参考答案( Communication English )第一章电子通信导论1.将表1-1译成中文。
表1-1 通信大事纪年代事件公元前3000年埃及人发明象形文字公元800年借鉴印度, 阿拉伯人使用我们的现行数制1440年约翰.戈登贝尔发明可移动的金属记录带1752年贝莱明.富兰克林的风筝证明了雷闪是电1827年欧姆发表欧姆定律( I = E / R)1834年 C.F.高斯和E.H.韦伯发明电磁电报1838年W.F.库克和C.维特斯通发明电报1844年S.F.B.莫尔斯演示巴尔的摩和华盛顿的电报线路1850年G.R.基尔赫夫发表基尔赫夫电路定律1858年铺设第一条越洋电缆, 并于26天后举办博览会1864年J.C.麦克斯威尔预言电磁辐射1871年电报工程师协会在伦敦成立1876年 A.G.贝尔发明电话并获专利1883年 A.爱迪生发现真空管中的电子流1884年美国电气工程师协会(AIEE)成立1887年H.赫兹证明麦克斯威的理论1900年G.马可尼传送第一个越洋无线电信号1905年R.芬森登利用无线电传送语音和音乐1906年L.弗雷斯特真空三极管放大器1915年贝尔系统完成美国大陆电话线路1918年 E.H.阿尔莫斯通发明超外差接收机电路1920年第一个定时无线广播J.R.卡尔松将取样用于广播1926年美国演示电视1927年H.布兰克在贝尔实验室发明负反馈放大器1931年电传打字机投入运营1933年 E.H.阿尔莫斯通发明调频1935年R.A.沃特森-瓦特发明第一个实用雷达1936年英国广播公司(BBC)开办第一个电视广播1937年 A.雷弗斯提出脉冲编码调制(PCM)1941年J.V.阿当拉索夫在依俄华州立大学发明计算机1945年ENIAC电子数字计算机研发于宾夕伐尼亚大学1947年布雷登、巴登和肖克利在贝尔实验室研制晶体管S.O.莱斯在贝尔实验室研究噪声的统计表征1948年 C.E.香农发表他的信息理论1950年时分多路用于电话1953年美国提出NTSC彩色电视1957年苏联发射第一个地球卫星Sputnik I1958年 A.L.肖洛和C.H.托莱斯发表激光原理仙童公司的R.诺依斯生第一硅集成电路1961年美国开始立体声调频广播1962年第一个有源卫星, Telstar I , 实现美国与欧洲的电视中继1963年贝尔系统推出按键式电话电气与电子工程师协会(IEEE)成立1963~66年研究纠错码和自适应均衡1964年电子电话交换系统(No.1ESS)投入运营1965年笫一个商用通信卫星,Early Bird,发射1968年开发电缆电视系统1971年Intel公司研制第一个单片微处理器—40041972年摩托罗拉向美国联邦通信委员会(FCC)演示蜂窝式电话1976年推出个人计算机1979年64-kb随机存取存储器标志着进入VLSI时代1980年贝尔系统研发FT3光纤通信, Philips和Sony研发光碟(CD) 1984年苹果公司研发Macintosh计算机1985年传真机普及1989年摩托罗拉推出袖珍移动电话1990~现在用微处理器进行数字信号处理的时代, 数字示波器, 数字调谐接收机, 扩频系统, ISDN, HDTV, 数字卫星系统2.将表1-2译成中文。
表1-2 无线电频段频段名称传播特性典型应用3—30kHz 甚低频(VLF) 地波,昼夜衰减小,大气噪远距导航,海下通信声严重30—300kHz 低频(LF) 类似于VLF,可靠性稍差远距导航,海上通信,白日有吸收无线电航标300—3000 中频(MF) 地波,夜间天波,夜晚衰减小, 海上无线电,定向, kHz 白日衰减大,大气噪声调幅广播3—30MHz 高频(HF) 电离层的反射随昼夜、季业余无线电,国际广节、频率而变播,军用通信,电话,电报,传真30—300MHz甚高频(VHF) 近于视线(LOS)传播,散射电视,调频广播,航空宇宙噪声调幅通信,航空导航0.3—3GHz 超高频(UHF) 视线传播,宇宙噪声电视,移动电动,导航雷达,微波链路,个人通信系统3—30GHz 特高频(SHF) 视线传播,降雨衰减,大气衰卫星通信,减,大的水汽衰减雷达微波链30—300GHz 极高频(EHF) 视线传播,大的水汽衰减, 雷达,卫星,科学实验氧吸收>1000GHz 红外线,可见光视线传播光通信紫外线3.将1.4节的课文译成中文。
1.4带宽和信息容量限制通信系统性能的两个最重要的因素是噪声和带宽。
噪声将在以后讨论。
信息信号的带宽就是信息中包含的最高与最低频率之间的频差;通信信道的带宽(也就是它的通带)是可通过该信道的最高与最低频率之差。
信道的带宽必须足够大(宽),以便所有重要的信息频率都能通过。
换句话说,信道的带宽必须等于或大于信息的带宽。
例如,话音频率包含300Hz 到3000Hz的信号。
因此,话音频率的信道必须具有等于或大于2700Hz的带宽。
假如一个电缆电视传输系统具有从500kHz到5000kHz的通带,则其带宽为4500kHz。
一般说来,信道不能通过含有变化速率大于其通带的信号。
信息论是一种深邃的理论研究,以便通过电子通信系统传送信息时,能有效地利用带宽。
可用信息论来确定通信系统的信息容量。
信息容量是在给定时间内,能通过通信系统传送多少信息的量度。
通信系统能传送的信息量是系统带宽和传输时间的函数。
1920年,贝尔电话实验室的R.哈特莱(Hartley)提出了带宽、传输时间和信息容量之间的关系。
哈特莱定律表明,带宽越宽,传输时间越长,通过系统传送的信息就越多。
在数学上,哈特莱定律表示为I∝B×t。
式中,I=信息容量,B=系统带宽(Hz),t=传输时间(秒)。
这个公式表明,信息容量是正比于系统带宽和传输时间的线性函数。
如果信道带宽增加一倍,可传送的信息量也增加一倍。
如果传输时间增长或缩短,那么通过系统传送的信息量也成比例的变化。
一般说来,信息信号越复杂,在给定时间内传送它所需要的带宽也越大。
传送话音质量的电话信号大约需要3kHz的带宽。
相比之下,传送高保真音乐的商用调频信号需配置200kHz的带宽;而传送广播级的电视信号则需要差不多6MHz的带宽。
1948年,C.E.香农(也是贝尔电话实验室的)在贝尔系统技术杂志上发表论文,论述了以每秒比特数(bps)表示的通信信道的信息容量与带宽及信噪比的关系。
在数学上,香农极限信息容量表示为I=Blog2(1+S/N)。
式中,I=信息容量(bps),B=带宽(Hz),S/N=功率信噪比(无量纲)。
对标准的话音级通信信道,功率信噪比为1000(30dB),带宽为2.7kHz,相应的香农极限信息容量为I=26.9kbps。
香农公式常被误解。
上述例子的结果表示,通过2.7kHz的信道可传送26.9kbps的信息。
这是可能的,但不是用二进制系统。
为了通过2.7kHz的信道,达到26.9kpbs的传输速率,所传送的每一个符号必须包含多于一个比特的信息。
因此,为了达到香农极限信息容量,须采用多于两种输出状态(符号)的数字传输系统。
4.将下述句子译成英文。
(1) An analog information source produces messages that are defined on a continuum, whilea digital information source produces a finite set of possible messages.(2) The beacon-fire tower in ancient China was a communications system.(3) Show that the entropy is a maximum when the probability of sending a binary 1 is equalto the probability of sending a binary 0 .(4) Information capacity is a measure of how much information can be transferred through acommunications system in a given period of time .(5) The wider the bandwidth and the longer the time of transmission, the more informationcan be conveyed through the system .5.Answer the following questions :(1) Samuel Morse developed the first electronic communications system in 1837 .(2) Yes.(3) The vacuum-tube triode .(4) Hartley’s law simply states that the wider the bandwidth and the longer the transmissiontime, the more information that can be conveyed through the system . The Shannon’s formula is I=B log2(1+S/N) , where I=information capacity(bps), B=bandwidth(Hz), S/N=signal-to-noise power ratio(unitless) .(5) (a) VLF, (b) MF, (c) SHF第二章信息源1.根据课文回答下列问题。
(1) There are four important information sources: speech, music, pictures, and computer data.(2) Three successive stages: production, propagation, and perception.(3) The bandwidth of 300 to 3100Hz.(4) A musical signal differs from a speech signal in that its spectrum occupies a much widerband of frequencies that may extend up to about 15kHz.(5) The dynamic pictures, as in television, are in motion; while the static pictures, as infacsimile, are still.(6) In black-white TV, only a luminance signal is needed. However, in color TV, there arethree signals: a luminance signal and a pair of chrominance signals.(7) Yes.(8) Suppose the seven data bits are 0110101. For the odd parity, an extra parity bit of 1should be ended, so that the total number of 1s is 5, which is odd.(9) Lossless compression operates by removing the redundant information contained in thedata of interest. Lossy compression involves the loss of information in a controlled manner.Lossy compression may achieve a compression ratio higher than that attainable with lossless methods.(10) There are four distinct operations: time-frequency mapping, psychoacoustic modeling,quantization and coding, and frame-packing.2.将2.3节译成中文。