数据与计算机通信答案(第3章)

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1、第三章习题参考答案3.1a.对于多点配置，同一时间只允许一个设备发送，为什么？b.集中方式和非集中方式各有什么优缺点？解答a.因为多点配置是共享的广播信道。b.集中方式是一种主从工作方式（可以采用轮询、排队、优先选择、令牌环的标记轮转或其它策略），优点是能够实现优先级、信道流量等控制功能，最主要缺点是如果主站故障，易全网瘫痪。非集中方式也称分布式方式，可采用类似以太网的争用或者非主从轮转等策略，争用方式的信道分配算法相对复杂，而轮转方式效率低下。主要优点是，任一站点的故障不影响其它站点使用信道，除非它处于不停地向网上发信息的死循环状态。3

2、.2填表，反映音符的波长与频率的关系解答v已知音速330m/s和8个音阶频率，根据公式λ=，求得各自对应的波长填入表内。f音符CDEFGABC频率264297330252396440495528波长(m)1.251.111110.93750.83330.750.66670.6253.3如果图3.14中虚线写成Asin(2πft+ϕ)，A、f、ϕ各是多少？解答如果虚线写成Asin(2πft+ϕ)，则A=2，f=2，ϕ=π。图3.14习题3.3的图3.4一个周期性带宽受限的信号由三个频率成分组成：直流、100Hz和200Hz。用正弦形式表示为

3、x(t)=12+15cos200πt+20sin200πt−5cos400πt−12sin400πt请用振幅/相位形式表示该信号。解答22−1−2022−1−12x(t)=12+15+20cos[200πt+tan()]−5+12cos[400πt+tan()]155−14−112=12+25cos[200πt+tan(−)]−13cos[400πt+tan(−)]353.5请将信号(1+0.1cos5t)cos100t分解为一个正弦函数的线性组合，并指出每个成分的的振幅、频率和相位。解答cos100t+0.1cos100tcos5t1=

4、cos100t+[cos(100t+5t)+cos(100t−5t)]2011=cos100t+cos105t+cos95t2020π1π1π=sin(100t+)+sin(105t+)+sin(95t+)2202202πA=1，ω=100，ϕ=；11121πA=，ω=105，ϕ=；2222021πA=，ω=95，ϕ=。33320223.6指出函数f(t)=(10cost)的周期。解答21根据三角函数降幂公式知cost=(1+cos2t)21或者由积化和差公式cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α−β)]推得2211cost=c

5、ostcost=(cos2t+cos0)=(cos2t+1)2222所以，f(t)=(10cost)=100cost=50+50cos2tQcos2t的周期是π，∴f(t)的周期也为π。3.7图3.4所示为一个方波消除了高频谐波，只保留几个低频谐波后的结果。反过来情况会如何？解答保留所有高频谐波，而消除几个低频谐波，一些人会认为波形将变成频率较高一些（周期变短）、幅度小一些的方波，其实则不然。考虑一个最高谐波次数为21的一系列正弦波组成的方波信号s1(t)，其图象如下图红色实线所示。当滤掉相对低频的基波（基频）和3次谐波后，得到的信号s2

6、(t)的波形却为图中的蓝色虚线。为什么会这样呢？我们知道，s1(t)的所有奇次谐波都是基波的整数倍。设基频为f，而去掉低频谐波后，得到的信号s2(t)的基波频率变为5f，如果要叠加成方波，它的3次谐波应为15f，5次谐波为25f，⋯，都是5f的整数倍。但s2(t)则是由5f、7f、9f等等组成，7f是5f的1.4倍，9f是5f的1.8倍，都不是整数倍的关系，因此变成了如下图所示的波形。3.8如图3.5(b)所示为单个方波脉冲的频域函数，在通信系统中，该脉冲可代表数字1。请注意要表示一个方波需要无限多个强度递减的高频成分。那么对于数字传输系

7、统来说它有什么含义？解答表明数字信号波形具有无限带宽，因此对于数字传输系统来说应提供从零频率直到高频的基带传输。然而，对于实际数字传输系统来说，它不必需要保证传输包含无限多个强度递减的高频成分的理想方波，图3.5(b)中的方波频谱中，从零频率到该频域函数曲线的第一个过零点之间包含了该信号整个能量的90%，因此矩形脉冲信号的带宽可只在该区间内来考察（区间上界f=1/X）。图中的X指矩形方波的宽度，当X越小，方波宽度越窄，而f=1/X越大，则过零点向值大的方向伸展，信号带宽越宽，所含的能量强度也越高。通常数字传输系统传输的信号带宽定义是信号的

8、半功带宽。半功（率）带宽是信号f(t)一个频率区间，在该区间内的频率分量对f(t)功率的贡献是整个信号功率的一半，即P半功PP2峰值=0.5P峰值。根据附录3B（P.81）的定义N=10lg，