第一章
1.模拟通信、数字通信分别有哪些特点?
答: 模拟信号的产生有俩种情况，一种是由信源直接发出的模拟信号；另一种是由信源发出的离散信号，经某种变换后形成模拟信号。模拟通信系统的的主要缺点是抗干扰能力差和保密性差。数字信号的产生也分俩种情况，一种是由信源直接发出的离散信号；另一种是信源发出的模拟信号，再经“摸|数”转换成数字信号。数字信号的优越性抗干扰强、保密性好，且数字电路易于集成、缩小体积，所以越来越受到青睐。 2.通信系统有哪些分类，如何分类？
答：按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统；按物理特征分类：电话通信，图像通信，数据通信；按传输媒介分类：有线和无线通信；按调制方式分类：调制传输和基带传输； 3.怎样区别符号、消息、数据、信息?各自如何度量?
答:消息是由具体文字，符号或语音所表达的以发生的某个事件。消息的发生是有概率的，一个消息的产生可能带来信息，也可能不带来信息。符号是文字、数字、标点之类的东西，是为记录事件，消息而用的，单个符号也可以代表消息，也会含有信息。数据可以看做数字、文字、字符、符号的范称，数字表示的数据反映量的大小、文字、符号表示的数据则描述概念、事实、情况。信息本身不容易表示，只有用文字符号等来表达、携带，在通信中则对他们一信号的形式实现。
6.一个由字母A 、B 、C 、D 组成的字。对于传输的每一个子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1ms 。不同字母是等概出现的，计算传输的平均信息速率。 解：每个符号所含信息量为)/(24log 2符号bit H == 所以码元速率为： RB=1/1×0.001=1000 R b = R B ×H=2000bit/s
8.试述三种通信交换技术的特点。
答: 通信数据交换解决的是通信网络中跨节点的数据传送问题。
（1）线路交换方式：所谓线路交换是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通讯线路，在数据传送完成后，就要进行对建立的通道进行拆除，一般情况下由这两个站中的其中一个来完成，以便释放专用资源。线路交换的优点：线路建立后，所有数据直接传输。因此数据传输可靠、迅速、有序； （2）报文交换方式 其特点：
a 、线路效率较高，这是因为许多报文可以用分时方式共享一条节点到节点的通道。
b 、不需要同时使用发送器和接收器来传输数据，网络可以在接收器可用之前暂时存储这个报文。
c 、在线路交换网上，当通讯量变得很大时，就不能接受某些呼叫。而在报文交换上却仍然可以接收报文，只是传送延迟会增加。
e 、报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地。
f 、能够建立报文的优先权。
g 、报文交换网可以进行速度和代码的转换
（3）报文分组交换方式：分组交换方式吸取了报文交换方式的优点，报文交换方式发送数据时，无论发送数据长度是多少，都把它看成一个逻辑单元，报文分组方式是，限制数据的最大长度。 9.三种多路复用技术在实现多路分割时的关键技术和有效措施分别是什么？ 答：由于信号具有频率变量、时间变量以及不同的码型结构的故可以派生出比较常用的三种方式：频分多路复用、时分多路复用、码分多路复用。频分多路复用是指按照频率的严格划分把各个单路输入信号合并到一条信道上来。时分多路复用就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片，并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。码分多路复用又称为码分多址，它也是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。
第二章
1.光纤通信系统有哪些特点？其关键技术？
光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。
光纤通信原理：在发信端，由需要传输的数字信号（电信号）去驱动一个光源（半导体激光器或发光二极管），并对发出的光信号进行调制。调制后的光信号通过光纤传送到接收端，信号经放大后由光检测器（半导体光电管）进行检测、解调，转换成电信号之后输出。 多路复用技术包括：频分多路复用（FDM ）、时分多路复用（TDM ）、波分多路复用（WDM ）、码分多址（CDMA ）和空分多址（SDMA ）。
2.微波通信系统有哪些特点？其关键技术？
答：必须直线传播；传送距离较远时，采用中继接力方式；微波频带宽，通信容量大；频段得天独厚，受干扰少，稳定可靠；波束直线定向传播；
技术：微波信号传播；微波通信的频率配置；信号的传输与复用；信号的调制与解调；缓解码技术；
3.卫星通信系统相对于微波通信系统有哪些特点？
答：①覆盖面积大, 通信距离远。一颗静止卫星可最大覆盖地球表面三分之一, 三颗同步卫星可覆盖除两极外的全球表面, 从而实现全球通信。
②设站灵活, 容易实现多址通信。
③通信容量大, 传送的业务类型多。
④卫星通信一般为恒参信道, 信道特性稳定。
⑤电路使用费用与通信距离无关。
⑥建站快, 投资省。
5.移动通信系统有哪些特点？其关键技术？
答：特点：1)移动性。2)电波传播条件复杂(3)噪声和干扰严重。(4)系统和网络结构复杂。5）要求频带利用率高、设备性能好。
技术：信号控制技术；分集接收技术；软切换技术；声音的可变速率编码；多径分集接收技术。
7.试述光通信同步数字体系SDH的主要特点？
答：1)全世界唯一标准。2)不同的网络节点有统一的接口方式有严格规范要求(3)采用同步复用方式和复用映射结构使低速信号和高速信号的复用/解复用过程得到简化。(4)采用ADM分插复用，DXC数字交叉连接等技术使系统组网能力，自愈能力大大增强，同时降低维护管理要求。
8.试述扩频通信中码分多址的概念和主要技术？
答：扩频码分多址（ＤＳ／ＣＤＭＡ）是一种把许多用户的通信地址和信息组合在有限的频带内，在单一频率点上形成一点对多点的通信方式。由于采用扩频技术，因此其还具有一定的抗干扰能力。码分多址采用扩频技术，携带信息的扩频信号的主要特征是它们的频带宽度Ｗ比信息速度Ｒ大得多。扩频信息含有大量的频带冗余，用于克服在无线信道传输中所遇到的干扰，其中包括多址干扰。主要技术：一、扩频序列与调制二、信道编码与分离多径接收三、多用户接收与功率控制四、同步捕捉与跟踪
10.试述CDMA系统中的分集接收技术？
答：快衰落信道中接收的信号是到达接收机的各条路径分量的合成。如果在接收端同时获得几个不同路径的信号，将这些信号适当合并构成总的接收信号，则能够大大减小衰落的影响。这就是分集接收的基本思想。分集两个字就是分散得到几个合成信号并集中这些信号的意思。只要被分集的几个信号之间是统计独立的，那么经适当的合并后就能是系统性能大为改善
11. 试述CDMA系统中移动台通信的切换控制过程？
答：移动台利用 Rake 接收机的多个接收支路，开始与一个新的基站联系时，并不立即中断与原基站之间的通信，即先建立与新基站的通信，然后直到接收到原基站信号低于一个门限值时再切断与原基站的通信，这种切换方式称为软切换。软切换仅仅能运用于具有相同频率的 CDMA 信道之间，包含不同基站之间的切换和不同 BSC 之间的切换，利用 IMR（Inter MSC Router）的 MSC 之间的切换。更软切换专指同一基站不同扇区之间的切换。
第三章
3-1 什么是调制信道？什么是编码信道？
答：所谓调制信道是指调制输出端到解调输入端的部分。
所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入短的部分。
3-2 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：恒参信道是指乘性干扰不随时间变化或基本不变化。
随参信道是非恒参信道的统称，它的乘性干扰是随机变化的。
常见的恒参信道有：由架空明线，电缆，中长波地波传播，超短波及微波视距传播，人造卫星中继，光导纤维以及光波视距传播等传输媒质构成的信道。
常见的随参信道有：短波电离层反射，超短波流星余迹散射，超短波及微波对流层散射，超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等传输媒质所分别构成的调制信道。
3-3 信号在恒参信道中传输时主要有哪些失真？如何才能减小这些失真？
答：信号在恒参信道中传输时主要有：幅度——频率畸变和相位——频率畸变。为了减小幅度——频率畸变，在设计总的传输特性时，一般要求把幅度——频率畸变控制在一个允许的范围内，通常采用均衡措施。相位——频率畸变也可以采用均衡措施来减小失真度。
3-4 什么是群延迟频率特性？它与相位频率特性有和关系？
答：所谓群延迟频率特性就是相位——频率特性对频率的导数。
它与相位频率特性的关系：若相位——频率特性用ф（W ）来表示，则群延迟——频率特性τ（w ）为：τ（w ）=d ф（W ）/dw3-5 3-5 随参信道的特点如何？为什么信号在随参信道中传输时会发生衰落现象?
答：随参信道的特点：第一：对信号的衰耗随时间而变化； 第二：传输的时延随时间而变化；第三：多径传播。信号在随参信道中传输时会发生衰落现象是因为： 多径传播的结果使确定的载波信号变成了包络和相位受到调制的窄带信号； 从频谱上看，多径传输引起了频率弥散，即由单个频率变成了一个窄带频谱。 3-6 信道中常见的起伏噪声有哪些？它们的主要特点是什么？
答：信道中常见的起伏噪声有：热噪声，散弹噪声，以及宇宙噪声等。它们的主要特点是：无论在时域内还是在频域内它们总是普遍存在和不可避免的。
3-7 信道容量是如何定义的？连续信道容量和离散信道容量的定义有何区别？
答：对于一切可能的信息源概率分布来说，信道传输信息的速率R 的最大值称为信道容量，记之为C,即)]/()(max[max y x Ht x Ht R c -== 式中max 表示对所有可能的输入概率分布来说的最大值。 3-8 香农公式有何意义？信道容量与“三要素“的关系如何？ 答：香农公式)1(2log n s
B c +=表明了当信号与作用在信道上的起伏噪声的平均功率给定时，在具有一定频
带宽度B 的信道上， 理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。一个连续信道的信道容量受“三要素“—
—B,n,s 的限制。只要这三个要素确定，则信道容量也就随之确定。当00=n
或∞=s 时，信道容量∞=c 。
3-9设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为
?
?
?-==d t K H ????)(|)(|0
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 K H H ?????-==e e |)(|)(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 -==
讨论：该恒参信道满足无失真条件，故信号在传输过程中无失真。
3-11 设某恒参信道可用图P3-1所示的线性二端口网络来等效。试求它的传输函数H(ω)，并说明信号通过该信
道时会产生哪些失真。
群延迟畸变）
相频畸变（即以信号通过该信道会有频率特性不是常数，所又因为群延迟频率畸变；道会有幅度数，所以信号通过该信因为其幅频特性不是常解：--+-
===+=
+=
+=
2
2
)(1)()(1arctan
)()(1)(11)(RC RC
d d RC
RC RC H RC
j RC j C j R R H ωωω?ωτωω?ωωωωωωω
3-12今有两个恒参信道,其等效模型分别如图P3-2(a)、(b)所示，试求这两个信道的群迟延特性，并画出它们的
群迟延曲线，同时说明信号通过它们时有无群迟延失真？
图P3-1
(a) 图P3-2 (b)
解：对(a) H(ω)=R 2/(R 1+R 2)
∣H(ω)∣= R 2/(R 1+R 2)
φ(ω)=0
t d (ω)=- d φ(ω)/d ω =0
∴信号通过该信道时无群迟延失真。
∴信号通过该信道时有群迟延失真。
3-13假设某随参信道的两径时延差为1ms ，试求该信道在哪些频率上传输衰耗最大？所传输的信号选用哪些频率传输最有利？ 解：τ=1ms
当f=n/τ=n kHz 时（n 为整数），出现传输极点，传输最有利； 当f=(n/2+1)/τ=(n/2+1)kHz 时，出现传输零点，传输衰耗最大。
3-14题图3.3所示的传号和空号相间的数字信号通过某随参信道。已知接收信号是通过该信道两条路径的信号之和。设两径的传输衰减相等（均为d ），且时延差τ=T/4。试画出接收信号的波形示意图。
解：
3-15设某随参信道的最大多径时延差等于3ms, 为了避免发生选择性衰落，试估算在该信道上传输的数字信号的
码元脉冲宽度。 解：信道相关带宽 )kHz (3
1
1=
?=
m
C B τ
根据工程经验，信号带宽 故码元宽度
3-16若两个电阻的阻值都为1000Ω，它们的温度分别为300K 和400K ，试求这两个电阻串联后两端的噪声功率谱密度。
解：S 1（ω）=2KTR=2×1.38×10-23×300×1000=8.28×10-18 V 2
∕Hz
S 2（ω）=2×1.38×10-23×400×1000=11.04×10-18 V 2
∕Hz
S （ω）= S 1（ω）+ S 2（ω）=19.32×10-18 V 2
∕Hz
3-19已知某标准音频线路带宽为3.4KH Z 。
(1)设要求信道的S/N=30dB ，试求这时的信道容量是多少?
(2)设线路上的最大信息传输速率为4800b/s ，试求所需最小信噪比为多少? 解：
∴
（2）已知：C=R max =4800b/s 则：
3-20 具有6.5MHz 的某高斯信道，若信道中的信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz ，试求其信道容量。
)/(105.19)10
5.610
5.451(log 105.6)1(log )1(log 66
6
26022s bit B
n S B N S B C ?=??+
??=+=+
=解：
3-21 设高斯信道的带宽为4kHz ，信号与噪声的功率比为63，试确定利用这种信道的理想通信系统之传信率和差错率。
解：B=4kHz, S/N=63
C=B ㏒2(1+S/N)=4k ㏒2(1+63)=24kb/s
对理想通信系统，其传信率达到最大值，即传信率=24kb/s ，差错率=0 3-22已知黑白电视图像大约由3×105
个像素组成，假设每个像素有10个亮度等级，他们出现的概率是相等的。若要求每秒传送30帧图像，而满意地再现图像所需的信噪比为30dB 。试求传输此电视信号所需的最小带宽。
解: (1)每个像素信息量：12I log 10bit =
每幅图信息量：55212I 310I 310log 10bit =??=??
信源信息速率：56222r 30=30310log 10910log 10bit/s I =????=?? 因为：r 必须小于或等于C ，所以62C r 910log 10bit/s ≥=?? 由题意知信噪比为30dB,可得 /1000S N = (2) 已知C ，S/N ，求B 。
)/(1089.33)10001(log 104.3)1(log 3232s bit N S B C ?=+?=+=dB
N S B C
2.2)(66.1121233104.3108.4→=-=-≥??倍C
B B )3
1~51(=m s)
)(15~9()5~3(=?=m s T τ
由香农公式：
662min
22910log 10C
B 310Hz log (1S /N)log (11000)
??==≈?++ 第四章
4-1设调制信号为单频余弦信号，即
用它进行标准调幅，求 ⑴时域表达式及波形； ⑵频域表达式及频谱图； ⑶调制指数及频率表达式；
解
频谱图
4.2已知一个AM 广播电台输出功率是50KW ，采用单频余弦信号进行调制，调制幅度为0.707。 a) 计算调制效率和载波功率； b) 如果天线用50Ω电阻负载表示，求载波信号的峰值幅度。
调制效率
2.02707.022
=+=?=AM
AM
AM AM ββηβKW P P P P
P P P AM AM C AM
C AM AM S AM 40)1(2.0=-=?=-==ηηKV
RP A KW R
A P C C 2240202
==?
==
4.3用0~3000Hz的信号调制载频为20.000MHz的载波产生SSB信号，用下图超外差接收机解调，两级混频器的本机振荡频率分别为f0和fd， f0高于输入信号频率，中频放大器通带10.000~10.003 MHz。求
①如是上边带信号，试确定f0和fd ，
②如是下边带信号，试确定f0和fd 。
[解]
①上边带信号时，输入为20.000~20.003 MHz，因f0高于输入信号频率，有：
f0-(20.000~20.003)= (10.003~10.000) MHz
∴ f0=30.003MHz
fd-(10.003~10.000)= (0~0. 003) MHz
∴ fd=10.003MHz
②下边带信号时，输入为20.000~19.997 MHz，因f0高于输入信号频率，有:
f0-(20.000~19.997)= (10.000~10.003) MHz
∴ f0=30.000MHz
(10.000~10.003)-fd = (0~0. 003) M Hz
∴ fd=10.000MHz
4-6某一电台应用功率为P瓦的双边带-抑制载波信号以满足某一区域的需要。若决定用单边带-抑制载波代替，则以同一强度满足同一区域的需要时，所需功率是多少？加速在两种情形下同步解调的本机振荡载波强度一样。
4-7现有一振幅调制信号S AM（t）=（1+ cos Wmt）·cos Wct，如A=0.5，试问信号能否用包络检波器调解？包络检波器的输出信号是什么？
解：能用包络检波器解调，输出信号为A cos Wmt=0.5 cos Wmt
4-8设一双边带信号S DSB（t）= f（t）cos Wct，用相干解调恢复f（t），本地载波为cos（Wct+φ）。如果所恢复信号是其最大值可能值的90%，试问相位φ的最大允许值是多少？
解：f（t）=cos W mt·cos（W ct+φ）
=1/2 f（t）[cosφ·cos（2Wct+φ）]
最大=1/2 f（t）cosφ，即cosφ=0.9
4-10有一角调信号s(t)=Acos[ωc t+100cos(ωm t)]
(1)如果调制为PM，且K p=2，试求f(t)及f(t)所导致的峰值角频率变化Δω。
(2)如果调制为FM ，且K f =2，试求f(t)及f(t)所导致的峰值角频率变化Δω。 解：（1）如果调制为PM ，应有
s(t)= Acos[ωc t+K P f(t)]=Acos[ωc t+100cos(ωm t)] K P =2
∴f(t)= 50cos(ωm t) θ(t)=ωc t+100cos(ωm t) ω(t)=ωc -100ωm ·sin(ωm t) Δω=100ωm
（2）如果调制为FM ，应有
s(t)= Acos[ωc t+K f ∫f(t)dt]=Acos[ωc t+100cos(ωm t)] K f =2
∴f(t)= -50ωm ·sin(ωm t)
ω(t)= ωc +K f f(t)=ωc -100ωm ·sin(ωm t) Δω=100ωm
无论调制为PM 或AM ，f(t)所导致的峰值角频率变化均为 Δω=100ωm
4.11频率为100MHz 的载波被频率为5kHz 的正弦信号调频，最大频偏Δf m ＝50kHz ，求：
1．调频指数m f 及调频波FM 的近似带宽
2．如果调制信号的振幅加倍，频率不变时，调频指数m f 及调频波有效带宽BW 3．如果调制信号的振幅和频率均加倍时，调频指数m f 及调频波有效带宽BW 解：1．调频系数m f =Δf m /F=10rad 有效带宽BW=2(m f +1)F=110kHz 2．调频系数m f =Δf m /F=20rad 有效带宽BW=2(m f +1)F=210kHz 3．调频系数m f =Δf m /F=10rad 有效带宽BW=2(m f +1)F=220kHz
4.12设角度调制信号的表达式为6
3
()10cos(2*1010cos 2*10)s t t t ππ=+。试求：
（1）已调波信号功率（2）已调信号的最大频移；（3）已调信号的最大相移；（4）已调信号的带宽。 解：（1）已调波信号功率P=10×10/2=50W （2）该角波的瞬时角频率为
6()2*102000sin 2000t t ωπππ=+
故最大频偏 200010*
10 kHZ 2f π
π
?== （3）调频指数 3
31010*1010
f m f m f ?=== 故已调信号的最大相移10 rad θ?=。
（4）因为FM 波与PM 波的带宽形式相同，即2(1)FM f m B m f =+，所以已调信号的带宽为
B=2(10+1)*3
1022 kHZ =
4-14 设调制信号f(t)=cos4000πt ，对载波c(t)=2cos2×106
πt 分别进行调幅和窄带调频。 （1） 写出已调信号的时域和频域表达式； （2） 画出频谱图； （3） 讨论两种调制方式的主要异同点。 解：(1)AM 信号
s AM (t)=(A 0+cos4000πt)2cos(2×106
πt)
=2 A 0·cos(2×106
πt)
+ cos(2×106+4000)πt+cos(2×106
-4000)πt
s AM (ω)= 2A 0π[δ(ω+2×106π)+ δ(ω-2×106
π)]
+π[δ(ω+2×106π+4000π)+ δ(ω-2×106
π-4000π)]
+π[δ(ω+2×106π-4000π)+ δ(ω-2×106
π+4000π)]
NBFM 信号
s FM (t)=2cos[2×106
πt+K f ∫cos(4000πt)dt]
=2cos[2×106
πt+K f /(4000π)·sin(4000πt)]
≈2 cos(2×106πt)-2K f /(4000π)sin(2×106
πt)sin(4000πt)
= 2cos(2×106πt)+K f /(4000π)cos(2×106
+4000)πt
- K f /(4000π)cos(2×106
-4000)πt
s FM (ω)= 2π[δ(ω+2×106π)+ δ(ω-2×106
π)]
+πK f /(4000π) [δ(ω+2×106π+4000π)+ δ(ω-2×106
π-4000π)]
-πK f /(4000π) [δ(ω+2×106π-4000π)+ δ(ω-2×106
π+4000π)]
(3)相同点：AM 信号的频谱和NBFM 信号的频谱都包含有载频分量(±ωc =±2×106
π)和以载频分量为中心的边
带分量上边带{±（2×106π+4000π）}和下边带{±(2×106
π-4000π)}。
不同点：NBFM 信号的边带频谱在正频域内要乘以因子1/(ω-ωc )，在负频域内要乘以因子1/(ω+ωc )，而AM 只是将边带频谱在频率轴上进行线性搬移； NBFM 负频域的边带频谱相对于载频分量要反转180°，而在AM 频谱中不存在相位反转。
4-15某单频调制的调频波通过鉴频器，调频波的最大相位偏移为5rad ，调制频率为15kHz ，鉴频系数KD=0.1v/kHz ，试求输出信号的平均功率？
解:输出信号的平均功率为k D 2·k f 2·f 2 (t)
△f=5f m=15kHz, k D =0.10v/kHz
S= k D 2·k f 2A m 2/2, 最大频偏△w=k f ·A m /W m 所以S= k D 2/2·k f 2A m 2/w m 2 ·w m 2
=1/2 k D 2·w m 2·△w m 2
=1/2×52×152×0.12=28.125kw
4-16设一宽带频率调制系统，载波振幅为100V ，频率为100MH Z ，调制信号m （t ）的频带限制在5K H Z ，
()50002=t m V 2，K f =500πrad/(sV),最大频偏f ?=75KH Z ，并设信道中噪声功率谱密度是均匀的，其
()Z n H W f P /105.03-?=（单边带），试求：
（1）接收机输入端理想带通滤波器的传输特性()ωH ； （2）解调器输入端的信噪功率比为多少？ （3）解调器输出端的信噪功率比为多少？
(4) 若f(t) 以振幅调制方法传输，并以包络检波器检波，试比较在输出信噪比和所需带宽方面与频率调制系统有何不同？
解：（1）根据题意可知：155
75
==?=
m f f f m 调频信号带宽为()
()Z m f KH f m B 1605115212=?+?=+= 信号所处频率范围为100MH Z Z MH 2
16
.0±
因此有 ()???<<=其它0
08.10092.99Z
Z MH f MH k H ω
（2）设解调器输入端信号为：()()??
????+=?∞-t
f c FM d m K t A t ττωcos S 所以：50002
100212
2==
=A S i ()W B f P N n i 160101601033=??=?=- 所以：
2.31160
5000==i i N S （3）()37500833022200==m
f f n t m K A N S π (4) AM 信号包络检波输出信噪比为
So / N o =f 2 (t)/ n 2( t)=5000 /( 2×10 ?3 5 ×
10 3 ) =500
这说明，频率调制系统抗噪性能的提高时以增加传输带宽（减低有效性）作为代价的。
4-17设用正弦信号进行调频，调制频率为15KHz ，最大频偏为75KHz ，用鉴频器解调，输入信噪比为20dB ，试求输出信噪比。
解：
4.18 设发送数字信息为011011100010，试分别画出ASK, FSK, PSK 及DPSK 信号的波形示意图。
解 发送信息序列对应的ASK,FSK,PSK 及DPSK 信号波形如下图：
)
74.45()(3750010053/3/510
15107533
003
3dB N S N S f f i i Fm m Fm
倍=??===??=?=ββ
4-19一相位不连续的二进制FSK 信号，发1码时的波形为()1cos 2000A t πθ+，发0码的波形为
()0cos 8000A t πθ+，码元速率为600波特，求系统的频带宽度最小为多少？ 解：2122600400010004200()B B R f f Hz =+-=?+-=
4-20、对PSK 信号，若比特率为1200波特，载波频率为1800Hz ，分别对下列两种情况画出数字消息序列{00110101}的波形。
（1）绝对移相：0相位用“0”表示，π相位用“1”表示。
（2）相对移相：相位无变化用“1”表示，相位有变化用‘0’表示。
解：因为码元速率为1200B ，载波频率为1800Hz ，所以一个码元周期包含了1.5个载波周期。 绝对移相波形为：
相对移相波形为：
4-21若某FSK 系统的码元传输速率为6
210B ?，数字信息为“1”时的频率110f MHz =，数字信息为“0”时的频率为210.4f MHz =。输入接收解调器的信号峰值振幅40a V μ=，信道加性噪声为高斯白噪声，且单边
功率谱密度18
0610n W Hz -=?。试求：
1）FSK 信号频带带宽；
2）非相关接收时，系统的误码率；
3）相关接收时，系统的误码率。 【答案5－8】
1）因为2FSK 信号的带宽为
122s B f f f =-+
根据题中的已知条件
6210s B f R Hz ==?
110f MHz = 210.4f MHz =
所以
122(10.410)22 4.4s B f f f MHz =-+=-+?=
2）解调器的输入噪声功率为 218611026102210 2.410n s n f W δ--==????=?
输入信噪比为
2
62
211
(4010)33.32 2.410
n a r δ--?===?? 相干接收时，系统误码率为
233.32811
31022
r e P e e ---===?
3）相干接收时，系统误码率为
29
141022r e P erfc --?=
≈=? ??
4.22已知数字信息为“1”时，发送信号的功率为1kW,信道衰减为60dB ，接收端解调器输入的噪声功率为，
试求非相干ASK 系统及相干PSK 系统的误码率。
解 发送信号经过60dB 的信道衰减之后，到达解调器输入端的信号功率
又因为噪声功率
，可得解调器输入端信噪比
因此，非相干2ASK 系统的误码率
相干2PSK 系统的误码率
《通信系统原理》试题 一、单项选择题 1.在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK、2FSK、2PSK从差到优的次序。 （A） 2FSK、2ASK、2PSK （B）2ASK、2FSK、2PSK （C） 2ASK、2PSK、2FSK （D）2PSK、2FSK、2ASK 2.AM信号一般采用解调，SSB和DSB信号一般采用解调。 （A）包络，同步（B）鉴频器，同步 （C）相干，差分相干（D）同步，包络 3.根据香农公式，假设信道容量为C，信道信息传输速率为R，则在时，理 论上可实现无差错传输。 （A）R=C （B）R>C （C）R≤C （D）R≠C 编码后过最多出现( )个连续0。 4.二进制序列经过HDB 3 (A)2 (B)3 (C)4 (D) 5 5.为实现数字信号的最佳接收，采用最小均方误差准则设计的最佳接收机是（）。 （A）相关接收机；（C）理想接收机 （B）匹配滤波器；（D）以上都不是 为：（）。 6.若要纠正2个错码，则分组码的最小码距 d min （A）3 （B）4 （C）5 （D）6 7.2PSK信号的带宽是基带信号带宽的（）倍。 （A）0.5 （B）1 （C）2 （D）3 8.电话信道的带宽是3400Hz，若要求传输6800bit/s，则要求信道的最小信噪比是
（）。 （A）1 （B）3 （C）4 （D）7 9.一个二进制数字通信系统，其码元速率为104Baud，连续发送1个小时后，收到的 为（）。 错吗为36个，则误码率P e （A）10-6（B）3.6*10-6（C）36*10-6（D）104 10.某信息源发送4个二进制脉冲编码信号A、B、C、D，信号独立出现，其出现概率 分别为1/4，1/8，1/8，1/2，则该信息源信号的平均信息量为（）bit/symbol。 （A）0.75 （B）1.75 （C）2.75 （D）3.75 11.在（7，3）线形分组码的一个码组中，信息码元的位数是（）。 （A）10 （B）3 （C）4 （D）7 已知某二进制数字基带系统的传输特性如图c1所示，请回答12-16小题。 12.奈氏带宽BN是（）。 （A）0 （B）2 （C）2.5 （D）3 13.码元传输速率为（）。 （A）0 （B）4 （C）5 （D）6 14.系统带宽为（）。 （A）0 （B）2 （C）2.5 （D）3 15.滚降系数为（）。
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
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
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：
Chapter 1 Homework: Fill-in Questions: log M) bits 1. In a M-ary communication system, each symbol contains ( 2 information content. 2. The purpose of communication is to ( transfer information ). Efficiency of the digital communication system can be measured by the specifications such as (R B) , (R b) , ( η). And reliability can be measured by ( P e) , (P b). 3. The basic factors for measuring the merit of a communication system are (efficiency ), and ( reliability ). 4. The main influence of constant parameter channel on signal transmission are usually described by their ( Amplitude-Frequency ) and ( Phase-Frequency ) characteristics. 5. Common characteristics of random parameter channels are (transmission attenuation of the signal is varying with time ), (transmission delay of the signal varies with time ), and (signal arrives at the receiver over several paths ). Multiple-Choice Questions: 1.For analog and digital communications, which is (are) true? ( A B C D ). A. digital communication typically uses more bandwidth. B. analog communication cares more about fidelity C. digital communication cares more about probability for correct decision D. digital communication typically uses analog carrier to carry baseband signals
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》 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
第一章绪论 1.1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 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。 1.4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
《通信系统原理》第一次作业答案 你的得分：100.0 完成日期：2014年12月13日14点33分 一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题2.0 分，共40.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.用同一个调制信号分别对载波进行以下四种调制，已调信号中占用频带宽度最窄的是： ( B ) A.AM B.SSB C.VSB D.DSB 2.模拟通信系统的可靠性用以下哪种方式来衡量： ( C ) A.频带利用率 B.传信率 C.输出信噪比 D.误码率 3.量化是把时间离散、幅度连续的信号变换为： ( B ) A.时间连续、幅度连续的信号 B.时间离散、幅度离散的信号 C.时间连续、幅度离散的信号 D.时间离散、幅度连续的信号 4.在四进制中(M=4)，已知信息速率为2400b/s，则码元速率为： ( B ) A.2400B B.1200B C.4800B D.600B 5.同等条件、正常工作时，模拟调制系统中抗噪声性能最好的是： ( C ) A.AM B.VSB C.FM D.DSB 6.当DPCM系统中量化器电平数为2时，DPCM系统变为： ( D ) A.ADPCM系统 B.PM系统 C.NBFM系统 D.DM系统 7.平稳随机过程的自相关函数是： ( C ) A.只为正的偶函数 B.只为负的奇函数 C.正可负的偶函数 D.可正可负的奇函数 8.平稳随机过程的功率谱密度为： ( A ) A.非负的实偶函数 B.负偶函数 C.可正可负的偶函数 D.可正可负的奇函数 9.下列哪种信号的传输带宽与AM信号传输带宽相同： ( B ) A.基带信号 B.双边带信号 C.单边带信号 D.残留边带信号 10.在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK、2FSK、2PSK从优到差的次序为： ( D ) A.2FSK\2ASK\2PSK B.2ASK\2PSK\2FSK
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，其优点是成本低，缺点是传输速度慢，需要外加措施解
第一章习题 习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： b A P A P I A 241 log )(log )(1log 222=-=-== b I B 415.216 3 log 2 =-= b I C 415.216 3 log 2 =-= b I D 678.116 5 log 2 =-= 习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，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） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 Bd 10010521 3 B =??=-R 等概时的平均信息速率为 s b 2004log log 2B 2B b ===R M R R （2）平均信息量为 符号比特977.15 16log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为 b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？
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《通信原理》习题参考答案 第五章 5-3. 设随机二进制序列中的0和1分别由g(t)和-g(t)组成，它们的出现概率分别为P 和(1-P)； (1)求其功率谱密度及功率； (2)若g(t)为图P5-2(a)所示，T s 为码元宽度，问该序列存在离散分 量f s =1/T s 否？ (3)若g(t)改为图P5-2(b)，回答题(2)所问。 解：(1)随机二进制的功率谱密度是由稳态波)(t v T 的功率谱密度和交流波)(t u T 的功率谱密度之和，即： )()()(ωωωu v s P P P += ()[]s m s s s s T f G f G P P mf f mf G P mf PG f 1) ()()1()()(1)(2 212 21--+-?-+=∑∞ -∞ =δ ()s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1 )()1(4)() (122 2 2 -+-?-= ∑ ∞ -∞ =δ s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1)()1(4)()() 12(2 2 2 2-+-?-=∑∞-∞ =δ ∴ ?∞ ∞-=ωωπ d P S s )(21 df T f G P P mf f mf G P f s m s s s ?∑∞∞-∞-∞=????? ?-+-?-=1)()1(4)()()12(222 2δ df T f G P P df mf f mf G P f s m s s s ??∑∞∞-∞∞-∞-∞ =-+-?-=1)()1(4)()()12(222 2δ t t (a) (b) 图P5-2
习题一 1. （略） 2. 两个二元消息符号 X 与 2X 的取值及概率分别为： 解：利用式21 () log M i i i H X P P ==-∑易见， )(881 .07.0log 7.03.0log 3.0)(221bit X H ≈--= )(971.12.0log 2.023.0log 3.02)(222bit X H ≈?-?-= 3. （略） 4. 假定电话按键由10个数字、“*”与“#”组成，按压每个数字键的概率均为0.099， 按压“*”或“#”的概率各为0.005，拨号速率为2次/s 。试求（1）每次按键产生的熵与连续拨号的熵率？（2）如果每次按键采用4位二进制表示，拨号产生的二进制数据率（二元符号率）？ 解： （1）利用式21 () log M i i i H X P P ==-∑， 22100.099log 0.09920.005log 0.0053.356bits/key H =-?-?≈ 连续按键产生的熵率 3.356/ 6.7120.5/H bits key R T s key ===/bits s （2）拨号产生的二进制数率, 4/2/8/bit key key s bits s ?= 5. （略） 6. 假定容量为4.7GB 的DVD 盘可存储133分钟的数字音视频资料，试计算该数字音视 频信号的数据率（二元符号率）是多少？ 解：数据率为 304.728/ 5.059Mbps 13360Bytes bits Byte R s ??==?
注意，1GB= 309 2107374182410 Bytes Bytes =≈，有时也可用 9 10 。 7. （略） 8. （略） 9. （略） 10. 假定电传打字机的信道带宽为300Hz ，信噪比为30dB （即， 30/10/101000S N ==），试求该信道的容量。 解：利用式bps N S B C )1(log 2+= 有 2C 300log (11000) 2.99()kbps =?+= 11. 假定某用户采用拨号上网，已测得电话线可用频带300-3400Hz ，信噪比为25dB （即， 2.5 /10 S N =），试计算该信道的容量；在选用调制解调器时，可选速率为56、 28.8或9.6kbps 的调制解调器中哪个较合适？ 解：带宽B=3400Hz-300Hz=3100Hz ，利用式bps N S B C )1(log 2+=，有 2C 3100log (1316.23)25.73()kbps =?+= 故应采用28.8kbps 的调制解调器较合适（实际调制解调器会结合实际线路情况，自 动降低速率，以充分利用信道资源）。 习题三 1. （略） 2. 一个AM 信号具有如下形式： ()[]202cos300010cos6000cos2c s t t t f t πππ=++ 其中 510c f =Hz ； （1） 试确定每个频率分量的功率； （2） 确定调制指数； （3） 确定边带功率、全部功率，以及边带功率与全部功率之比。 解：（1）试确定每个频率分量的功率
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？ -π/T s 0 1 H (ω) π/T s -3π/T s 0 1 H (ω) 3π/T s ω ω (a ) (b ) -4π/T s 0 1 H (ω) 4π/T s ω (c ) -2π/T s 0 1 H (ω) 2π/T s ω (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：
《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 1 1=== -码元时间 信息传输速率为 s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6 26 2=?=?== 1-6 接上例，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。
答：7 6 105.210 221)()(-?=??==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 1-8数字通信技术的发展趋势是什么？ 答：数字通信技术目前正向着以下几个方向发展：小型化、智能化，数字处理技术的开发应用，用户数字化和高速大容量等。 第2章 数字终端编码技术 ——语声信号数字化 2-1 语声信号的编码可分为哪几种？ 答：语声信号的编码可分为波形编码（主要包括PCM 、ADPCM 等）、参量编码和混合编码（如子带编码）三大类型。 2-2 PCM 通信系统中A ／D 变换、D ／A 变换分别经过哪几步? 答：PCM 通信系统中A ／D 变换包括抽样、量化、编码三步； D ／A 变换包括解码和低通两部分。 2-3 某模拟信号频谱如题图2-1所示，（1）求满足抽样定理时的抽样频率S f 并画出抽样信号 的频谱（设M S f f 2=）。（2）若,8kH z f S =画出抽样信号的频谱，并说明此频谱出现什么现象? 题图2-1