1.某调制信道的模型为如图3-42所示的二端口网络。试求该网络的传输特性，并分析信号通过该信道后产生哪些类型的失真。 R 输入 C 输出 图3-42 解：图3-42所示网络的传输函数为 )()(111)(w j e w H j w R C j w C R j w C 1 w H ?-=+=+= 故幅频特性为：2)(11 )(wRC w H += 相频特性为：)arctan( )(wRC w -=? 群时延为：2) (1)()(wRC RC dw w d w +==?τ 所以该网络产生幅频失真和相频失真 2.某发射机发射功率为10W ，载波频率为900MHz ，发射天线增益3=G T ，接受天线增益=R G ，试求在自由空间中，距离发射机10km 处的路径损耗及接收机的接收功率。 解：f d fs L lg 20lg 204.32++= f=111.525dB 2)4(d G G P P R T T R πλ==W 1068 1054.5)10 90010336001041(1023-?≈???????π 3.假设某随参信道有两条路径，路径时差为ms 1=π，试求该信道在哪些频率上传输损耗最大?哪些频率范围传输信号最有利？ 解：当Hz k f 3 10)2/1(?+=时传输信号损耗最大，
当Hz k f 310?=时传输信号最有利。 4.设某随参信道的最大多径时延差为2us ，为避免发生频率选择性衰落，试估算在该信道上传输的数字信号的码元脉冲宽度。 解：s T T m s μ)10~6()5~3(== 5.已知有线电话信道带宽为3.4kHz ： （1）若信道的输出信噪比30dB ，求该信道的最大信息传输速率。 (2 ）若要在该信道中传输33.6kbit/s 的数据，试求接受端要求的最小信噪比为多少。 解：（1）最大信息传输速率为：s kbit R b /9.33≈ （2）最小信噪比为:dB N S B C 74.298.94212≈≈-= 6.已知每张静止图片含有5108.7?个像素，每个像素具有16个灰度电平，且所有这些灰度电平等概率出现。若要求每秒钟传输24幅静止图片，试计算所要求的信号最小带宽（设信道输出信噪比为30dB 。 解：由)1(log 2N S B C + =得： MHz C B N S 513.7) 31(log log 108.724log 21625)1(2≈???==+ 7.已知某信道无差错传输的最大信息速率为s bit R /max ，信道的带宽为Hz R B 2/max =,设信道中噪声为高斯白噪声，其功率谱密度为Hz W n /2/0，试求此时系统中信号的平均功率。 解：W R n S max 023=
第一章绪论 1 通信系统的基本模型页2图1.2-1 2 模拟通信系统的基本模型页3图1.2-2 数字通信系统的基本模型页3图1.2-3 3 数字通信和模拟通信相比的优缺点页4 4 信息量的定义页4 式1.3-1 5 信息熵的定义页5 式1.3-2 6 有效性：是指要求系统高效率的传输信息，即在给定的信道内“多”“快”的传送信息 可靠性：是指要求系统可靠的传输信息，即在给定信道内接受到的信息要“准”“好” 7 模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带宽表示；可靠性用整个通信系统的输 出信噪比来衡量 数字通信系统的的有效性指标用传输速率表示；可靠性用差错率来衡量 传输速率有两种：码元传输速率和信息传输速率，二者的含义及相应的关系式1.4-1,1.4-2 差错率有两种：误码率和误信率，二者的含义及公式1.4-3,1.4-4
第二章信道 2.1 信道的定义及分类 1 调制信道和编码信道的划分页9图2.1-1 调制信道：从调制器的输出端到解调器的输入端 编码信道：从编码器的输出端到译码器的输入端 2.3 恒参信道 1 恒参信道的特性与时间无关，是一个非时变线性网络，该网络的传输特性可用幅度-频率及相位-频率特性来表示。 2 幅度-频率特性的定义及式2.3-1 3 相位-频率特性的定义及式2.3-2，2.3-3 及图2.3-2 2.4 变参信道 多径传播及多径效应的定义页12 2.5 随机过程的基本概念 1 一维分布函数，概率密度，及n维的分布函数和概率密度的定义，式2.5-1到2.5-4 2 随机过程的数字特征：数学期望，方差，协方差，自相关函数的定义式2.5-5到2.5-8 3 平稳随机过程的定义式2.5-9 4 广义平稳随机过程的定义（数学期望及方差与时间无关，自相关函数仅与时间差有关） 页16 5 平稳随机过程的遍历性（各态历经性）：“时间平均代替统计平均”式2.5-10到2.5-12 6 随机过程通过线性系统：图2.5-2 式2.5-13 到2.5-16 维纳-辛钦定理 7 平稳随机过程通过乘法器：图2.5-3 式2.5-17 到2.5-22 2.6 信道的加性噪声 1 干扰：周期性的、规律的有害信号 噪声：其他的有害信号 2 乘性噪声，加性噪声 3 加性噪声的来源：人为噪声（可消除），自然噪声（难消除），内部噪声（热噪声和散弹噪声） 3 白噪声：定义，式2.6-3 2.6-4，图2.6-1 4 窄带高斯噪声： w，当高斯白噪声通过窄带网络时，其输出噪声只能窄带网络的带宽W远小于中心频率0 集中在中心频率附近的带宽内，这种噪声称之为窄带高斯噪声。功率谱及波形见20页图2.6-2 窄带噪声的形式：式2.6-5到式2.6-12 2.7 信道容量 1. 信道容量公式（香农公式）式 2.7-1及所得到的4个结论
第六章 角度调制系统 6-1设角度调制信号()()0cos 200cos m S t A t t ωω=+ ①若()S t 为FM 波，且4F K =，试求调制信号()f t ； ②若()S t 为PM 波，且4P K =，试求调制信号()f t ； ③ 试求最大频偏max |FM ω?及最大相位移max ()|PM t ?。 解：①FM 已调信号瞬时相位为0()200cos m t t t θωω=+，对其取导数得到瞬时角频率为 00() ()(200)sin ()m m F d t t t K f t dt θωωωωω= =+-=+ 因此调制信号为 ()50sin m m f t t ωω=- ② PM 已调信号瞬时相位为 00()200cos ()m P t t t t K f t θωωω=+=+ 因此调制信号为 ()50cos m f t t ω= ③ 由FM 信号瞬时频率0()(200)sin m m t t ωωωω=+-，可得最大频偏为 m FM ωω200|max =? 由PM 信号瞬时相位t t m ω?cos 200)(=，可得最大相偏为 200|)(max =PM t ? 6-2用频率为10kHz ，振幅为1V 的正弦基带信号，对频率为100MHz 的载波进行频率调制，若已调信号的最大频偏为1MHz ，试确定此调频信号的近似带宽。如果基带信号的振幅加倍，此时调频信号的带宽为多少？若基带信号的频率加倍，调频信号的带宽又为多少？ 解：①由题目可知6 110f Hz ?=? ，4110m f Hz =? 。根据卡森带宽公式可以得到调频信 号的带宽近似为 Hz f f B m FM 61002.2)(2?=+?≈ ② 以单音调制为例：m F A K =?ω。当A m 加倍时，ω?加倍，故此时调频信号最大频偏 为Hz f 6 102'?=? 其带宽近似为
第一章 1.通信的目的是传输消息中所包含的息。消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。.信号是消息的传输载体。 2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．， 3.通信系统有不同的分类方法。按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。 4.数字通信已成为当前通信技术的主流。 5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。缺点是占用带宽大，同步要求高。 6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。 7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。 8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。 9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信源的熵有最大值。 10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。 11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。 12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。 13.码元速率在数值上小于等于信息速率。码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。 第二章 14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。 15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。 16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。 17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 18.周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数表示，级数的各项构成信号的离散频谱，其单位是V。 19.能量信号的波形可以用傅里叶变换表示，波形变换得出的函数是信号的频谱密度，其单位是V/Hz 。 20.只要引入冲激函数，我们同样可以对于一个功率信号求出其频谱密度。 21.能量谱密度是能量信号的能量在频域中的分布，其单位是J/Hz。功率谱密度则是功率信号的功率在频域中的分布，其单位是W／Hz。 22.周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组成的，这些谱线就是信号在各次谐波上的功率分量|Cn|2，称为功率谱，其单位为w。但若用δ函数表示此谱线。则它可以写成功率谱密度|C（f）|2δ（f-nf0）的形式。 23.确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相天函数。 24.自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。 25.能量信号的自相关函数R(O)等于信号的能量；而功率信号的自相关函数R(O)等于信
一．填空 1．对DSB —SC 信号，当采用插入导频法进行载波同步时，插入的条件是（ ）。 2．残留边带滤波器的传输特性H （w ）应该是（ ）。 3．AM 系统在（ ）情况下会出现门限效应。 4．什么是门限效应？AM 信号瞎用包络检波法为什么会产生门限效应？ 5．在残留边带调制系统中，为了不失真地恢复信号，其传输函数H （w ）应满足（ ）。 6．在解调过程中，（ ）的解调方式会产生门限效应，产生门限效应的原因是（ ）。 7．当调频指数满足（ ）时称为窄带调频。 8．相干解调器由（ ）和（ ）组成，信号与噪声可以分开处理，故没有门限效应。 9．门限效应是由包络检波器的（ ）作用所引起的。 10．什么是频分复用？ 填空答案： 1．载频处、正交插入 2．在载频两边具有互补对称特性 3．在包络检波时且小信噪比时 4小信噪比时，解调输出信号无法与噪声分开，有用信号“淹没”在噪声中，这时候输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化。这种现象称为门限效应。 5．H ()()c c H H ωωωωωω++-=≤常数， 6．非相干解调 非线性应用 7．1f m << 8．相乘器 低通滤波器 9．非线性解调 10．利用调制技术将各路信息信号调制到不同载频上，使各路信号的频谱搬移到各自的子通道内，合成后送入信道传输。在接收端，采用一系列不同中心频率的带通滤波器分离出各路已调信号，解调后恢复各路相应的基带信号。 1.常见的幅度调制方式：（调幅
第一章： 信息量、平均信息速率、码元速率、信息速率 第二章： 习题 设随机过程X (t )可以表示成： 式中，θ是一个离散随机变量，它具有如下概率分布：P (θ=0)=，P (θ=π/2)= 试求E [X (t )]和X R (0,1)。 解：E [X (t )]=P (θ=0)2cos(2)t π+P (θ= π/2)2cos(2)=cos(2)sin 22t t t π πππ+- 习题 设一个随机过程X (t )可以表示成： 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。 习题 试求X (t )=A cos t ω的自相关函数，并根据其自相关函数求出其功率。 解：R (t ，t+τ)=E [X (t )X (t+τ)] =[]cos *cos()E A t A t ωωτ+ 功率P =R(0)=22 A 习题 已知噪声()t n 的自相关函数()ττk -e 2k R n =，k 为常数。 (1)试求其功率谱密度函数()f P n 和功率P ；(2)画出()τn R 和()f P n 的曲线。 解：(1)222 ()()2(2)k j j n n k k P f R e d e e d k f τωτωττττπ-+∞ -+∞ --∞-∞===+?? (2)()n R τ和()f P n 的曲线如图2-2所示。 图2 0、双边功率谱密度为 02的高斯白噪声时，试求 (1) 输出噪声的自相关函数。(2)
解：(1)LC 低通滤波器的系统函数为 H(f)=222 122 1422j fC f LC j fL j fC ππππ=-+ 输出过程的功率谱密度为20021()()()21i n P P H LC ωωωω==- 对功率谱密度做傅立叶反变换，可得自相关函数为00()exp()4Cn C R L L ττ= - (2) 输出亦是高斯过程，因此 第三章： 习题 设一个载波的表达式为()5cos1000c t t π=，基带调制信号的表达式为：m(t)=1+cos200t π。试求出振幅调制时已调信号的频谱，并画出此频谱图。 解： ()()()()()t t t c t m t s ππ1000cos 5200cos 1+== 由傅里叶变换得 已调信号的频谱如图3-1所示。 习题 2 kHZ 解=5kHZ 已调信号带宽为 2()2(52)14 kHZ m B f f =?+=+= 习题设角度调制信号的表达式为63()10cos(2*1010cos 2*10)s t t t ππ=+。试求： （1）已调信号的最大频移；（2）已调信号的最大相移；（3）已调信号的带宽。 解：（1）该角波的瞬时角频率为 故最大频偏 200010*10 kHZ 2f ππ ?==
通信原理复习资料 第一章 绪论 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点： （1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控 （3）便于处理、变换、存储 （4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点： （1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类 （1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （4）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （5）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （6）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 ★★5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔）， 是“速度”问题； 模拟通信系统模型 信息源 信源编码 信道译码 信道编码信 道数字调制 加密 数字解调解密 信源译码 受信者 噪声源 数字通信系统模型
可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 （1）模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端解调器输出信噪比来度量。 （2）数字通信系统： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ）； 信息传输速率R b ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒。 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息。 7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信 ★8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b 的信息量；一个M 进制码元含有log 2M 比特的信息量。 9、信息源的熵，即每个符号的平均信息量：)x (p log )x (p I i 2n 1 i i ∑=- = 结论：等概率发送时，信息源的熵有最大值。 第二章 信道与噪声 一 确知信号与随机过程 1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。 2、确知信号的类型 （1）按照周期性区分：周期信号和非周期信号 （2）按照能量区分：能量信号和功率信号： 特点：能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于￥ 3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。 ★ 5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R （0）等于信号的能量；功率信号的自相关函数R （0）等于信号的平均功率。 6、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。 ★7、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。 ★8、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。 9、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。 ★★10、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带高斯噪声的包络为莱斯分布；当大信噪比时，趋近于正态分布；小信噪比时近似为瑞利分布。 11、窄带随机过程：若随机过程x (t )的谱密度集中在中心频率f c 附近相对窄的频带范围Df 内，即满足Df << f c 的条件，且 f c 远离零频率，则称该x (t )为窄带随机过程。 ★★12、宽平稳随机过程的定义：P ？？. ★★13、各态历经性定义及应用：P ？？ 宽平稳与各态历经性的关系。 二、信道分类： （1）无线信道 － 电磁波（含光波）
通信原理思考题复习 消息和信息有什么区别信息和信号有什么区别 答：消息是信息的形式，信息是消息中包含的有效内容，信号是信息的载体。 什么是模拟信号，什么是数字信号答：取值连续的信号是模拟信号，取值离散的信号是数字信号。 数字通信有何优点答：质量好，便于差错控制和保密编码，便于存储和处理，易集成，信道利用率高信噪比高。 信息量的定义是什么信息量的单位是什么答：设消息x的概率为P(x),其信息量I(x)=-logap(x),.当a=2时，信息量单位为比特（bit)，当a=e时。信息量单位为奈特（nat)，当a=10时，信息量单位为哈特莱。 按照占用频带区分，信号可以分为哪几种答：基带信号和带通信号。 信源编码的目的是什么信道编码的目的是什么 答：信源编码的目的是提高信号表示的有效性。信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。 何谓调制调制的目的是什么 答：对信号进行调整就是调节。调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。 数字通信系统有哪些性能指标答：主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。 信道有哪些传输特性答：噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。 无线信道和有线信道的种类各有哪些答：无线信道的种类是按电磁波的频率划分的，主要分为无线电波，微波和光波。有线信道主要有三类，即明线，对称电缆和同轴电缆，还有传输光信号的光纤。 信道模型有哪几种答：调制信道模型和编码信道模型。 什么是调制信道什么是编码信道答：将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。 何谓多径效应答：信号经过多条路径到达接收端，而且每条路径的时延和衰减不尽相同，造成接收端的信号幅度和随机变化，这一现象称为多径效应。 电磁波有哪几种传播方式答：电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。 适合在光纤中传播的光波波长有哪几个答：目前应用最广泛的两个光波波长是和。 什么快衰落什么是慢衰落答：由多径效应引起的衰落称为快衰落，由单一路径上季节、昼夜、气候等变化引起的衰落称为慢衰落。 信道中的噪声有哪几种答：按照来源分类，信道中的噪声可分为人为噪声和自然噪声两大类。按照性质分类，信道中的噪声可分为脉冲噪声、窄带噪声和起伏噪声三类。 热噪声是如何产生的答：热噪声是由电阻性元器件中自由电子的布朗运动产生的。 第二章信号 何为确知信号何为随机信号答：确知信号：取值在任何时间都是确知和可预知的信号。随机信号：取值不确定， 且不能事先确切预知的信号。 试分别说明能量信号和功率信号的特性。答：能量信号：能量等于一个有限正值，平均功率为0. 功率信号：平均功率等于一个有限正值，能量为无穷大。 频谱密度S(f)和频谱C(jnwo)的量纲分别是什么答：伏∕赫（V/HZ）；伏（V） 随机变量的数字特征主要有哪几个答：数学期望，方差，矩 正态分布公式中的常数α和δ有何意义 何为平稳随机过程广义的平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别答：若一个随机过程X（t)的统计特性与时间起点无关，则该过程为平稳过程。广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，只与t1和t2的间隔有关。 何为窄带平稳随机过程答：频带宽度远小于中心频率的随机过程。 何谓白噪声其频谱和自相关函数有何特点答：白噪声是指具有均匀功率谱密度Pn(f)的噪声.功率谱密度的逆傅里叶变换就是自相关函数。 什么是高斯噪声高斯噪声是否都是白噪声 信号无失真的传输条件是什么答：要求线性系统传输函数的振幅特性与频率无关，是一条水平直线；其相位特性是一条通过原点的直线。 第三章模拟调制系统 调制的目的是什么答：一是通过调制可以把基带信号的频谱搬移到载波频率附近；二是通过调制可以提高信号通过信
【 例3 一1 】某通信系统发送部分框图如图3 一9 ( a )所示，其中载频 3c ω>>Ω,()1m t 和()2m t 是要传送的两个基带调制信号，它们的频谱如图3 一9 ( b )所示。 ( 1 )写出合成信号m ( t )的频谱表达式，并画出其频谱图。 ( 2 )写出已调波s( t )的频域表达式，并画出其频谱图。 ( 3 )画出从s( t )得到()1m t 和()2m t 的解调框图。 解：( 1 )由图3 一9 ( a )知：()()()12cos2m t m t m t t =+Ω 其对应的频谱表达式为()()()()1221 222M M M M ω=ω+ω+Ω+ω-Ω???? 频谱图如图3-10（a ）所示。 ( 2 )由图3 一9 ( a )知 ()()()()()()()()()1212122cos cos 2cos cos cos 2cos 11 cos cos(2)cos(2)22 c c c c c c c s t m t t m t m t t t m t t m t t t m t t m t t m t t =ω=+Ωω????=ω+Ωω=ω+ω+Ω+ω-Ω s( t )频谱表达式为 ()()()()()()()1122221 21 22224c c c c c c S M M M M M M ω= ω+ω+ω-ω??? ?+ω+ω+Ω+ω-ω-Ω+ω+ω-Ω+ω-ω+Ω??? ? 其频谱图如图3-10 ( b )所示。
( 3 )解调框图如图3-11 所示。 【例3 一2 】图3 一12 是对DSB 信号进行相干解调的框图。图中n ( t )是均值为O 、双边功率谱密度为n 0／2 的加性高斯白噪声，本地恢复的载波和发送载波有固定的相位差 。求该系统的输出信噪比。 S 解：( 1 )求输出信号的功率 经乘法器输出的信号分量为
第五章 数字信号的基带传输 补充题；已知信息代码为110010110，试画出单极性不归零码、双极性不归零码、单 极性归零码、差分码、双相码、CMI 码和密勒码。
5-1 已知信息代码为11000011000011，试画出其相应的差分码(参考码元为高电平)，AMI 码和HDB3码。 解: 5-2 已知二元信息代码为0110100001001100001分别画出AMI 码和HDB3码。
5-3 设随机二进制数字序列的“0”和“1”分别由g(t)和-g(t)组成，它们出现的概率分别为P 与1-P ，且码元速率为f S =S T 1。 (1)求其功率谱密度及功率； (2)若g(t)的波形如题5-3图(a)所示,问该序列是否存在离散分量f S ? (3)若g(t)改为题5-3图(b)所示的波形,问该序列是否存在离散分量f S ? 题5-3图 解； （1）∵“0”和“1”分别由g （t ）和-g （t ）组成 而其对应的频谱分别为G （f ）和-G （f ）故其双边功率谱为 其功率为 （2）因为矩形脉冲的频谱为 ∵τ=T S 故ωT s /2=K π时为零点 即f=Kf s 时均为零点，故该序列不存在离散分量fs 。 （3）∵τ=T S /2 故 ωTs/4=K π时为零点 即f=2Kfs 时为零点，而fS 的奇数倍时存在离散分量Fs 。 5-4 设基带传输总特性H(ω)分别如题5-4所示，若要求以2/T S 波特的速率进行 数据传输,试检验各种H(ω)是否满足消除抽样点上码间串扰的条件? (a) (b) (a) (d) ) ()()12()()1(4) ()()1()()()()1()(22 222212 2 21s m s s s n s s s S S D mf f mf G p f f G p p f mf f mf G p mf pG f f G f G p p f f S -?-+-=--++--=∑ ∑ ∞ -∞ =∞ -∞ =δδ? ∑ ∞∞-∞-∞ =-+-=m s s s mf G p f df f G p p f p 22 22) ()12()()1(42/)2/sin()(ωτωττ ωA G =
随机过程分析 摘要随着科学的发展，数学在我们日常的通信体系中有着越来越重的地位，因为在科学研究中，只有借助于数学才能精确地描述一个现象的不同量之间的关系,从最简单的加减乘除，到复杂的建模思想等等。其中，随机过程作为数学的一个重要分支，更是在整个通信过程中发挥着不可小觑的作用。如何全面的对随机信号进行系统和理论的分析是现在通信的关键，也是今后通信业能否取得巨大进步的关键。 关键字通信系统随机过程噪声 通信中很多需要进行分析的信号都是随机信号。随机变量、随机过程是随机分析的两个基本概念。实际上很多通信中需要处理或者需要分析的信号都可以看成是一个随机变量，利用在系统中每次需要传送的信源数据流，就可以看成是一个随机变量。例如，在一定时间内电话交换台收到的呼叫次数是一个随机变量。也就是说把随某个参量而变化的随机变量统称为随机函数；把以时间t为参变量的随机函数称为随机过程。随机过程包括随机信号和随进噪声。如果信号的某个或某几个参数不能预知或不能完全预知，这种信号就称为随机信号；在通信系统中不能预测的噪声就称为随机噪声。下面对随机过程进行分析。 一、随机过程的统计特性 1、数学期望:表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心， 即均值
?∞ ∞-==11);()]([)(dx t x xp t X E t a 2、方差:表示随机过程在时刻t 对于均值a(t)的偏离程度。 即均方值与均值平方之差。 {}?∞ ∞ --=-=-==112222);()]([)]()([))](()([)]([)(dx t x p t a x t a t X E t X E t X E t X D t δ 3、自协方差函数和相关函数: 衡量随机过程任意两个时刻上获得的随机变量的统计相关特性时，常用协方差函数和相关函数来表示。 （1）自协方差函数定义 {} )]()()][()([);(221121t a t X t a t X E t t C x --=??∞∞-∞ ∞---=2121212211),;,()]()][([dx dx t t x x p t a x t a x 式中t1与t2是任意的两个时刻；a (t1)与a(t2)为在t1及t2得到的数学期望； 用途：用协方差来判断同一随机过程的两个变量是否相关。 （2）自相关函数 ??∞∞-∞ ∞-==2121212212121),;,()]()([),(dx dx t t x x p x x t X t X E t t R X 用途：a 用来判断广义平稳； b 用来求解随机过程的功率谱密度及平均功率。 二、平稳随机过程 1、定义（广义与狭义）： 则称X(t)是平稳随机过程。该平稳称为严格平稳，狭义平稳或严平稳。
百度文库 - 让每个人平等地提升自我 1 通信原理思考题复习 消息和信息有什么区别？信息和信号有什么区别？ 答：消息是信息的形式，信息是消息中包含的有效内容，信号是信息的载体。 什么是模拟信号，什么是数字信号？ 答：取值连续的信号是模拟信号，取值离散的信号是数字信号。 数字通信有何优点？ 答：质量好，便于差错控制和保密编码，便于存储和处理，易集成，信道利用率高信噪比高。 信息量的定义是什么？信息量的单位是什么？ 答：设消息x 的概率为P(x),其信息量I(x)=-logap(x),.当a=2时，信息量单位为比特（bit)，当a=e 时。信息量单位为奈特（nat)，当a=10时，信息量单位为哈特莱。 按照占用频带区分，信号可以分为哪几种? 答：基带信号和带通信号。 信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？ 答：信源编码的目的是提高信号表示的有效性。信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。 何谓调制？调制的目的是什么？ 答：对信号进行调整就是调节。调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。 数字通信系统有哪些性能指标？ 答：主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。 信道有哪些传输特性？ 答：噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。 无线信道和有线信道的种类各有哪些？ 答：无线信道的种类是按电磁波的频率划分的，主要分为无线电波，微波和光波。有线信道主要有三类，即明线，对称电缆和同轴电缆，还有传输光信号的光纤。 信道模型有哪几种？ 答：调制信道模型和编码信道模型。 什么是调制信道？什么是编码信道？ 答：将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。 何谓多径效应？ 答：信号经过多条路径到达接收端，而且每条路径的时延和衰减不尽相同，造成接收端的信号幅度和随机变化，这一现象称为多径效应。 电磁波有哪几种传播方式？ 答：电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。 适合在光纤中传播的光波波长有哪几个？ 答：目前应用最广泛的两个光波波长是和。 什么快衰落？什么是慢衰落？ 答：由多径效应引起的衰落称为快衰落，由单一路径上季节、昼夜、气候等变化引起的衰 落称为慢衰落。 信道中的噪声有哪几种？ 答：按照来源分类，信道中的噪声可分为人为噪声和自然噪声两大类。按照性质分类，信道中的噪声可分为脉冲噪声、窄带噪声和起伏噪声三类。 热噪声是如何产生的？ 答：热噪声是由电阻性元器件中自由电子的布朗运动产生的。 第二章 信号 何为确知信号？何为随机信号？ 答：确知信号：取值在任何时间都是确知和可预知的信号。 随机信号：取值不确定， 且不能事先确切预知的信号。 试分别说明能量信号和功率信号的特性。 答：能量信号：能量等于一个有限正值，平均功率为0. 功率信号：平均功率等于一个有限正值，能量为无穷大。 频谱密度S(f)和频谱C(jnwo)的量纲分别是什么？ 答：伏∕赫（V/HZ ）； 伏（V ） 随机变量的数字特征主要有哪几个？ 答：数学期望，方差，矩 正态分布公式中的常数α和δ有何意义 何为平稳随机过程？广义的平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别？ 答：若一个随机过程X （t)的统计特性与时间起点无关，则该过程为平稳过程。广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，只与t1和t2的间隔有关。 何为窄带平稳随机过程？ 答：频带宽度远小于中心频率的随机过程。 何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？ 答：白噪声是指具有均匀功率谱密度Pn(f)的噪声.功率谱密度的逆傅里叶变换就是自相关函数。 什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？ 信号无失真的传输条件是什么？ 答：要求线性系统传输函数的振幅特性与频率无关，是一条水平直线；其相位特性是一 条通过原点的直线。 第三章 模拟调制系统 调制的目的是什么？ 答：一是通过调制可以把基带信号的频谱搬移到载波频率附近；二是通过调制可以提高信号通过
通信原理试卷(A ) 02.12.22 一 填空题：（每个空0.5分，共15分） 1. 基带传输系统的总误码率依赖于信号峰值 和噪声均方根值 之比。 2. 调制信道对信号的干扰分为乘性干扰 和加性干扰 两种。 3. 若线形系统的输入过程()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是高斯 型的。 4. 通断键控信号（OOK ）的基本的解调方法有非相干解调（包络检波法） 及相干解调（同步检测法） 。 5. 随参信道的传输媒质的三个特点分别为对信号的耗衰随时间而变 、 传输的时延随时间而变、多径 传播 。 6. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为恒参信道 和随参信道 两大类。 7. 包络检波法的系统误码率取决于系统输入信噪比 和归一化门限值 。 8. 起伏噪声又可分为 热噪声、散弹噪声 及宇宙噪声 。 9. 数字基带信号()t S 的功率谱密度()ωS P 可能包括两部分即连续谱 和离散谱 。 10. 二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为 模拟幅度调制法和键控法 。 11. 模拟信号是利用 抽样、量化 和编码 来实现其数字传输的。 12. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 A/D 、数字传输系统和D/A 。 13. 设一分组码（110110）；则它的码长是 6 ，码重是 4 ，该分组码与另一分组码（100011）的码距是 3 。 二 判断题：（正确划“√”，错误划“ ×”；每题0.5分，共5分） 1. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。（ ×） 2. 一般说来，通过键控法得到二进制移频建控信号（2FSK ）的相位（n ?、n θ）与序列n 无关。（√ ） 3. 任何一个采用线性调制的频带传输系统，总可以由一个等效的基带传输系统所替代。（ √） 4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。（ ×） 5. 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。（√ ） 6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道， B 与N S 可以互换。（× ） 7. 恒参信道对信号传输的影响是变化极其缓慢的，因此，可以认为它等效于一个时变的线性网络。（× ） 8. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若增加信道带宽B ，则信道容量C 无限制地增加。（× ） 9. 小信噪比时，调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度将随传输带宽的增加而增加。（ ×） 10. 一种编码的检错和纠错能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。（ √） 三 选择题：（每题1分，共10分） a) 一个随机过程是平稳随机过程的充分必要条件是 B 。 （A ） 随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数与时间间隔无关； （B ） 随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数仅与时间间隔有关； （C ） 随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔无关； （D ） 随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔有关； b) 下列属于线性调制的是 C 。 （A ） 相移键控； （B ）频移键控； （C ）振幅键控； （D ）角度调制。 c) 采用同步解调残留边带信号时，只要残留边带滤波器的截止特性在载频处具有 C 特性，就能够准确地 恢复所需的基带信号。 （A ）互补 （B ）对称 （C ）互补对称 （D ）没有特殊要求
第四章习题 习题4.1 试证明式()()∑∞ -∞ =Ω-=?n nf f T f s 1δ。 证明：因为周期性单位冲激脉冲信号()()T s n t t nT δδ∞ =-∞ = -∑，周期为s T ，其傅里叶 变换 ()2() n s n F t n ωπδω∞ Ω=-∞ ?=-∑ 而 2 2 1 1()s s s T jn t n T s S F t dt T T ωδ--= = ? 所以 2()()s n s n T π ωδωω∞ Ω=-∞ ?= -∑ 即 1 ()() s n s f n f T δ ω∞ Ω=-∞ ?= -∑ 习题4.2 若语音信号的带宽在300～400Hz 之间，试按照奈奎斯特准则计算理论上信号不失真的最小抽样频率。 解：由题意，H f =3400Hz ,L f =300Hz ,故语音信号的带宽为 B =3400-300=3100Hz H f =3400Hz =13100?+3 31?3100=kB nB + 即n =1,k =3。 根据带通信号的抽样定理，理论上信号不失真的最小抽样频率为 s f =)1(2n k B +=2?3100?（1+331 ）=6800Hz 习题4.3 若信号()sin(314)314s t t t =。试问： （1） 最小抽样频率为多少才能保证其无失真地恢复？ （2） 在用最小抽样频率对其抽样时，为保存3min 的抽样，需要保 存多少个抽样值？ 解：()sin(314)s t t t =，其对应的傅里叶变换为 ()S ω=???≤其他 ,0314 ,314ωπ 信号()s t 和对应的频谱()S ω如图4-1所示。所以Hz 5023142H H ===ππωf 根据低通信号的抽样定理，最小频率为Hz 1005022H s =?==f f ，即每秒采100个抽样点，所以3min 共有：100?3?60=18000个抽样值。
现代通信原理教学要求 第一章绪论 1．通信、通信系统的定义； 通信：从一地向另一地传递消息（信息或消息的传输和交换）； 通信系统：实现消息传递所需的一切技术设备和信道的总和称为通信系统。 2．通信系统的一般模型及各框图作用； 信息源：消息的发源地，把各种消息转换成原始电信号（称为消息信号或基带信号）。 发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。 信道：传输信号的物理媒质。 噪声源：不是人为加入的设备，而是信道中的噪声以及通信系统其它各处噪声的集中表示。 接收设备：功能是放大和反变换（如滤波、译码、解调等），其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复原始电信号。 受信者（信宿）：传送消息的目的地。（将原始电信号还原成相应的消息）。 3．基带信号、频带信号、模拟信号、数字信号的含义； 基带信号：信息源把各种消息转换成原始电信号的信号。 频带信号（带通信号）：（经过调制以后的信号称为已调信号，特点：携带信息，适合在信道中传输）信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频。 模拟信号（连续信号）：凡信号参量的取值连续（不可数，无穷多），称为模拟信号。 数字信号（离散信号）：凡信号参量只可能取有限个值，称为数字信号。 4．数字通信系统模型及各框图作用；数字通信的主要特点； 信源编码与译码：信源编码的作用是提高信息传输的有效性，完成模/数（A/D）转换；信源译码是信源编码的逆过程。
信道编码与译码：数字信号在信道传输时会因为各种原因产生差错，为了减少差错则在信息码中按照一定的规则加入监督码，组成抗干扰编码，接收端译码器则按照一定规则解码，发现错误或纠正错误，从而提高心态的抗干扰能力（提高可靠性）。 数字调制与解调：数字调制就是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频带信号。数字解调就是采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。 同步：同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。（载波同步、位同步、群同步和网同步）。 数字通信的主要特点：（1）抗干扰能力强而且噪声不累加；（2）差错可控；（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网； （4）易于集成化，从而使通信设备微型化；（5）易于加密处理，且保密强度高。缺点：占用带宽大，需要同步。 5．通信系统分类（按传输媒质、信号复用方式）； 按传输媒质分类：有线通信系统（用导线作为传输媒质完成通信：架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等。）和无线通信系统（依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目的：短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。） 按信号复用方式分类：传输多路信号有三种复用方式，频分复用（用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围）、时分复用（用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间）、码分复用（用正交的脉冲序列分别携带不同信号）。 6．信息量的含义；自信息量、平均信息量（熵）、一条消息的信息量计算； 信息量的含义：对消息中不确定的度量（可能性越小，信息量越大）。 自信息量： a=2时： 算术平均信息量：I/符号数 平均信息量（熵）： 每个符号等概率出现时，熵最大： 7．通信系统的两个主要性能指标；码元传输速率、信息传输速率、频带利用率定义、误码率、误信率的计算； 模拟通信系统：有效性：有效传输频带来度量；可靠性：接收端最终输出信噪比来度量。 数字通信系统：有效性：传输速率来衡量；可靠性：差错率来衡量。 码元传输速率R Bd：简称传码率，又称符号速率等。