第七章
1、2DPSK,2ASK,2PSK和2FSK，采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能从好到坏排列顺序。
2、BPSK信号在接收端因为载波同步系统中的分频，可能产生载波相位状态转移，发生对信号的错误解调，这种现象称为。
3、如果理想MPSK数字调制传输系统的带宽为100kHz，则该系统五码间干扰最大信息传输速率为b/s
4、在二进制相对相转移键控调制（2DPSK）通信系统中，在接收机中采用极性比较一码反变换方法解调，已知码反变换器输入信号误码率为P e,则码反变换器输出的误码率为
。
5、画出QPSK信号A方式矢量图。若已知二进制符号为11010010，试画出相对应的QPSK 信号时间波形。
6、画出QPSK信号A，方式矢量图。若已知二进制符号为1101010，试画出相对应的QPSK 信号时间波形。
7、在2DPSK系统中，载频为1800Hz,码元速率为1800Baud,已知发送数据序列为1011100100，且规定初相差为
Δ?=
?=0℃，试画出2DPSK信号的波形，并构成调制器原理框图；（1）、若设参考相位
（2）、若采用相干解调器接收该2DPSK信号，试画出解调系统的组成框图以及各有关点的时间波形（有关参数可自行假设）；
（3）、若已知解调器输入端得信噪比r=10dB，试求解调器输出的误码率。
7.6.2
1、2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK。
2、倒π现象。
3、10log2Mkb/s。
4、2P e(1-P e)。
5、图略、
6、图略。
7、答案：（1）
(2)、波形略 。
（3）、61081
)()1(2--?=≈
≈-='r e e e e r
r erfc P p P π
第九章
1、若一低通信号m(t)的频带范围为0~108kHz ，则可以五失真恢复信号的最小采样频率为： 。
2.改善弱信号的量化信噪比，通常可采用 技术。 3、设输入信号抽样值为-131个量化单位，则其A 律13折线编码输出码组为 。 4、M=64电平的线性编码PCM 系统在信道误比特率10-3时，系统输出的性噪比为 。
5、已知PCM 编码器的一个输入脉冲值为-753量化电平，采用13折线A 律编码方式进行脉冲编码，则此时编码器的输出码组为 （段内码采用自然二进制），量化误差为 。
6、在PCM30/32路基群帧结构中，TS0用来传输 ，TS16用来传输 。
7、增量调制中为防止出现过载现象，必须满足 。
8、设输入信号抽样值为+1330个化单位。
（1）采用13折线A 律特性把其编成8为码，计算量化误差（段内码采用自然二进制）。 （2）写出对应于该7为码得均匀量化11位码。
9、已知信号f(t)=6.4×sin(8000πt)，按奈奎斯特速率进行抽样后，进行64个电平均匀量化编码，采用二进制。 （1）求量化间隔Δν （2）求码元传输速率；
（3）若对此二进制信号采用2FSK 方式传输，采用非相干方式解调，解调器输入信噪比为10Db,试求传输1h 的错码个数。 答案
1、fs=2Fh=216kHZ 。2.压扩。3、01000000。
4.351964
1041644124122
522220200≈??+=+=+=-M P M P N S E N N 5、01100111 17个量化单位。6、帧同步信息 信令信息。7、不过载条件。8.（1）11110100；量化误差为50个量化单位；（2）10100000000。9（1）量化间隔Δν=0.2；（2）码元传输速
率48000B ；（3）
35
2/1037.32
121---?===e e P r e ；传输1h 的错码个数为Ne=（RBt ）*Pe=48×103×3600×3.37×10-3=582159。
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=
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
By 夜阑寄语（yljy52725） 1绪论：1、了解通信的基本概念；2、了解通信中相关的消息、信息、信号之间的关系；3、正确区分数字信号和模拟信号；4、掌握各类通信系统（通信基本模型、模拟通信系统模型、数字通信系统模型）；5、掌握数字通信的特点以及通信的方式（单工、双工、半双工）；6、了解各类通信系统分类；7、信息的度量（信息量、熵）；8、通信系统的性能指标（有效性、可靠性）。 2确知信号：1、了解确知信号概念以及信号类型；2、了解功率信号的频谱以及能量信号的频谱密度。 3随机过程：1、掌握随机过程的概念；2、了解各态历经的概念；3、掌握平稳随机过程的自相关函数的性质以及对应的功率谱密度；4、了解高斯随机过程的概念以及掌握其性质；5、平稳随机过程通过线性系统相关参数的变化； 6、掌握窄带随机过程的概念以及窄带随机过程对应的各类分量的统计特性； 7、掌握高斯白噪声（明确白噪声的概念）。 4信道:1、了解有线信道和无线信道的概念并且常见的该信道类型；2、掌握信道的数学模型（调制信道、编码信道）；3、了解信道特性对信号传输特性的影响；4、了解信道中噪声的类型以及该噪声对信号传输所造成的影响； 5、掌握信道容量的概念以及计算式（Shannon公式）。 5模拟调制系统：1、掌握幅度调制（线性调制-AM、DSB、SSB、VSB）系统的概念及一般传输模型和解调模型（包络检波-非相干解调、相干解调）；2、掌握各类线性调制系统（AM、DSB、SSB、VSB）的输出波形以及各类解调方式的抗噪声性能（信噪比增益）；3、掌握判断各类线性调制系统性能的优劣；4、了解角度调制（非线性调制）的概念及对应的（FM、PM）传输模型； 5、掌握两类非线性调制之间的相互转换关系（PM->FM）； 6、了解非线性调 制系统的解调模型及其抗噪性能（信噪比增益）；7、掌握门限效应的概念以及产生的原因；8、了解信号的加重技术；9、掌握各类模拟调制系统的比较以及各自适用的实际情况。 6数字基带传输系统：1、了解基带信号的概念及其谱特性；2、掌握数字基带传输的几种常见码型（AMI、HDB3、Manchester、双相码、CMI）的编码规则以及各自的适用场合；3、掌握数字基带传输系统的传输模型以及理解码间串扰的概念；4、掌握数字基带传输系统的无码间串扰的时频条件；5、掌握数字基带传输系统的无码间串扰特性的设计；6、了解基带传输系统（二进制单极性/双极性）的抗噪声性能（判决门限）；7、掌握眼图的产生以及由其可以确定的参数类型；8、理解部分响应系统和时域均衡的实际意义。7数字带通传输系统：1、掌握产生各类二进制数字调制（ASK、FSK、PSK、DPSK）的系统模型以及各自的解调模型；2、掌握DPSK系统的产生原因；3、掌握各类二进制数字调制的输出波形；4、掌握各类二进制数字调制系统的抗噪声性能及其相应比较。 8新型调制系统：1、了解QAM系统； 2、掌握MSK系统的特点；3、掌握OFDM 系统的特性及其传输特点。 9数字信号的最佳接收：1、掌握数字信号的最佳接收概念；2、掌握最佳接收机的模型（确知信号、随相信号、/起伏信号）；3、掌握匹配滤波器的结构;3、了解最佳基带系统。 10信源编码：1、了解模拟信号数字化步骤（抽样、量化、编码）；2、掌握各类抽样方式（理想抽样、自然抽样、平顶抽样—特点）；3掌握各类量化（均匀量化、非均匀量化）方式；4、掌握PCM编码机及其编码方式；5、了解
第一章 1、模拟信号与数字信号的区别：取值个数是否连续变化。 2、信息源 →发送设备→信 道→接收设备→受信者 （发送端） ↑ （接收端） 噪声源 图1-1 通信系统一般模型 3、模拟信息源→调制器→信 道→解调器→受信者 ↑ 噪声源 图1-4 模拟通信系统模型 4、信息源→信源编码→加密→信道编码→数字解调→信道→数字解调→信道译码→解密→信源译码→受信者 ↑ 噪声源 图1-5 数字通信系统模型 ①单工、半双工、全双工通信（点对点之间的通信，按消息传递方向与时间关系来分） 单工：广播、遥测、遥控、无线寻呼。 5、通信方式 半双工：同一载频的普通对讲机(BB 机)，问询和检索。 （P 8-9） 全双工：电话，计算机之间的高速数据通信。 ②并行传输和串行传输（在数据通信中，按数据代码排列方式不同来分） 6、信息量和平均信息量的公式（P10-11）（例题参见习题1-1和1-2） 信息量：①一般式 I=L a ) (1 x P = - Log a P(x) ②常用式 I=Log 2 ) (1 x P = - Log 2 P(x) 传送等概率的二进制波形之一的信息量为1b ，传送等概率的四进制波形之一的信息量2b ，此时，一个四进制波形需要用两个二进制脉冲表示，同理，传送等概率的八进制波形之一的信息量3b ，这时至少需要三个二进制脉冲。 综上，传送M 进制波形之一的信息量为：I=Log 2P 1= Log 2M /11 =Log 2M 若M 是2的整幂次，比如M=2k （k=1，2，3222） 则： I= - Log 22k =k 也就是说，传送每一个M （2k M ）进制波形的信息量就等于用二进制脉冲表示该波 形所需的脉冲数目k.
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
第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下： （1）cos cos c t w t Ω（2）(10.5sin)cos c t w t +Ω 式中， 6 c w=Ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 【答案3－1】 （1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图 设 () M S w是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有 ()[()() 2 ()()] [(7)(5)(5)(7)] 2 M c c c c S w w w w w w w w w w w w w π δδ δδ π δδδδ =+Ω+++Ω- +-Ω++-Ω- =+Ω+-Ω++Ω+-Ω （2）如图所示分别是(10.5sin)cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：
设 () M S w是(10.5sin)cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有 ()[()()] [()() 2 ()()] [(6)(6)] [(7)(5) 2 (7)(5)] M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδ π δδ δδ πδδ π δδ δδ =++- ++Ω+++Ω- --Ω+--Ω- =+Ω+-Ω ++Ω+-Ω --Ω-+Ω 【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB及AM信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。 t m(t) 【答案3－2】 AM波形如下：
通过低通滤波器后，AM 解调波形如下： DSB 波形如下： 通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下： 由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。 【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为 4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。 【答案3－3】 可写出上边带的时域表示式
【 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
通信原理复习资料 一、基本概念 第一章 1、模拟通信系统模型 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 噪声源 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： 更多精品文档 （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 模拟信息源 * 调制器 信 道编码 数 字 调 制 信 道 译 码 信 源 译 码 受信者
（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 ）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1 （4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （7 ）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），或者说是传输的速度”可题。 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：可用接收端最终输出信噪比来度量。 （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。一个二讲制码元含1b的信息量；一个 M进制码元含有log z M比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有_________________________ 更多精品文档
第三章（模拟调制原理）习题及其答案 【题3－1】已知线性调制信号表示式如下： （1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 【答案3－1】 （1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图 设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有 ()[()() 2 ()()] [(7)(5)(5)(7)] 2 M c c c c S w w w w w w w w w w w w w π δδδδπ δδδδ= +Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-= +Ω+-Ω++Ω+-Ω （2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：
设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有 ()[()()] [()()2 ()()] [(6)(6)] [(7)(5) 2 (7)(5)] M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπ δδδδπδδπ δδδδ=++-+ +Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω 【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。 t 0m(t) 【答案3－2】 AM 波形如下：
通过低通滤波器后，AM 解调波形如下： DSB 波形如下： 通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下： 由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。 【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4 cos10t π，进 行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。 【答案3－3】 可写出上边带的时域表示式
1.模拟通信系统我们讲了那些类别，可靠性最好的是有效性最好的是 在AM、DSB、SSB、FM四个通信系统中，可靠性最好的是（FM），有效性最好的是(SSB),有效性相同的是(DSB、AM)，可靠性相同的是(SSB、DSB)。 2.在高信噪比下。接收端观察到的眼图的闭合程度的大小反映了什么 码间串扰 3.连续信道香农公式，及其讨论。 香农公式 假设连续信道的加性高斯白噪声功率为（W），信道的带宽为（Hz），信号功率为（W），则该信道的信道容量为 这就是信息论中具有重要意义的香农公式，它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，具有一定频带宽度的信道上，理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。 由于噪声功率与信道带宽有关，故若噪声单边功率谱密度为（W/Hz），则噪声功率。因此，香农公式的另一种形式为 由上式可见，一个连续信道的信道容量受、、三个要素限制，只要这三个要素确定，则信道容量也就随之确定。 关于香农公式的几点讨论 香农公式告诉我们如下重要结论： （1）在给定、的情况下，信道的极限传输能力为，而且此时能够做到无差错传输（即差错率为零）。这就是说，如果信道的实际传输速率大于值，则无差错传输在理论上就已不可能。因此，实际传输速率一般不能大于信道容量，除非允许存在一定的差错率。 （2）提高信噪比（通过减小或增大），可提高信道容量。特别是，若，则，这意味着无干扰信道容量为无穷大；
（3）增加信道带宽，也可增加信道容量，但做不到无限制地增加。这是因为，如果、一定，有 （4）维持同样大小的信道容量，可以通过调整信道的及来达到，即信道容量可以通过系统带宽与信噪比的互换而保持不变。例如，如果=7，=4000Hz，则可得 =l2×b/s；但是，如果=l5，=3000Hz，则可得同样数值值。这就提示我们，为达到某个实际传输速率，在系统设计时可以利用香农公式中的互换原理，确定合适的系统带宽和信噪比。 通常，把实现了极限信息速率传送（即达到信道容量值）且能做到任意小差错率的通信系统，称为理想通信系统。香农只证明了理想通信系统的“存在性”，却没有指出具体的实现方法。但这并不影响香农定理在通信系统理论分析和工程实践中所起的重要指导作用。 4.在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性和有效性最好的是 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，2DPSK） 5.数字带通传输系统的最高频带利用率是____1___B/Hz，8PSK系统的信息传输速率为1500b/s，其无码间干扰传输的最小带宽为__500Hz__ B= Rb/log2M= Rb/3=500Hz 6.高斯白噪声是指噪声的概率密度服从____正态________分布，功率谱密度服从_____均匀_______分布。 7.为了提高数字信号的有效性而采取的编码称为____信源编码_______，为了提高数字通信的可靠性而采取的编码称为___信道编码________。 8.从信息传输角度来看，数字通信系统的主要质量指标是____传输速率_______和____误码率_______ 1. PAM信号是一种什么信号 PAM是一种最基本的模拟脉冲调制。
传信率 传信率是数字系统中每秒所传送的bit数或平均信息量，单位为bit/s 或BPS,用符号R b 表示 码元传输速率 码元传输速率简称传码率，又称符号速率等。它表示单位时间内传输码元的数目，单位是波特（Baud ），记为B。这是为了纪念电报码的发明者 法国人波特（Baudot），故码元传输速率也称为波特率，用符号R B 表示。 在数字通信中，一个数字脉冲称为一个码元。如字母A的ASCII码是01000001，可用7个脉冲来表示，亦可认为由7个码元组成。码元携带的信息量由码元的离散值个数决定。 若1秒内传2400个码元，则传码率为2400B。数字信号有多进制和二进制之分，但码元速率与进制数无关，只与传输的码元长度T有关。通常在给出码元速率时，有必要说明码元的进制。由于M进制的一个码元可以用㏒2M 个二进制码元去表示，因而在保证信息速率不变的情况下，M进制的码元速 率R b 与二进制的码元速率R B 之间有以下转换关系： R b = R B ㏒2M ( B ) 在数字调制中，四相调制码元可以取4个相位值，一个码元代表两位二 进制数。即㏒2N=2。码元传输速率（波特率）B和数据速率R的关系是：R=B㏒2N（bps） 数据传输速率（Data Transfer Rate） 描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的比特数，也是人们常说的“倍速”数。单倍数传输时，每秒可以传输150KB数据;四倍速传输时，每秒可以传输600KB数据；40倍速传输时，每秒可以传输6MB数据（Internet数据传输速率最高可达10Mbps）......以此类推。目前市场上常见的光盘光驱动器多为40倍速到50倍速。但要注意在实际使用中，受光盘读速度和CPU传输本身的影响，上述速率会大打折扣，而且倍速越高，所打折扣越大。通常，平均传输速率能达到3~4MB就不错了。 数据传输速率的定义:数据传输率是指单位时间内信道上所能传输的数据量。可用“比特率”和“波特率”来表示。数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(b/s)，也记做bps； 常用的数据传输速率单位有：Kbps、Mbps、Gbps与Tb/s，目前最快的以太局域网理论传输速率（也就是所说的“带宽”）为10Gbit/s。其中：1Kbps = 10^3 bps 1Mbps = 10^6bps 1Gbps = 10^9 bps 1Tbps = 10^12 bps 数据传输速率计算公式：S=1/T(log 2 N)，其中：T为一个数字脉冲信号的宽度（全宽码）或重复周期（归零码），单位为秒；N表示一个脉冲所能表示的有效值状态，通常N=2K（K为二进制信息的位数）。当N=2时，数据传
【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3 c ω>>Ω,() 1 m t和() 2 m 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() 1 m t和() 2 m t的解调框图。 解：( 1 )由图3 一9 ( a )知：()()() 12 cos2 m t m t m t t =+Ω 其对应的频谱表达式为()()()() 122 1 22 2 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 ()() ()() ()() ()()() 12 12 122 cos cos2cos cos cos2cos 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θ。求该系统的输出信噪比。
第三章习题 习题3.1 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+cos 200t 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+== () t t t t t t ππππππ800c o s 1200c o s 2 5 1000c o s 51000c o s 200c o s 51000c o s 5++=+= 由傅里叶变换得 ()()()[]()()[]()()[]4004004 5 6006004550050025 -+++-+++-++= f f f f f f f S δδδδδδ 已调信号的频谱如图3-1所示。 图3-1 习题3.1图 习题3.2 在上题中，已调信号的载波分量和各边带分量的振幅分别等于多少？ 解：由上题知，已调信号的载波分量的振幅为5/2，上、下边带的振幅均为5/4。 习题3.3 设一个频率调制信号的载频等于10kHZ ，基带调制信号是频率为2 kHZ 的单一正弦波，调制频移等于5kHZ 。试求其调制指数和已调信号带宽。 解：由题意，已知m f =2kHZ ，f ?=5kHZ ，则调制指数为 5 2.52 f m f m f ?= == 已调信号带宽为 2()2(52)14 k m B f f =?+=+= 习题3.4 试证明：若用一基带余弦波去调幅，则调幅信号的两个边带的功率之和最大等于载波频率的一半。 证明：设基带调制信号为'()m t ，载波为c (t )=A 0cos t ω，则经调幅后，有 ' 0()1()cos AM s t m t A t ω??=+?? 已调信号的频率 2 2'22 0()1()cos AM AM P s t m t A t ω??==+??
一、填空题 2.为使基带脉冲传输获得足够小的误码率，必须最大限度地减小码间干扰和随机噪声干扰的影响。 3.对于点对点之间的通信，按信息传送的方向和时间关系，通信方式可以分为__单工通信__,__半双工通信__和__全双工通信___ 4.在香农公式中，一个连续信道的信道容量受“三要素”限制，这三要素是__带宽__,___ 信号功率__,___噪声功率谱密度__ 7.最常见多路复用方法有__频分__、___码分__和___时分__。 9．衡量数字通信系统性能指标是10．八进制数字信号信息传输速率为传输速率(有效性) 和__差错率(可靠性 600b/s，其码元速率为__200b/s__。 )_两项指标。 14．最常见的二进制数字调制方式有 和_2PSK(二进制相移键控 )_。2ASK(二进制振幅键 控 ) 、_2FSK(二进制频移键 控 )_ 18. 在数字通信系统中，其重要的质量指标“有效性”和“可靠性”分别对应_传输速率_ 和_差错率_。 19. 为使基带脉冲传输获得足够小的误码率，必须最大限度地减小码间干扰和随机噪声干扰的影响。 25.最常见多路复用方法有__频分复用(FDMA)_、__码分复用(CDMA)_和__时分复用(TDMA)_。 26 . 高斯白噪声是指噪声的概率密度服从____高斯____分布，功率谱密度服从___均匀___ 分布。 28 ．已知二进制代码为11000010100000000101，其相应的AMI码为 ___+1-10000+10-100000000+10-1_ __。 29．导致数字系统误码的可能原因有___码间干扰___、___随机噪声干扰__和___传播衰落__。 30．在AM、M、FM、PSK、MSK、DPSK、SSB等信号中能直接在数字基带系统中传输的有 _____ M______，能直接在数字频带系统中传输的 有 _____PSK、MSK、DPSK______。 32．信道编码是抗干扰编码，它使得__误码率__下降，信源编码减少多余度编码，它使 得 __ 信息传输效 率 __提高。 35、按传输媒介，通信系统可分为有线通 信 、无线通 信 。 36、无码间串扰条件是h(kTs) { 1k 0 0k为其他整数或Heg( )
通信原理的一些重要的概念： 信源----信息的来源，可以是人、机器、自然界的物体等等。信号的产生（物）被称为信源，相对应的概念应该是信号的接受（物）被称为信宿。 信宿----信息动态运行一个周期的最终环节。其功能是接收情报信息，并选择对自身有用的信息加以利用，直接或间接地为某一目的服务 信号----是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。 信息----指音讯、消息；通讯系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容。 消息----外界的各种报道，消息反映知识状态的改变。 比特----每个0或1就是一个位(bit)，位是数据存储的最小单位。其中8bit 就称为一个字节（Byte）。 基带信号----(Baseband Signal):信源（信息源，也称发终端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号 信噪比---即SNR（Signal to Noise Ratio）又称为讯噪比，狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比，常常用分贝数表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高，否则相反。 误码率---指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。 位同步---位同步的目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步 帧同步---指的是接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止。 串行通信---是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。 并行通信---在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的。如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，这种传输方式称为并行通信。
第一章 1.通信—按照传统的理解就是信息的传输。 2.通信的目的：传递消息中所包含的信息。 3.信息：是消息中包含的有效内容。 4.通信系统模型： 5.通信系统分为：模拟通信系统模型和数字通信系统模型。 6.数字通信的特点： （1）优点： 抗干扰能力强，且噪声不积累 传输差错可控 便于处理、变换、存储 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 易于加密处理，且保密性好 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （2）缺点： 需要较大的传输带宽 对同步要求高 7.通信方式（信号的传输方式） （1）单工、半双工和全双工通信 （A）单工通信：消息只能单方向传输的工作方式 （B）半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时收发的工作方式 （C）全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式 (2)并行传输和串行传输 （A）并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输 优点：节省传输时间，速度快：不需要字符同步措施 缺点：需要n 条通信线路，成本高 （B）串行传输：将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输 优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施 8.则P(x) 和I 之间应该有如下关系： I 是P(x) 的函数：I ＝I [P(x)] P(x) ↑，I ↓；P(x) ↓，I ↑； P(x) = 1时，I＝0；P(x) = 0时，I＝∞； 9.通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性
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 ），简记为B 。 式中T － 码元的持续时间（秒） 误码率是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切的说，误码率是指码元在传输系统中被传错的概率。 第四章 1.信道连接发送端和接收端的通信设备，其功能是将信号发送端传送到接收端。 2.信道分类： 无线信道 － 电磁波（含光波） 有线信道 － 电线、光纤 3.有线信道：明线，对称电缆，同轴电缆 4.由于信道中的噪声是叠加在信号上的，而且无论有无信号，噪声是始终存在的，因此通常称它为加性噪声或加性干扰 5. 因k (t )随t 变，故信道称为时变信道。 因k (t )与e i (t )相乘，k (t )可以看作是对信号的一种干扰，故称其为乘性干扰。 6，用错误概率描述编码信道的特性，错误概率也叫转移概率。 7.接收信号： 8. 因传播有了起伏的现象称为衰落。 发射信号为单频恒幅正弦波时，接收信号因多径效应变成包络起伏的窄带信号，这种包络起伏称为快衰落（有多效应引起的衰落） － 衰落周期和码元周期可以相比。 慢衰落（起伏周期较长） － 由传播条件引起的。 9.噪声分为人为噪声和自然噪声。 10.信道容量 即 ) ()()()(t n t e t k t e i o +=∑∑==+=-=n i n i i i i i t t t t t t t R 1100)] (cos[)()]([cos )()(?ωμτωμ)/(1log 02s b B n S B C t ???? ? ?+=???? ? ?+=???? ??+=???? ??+=0202021log /1log 1log n E B B n T E B B n S B C b b b t
1３通信工程《通信原理》复习题 一、填空 1。某四进制系统,4秒钟传输4800个四进制符号，则此系统的传码率ＲB ４＝ ，传信率R b= . 2．模拟调制系统的抗噪声性能主要用 来衡量；数字调制系统的抗噪声性能主要用 来衡量. 3。AM 调制的可靠性用 衡量；DPS Ｋ的可靠性用 衡量。 4。某通信系统采用四进制数字序列传输方式，每传输一个码元需T ＝250×10-6s 时间,其传信率为 ，码元速率为 ，若传输了5s ，检测到5０个码元误码,其误码率为 . 5.八进制数字通信系统的误码率为10－5，系统的传输速率为6０0b/s,则接收端在_＿_____h 内能接收到1４4个错误码元。 6．已知能量信号f （t)的傅氏变换为Ｆ(w)，则根据帕塞瓦尔定理可得其能量为E= = 。 7.设一数字传输系统传送１6进制码元，码元传输速率为24００波特，则此时系统的信息传输速率为 ；如果系统的误码率为1０－4，则1小时内错误的码元个数为 ；如果系统的误比特率为２。5×1０-５,则10分钟内错误的比特个数为 。 1.1２00B ，240０ｂ/s 2。信噪比,误码率 3.信噪比，误码率 4。8000,４0０0，2.5×10－3 ５。２0 ６． , 7. 9600ｂ/s, 864 ，21．６ 1.在分析信道时,根据乘性干扰k(t ）是否随时间变化，将信道分为 ___＿_信道和 信道. 2．无失真传输系统的传输函数H （w)=____ 。 １。恒参，随参 2。 3。已知调制信号 ,载波为 t π4 10cos 2，则其ＤSB 信号的表达式为 . ４． 将ｎ路频率范围为0。３～4ＫH ｚ的话音信号用F ＤM 方法进行传输，若采用ＡＭ调制方式则n 路话音信号的最小传输带宽为 ，若采用SSB 调制方式则ｎ路话音信号的最小传输带宽为 。(不考虑防护频带） 8nKHz,4n ＫHz 5。 已知 ,设调频器灵敏度? ∞ +∞ -dt t f )(2? ∞ +∞ -ω ωπ d F 2 )(21d t j Ke ω-t t m π200cos )(=t t ππ410cos 200cos 2V t t t s FM )102cos 5102cos(100)(36 ?+?=ππV s rad ??/1023π
第一章 1.1 通信的概念什么是通信？答：通信就是由一地向另一地传递消息。 1.2 通信系统的组成 答：通信系统由信源、发送设备、信道、接收设备和收信者组成。 数字通信的主要特点 抗干扰能力强； 差错可控； 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； 易于集成化，从而使通信设备微型化； 易于加密处理，且保密强度高； 可采用再生中继，实现高质量的远距离通信。 1.2 信源编码与信道编码的概念与区别 答：概念：信源编码：用适当的方法降低数字信号的码元速率以压缩频带。 信道编码：在信息码组中按一定的规则附加一些码，以使接收端根据相应的 规则进行检错和纠错。 区别：信源编码是用来提高数字信号传输的有效性。 信道编码是用来提高数字信号传输的可靠性。 1.3 什么是信息？信息与消息的区别是什么？信息量的计算（看课件内容） 答：消息是指通信系统的传输对象，它是事物状态描述的一种具体形式。 信息是指消息中包含的有意义的内容。 设消息所代表的事件出现的概率为P ( x )，则所含有的信息量 设有消息x发生的概率为P（x），则所带来的信息量为： 连续消息的信息量可用概率密度来描述。可证明，连续消息的平均信息量(相对熵)为 式中，—连续消息出现的概率密度。 x d x f x f x H x x ' ' ' - =?+-)( log ) ( ) ( 2
若a = 2，则信息量的单位为比特(bit ），它代表出现概率为1/2的消息所含有的信息量。 当两个消息等概率时，任一消息所含有的信息量为1比特。一位二进制数称为1比特，而不 管这两个符号是否相等概率。 1.4 衡量通信系统的性能指标 有效性、可靠性、安全性、保密性。 1.4 什么是传码率、误码率与传信率？ 答：码元传输速率是传码率；在传输中出现错误码元的概率叫误码率；信息传输速率叫传信 率。 1.5 通信方式 单工通信，是指消息只能在一个方向传输的工作方式。如广播、电视、遥控等。 所谓半双工通信，是指信号可以在两个方向上传输，但不能同时传输，必须是交替进行，一 个时间只能允许向一个方向传送。如使用同一载频工作的无线电对讲机。 所谓全双工通信，是指通信双向可同时进行收发消息的工作方式，信号可以同时在两个方向 上传输。这种方案使用的信道也是一种双向信道。如普通电话。 7、具有6.5MHz 带宽的某高斯信道，若信道中信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz ， 试求其信道容量。 题意分析：此题必须弄清楚信号功率与噪声功率谱密度之比的含义。之后带入香农公式求得 信道容量。 第二章 2.2 信道模型的式子（2.2－1 2.2－2 2.2－3） 2.3 恒参信道的特性：幅度、相位 答：恒参信道的特性与时间无关，是一个非时变线性网络。 2.4 恒参信道与变参信道的区分 答：恒参信道的参数不随时间变化，变参信道的参数随时间变化。 什么是选择性衰落？ 答：在多径传播时，由于各条路径的等效网络传播函数不同，于是各网络对不同频率的 信号衰减也就不同，这就使接收点合成信号的频谱中某些分量衰减特别严重，这种 现象称为频率选择性衰落。 分集方式： 1，空间分集 2，频率分集 3，角度分集 4，极化分集 合并方式： 最佳选择式 等增益相加式 最大比值相加式 2.5.2 随机过程的统计特性，接收方式与分支方式 220627log (1/) log (1/)45.5 6.510log 1 6.5 1.9510(/) C B S N B S n B b s =+=+??=??+ ?? ?=?