思考题
1-1 什么是通信？常见的通信方式有哪些？
1-2 通信系统是如何分类的？
1-3 何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？
1-4 试画出模拟通信系统的模型，并简要说明各部分的作用。
1-5 试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信具体用什么来表述？
1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?
习题
1-1 设英文字母E出现的概率=0.105，X出现的概率为＝0.002，试求E和X的信息量各为多少？
1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设一数字传输系统传送二进制信号，码元速率RB2=2400B，试求该系统的信息速率Rb2=？若该系统改为传送16进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少？
1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号，信息速率为3600b/s，试问码元速率应为多少？
1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s，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（码元速率不变）？
1-6 已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在l小时共收到1296个错误码元，试求系统的误码率=？
1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s，接收端在0.5小时共收到216个错误码元，试计算该系统=？ l-8 在强干扰环境下，某电台在5分钟共接收到正确信息量为355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s。
（l）试问系统误信率=？
（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变？为什么？（3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝？
习题答案
第一章习题答案
1-1 解：
1-2 解：
1-3 解：
. .. . 1-4 解：
1-5 解：
1-6 解：
1-7 解：
1-8 解：
思考题
2-1 什么是狭义信道？什么是广义信道？（答案）
2-2 在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？
2-3 试画出调制信道模型和二进制无记忆编码信道模型。
2-4 信道无失真传输的条件是什么？
2-5 恒参信道的主要特性有哪些？对所传信号有何影响？如何改善？
2-6 随参信道的主要特性有哪些？对所传信号有何影响？如何改善？
2-7 什么是相关带宽？相关带宽对于随参信道信号传输具有什么意义？
2-8 什么是分集接收？常见的几种分集方式有哪些？
2-9 根据噪声的性质来分类，噪声可以分为哪几类？
2-10 什么是高斯型白噪声？它的概率密度函数，功率谱密度函数如何表示？
2-11 什么是窄带高斯噪声？它在波形上有什么特点？它的包络和相位各服从什么分布？
2-12 窄带高斯噪声的同相分量和正交分量各具有什么样的统计特性？
2-13 正弦波加窄带高斯噪声的合成波包络服从什么概率分布？
2-14 信道容量是如何定义的？山农公式有何意义？
习题
2-1 信号分别通过图P2-1所示的两个电路，试讨论输出信号有没有群迟延畸变？并画出群迟延特性曲线。
2-2 设某恒参信道的传递函数，和都是常数。试确定信号通过该信道后的输出信号的时域表达式，并讨论信号有无失真？ 2-3 某恒参信道的传输函数为，其中，和为常数，试确定信号通过后的输出信号表示式，并讨论有无失真。
2-4 假设某随参信道的二径时延差τ为1ms，试问在该信道哪些频率上传输衰耗最大？选用哪些频率传输信号最有利（即增益最大，衰耗最小）？
2-5已知带限白噪声的功率谱密度如图P2-2所示。试求其自相关函数？（提示：可利用傅里叶变换的常用公式）
2-6 已知高斯信道的带宽为4kHz，信号与噪声的功率比为63，试确定这种理想通信系统的极限传输速率。
2-7 已知有线信道的传输带宽为3.4KHz：
（1）试求信道输出信噪比为30dB时的信道容量；
（2）若要求在该信道中传输33.6kb/s的数据，试求接收端要求的最小信噪比为多少？
2-8 具有6.5MHz带宽的某高斯信道，若信道号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz，试求其信道容量。
习题答案
第二章习题答案 2-1 解：
群延迟特性曲线略
2-2 解：
2-3 解：
2-4 解：
二径传播时选择性衰落特性图略。
2-5 解：
2-6 解：
2-7 解：
2-8 解：
思考题
3-1 什么是线性调制？常见的线性调制有哪些?
3-2 SSB信号的产生方法有哪些？
3-3 VSB滤波器的传输特性应满足什么条件？
3-4 什么叫调制制度增益？其物理意义是什么？
3-5 DSB调制系统和SSB调制系统的抗噪性能是否相同？为什么？
3-6 什么是门限效应？AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？ 3-7 什么是频率调制？什么是相位调制？两者关系如何？
3-8 FM系统产生门限效应的主要原因是什么？
3-9 FM系统调制制度增益和信号带宽的关系如何？这一关系说明什么？
《通信原理》复习题 一、填空题 1、根据信道中传输的信号是否经过调制，可将通信系统分为 传输系统和 传输系统。 2、已知某离散信源的输出有5种状态，其统计特性为 12345111112481616x x x x x ?? ? ??? ，则该离散信源的平均信息量为 。 3、码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的 倍（等概率时）。 4、按照传输媒体区分，信道可以分为两大类： 和 。 5、调制信道分为两类，即 信道和 信道。 6、幅度调制，是指高频载波的振幅按照基带信号振幅瞬时值的变化规律而变化的调制方式。它是一种线性调制，包括四种调制制度，分别是 、 、 、 。 7、角度调制、是指高频载波的 或相位按照基带信号的规律而变化的一种调制方式。它是一种非线性调制。它包括两种调制制度，分别 、 。 8、已知信息代码为1011000000000101，则其相应的AMI 码为 HDB3码为 、双相码为 。 9、相邻码元间的 称为码间串扰。码间串扰产生的原因是 。 10、对于二进制双极性信号，假设它在抽样时刻的电平取值为+A 和—A ，若(1)(0)1/2P P ==，则最佳判决门限电平为 。若为单极性信号，电平取值为+A 和0，且(1)(0)1/2P P ==，则最佳判决门限电平为 。 11、针对数字基带传输系统的基本问题，两种改善系统性能的实际技术是： 、 。 12、根据通信距离、频率和位置的不同，电磁波的传播可以分为 、 、 。 13、对于M 进制码元的传输中，码元速率B R 和信息速率b R 之间的关系为 。 14、在16进制系统中，已知码元速率为1200B ，则信息速率为 。 15、信号在随参信道中传输时，产生快衰落（fading ）的主要原因是 。 17、在相干解调时，为了无失真地恢复基带信号，接收端必须提供一个与接收信号的载波 本地载波。 18、模拟调制分为两大类： 和 。 19、2PSK 方式在实际中很少采用的主要原因是 。 20、MASK 调制信号的带宽是基带信号带宽的 倍。 21、DPSK 的中文全称是 。 22、信道是连接 和 的通信设备。信道可分为两大类 和 。 23、量化器的平均输出信号量噪比随 的增大而增大。
9.9 采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+635单位: (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。(采用自然二进制码) 解（1）已知抽样脉冲值 它位于第7段序号为3的量化级，因此输出码组为 量化误差为635-(512+3*32)=27 (2) 对应的11位均匀量化码为010******** 9-10采用13折线A律编码电路，设接收端收到的码组为“01010011”最小量化间隔为1个量化单位，并已知段内码改用折叠二进码： (l) 试问译码器输出为多少量化单位； (2) 试写出对应于该.7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）接收端收到的码组 由C1=0知，信号为负值；由段落码知，信号样值位于第6段，起点电平为256,量化间隔为16;由段内码码器输出为C5C6C7C8 =0011 采用折叠码) C5C6C7C8 =0011 采用折叠码，对应自然二进制码为0100 可知，信号样值位于第6段的第5级(序号为4)，故译码器输出为 256416162328 (/) I=-+?+=- （2）均匀量化11位码为00101001000 9.11采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位： (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)试写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）因为样值为负值.所以极性码
又因64 (26)< 95 < 128，所以码组位于第四段，段落码为 量化间隔为4。由于95=64 +7 *4 +3,所以段内码为 故编码器输出为 量化误差为3个单位。 (2)对应的均匀量化11位码为（92=64 +7 *4） 9.13 对10路带宽均为300Hz-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。设抽样速率为8000Hz，抽样后进行8级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为 的矩形脉冲，且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽。 解由抽样频率s f= 8kHz，可知抽样间隔 对10路信号进行时分复用，每路占用时间为 又对抽样信号8级量化，故需要3位二进制码编码，每位码元占用时间为 因为占空比为1，所以每位码元的矩形脉冲宽度 故传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽为
通信原理试卷一及答案 一、填空题（每空1分，共20 分） 1、随机过程X （t ）的自相关函数,则其均值为 ，方差 为 ，平均功率为 。 2、多径传播对传输信号的影响有：（1）使载波信号变成了包络和相位受到调制的窄带信号（即衰落信号）；（2） ； （3） 。 3、调制信号是幅度为的单音信号，，则已调波DSB 发送信号功率为 。 4、对于正在运行的FM 系统，若调制信号幅度增大，则频偏 、 所需传输的带宽 。 5、若将f （t ）先 而后使它对载波进行FM 即得PM 。 6、在模拟调制系统AM 、DSB 、SSB 、VSB 和FM 中，调制效率最低的是 。抗干扰能力最强的是 。 7、数字信号的码元时间长度为1ms ，如果采用八电平传输，信息速率是 。 8、16ASK 信号的带宽是2ASK 信号带宽的 倍。 9、在模数转换中，实际的抽样有两种基本形式，即 和 。 10、在能够消除码间干扰的二元数字基带传输系统中，若传输带宽为3KHz ，滚 降残留谱宽度为1KHz ，则对应的奈氏带宽为 KHz ，传输速率= bit/s. 11、一码长n=7的汉明码，监督位r= ，编码效率= 。 12、对输入信号S(t)采用匹配滤波器进行最佳接收，该匹配滤波器的单位冲击响应h(t) 为 。 二、名词解释（5小题，每小题3分，共15分） 1、GMSK 2、误码率 3、门限效应 4、数字基带信号 5、匹配滤波器 τ τ-+=e R X 1)()(t m m A m A f ?b R
三、简答题（3小题，每小题4分，共12分） 1、简述线性调制和非线性调制的概念。 2、简述消除码间干扰的方法。 3、简单比较ASK 、FSK 、PSK （DPSK ）系统相干解调时的性能。 四、均值为0，自相关函数为 的高斯噪声 ，通过传输特性为 （A 、B 为常数）的线性网络，试求： （1）输入噪声的一维概率密度函数；（4分） （2）输出噪声的一维概率密度函数；（4分） （3）输出噪声功率；（2分） 五、某调制方框图如图1（b ）所示。已知的频谱如图1（a ），载频，，且理想低通滤波器的截止频率为，试求输出信号的时域表达式，并说明为何种已调制信号。（共12分） 图1 六、若采用2ASK 方式传送二进制数字信息。已知发送端发出的信号振幅为5V ， 输入接收端解调器的高斯噪声功率，今要求误码率。 试求：非相干接收时，由发送端到解调器输入端的衰减应为多少？（6分） （注：非相干接收时） 七、设二进制基带系统的分析模型如图2所示，现已知 试求：（1）画出传输特性的波形；（4分） （2）求该系统最高码元传输速率及相应码元间隔 。（4分） ()m t 21ωω<<1H ωω>1ω()s t ()s t 212 310n W σ-=?410e p -=/4 1 2r e p e -=00 0(1cos ),||()0,H else πτωτωτω? +≤?=? ??()H ωB R s T
第一章绪论 填空 1、在八进制中（M=8），已知码元速率为1200B，则信息速率为3600b/s 。 2、在四进制中（M=4），已知信息速率为2400b/s，则码元速率为1200B 。 3、数字通信与模拟通信相比较其最大特点是_占用频带宽和__噪声不积累_。 4、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。 5、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。 消息：指通信系统传输的对象，它是信息的载体。是信息的物理形式 信息：是消息中所包含的有效内容。 信号：是消息的传输载体！ 信息源的作用就是把各种消息转换成原始信号。 发送设备：产生适合在信道中传输的信号，使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。 简答 1、码元速率与信息速率的关系？R b=R B log2M R b信息传输速率R B码元速率M是进制T B码元长度R B=1/T B 2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。 3、解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明？ 半双工，双向不同时通信，如：对讲机；双工，双向同时通信，如：移动通信系统 4、简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。 信源：把各种消息转换成原始信号。 信道：用来将来自发送设备的信号传送到发送端。 信宿：传送消息的目的地。 信源编码/译码：提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。 信道编码/译码：作用是进行差错控制。 加密解密：为了保证所传信息的安全。 数字调制解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道传输的带通信号。 第二章确知信号 填空 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。
习题解答（一） 1-4 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 ，每个脉冲宽度为5ms 。 （1） 不同的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 P A =1/5，P B =1/4，P C =1/4，P D =3/10 试计算传输的平均信息速率。 )/(5.19810 10985 .1) /(985.110 3log 10341log 4141log 4151log 51)] ()[log ()(2)/(20010102 /10/52)/(24log log ) (1 log )1(3 2222123 222 s bit t I R bit x P x P x H s bit t I R m s m s t bit M x P I b n i i i b =?≈?=≈----=-==?=?==?=?====-=-∑则：符号）（则：符号） （符号）（间为：传输每个符号占用的时符号解： 1-5 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。
符号） ） （故 。划出现的概率为， ，所以点出现的概率为出现概率的因为划出现的概率是点解：/(81.024 1 415.0432) (241 log log ) (415.043 log log 4/14/33/1)1(22112222212121bit I P I P H bit P I bit P I P P =?+?=+==-=-=≈-=-=== 1-6 设一信息源的输出由128个不同的字符组成。其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现的概率为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。 1-9 如果二进制独立等概信号，码元宽度为0.5ms ，求R B 和R b ；有四进制信号，码元宽度为0.5ms ，求传码率R B 和独立等概时的传信率R b 。
第一次作业────第二章 2.1消息源以概率发送5种消息 16/1,16/1,8/1,4/1,2/154321=====P P P P P 符号。若每个消息符号出现是独立的，求每个消息符号的54321,,,,m m m m m 信息量。 解：bit P m P m I 1log )(log )(12121=-=-=bit P m P m I 2log )(log )(22222=-=-=bit P m P m I 3log )(log )(32323=-=-=bit P m P m I 4log )(log )(42424=-=-=bit P m P m I 4log )(log )(52525=-=-=2.3一个离散信号源每毫秒发出4种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率 分别为。求该信号源的平均信息量与信息速率。 1.0, 2.0, 3.0, 4.0解： nit/s 85.1279)(R nit,1.27985)(: ,(tet)/s 83.555)(R (tet),0.55583)(: ,10bit/s 44.1846)(R bit,1.84644)(: ,2) 1.0log 1.0 2.0log 2.0 3.0log 3.0 4.0log 4.0() (log )()(1=========+++-=-=∑=t X H X H e t X H X H t X H X H x p x p X H N i i i 分别为平均信息量与信息速率为底时以哈哈分别为平均信息量与信息速率为底时以分别为平均信息量与信息速率为底时以2.6已知非对称二进制信道,输入符号的概率为 =???? ??2211,,P x P x ???? ? ??431,41,0信道转移概率矩阵
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
第一章绪论 一、填空题 1、数字通信系统的主要性能指标就是有效性与可靠性。码元速率R B定义就是每秒传送码元的数目,单位Baud。信息速率定义就是每秒钟传送的信息量,单位bit/s。 2、数字通信系统的有效性用传输速率衡量,可靠性用差错率衡量。 3、模拟通信系统的有效性用传输带宽衡量,可靠性用信噪比衡量。 4、在等概条件下,八元离散信源能达到最大熵就是3bit/符号,若该信源每秒钟发送2000个符号,则该系统的信息速率为6k bit/s。 5、通信系统的有效性衡量指标对于模拟通信系统为传输带宽,对于数字通信系统为传输速率。 6、通信系统的可靠性衡量指标对于模拟通信系统为信噪比对于数字通信系统为差错率。 7、一个M进制基带信号,码元周期为T S秒,则传码率为1/T S波特,若码元等概出现,一个码元所含信息量为log2M (bit)。 8、通信系统模型中有两个变换,它们分别就是非电量与电量之间的变换与基带信号与频带信号之间的变换。 9、模拟信号就是指信号的参量可连续取值的信号,数字信号就是指信号的参量可离散取值的信号。 10根据信道中所传输信号特征的不同,通信系统可分为模拟通信系统与数字通信系统。 二、画图 1、画出模拟通信系统的一般模型。
2、画出通信系统的简化模型。 三、计算题 1、对于二电平数字信号,每秒传输300个码元,问此传码率R B 等于多少？若该数字信号0与1出现就是独立等概率的,那么传信率R b 等于多少？ band R B 300 s bit R b /300= 2、、现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集,各符号间相互独立,每个符号的宽度为0、1ms 。计算: (1)平均信息量;(2)码元速率与平均信息速率;(3)该信源工作2小时后所获得的信息量;(4)若把各符号编成二进制比特后再进行传输,在工作2小时后发现了27个差错比特(若每符号至多出错1位),求传输的误比特率与误符号率。 解:(1)符号）/(38log log 22bit M H === (2)T s =0、1ms ,所以B aud 10000R s T 1 B == 30kbit/s 310000H R R B b =?=?= (3)216Mbit/s 3600210303=???=?=t R I b (4)误比特率 561025.110 21627-?=?=b P 2小时传送的码元数为7B 107.23600210000t R N ?=??==
一填空题(每空1 分，共20 分) 1：调制信道根据信道传输函数的时变特性不同，可分为（）和（）两类。 2：信道容量是指（） 3: 扩频的主要方式有（）和（）。 4:随机过程的数字特征主要有：（）,（）和（）。 5:稳随机过程的自相关函数与其功率谱密度是（）变换关系。 6:平稳随机过程自相关函数与（）有关。 7:随参信道的传输媒质的三个特点分别为（）、（）和（）。8:消息中所含信息量I与出现该消息的概率P(X)的关系式为（），常用的单位为（）。 9:卷积码的译码方法有两类：一类是（），另一类是（）。 10:模拟信号是利用（）、（）和（）来实现其数字传输的。 二简答题(每题5 分，共25 分) 1、抗衰落技术有哪些。 2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 3、随参信道对所传信号有何影响？如何改善？ 4、什么是复用技术？主要类型有哪些？复用与多址技术二者有何异同？ 5、在模拟信号数字传输中，为什么要对模拟信号进行抽样、量化和编码？ 三画图题(每题5 分，共5 分) 已知信息代码为：1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0，请就AMI码、HDB3码、Manchester码三种情形， (1)给出编码结果； (2)画出编码后的波形； 四计算题(每题10 分，共50 分) 1、现有一振幅调制信号，其中调制信号的频率f m=5KHz，载频f c=100KHz，常数A=15。 (1)请问此已调信号能否用包络检波器解调，说明其理由； (2)请画出它的解调框图； (3)请画出从该接收信号提取载波分量的框图。 2、下图中示出了一些基带传输系统的总体传输特性，若要以2000波特的码元速率传输，请问哪个满足抽样点无码间干扰的条件？
【 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 222 M 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 22224 c 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θ。求该系统的输出信噪比。
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
习题解答 《通信原理教程》樊昌信 第一章 概论 1.3 某个信息源由A 、B 、C 、D 等4个符号组成。这些符号分别用二进制码组00、01、10、11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这4个符号等概率出现； （2） 这4个符号出现的概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16。 解： 每秒可传输的二进制位为： () 20010513=?÷- 每个符号需要2位二进制，故每秒可传输的符号数为： 1002200=÷ （1） 4个符号等概率出现时每个符号包含的平均信息量为： bit 24log 2= 故平均信息速率为： s b R b /2002100=?= （2）每个符号包含的平均信息量为： bit 977.11651log 1651631log 163411log 41411log 412222=+++ 故平均信息速率为： s b R b /7.197977.1100=?= 1.6 设一个信号源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125s μ。试求码元速率和信 息速率。 解：码元速率为： () baud R B 80001012516=?÷=- 信息速率为： s kb R R B b /16280004log 2=?== 第二章 信号 2.2 设一个随机过程X （t ）可以表示成： ()() ∞<<∞-+=t t t X θπ2cos 2 其中θ在（0，2π）之间服从均匀分布，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：它的能量无限，功率有界，所以是一个功率信号。 ` ()[]()[]()()() πτθ πτθππτπθπ θπτ πθπππ 2cos 4224cos 2cos 2 2122cos 22cos 220 20 =+++= ? +++=? ?d t d t t 由维纳－辛钦关系有：
通信原理试卷一 1、如果系统满足理想低通传输特性,则频带利用率可以达到: a、1B/Hz b、1bit/Hz c、2B/Hz d、2bit/Hz 2、一个均值为零的平稳高斯窄带噪声,它的包络一维分布服从 a、高斯分布 b、均匀分布 c、瑞利分布 d、莱斯分布 3、模拟信号解调的“门限效应”有可能出现在_________信号的解调中: a、DSB b、AM c、PM d、SSB 4、发端发送纠错码,收端译码器自动发现并纠正错误,传输方式为单向传输,这种差错控制的工作方式被称为: a、FEC b、ARQ c、IF d、HEC 5、在“0”、“1”等概率出现情况下,以下哪种码能够直接提取位同步信号: a、单极性不归零码 b、双极性归零码 c、单极性归零码 d、双极性不归零码 6、无码间串扰的基带系统传输双极性信号时,误码率与信噪功率比ρ的关系为 a 、 b 、 c 、 d 、 7、平稳随机过程协方差函数C(τ)与自相关函数R(τ)与均值m的关系为: a 、 b 、 c 、 d 、 8、以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号,仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的就是。 a、自然抽样 b、曲顶抽样 c、理想抽样 d、平顶抽样 9、由发送端发送专门的同步信息,接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的方法,被称为: a、外同步法 b、自同步法 c、位同步法 d、群同步法 10、连贯式插入法中的群同步保护,在维持态时通常要求: a、判决门限提高,漏同步概率提高 b、判决门限降低,漏同步概率提高 c、判决门限提高,漏同步概率降低 d、判决门限降低,漏同步概率降低 11、设x(t)为调制信号,调相波的表示式为:,则PM调制方式的瞬时角频率偏差为: a 、 b 、 c 、 d 、 12、码长ｎ=7的汉明码,监督位应就是: a、2位 b、3位 c、4位 d、5位 13、如果在已知发送独立的符号中,符号“E”出现的概率为0、125,则符号“E”所包含的信息量为: a、1bit b、2 bit c、3 bit d、4 bit
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}，每个符号独立出现，对应的概率为P0，P1，P2，P3，且P0+P1+P2+P3=1。 ⑴试计算该信源的平均信息量。 ⑵指出每个符号的概率为多少时，平均信息量最大，为多少？ 1.9已知二进制信号的传输速率为4800b/s，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？（码元速率不变） 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355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s， ⑴试问系统误信率P b = ? ⑵若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，P b值是否改变？为什么？ ⑶若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200 KB，则P b=？ 1.11 设一信息源的输出由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 二进制数字信号以速率200b/s传输，对此通信系统连续进行2小时的误码测试，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1×10-7以下，原则上应采取一些什么措施？
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=4No 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：
单极性波形 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 +E 双极性波形 +E -E 单极性归零波形 +E 0 双极性归零波形 +E 0 -E 二进制差分波形 +E 0 +3E +E -E -3E 四电平波形 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： +1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1 +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1 AMI 码 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 HDB 3码 +1 0 -1 信息码 +1 0 -1
通信原理练习题 2011.9.12 一、填空题 1、数字通信在信道中传输的是（）,模拟通信在信道中传输的是 （） 2、数字通信系统的可靠性指标为（）,模拟通信系统的可靠 性指标为（） 3、数字通信系统的有效性指标为（）,模拟通信系统的有效 性指标为（） 4、模拟信号的最高频率分量为1000Hz，对其取样后若信号频谱不混叠，则抽样频率为（） 5、窄带高斯平稳随机过程的包络服从（）分布，相位服从（）分布。 6、信道复用是指（） 7、PCM30/32 的一次群速率为（） 8、PCM30/32 的每一话路的速率为（） 9、PCM30／32 系统第2l 路信令码的传输位置(即在帧结构中的位置)为（） 10、已知信源熵H(X ) = 3bit/符号，信源每秒钟传送100 个符号，则信源的信息传输速率（） 11、某数字通信系统1 秒钟内传输了100 个码元，其中错误l 个码元，则误码率Pe 为（） 12、基带传输系统的码元频带利用率最高为（）。 13、在相同符号速率下，数字调制方式中频带利用率最低的是（）。 14、调制器的作用是（）。信道编码的作用是（）。信源编码 的作用是（）。PCM 的功能是（）。 15、可能存在定时信号提取困难的传输码型是（），解决方案是采用 （）。 16、均匀量化是指（），缺点是（）。 17、非均匀量化的特点是（）。 18、在相同调制信号条件下，模拟调制系统中已调信号占用带宽最小的是（）。 19、设量化级数为N=64，则码字位数为（）。 20、信源发出A、B、C 三种符号，出现概率分别为1/4，1/4，1/2，则信源熵为（） 比特/符号。 21、眼图是用示波器来观察（）和（）对通信系统性能的影响。 22、均衡的作用是（）。 23、某一消息出现的概率为0.125，则该消息所含有的信息量（）比特。 24、PCM30/32 路系统中，帧周期为（），一帧有（）bit，系统的数 码率为（），帧同步时隙为（），信令时隙为（）。 25、信道复用包括：（）、（）和（）。 26、信源等概发出A、B、C、D 四种符号，则信源熵为（）。 27、根据是否采用调制，可以将通信系统分为（）传输和（）传输。 频带传输是指（）。基带传输是指（）。 28、AM 信号的包络和调制信号成（）关系。
《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
电子科技大学2015-2016学年第 1 学期期 中 考试 A 卷 课程名称： 通信原理 考试形式：开卷考试 考试日期： 2015年10月 29 日 考试时长：90分钟 本试卷试题由 六 部分构成，共 5 页。 一、选择与填空（共20分，共 10题，每题 2分） 1、 频带利用率是数字通信系统的（ A ）指标。 （A ）有效性 （B ）可靠性 （C ）适用性 （D ）可实现性 2、某AWGN 信道带宽为50 MHz ，信号噪声功率比为30 dB 。则根据香农公式，该信道容量约为（ D ）。 （A ）40 Mbit/s （B ）130 Mbit/s （C ）150 Mbit/s （D ）500 Mbit/s 3、要无失真传输某信号，信道传递函数需满足的条件是（ D ）。 （A ）幅频响应和相频响应均为常数 （B ）幅频响应和相频响应的乘积为常数 （C ）幅频响应或相频响应的导数为常数 （D ）幅频响应和相频响应的导数都为常数 4、在已调信号带宽相同的情况下，基带信号带宽最宽的是（ B ）信号。 （A ）AM （B ）SSB （C ）DSB （D ） FM 5、在模拟信号传输中，调制效率是指（ C ）。 （A ）传输信号中直流信号功率与交流信号功率之比 （B ）传输信号中载波信号功率与边带信号功率之比 （C ）传输信号中信息携带信号的功率与传输信号总功率之比 （D ）传输信号功率与噪声功率之比 6、设信号功率为 1 mW ，噪声功率为100 nW ，则信噪比(S /N )的dB 值是 40 dB 。 7、基带信号()cos m m m t A t ω=对载波作100%的幅度调制，则常规AM 系统、DSB-SC 系统与SSB 系 统的解调增益分别为 、 2 和 1 。 8、对于4PAM 信号和16PAM 信号， 4PAM 具有较好的抗干扰性能， 16PAM 具有较好的频谱效率。 9、某十六进制数字基带系统符号速率为2400 Baud ，则该系统的比特速率为 9600 bit/s 。 10、当“0”、“1”码等概率出现时，在单极性NRZ 信号、双极性NRZ 信号、单极性RZ 信号和双极性 RZ 信号中，具有多条离散谱线的信号是 单极性RZ 。 二、（共15分）已知某AM 模拟调制系统中，信号表达式()[]106cos4000cos2AM c s t t f t ππ= +。
例[2.7] 设随机过程 式中，a 、ω0 皆为常数，Φ是在（0,2π）上均匀 分布的随机变量。 试问：(1) X (t )是否是平稳随机过程？为什么？ (2) X (t )是否具有遍历性？ 解：(1) 随机变量Φ的概率密度为 因而，过程X (t )的均值、自相关函数和均方值分别为 所以，X (t )是宽平稳随机过程。 (2)因为 对照（1）和（2）的结果可知，X (t )具有宽遍历性。 X m t a p t x t X E ==? +==??∞∞ -0d 21 )cos(d )()()]([20 0?π ?ω??π φ) (cos 2 ]d 21)22cos([cos 2) 22cos(cos [2 )])(cos()cos([)] ()([),(),(02 2000020002 0021ττω?π?τωωτωφτωωτωφτωφωττπX X X R a t a t a E a t a t a E t X t X E t t R t t R ==+++=+++=+++=+=+=?2 0)0()]([)]([)]([2 2 2 a R t X E t X E t X D X = -=-=0 sin cos lim d )cos(21 lim )]([000==+==∞→-∞→? T T a t t a T m t X E T T T T X ωωφφωτωφτωφωττ02 00cos 2d ])(cos[)cos(21lim )] ()([),(a t t a t a T t X t X E t t R T T T X =++?+=+=+?-∞→
【例2.8】设有一个二进制数字信号x (t )，如图所示，其振幅为+a 或-a ；在时间T 内其符号改变的次数k 服从泊松分布。 式中，μ是单位时间内振幅的符号改变的平均次数。 试求其相关函数R (τ)和功率谱密度P (f )。 解：将此二进制数字信号看成是一个平稳随机信号，则自相关函数为： 由图可以看出，乘积 x (t )x (t-τ) 只有两种可能取值：a 2 或-a 2。因此，上式可以化简为： R (τ) = a 2 ? [a 2出现的概率] + (-a 2) ? [(-a 2)出现的概率] 式中，“出现的概率”可以按上述泊松分布P (k )计算，若在τ 秒内x (t )的符号有偶数次变化，则出现+a 2; 若在τ 秒内x (t )的符号有奇数次变化，则出现-a 2。因此， 用τ 代替泊松分布式中的T ，得到 由于在泊松分布中τ 是时间间隔，所以它应该是非负数。所以，上式中当τ 取负值时，上式应当改写成 将上两式合并，最后得到： 其功率谱密度P (f )可以由其自相关函数R (τ)的傅里叶变换求出： P (f )和R (τ)的曲线： ,! )()(≥=-k k e T k P T k μμ+a -a x (t τ t t t -τ τ μτ22)(-=e a R 4 )(22 2 ωμ μ+ = a f P )]()([)(ττ-=t x t x E R ])5()3()1([])4()2()0([)]()([)(22 +++-+++=-=P P P a P P P a t x t x E R ττμτμτμτμτ μτμτμττ222322] !3)(!2)(!11[)(----==+-+-=e a e e a e a R μτ τ22)(e a R =τ μτ22)(-=e a R 4 )()(22 202202222ωμμτττττωτ μτωτμτωττμωτ +=+===? ??? ∞--+∞ --∞∞-∞∞ ----a d e e a d e e a d e e a d e R f P j j j j