第一章
1. 二进制信源(0,1),每一符号波形等概率独立发送,则所传送二进制波形
之一的信息量为 B 。
A.0.5(b) B.1(b) C.0(b) D.0.75(b)
【分析】信息熵定义为
,所以一个二进制
波形即为一个符号的信息量,就是
bit。
【解答】等概时
所以
则信息量为
2. 某信源符号集由 A、B、C、D、E 和 F 组成,每一个符号独立出现,出现的概
率分别为 1/4、1/4、1/16、1/8、1/16 和 1/4,则信源符号 C 的信息量为
B 。
A.3(b) B.4(b) C.2.375(b) D.3.75(b)
【分析】由信息量的定义
,
,很容易可以解答。
【解答】由分析可知
3. 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调
制,
00 代表 A,01 代表 B,10 代表 C,11 代表 D,每个脉冲宽度为 5ms。
(1)不同的字母是等概率出现的,试计算传输的平均信息速率;
(2)若每个字母出现的可能性分别为
试计算传输的平均信息速率。
【分析】A、B、C、D 四个字母传输,构成四进制传输,则每个码元含有
比特的信息;然后根据每个字母占用的时间宽度,可以计算出字母的传输速
率,也就是码元速率 ;将每个字母的平均信息量
与码元速率 相
乘,即可得到平均信息速率 。
【解答】(1)每个码元含有的信息量为
211()log(/)()()iiiHxbitsymbolPxPx()Hx1()(0,1)2iPxi2200111111()loglog()()()()HxPxPxPxPx212log21(/)2bitsymbol()1()IHxbit21log()()IbitPx1()16PC221loglog164()()IbitPc111354410BDACPPPP,,,2logMRB2logMRBRb2log42()Ibit
每个字母用二进制脉冲编码,每个脉冲宽度为 5ms,所以每个字母的持续时间
为 2*5ms,字母传输速率为
平均信息速率为
(2)不等概时,每个符号的平均信息量为
所以,平均信息速率为
4. 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为 2400Baud,试求该系统的信息
速率;若该系统改为传送十六进制码元,码元速率不变,则这时的系统信息速
率为多少?(设各码元独立等概出现)
【分析】对于二进制传输系统,传码率=传信率,即
;对于 M 进制传输
系统,
;题目中给出
。
【解答】(1)二进制传信率为
(2)改为十六进制后,传信率为
5. 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、1/16、3/16 和 5/16;信息源以 1000Baud 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。
【分析】要求传送 1 小时的信息量,我们需要先找到传信率 ,再用传信率乘
以 1 小时即可得到;题目中给出了传码率
,根据传码率与传信
率之间的关系即可
求得传信率 ,所以,我们应先求得信息源熵
。要使信息量达到最大值,即传输符号独立等概传输。
【解答】(1)信息源熵
为
311100()2510BRBaudT200()RRIbpsBb212222()log()()(/)11111133loglogloglog55444410101.985(/)iiinPxPxHxbb符号 符号()198.5()BbRRHxbpsBbRR2logBbRRM2400BRBaud2400BbRRbps22log2400log169600BbRRMbpsRb1000RBaudB()BbRRHxRb()Hx()Hx211()log(/)()()iiiHxbitsymbolPxPx
所以
信息速率为
1 小时的信息量为
(2)独立等概时,信息源熵为
信息速率为
1 小时的信息量(最大)为
6. 如果二进制独立等概信号的码元宽度为 0.5ms,求 和 ;有四进制信
号,码元宽度为 0.5ms,求传码率和独立等概时的传信率。
【分析】题中已知码元宽度,我们以此可求码元速率 ,且对于二进制传输系
统,传码率=传信率,即
;对于 M 进制传输系统,
。
【解答】(1)码元宽度为 0.5ms,所以码元速率为
信息速率 为
(2)码元宽度为 0.5ms,所以码元速率为
独立等概时,信息速率为
7. 已知某四进制数字传输系统的传信率为 2400bit/s,接收端在半小时内共收
到 216 个错误码元,试计算该系统的误码率 。
【分析】误码率定义为:错误接收的码元数在接收码元总数中所占的比例,题
中已知半小时内共收到 216 个错误码元,所以只需要求出半小时内收到的总码
元数即可求得误码率。题中已知信息速率
,对于 M 进制传输系
统,
。
【解答】码元速率为
22222111316516()log4log8log16loglog4816163165Hx2.1023(/)bitsymbol()2.102310002102.3()BbRRHxbps36007568280()IRsbitb21()5log52.32(/)5Hxbitsymbol()2.3210002320()BbRRHxbps36008352000()bIRsbitRBRbRBBbRR2logBbRRM31120000.510BsRBaudTRb2000BbRRbps31120000.510BsRBaudT22log2000log44000BbRRMbpsPe2400bRbps2logBbRRM2/log41200BbRRBaud
半小时内收到的总码元数为
误码率为
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