解： PSK 最佳接收机误码率为：
(
)
6
10
0110
0.41021102
1
21
-?=≈
=????
?
?
=e
erfc n E erfc P b e π
而对于实际接收机来说接受信噪比
()
35610
01=
=
==
n E B
n T E N s r b b i
因此实际误码率为
()
2
2104.3352121-?=???
?
?
?
==
erfc r erfc
P e 两误码率之比为
8500
10
4104.36
2
1
2=??=--e e P P
解：二进制双极型信号是确知信号，且信号“0”和“1”电波形的相关系数1-=ρ，故经过最佳基带传输系统后，其误码率为：
()???
?
?
?=????
?
?
-=00
21
2121
n E erfc n E erfc P b b e ρ
其中()HZ
W n T dt
t s
E s T b
s
4
00
2
10
2,-?===
?
因此，系统最高传输速率为：
()[
]
s
bit P erfc
n T R e s
s 55510
29121
14
2
1
0=??=
==
--
解：
（1）匹配滤波器形式的最佳接收机结构如图10-22（a ）所示。
（2）取最大信噪比时刻T t =0，此时匹配滤波器的单位冲激响应
()()
()()t T s t h t T s t h -=-=2211
其波形分别如图10-24（b ）、（c ）所示。
由于()t s i 可能为()t s 1
或()t s 2
，所以共有四种可能的输出
()()()t h t s t y i 11*=
()T t A -20
2
3T
t T ≤≤
()220T t A - T t T ≤≤2
??
? ??-t T A 2320
23T t T << ()()=-*t T s t s 12
()()=-*t T s t s 11
()t T
A
-220
T
t T 22
3<<
=
()()()t h t s t y i 22*=
以上四种波形分别如图10-24（d ）、（e ）、（f ）、（g ）所示。
（3）由题意可知，2
2
021T A E E E b =
==
,而且()t s 1
和
()t s 2的相关系数为
()()0
2
120
1==
?
E E dt t s t s T
ρ
()220
T t A -
T
t T ≤≤2
()t A
20
2
0T t ≤
≤
()t T A -20
T
t T ≤<2
()()=
-*t T s t s 22
()()=-*t T s t s 21
??
? ??-t T A 2320
2
3T t T ≤
<
=
所以系统误码率为
()???
?
??=?
??
?
??
=???
?
?
?
-=00
02
00
221
42
12121n T A erfc n T A erfc n E ercf P b e ρ
通信原理实验思考题 第三章数字调制技术 实验一ＦＳＫ传输系统实验 实验后思考题： 1．FSK正交调制方式与传统的FSK调制方式有什么区别？有哪些特点？ 答：传统的FSK调制方式采用一个模拟开关在两个独立振荡器中间切换，这样产生的波形在码元切换点的相位是不连续的。而且在不同的频率下还需采用不同的滤波器，在应用上非常不方便。采用正交调制的优点在于在不同的频率下可以自适应的将一个边带抑制掉，不需要设计专门的滤波器，而且产生的波形相位也是连续的，从而具有良好的频谱特性。 2．TPi03 和TPi04 两信号具有何关系？ 答：正交关系 实验中分析： P28 2. 产生两个正交信号去调制的目的。 答：在FSK 正交调制方式中，必须采用FSK 的同相支路与正交支路信号；不然如果只采一路同相FSK 信号进行调制，会产生两个FSK 频谱信号，这需在后面采用较复杂的中频窄带滤波器。用两个正交信号去调制，可以提高频带利用率，减少干扰。 4.（1）非连续相位 FSK 调制在码元切换点的相位是如何的。 答：不连续的，当包含 N（N 为整数）个载波周期时，初始相位相同的相邻码元的波形（为整数）个载波周期时，和瞬时相位是连续的，当不是整数时，波形和瞬时相位 也是可能不连续的。 P29 1.（2）解调端的基带信号与发送端基带波形(TPi03)不同的原因？ 答：这是由于解调端与发送端的本振源存在频差，实验时可根据以下方法调整：将调模块中的跳线KL01置于右端，然后调节电位器WL01,可以看到解调端基带信号与发送端趋于一致。 2.（2）思考接收端为何与发送端李沙育波形不同的原因？ 答：李沙育图形的形状与两个输入信号的相位和频率都有关。 3. 为什么在全0或全1码下观察不到位定时的抖动？ 答：因为在全0或全1码下接收数据没有跳变沿，译码器无论从任何时刻开始译码均能正确译码，因此译码器无须进行调整，当然就看不到位定时的抖动了。 实验二BPSK传输系统实验 实验后思考题： 1.写出眼图正确观察的方法。 答：眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。 观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”。从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计
5－10 某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为 9 10W ，由发射机输出端到解调器输 入端之间总的传输损耗为100dB，试求： （1）DSB/SC时的发射机输出功率； （2）SSB/SC时的发射机输出功率。 解：设发射机输出功率为S T ，解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K= S T /S i=100(dB). （1）DSB/SC的制度增益G=2，解调器输入信噪比 相干解调时：Ni=4N o 因此，解调器输入端的信号功率： 发射机输出功率： （2）SSB/SC制度增益G=1，则 解调器输入端的信号功率 发射机输出功率： 6-1设二进制符号序列为 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码波形、双极性码波形、单极性归零码波形、双极性归零码波形、二进制差分码波形及八电平码波形。 解：各波形如下图所示：
6-8已知信息代码为 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。 解：
6-11设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H(?)，若要求以2/Ts 波特的速率进行数据传输，试检验图P5-7各种H(?)是否满足消除抽样点上码间干扰的条件 ω (a ) (c ) (d ) 解：无码间干扰的条件是： ??? ??? ?> ≤=???? ? ?+=∑s s i s s eq T T T T i H H π ωπ ωπωω02)( (a ) ??? ? ?? ?> =≤=s s T B T H π ωππ ωω021)( 则 s T B 21= ，无码间干扰传输的最大传码率为：s s B T T B R 212max <= = 故该H (?)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。 (b ) ??? ? ?? ?> =≤=s s T B T H π ωππ ωω0231)( 则 s T B 23= ，无码间干扰传输的最大传码率为：s s B T T B R 232max >= = 虽然传输速率小于奈奎斯特速率，但因为R Bmax 不是2/T s 的整数倍，所以仍然不能消除码间干扰。故该 H (?)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。 (c ) 如下图所示，H (?)的等效H eq (?)为：
1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么? 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。 1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点? 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统； 优点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3. 便于加密处理 4.便于存储、处理和交换；5. 设备便于集成化、微机化； 6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。 缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ 。1-7 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。 1-12 何谓是码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？ 码元速率定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特；信息速率定义为每秒钟传送的信息量， 单位是 bit/s 。 1-13 何谓误码率和误信率？它们之间关系如何? （ 1）误码率是码元在传输系统中被传错的概率。指错误的码元数在传输码元数中所占的比例，Pe= 错误码元数 /传输总码元数。（2）误信率是码元在传输系统中被丢失的概率。指错误接 收地比特数在传输总比特数中占得比例Pb= 错误比特数 /传输总比特数。 （ 3）它们是描述差错率的两种不同表述。在二进制中，二者数值相等。 1-14 消息中包含的信息量与以下哪些因素有关？ A 消息出现概率； B 消息的种类； C 消息的重要程度。选 A 2.2. 试分别说明能量信号和功率信号的特性。
第一章绪论 学习要求： 常用通信术语； 模拟信号与数字信号的定义； 通信系统的组成、分类、和通信方式； 数字通信系统的优缺点； 离散消息的信息量、平均信息量（信源熵）的计算； 衡量模拟通信系统和数字通信系统的性能指标； 传码率、传信率、频带利用率、平均传信率和最大传信率的计算及其关系； 误码率和误信率的定义及计算。 一、简答题 1．消息、信息、信号，通信的含义是什么通信系统至少包含哪几部分 2．试画出模拟和数字通信系统的模型图，并指出各组成部分的主要功能，说明数字通信系统有什么特点 3．举例说明单工、半双工及全双工的工作方式及其特点。 4．举例说明如何度量信息量。 5．通信系统的性能指标是什么这些性能指标在模拟和数字通信系统中指的是什么二、综合题 1.设有四个符号，其中前三个符号出现的概率分别为1/4，1/8，1/8，且各符号的出现是相对独立的。试计算该符号集的平均信息量。 H x bit/符 2.一个由字母A、B、C、D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A、 01代替B、10代替C，11代替D，每个二进制脉冲宽度为5ms。
（1）不同字母是等可能出现时，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 1 1 1 3 P A ，P B ，P C ，P D 5 4 4 10 试计算传输的平均信息速率。 R b max 200 bit/s R b bit/s 3.国际莫尔斯电码用“点”和“划”的序列发送英文字母，“划”用持续3单位的电流脉冲 表示，“点”用持续1单位的电流脉冲表示；且“划”出现的概率是“点”出现概率的1/3。 （1）计算“点”和“划”的信息量； （2）计算“点”和“划”的平均信息量。 I 2 bit I. bit H x bit/符 4.设一信息源的输出由128个不同的符号组成，其中16个出现的概率为1/32，其余112出现的概率为 1/224。信息源每秒发出 1000个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源的平均信息速率。 R b 6405 bit/s 5.已知某四进制数字传输系统的传信率为2400b/s，接收端在小时内共收到126个错误码元，试计算该系统的误码率P e 。 P e 105 6．某4ASK系统的4个振幅值分别为0,1,2,3。这4个振幅是相互独立的； （1）振幅0,1,2,3出现概率分别为：,,,，求各种振幅信号的平均信息量 （2）设每个振幅的持续时间（即码元宽度）为1s，求此系统的信息速率
第1章引言 1.1 学习指导 1.1.1 要点 本章的要点有通信系统的数学模型，通信系统的分类及通信方式，信息及其度量，通信系统的主要性能指标。 1.通信系统的数学模型 通信系统是指传递消息所需的一切技术设备（含信道）的总和。通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。 （1）一般模型 以图1-1所示的功能框图来表示。 图1-1通信系统的一般模型 信息源。信源所产生的信息可以是声音、图像或文本。信息源一般包含变换器，将信源的输出变换成电信号。例如，用作变换器的话筒，可以将语音信号变换成电信号，而摄像机则将图像信号变换成电信号。这些设备输出的信号一般称为基带信号。在接收端，使用类似的变换器就可以将接收到的电信号变换成适合用户的形式，如声音信号、图像等。 发送设备。发送设备将原始基带电信号变换成适合物理信道或其他传输介质传输的形式。例如在无线电和电视广播中，通信部门规定了各发射台的频率范围，因此，发射机必须将待发送的信息信号转换到适合的频率范围来发送，以便与分配给此发射机的频率相匹配。这样，由多个无线电台发送的信号就不会彼此干扰。又如果信道是光纤组成的，那么发送设备就要将处理好的基带信号转换光波信号再发送。因此发送设备涵盖的内容很多，可能包含变换、放大、滤波、编码调制等过程。对于多路传输系统，发送设备中还包括多路复用器。 信道。信道用于将来自发送设备的信号发送到接收端的物理介质。信道可以分为两大类：无线信道和有线信道。在无线信道中，信道可以是大气、自由空间和海水。有线信道有双绞电话线、同轴电缆及光纤等。信道对不同种类的信号有不同的传输特性，但都会对在信道中传输的信号产生衰减，信道中的噪声和由不理想接收机引入的噪声会引起接收信号的失真 接收设备。接收设备的功能是恢复接收信号中所包含的消息信号。使用和发送端相
第一章 1-3 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？ 数字通信即通过数字信号传输的通信。 数字通信具有以下特点： （1）传输的信号是离散式的或数字的； （2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应； （3）抗干扰能力强，因为数字信号可以再生，从而消除噪声积累； （4）传输差错可以控制； （5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理； （6）便于加密，可靠性高； （7）便于实现各种信息的综合传输。 缺点：一般需要较大的传输带宽。 1-4数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么？ （1）信息源：把各种消息转换成原始电信号。 （2）信源编码：一是提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。 （3）加密：保证所传信息的安全。 （4）信道编码：增强数字信号的抗干扰能力。 （5）数字调制：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。 （6）信道是用来将来自发送设备的信号传送到接收端。 （7）解调：在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。 （8）信道译码：接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。 （9）解密：在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息。 （10）信源译码：是信源编码的逆过程。 （11）受信者：是接受消息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原成相应的消息。 1-5按调制方式，通信系统如何分类？ 按调制方式，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输（频带或调制）系统。基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频室内电话；带通传输是对各种信号调制后传输的总称。 1-8单工,半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释它们的工作方式并举例说明。 按消息传递的方向与时间关系来分类。 （1）单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。如：广播，遥控，无线寻呼等例子。 （2）半双工通信，指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。如：普通对讲机。
第9章差错控制编码 9.1 学习指导 9.1.1 要点 差错控制编码常称为纠错编码，或信道编码，其基本思想是在发送端根据一定的规律在待发送的信息码元中加入监督码元，接收端就可以利用监督码元与信息码元的关系来发现或纠正错误，其实质就是通过牺牲有效性来换取可靠性的提高。 本章的要点有差错控制技术和编码分类；最小码距与纠检错能力；线性分组码的生成、监督和纠错；循环码的生成多项式、生成矩阵、编码和译码；卷积码的矩阵、多项式和图形描述方法。 1. 差错控制技术 对于不同类型的信道，应该采用不同的差错控制技术。差错控制技术主要有以下四种。 (1) 检错(error detection)重发(retransmission)：在发送码元序列中加入差错控制码元，接收端利用这些码元检测到有错码时，利用反向信道通知发送端，要求发送端重发，直到正确接收为止。所谓检测到有错码，是指在一组接收码元中知道有一个或一些错码，但是不知道该错码应该如何纠正。在二进制系统中，这种情况发生在不知道一组接收码元中哪个码元错了。因为若知道哪个码元错了，将该码元取反即能纠正，即将错码“0”改为“1”或将错码“1”改为“0”就可以了，不需要重发。在多进制系统中，即使知道了错码的位置，也无法确定其正确取值。 采用检错重发技术时，通信系统需要有双向信道传送重发指令。 (2)前向纠错(Forward Error Correction)：这时接收端利用发送端在发送码元序列中加入的差错控制码元，不但能够发现错码，还能将错码恢复其正确取值。在二进制码元情况下，能够确定错码的位置，就相当于能够纠正错码。 采用FEC时，不需要反向信道传送重发指令，也没有因反复重发而产生的时延，故实时性好。但是为了能够纠正错码，而不是仅仅检测到错码，和检错重发相比，需要加入更多的差错控制码元。故设备要比检测重发设备复杂。 (3)反馈(feedback)校验(check out)：这时不需要在发送序列中加入差错控制码元。接收端将接收到的码元原封不动地转发回发送端。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。但是需要双向信道，传输效率也较低，因为每个码元都需要占用两次传输时间。 (4)检错删除(deletion)：它和检错重发的区别在于，在接收端发现错码后，立即将其删除，不要求重发。这种方法只适用在少数特定系统中，在那里发送码元中有大量多余度，删除部分接收码元不影响应用。例如，在循环重复发送某些遥测数据时。又如，用于多次重发仍然存在错码时，这时为了提高传输效率不再重
一、是非题 1、在单边带信号中插入强载波，可用包络检波法解调出基带信号。（对） 2、对于调频信号，也可以用其上边带或下边带传输信息。（错） 3、不管m(t)是什么信号，在m(t)cosωct的频谱中都没有离散谱fc.（错） 4、在数字通信中，若无码间串扰，则误码率为0。（错） 5、若宽带调频信号的基带信号最高频率增大一倍，则调频信号带宽也增大一倍。（错） 6、单极性数字信号的连0码时间越长，要求位同步器的同步保持时间也越长。（对） 7、只要无误码，则PCM接收机输出模拟信号中就无噪声（错）‘ 8、数字基带系统的频带利用率不可能大于2bit/(s.Hz)(错) 9、在频带利用率方面QPSK通信系统优于2PSK通信系统（对） 二、填空题 1、模拟通信系统中，可靠性最好的是（FM），有效性最好的是（SSB）。 2、在FM通信系统中，采用预加重和去加重技术的目的是（提高解调器输出信噪比）。 3、时分复用的话路数越多，信息速率（越大）。 4、在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是（2PSK），有效性最好的是（2ASK、2PSK） 5、均匀量化器的量化信噪比与编码位数的关系是（编码位数增加1位，量化信噪比增大6dB），非均匀量化器可以提高（小）信号的量化信噪比。 (式9.4.10) 信号量噪比：（S/N）dB=20lg M=20lg2N (N为编码位数) 编码位数增加一位，（S/N）dB=20lg M=20lg2（N+1）-20lg2N=20lg2=6dB 6、改善FM系统抗噪声性能的有效措施是（采用预加重技术和去加重技术） 7、若信息速率为Wbit/s,则2PSK、4PSK信号的谱零点带宽分别为（）和（）Hz PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M 对调制信号：带宽为B调=2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W 8、设基带系统使用了五抽头的预置式自动均衡器，则此系统冲激响应的抽样值等于0的个数最少为（4），不等于0的个数最少为（1） 8、通过眼图，可以观察到（码间串扰）和（噪声）的大小 9、调频信号20cos(2*108π+8cos400πt)的最大频偏为（1600）Hz，带宽为（3600）Hz P1 05：m f为最大相位偏移，由调频信号可知其最大相位偏移为8，m f=8, 调制信号的频率：f m=400π/2π=200 所以最在频偏Δf=m f×f m=8200=1600. B=2（m f+1）f m=3600Hz 10、当无信号时，加性噪声是否存在？（存在），乘性噪声是否还存在？（不存在） 11、设基带信号的最高频率为3.4kHz的语音信号，则AM信号带宽为（6.8kHz），SSB信号带宽为（3.4kHz），DSB信号带宽为（6.8kHz）。 12、设信息速率为1.2kbit/s，则2ASK信号和4DPSK信号的频谱过零点带宽分别为（）和（）。 PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M 对调制信号：带宽为B调=2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W
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 j e K e H H ωω?ωω-==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 e T 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： d t K H ωω?ω-==)()(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
实验一 1. 根据实验观察和纪录回答： （1）不归零码和归零码的特点是什么 （2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同 答： 1）不归零码特点：脉冲宽度等于码元宽度Ts 归零码特点：＜Ts 2）与信源代码中的“1”码对应的AMI码及HDB3码不一定相同。因信源代码中的“1”码对应的AMI码“1”、“-1”相间出现，而HDB3码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。举例： 信源代码 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 AMI 1 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 HDB3 1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 0 -1 2. 设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI及HDB3码的代码和波形。 答： 信息代码 1 1 1 1 1 11 AMI 1 -1 1 -1 1-1 1 HDB3 1 -1 1 -1 1 -1 1 信息代码0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AMI0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 HDB3 0 0 0 1-10 0 1-1 0 0 1 -1 信息代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 HDB30 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 0 3. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。 答： 位同步信号HDB3 整流窄带带通滤波器整形移相 HDB3中不含有离散谱f S(f S在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱f S成分，故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。
通信原理实验指导书思考题答案 实验一思考题P1-4： 1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用？ 答：位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题，在整个通信系统中，发送端按照确定的时间顺序，逐个传输数码脉冲序列中的每个码元，在接收端必须有准确的抽样判决时刻（位同步信号）才能正确判决所发送的码元。位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接收端得到一连串的码元序列，这一连串的码元序列代表一定的信息。通常由若干个码元代表一个字母（符号、数字），而由若干个字母组成一个字，若干个字组成一个句。帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。尤其在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送的。克服距离上的障碍，迅速而准确地传递信息，是通信的任务，因此，位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。 2、自行设计一个码元可变的NRZ码产生电路并分析其工作过程。 答：设计流程图如下。 提示：若设计一个32位的NRZ码，即要求对位同步信号进行32分频，产生一路NRZ码的帧同步信号，码型调节模块对32位码进行设置，可得到可变的任何32位码型，通过帧同步倍锁存设置的NRZ码，通过NRZ码产生器模块把32位并行数据进行并串转换，用位同步信号进行一位一位输出，循环输出32位可变NRZ码即我们的设计完毕。 实验二思考题P2-4： 1、实验时，串/并转换所需的帧同步信号高电平持续时间必须小于一位码元的宽度，为什么？ 答：如果学生认真思考，可以提出没有必要一定小于一位码元的宽度。如24位的数据在串行移位时，当同步信号计数到第24位时，输出帧信号，通过帧信号的上升沿马上锁存这一帧24位数据，高电平没有必要作要求。主要检查学生是否认真考虑问题。 2、是否还有更好的方法实现串/并转换？请设计电路，并画出电路原理图及各点理论上的波形图。 答：终端模块采用移位锁存的方法实现串/并转换，此方法目前是最好的方法了。 实验四思考题P4-6： 1、在分析电路的基础上回答，为什么本实验HDB3编、解码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性NRZ码时才能 正常工作？ 答：因为该电路采用帧同步控制信号，而1帧包含24位，所以当NRZ码输入电路到第24位时，帧同步信号给一个脉冲，使得电路复位。HDB3码再重新对NRZ码进行编译。且HDB3码电路对NRZ进行编译的第一位始终是固定的值。 因此HDB3编译码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性NRZ码才能正常工作。但是由于HDB3码很有特点，现在为了使学生更好的观察HDB3如何进行编译码，我们对电路进行了改正，去掉了帧同步控制信号，所以现在对任意位的NRZ码都可以进行编码。 2、自行设计一个HDB3码编码电路，画出电路原理图并分析其工作过程。 答：根据HDB3的编码规则，CPLD电路实现四连“0”的检测电路，并根据检测出来的结果确定破坏点“V”脉冲的加入，再根据取代节选择将“B”脉冲填补进去。原理框图如下： 3
一、填空 1、单音调制时，幅度A不变，改变调制频率Ωm，在PM中，其最大相移△θm 与Ωm_______关系，其最大频偏△?m与Ωm__________；而在FM，△θm与Ωm________,△?m与Ωm_________。 1、在载波同步中，外同步法是指____________________，内同步法是指 ________________________。 2、已知一种差错控制编码的可用码组为：0000、1111。用于检错，其检错能力 为可检；用于纠正位错码；若纠一位错，可同时检查错。 3、位同步信号用于。 1．单边带信号产生的方式有和。 2．设调制信号的最高频率为f H ，则单边带信号的带宽为，双边带信号的带宽为，残留边带信号的带宽为。 3．抽样的方式有以下2种：抽样、抽样，其中没有频率失真的方式为抽样。 4．线性PCM编码的过程为，，。 5．举出1个频分复用的实例。 6．当误比特率相同时，按所需E b /n o 值对2PSK、2FSK、2ASK信号进行排序 为。 7、为了克服码间串扰，在___________之前附加一个可调的滤波器；利用____________的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。 1、某数字传输系统传送8进制信号，码元速率为3000B，则该系统的信息速 率为。 2、在数字通信中，可以通过观察眼图来定性地了解噪和对系统性 能的影响。 3、在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不 上信号的变化，形成很大失真的阶梯电压波形，这样的失真称 为。 4、为了防止二进制移相键控信号在相干解调时出现“倒π”现象，可以对 基带数字信号先进行，然后作BPSK调制。 1、通信系统的性能指标主要有和，在模拟通信系统中前者用有效传输带宽衡量，后者用接收端输出的衡量。 2、对于一个数字基带传输系统，可以用实验手段通过在示波器上观察该系统
第一章 通信系统概论 一 填空选择题 1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可 实现综合化（便于集成）等_。 2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK 系统指标具体用_传输速 率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM 系统具体指标用_ 有效传输频带 和_信噪比_衡量。 3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率 为600B ，信息速率为600b/s ；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4； 若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为 1800b/s 。 4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿ ＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。 5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。 6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。 7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D ) A.信息传输速率 B.符号传输速率 C.频带利用率 D.以上都包括 8.在码元速率相同条件下，m 进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log 2m 倍。 9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。 10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和 数字通信系统 11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者 是指消息传输的 质量问题。 12．设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互 独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。 13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、8 1各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。 14.某四元制信源，各符号对应的概率分别为21、41、81、1，则该信源符号的平均 信息量为 1.75b/符号 。当 等 概 时，平均信息量最大，其值为 2 b/符号。 15.已知某信息源的符号集由A 、B 、C 、D 四个符号构成，且每一符号独立出现 （1）若各符号出现的机率分别为8 1814121、、、，该信息源的平均信息量（熵）为 1.75b/符号。 (2)该信息源在等 概条件下,有最大平均信息量 2 b/符号 16.某信源有四个符号0、1、2、3组成，设每个符号独立出现的概率分别为21、41、81、81，则信源符号的平均信息量为 1.75b/符号。若以2000B 速率传送，则10s 的信息 量为3.5*104 b 。若误码率为10-4 ，则10s 的错码数为 2个 17.一个二进制数字信号码元时间长度为0.1μs ，在传输过程中平均2.5秒产生一个错码， 则其平均误码率近似为 D 。 A. 5×10-6 B.2×10-8 C.2×10-7 D.4×10 -8 18.已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率是( D ) A.4800bit/s B.2400bit/s C.9600bit/s D.14400bit/s 19.已知一个4进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率是( C )。 A. 4800bit/s B. 2400bit/s C. 9600bit/s D. 14400bit/s 20.衡量数字通信系统性能的主要指标是___有效性___和可靠性两项指标。 21.数字通信系统的主要性能指标是有效性和___可靠性___两个方面。 22.衡量数字通信系统性能好坏的指标是___有效性___和__可靠性____两项指标。 23. 数字通信系统的有效性指标具体包括_信息传输速率（Rb ）、符号速率（RB ）和频带利 用率(η)_三项内容。 24.衡量数字通信系统可靠性的主要指标是（ D ） A.信息传输速率 B.符号传输速率 C.频带利用率 D.误码率
】 第一章绪论 以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么 在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。 \ 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。 1-5按调制方式，通信系统分类 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类 频分复用，时分复用，码分复用。 | 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的解释他们的工作方式并举例说明 他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一个码元接一个码元地在信道上传输，其优
《数字通信原理》习题解答 第1章概述 1-1 模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 答：模拟信号的特点是幅度连续；数字信号的特点幅度离散。 1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码的作用是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。答：信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号，即完成模/数变换的任务。 信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号，即完成数/模变换的任务。 话音信号的基带传输系统模型为 1-3 数字通信的特点有哪些? 答：数字通信的特点是： （1）抗干扰性强，无噪声积累； （2）便于加密处理； （3）采用时分复用实现多路通信； （4）设备便于集成化、微型化；
（5）占用信道频带较宽。 1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累? 答：对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值)，在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号，所以说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累。 1-5 设数字信号码元时间长度为1s μ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符号速率。 答：符号速率为 Bd N 661010 11===-码元时间 信息传输速率为 s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6262=?=?== 1-6 接上例，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。 答：76105.210 221)()(-?=??==N n P e 传输总码元发生误码个数 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024，可传输s kbit /2048的比特率，试问其频带利用率为多少Hz s bit //? 答：频带利用率为 Hz s bit Hz s bit //2101024102048)//3 3 =??==（频带宽度信息传输速率η
通信原理思考题 第一章 1-3 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？ 答:数字通信即通过数字信号传输的通信。 优点:(1)抗干扰能力强,且噪声不积累;(2)传输差错可控;(3)便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储;(4)易于集成;(5)易于加密处理,保密性好。 缺点:传输带宽较大,系统设备较复杂。 1-7 按传输信号的复用方式,通信系统如何分类？ 答:频分复用、时分复用、码分复用。 1-8 单工、半双工及全双工通信方式就是按什么标准分类的？解释她们的工作方式并举例说明。 答:按消息传递的方向与时间关系来分类。 单双工:消息只能单方向传输的工作方式。例如:广播、遥控、无线寻呼。 半双工:通信双方都能收发消息,但不能同时进行收与发的工作方式。例如:对讲机、检索。 全双工:通信双方可同时进行收发消息的工作方式。例如:电话、计算机间的高速通信。1-11 衡量数字通信系统有效性与可靠性的性能指标有哪些？ 答:有效性:传输速率与频带利用率。 可靠性:差错率,包括误码率与误信率。 1-12 何谓码元速率与信息速率？她们之间的关系如何？ 答:码元速率:又称传码率,定义为单位时间内(每秒)传送码元的数目。 信息速率:又称传信率,定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数。 (b/s) 1-13 何谓误码率与误信率？她们之间的关系如何？ 答:误码率:错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例。 误信率:错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例。 N进制中,误信率比误码率更低,在二进制中,误码率与误信率在数值上相等。 第三章 3-2 随机过程的数字特征主要有哪些？分别表征随机过程的什么特性？ 答:均值(数学期望):表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。 方差:表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。 相关函数(包括自相关函数与协方差函数):表示随机过程在任一两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。 3-3 何谓严平稳？何谓广义平稳？她们之间的关系如何？ 答:严平稳:若一个随机过程的任意有限维分布函数与时间起点无关,也就就是说,对于任
数字基带信号及传输实验 1、示波器使用中，X通道（水平系统）需要调整哪些项目？Y通道（垂直系 统）需要调整哪些项目？ 答:X通道需要调整显示波形，水平刻度和位置，所用旋钮以及按键为s/div，POSITION，HORIMENU，MENO，SCALE，位于水平控制区。 Y通道需要调整显示波形，垂直刻度和位置，所用旋钮及按键为Volts/div，POSITION，CH1，CH2，MATH，REF，OFF，SCALE位于垂直控制区。 2、示波器的触发电路需要调整（或选择）哪几项内容？ 答:（1）触发模式：AUTO，NORMAL，SINGLE （2）触发源：INT，EXI，LINE 3、模拟双踪示波器的双踪显示方式Alt（交替）显示、Chop（断续）显示 有什么区别？如果要观测两路信号的相位关系，应该使用哪一种双踪显示 方式？ 答:在同时打开CH1和CH2的时候，ALT首先完成CH1的扫描，然后对CH2进行扫描，接着又扫描CH1，如此循环。这一模式适用于中速到高速信号。CHOP 是示波器前后变换着描绘信号中的一小段，适用于捕获慢速信号。观测相位关系应用CHOP。 4、示波器无源探头内部包含什么电路？一般的探头的衰减比有哪几种？ 测量频率较高的信号应该用哪一种衰减比？是什么原因？ 答：①无缘探头内部包含非常多的无源器件补偿网络（RC网络）② 探头的衰减比为1X，10X ③当测量频率较高的信号时，应用较高的衰减比 ④这是因为当信号经过探头被衰减后，示波器的带宽会比原来有所提升 5、示波器Holdoff（持闭）（触发释抑）的含义是什么？ 答：触发释抑的含义是暂时讲示波器的触发电路封闭一段时间（即释抑时间），在这段时间内，即使有满足触发条件的信号波形点，示波器也不会被触发。出发释抑主要针对大周期重复而在大周期内有很多满足触发条件的不重复的波形点而专门设置的。 6、示波器在进行大周期重复而在大周期内有很多满足触发条件的不重复 的波形点的信号测试时，要使信号波形稳定一般需要调整什么参数？ 答：一般调整触发器极性，触发电平或者稳定度电位器。 7、示波器的使用有哪些注意事项？
《通信原理》 第一章绪论 1.1什么是通信？通信系统是如何分类的？ 1.2模拟信号和数字信号的区别是什么？ 1.3何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？ 1.4请画出数字通信系统的基本原理方框图，并说明各个环节的作 用？ 1.5对于二进制信息源，在等概发送时，每一符号所包含的信息量是 否等于其平均信息量？ 1.6衡量数字通信系统的主要性能指标是什么？ 1.7设英文字母中A，B，C，D出现的概率各为0.001，0.023，0.003， 0.115，试分别求出它们的信息量。 1.8已知某四进制信源{0，1，2，3}，当每个符号独立出现时，对应 的概率为P 0，P 1 ，P 2 ，P 3 ，且P +P 1 +P 2 +P 3 =1。 （1）试计算该信源的平均信息量。 （2）指出每个符号的概率为多少时，平均信息量最大，其值为多少？ 1.9已知二进制信号的传输速率为4800bit/s，若码元速率不变，试问 变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少？ 1.10在强干扰环境下，某电台在5min内共接收到正确信息量为 355Mbit，假定系统信息速率为1200kbit/s。 （1）试问系统误码率P b 是多少？
（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，P 值是否改 b 变？为什么？ （3）若假定数字信号为四进制信号，系统码元传输速率为 是多少/ 1200kBaud，则P b 1.11设一信息源的输出为由256个不同符号组成，其中32个出现的 概率为1/64，其余224个出现的概率为1/448。信息源每秒发出2400个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源发送信息的平均速率及最大可能的信息速率。 1.12二进制数字信号一以速率200bit/s传输，对此通信系统连续进行 2h的误码测试，结果发现15bit差错。问该系统的误码率为多少？ 如果要求误码率在1*107-以下，原则上应采取一些什么措施？ 第二章随机信号分析 2.1 判断一个随机过程是广义平稳的条件？ 2.2 平稳随机过程的自相关函数具有什么特点？ 2.3 窄带高斯噪声的三种表示方式是什么？ 2.4 窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么？ 2.5 高斯过程通过线性系统时，输出过程的一维概率密度函数如何？ 输出过程和输入过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系？ 2.6 设变量ε的分布为正态分布，E（ε）=2，D（ε）=1，求ε〈2的