jw X X P w R e d w w w w Sa Sa τττ
+∞
--∞
=
+-=+⎰
功率为自相关函数的零点值：1
(0)2
X P R ==
2．10 已知一噪声()n t 的自相关函数为：()2
k n k R e k ττ-==常数
（1）试求其功率谱密度()n P f 和功率P ； （2）试画出()n R τ和()n P f 的曲线。
解：（1）功率谱密度()n P f 为自相关函数的傅立叶变换：
2
2
2
()()2[]211[]2jw n n k jw k jw k jw P w R e d k e e d k
e e d e
e d k k jw k jw k k w τττ
τττ
τττ
τττ+∞
--∞
+∞
---∞
+∞
----∞
=
=
=+=+-+=+⎰
⎰⎰⎰
功率P 为自相关函数的零点值：(0)2
n k P R ==
（2）图略。
2．13 设输入信号为：/0()00t e t x t t τ
-⎧⎫
≥=⎨
⎬<⎩⎭
，它加到由一个电阻R 和一个电容C 组成的高通滤波器上，RC τ=。
试求其输出信号()y t 的能量谱密度。
解：首先求传输函数：
()111R jwRC j w
H w jwRC j w
R jwC
ττ=
=
=+++
已知输入信号()x t ，可求其傅立叶变换：
1()1
1X w jw jw τ
τ
τ
=
=
++
输出信号的傅立叶变换为：
2
2
()()()(1)jw Y w X w H w jw ττ=⋅=+
得出输出信号的能量谱密度为：2
()()G w Y w =
2．14 设有一周期信号()x t 加于一个线性系统的输入端，得到的输出信号为：
[]()()/y t dx t dt τ=，式中，τ为常数。
试求该线性系统的传输函数()H f 。
解：由傅立叶变换性质可知：
()()Y w jwX w τ=⋅，所以 ()()/()H w Y w X w jw τ==，即 ()2H f j f πτ=
2．17 若通过图2.10.4中滤波器的是高斯白噪声，它的均值为0、双边带功率谱密度为0/2n 。
试求输出噪声的概率密度。
解：首先求传输函数：1
1()11jwC H w jwRC R jwC
==++
由传输函数可得输出噪声的功率谱密度：2
0002
1()()221()n n P w H jw wRC =
=+
根据常用函数的傅立叶变换可知，输出噪声的自相关函数为：1
00()4RC
n R e RC
ττ-= 得到2
00(0)()4n R R RC
σ=-∞=
由以上所求，输出随机过程的均值和方差分别为：
[()][()](0)0o i E t E t H ξξ=⋅=；2[()]o D t ξσ=
· 因为高斯过程通过线性系统之后的输出仍为高能斯过程，所以输出噪声的一维概率密度为：
222
22()RCx x n f x σ-
-
=
=。