第九章差错控制编码
主要内容：
纠错编码的原理 线性分组码
循环码重点：
检错、纠错的概念 分组码的结构
汉明码
循环码
引言
9.2 纠错编码的原理9.3 常用的简单编码9.4 线性分组码
9.5 循环码
9.1 引言
检错重发法9.1.2 差错控制的方法
9.1.1 编码的目的：提高信号抗加性干扰的能力
干扰种类：加性克服方法：差错控制编码
加性干扰的特征：
突发信道：出现错码成串集中。混合信道：前两者中和。
乘性克服方法：均衡器随机信道：出现错码是随机的，相互间统计独立。（白噪声）反馈校验法
前向纠错方法定义
误码率标准
速率( b/s )线路类别误码率标准
300电话交换线
专用线
≤10-4
≤5 10-5
600电话交换线
专用线
≤10-3
≤5 10-5
1200电话交换线
专用线
≤10-5
≤5 10-5
≥2400专用线≤10-5 CCITT 建议的误码率标准
检错重发法：在接收端检测出错码时，通知发端重发信号，直到接收正确为止。此方法只能判断是否有错码，不能判
断具体的错码位置。所以，只能检错不能纠错，且需
要双向通道。
前向纠错方法：在收端检测出错码时，可以确定错码的位置，
并予纠正。此方法只需要单向通道。实时性好，
但设备复杂。
反馈校验法：接收端将收到的信号原封不动的发回发端，由
发端将其与原发信号相比较，如果有错则重发。
这种方法需双向通道，效率低，但设备简单。
9.1.3 差错控制编码的原理：
在信息码序列中加监督码元（也称纠错码）
由于信息码元是随机序列，收端无法预知信号状态，因
而无法判别接收码是否有错。增加了监督码元之后，监
督码和信息码之间存在一种逻辑关系，因此，收端可以
利用这种逻辑关系发现或纠正存在的错码。
不同的编码方法，有不同的检错或纠错能力，监督码元
越多，检、纠错能力越强。
自动请求重发系统（ARQ ）
自动请求重发系统（ARQ ）
工作过程：3）重发控制器收到重发命令时，控制输入缓冲储存器重发一次当前码组，否则发送后一码组。
2）收端解码器检测出错码时由指令发生器产生重发命令传给发端，同时发出删除命令，删除输出缓冲器内容。
1）收发正常时，重发控制与指令发生器不工作。
重发控制
信源
双向通道
指令发生器
解码器
输出缓存器
收信者
错误时删除
编码输入缓存器优点：1）监督码少，占总码的( 20% )2）对各种信道有一定的适应能力。3）成本及复杂性低。缺点：1）需要双向通道
2）干扰大时系统可能处于重发循环中，效率降低
3）实时性差
9.2纠错编码的基本原理
9.2.1 分组码的概念
9.2.2 分组码参数
例：天气预报
9.2.1 分组码的概念
特征：分组码中的监督码元仅监督本码组中的信息码元。分组码定义：将信息码分组，为每组信息码后附加若干监督
码元形成的码集合。分组码检错、纠错能力的体现
信源
发送信息码
晴0 0云0 1阴 1 0雨
1 1
接收信息码判别
0 1云10 阴0 0晴1 0
阴
结论：虽然接收码组有错，但接收端无法识别。
讨论
信源发送信息码监督码
晴0 00云0 11阴 1 01雨
1 1
接收码组
判别
001、010、100 010、001、111
100、111、001 111、100、010
建立分组码A
错1位接收码组
判别
011、110、101云、雨、阴000、101、110晴、阴、雨110、000、011雨、晴、云101、000、011
阴、晴、云
错2位
结论：只能检测出1 位
错码，但不能纠正。
禁用码组：非信息码组
许用码组：有效信息码组
信源发送信息码监督码晴0 0000云0 1011阴 1 0101雨 1 1110
接收码组判别00001、00010、00100、01000、10000 01010、01001、01111、00011、11011 10100、10111、10001、11101、00101 11111、11100、11010、10110、01110
建立分组码B
错1位
接收码组判别11000、10100、10010、10001、01100、01010、01001、00110、00101、00011 10011、11111、11001、11010、00111、00001、00010、01101、01110、01010 01101、00001、00111、00110、11001、11110、11101、10011、10000、10100 00110、01010、01100、01111、10010、10100、10111、11000、11011、11111
错2位
结论：能纠正1 位错码，或检测出2 位错码。
k ：码组中信息码元的数目。
n ：码组的总位数，又称为码组长度。r = n -k ：码组中监督码元的数目。
结构
符号( n , k )
码长n = k + r
k 个信息位
r 个监督位
码组重量
码组中“1 ” 的数目
9.2.2 分组码参数
a n-1a n-2
a r
a r-1
a 0
码距d ：两个码组对应位上不同的码元个数称为码组间的汉明距离码距与码集合检、纠错能力的关系
例：码组（a 2 a 1 a 0）= 1 1 0
（b 2 b 1 b 0）= 0 1 0
码距的几何概念
码距是2
最小码距d 0：码集合中任意两两码组间距离的最小值（0 1 0）（1 1 0）
（0 0 0）
（1 0 0）
（1 0 1）
（0 0 1）
（0 1 1）（1 1 1）
a 1
a 0
a 2选许用码组：0 0 0
0 1 1 1 1 01 0 1令n = 3,共有8 个码组沿立方体各边行走，4 个
码组的距离均为2 个边长d 0=2
∵∴
检测e 个错码，要求最小码距1e d 0+≥ 纠正t 个错码，要求最小码距1
t 2d 0+≥ 纠正t 个错码、同时检测e 个错码，要求最小码距1
t e d 0++≥)
t e (>码距与码集合检、纠错能力的关系
A B
例：A = ( 00000 )、B = ( 11111 )，d 0= 5
结论：e = 4 或t = 2 或 e = 3、t = 1
d = 1d = 2d = 3
9.3 常用的简单编码
9.3.1奇偶监督码
9.3.2 正反码
1
a a a 02n 1n =⊕⊕⊕-- 0a a a 02n 1n =⊕⊕⊕-- 奇数监督码: 偶数监督码:监督码元1位,使码组中“1” 的个数为
奇监督码元1 位,使码组中“1” 的个数为偶只能检测奇数个错码
二维奇偶监督码（矩阵码）能检测部分偶数个错码
生成规则：许用码组写成一行（包括信息码和1 位监督码），
设共有m 行。第m+1行为按列增加的监督码。（构成监督码行）
例9.3.1奇偶监督码
一维奇偶监督码例
监督方程
监督方程
例:信源
发送信息码a 2 a 1 监督码a 0
晴0 00云0 11阴 1 01雨
1 1
一维偶数监督码
接收码组
判别
001、010、100 010、001、111
100、111、001 111、100、010
错1位满足：
a a a 012=⊕⊕检验不满足
0a a a 012=⊕⊕只能检错，不能纠错
m
m 1
n 10
11n a a a a --2）当
同时出错，则按行按列均不能检测出有错。
能检测部分偶数个错码适用于突发信道。
若仅一行有奇数个错码时，可通过列确定错码位置并纠正。1）设和发生错码，按行无法检测出有错，而按列可检测。22
n a -21a a 2 a 1 a 0
0 0 00 1 11 0 11 1 00 0 0
例：二维偶数监督码
通式
2n 1n m 0
m 2n m 1
n 20
22n 21n 1012n 11n c c c a a a a a a a a a
--------结论： 方阵码除对构成矩形四角的错码无法检测外，其余均能检测。
特征：具有纠正1位错码、检测2 位和大部分2 位以上
错码的能力
定义：信息码位数与监督码位数相同
编码规则：
1）当信息位中有奇数个“1”时，监督位是信息位的重复。2）当信息位中有偶数个“1”时，监督位是信息位的反码。
10001
例：若信息码为
1 1 0 0 1
9.3.2 正反码
则正反码为
1 1 0 0 1 1 1 0 0 1
1 0 0 0 1 0 1 1 1 0
1）将接收码组中信息码和监督码对应按位模2 加，得合成码组2）根据接收码组中信息码含“1”的奇偶情况，由合成码组
生成校验码组
3）根据校验码组的组成，依表判断错码情况，并予检错与纠错
译码规则：
“1”为奇
校验= 合成“1”为偶
校验=合成
例
例：发1 1 0 0 1 1 1 0 0 1
1）收无错
∵信息码中含奇数个“1”
2）收有错、为1 00 0 1 1 1 0 0 1
合成码组= 1 1 0 0 1⊕1 1 0 0 1
0 0 0 0 0
译码判决：
校验码组错码情况1全“0”
无错码
2
4个“1”1个“0” 信息码中有一位错码，对应校验码组中的“0” 的位置3
4个“0”1个“1” 监督码中有一位错码，对应校验码组中的“1” 的位置
4其他组成
错码多于1 个
∴校验码组= 合成码组= 00000判断接收无错码
合成码组= 1 00 0 1⊕1 1 0 0 1
0 10 0 0∵信息码中含偶数个“1”
∴查表知信息码第二位错
10111==合成码组校验码组特征：编码效率低
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
通信原理思考题答案
第一章绪论 1.1消息与信息有何区别？信息和信号有何区别？ 答：消息必须转换成为电信号，才能在通信系统中传输。人们接受消息，关心的消息中包含的有效内容就是信息。信息是消息中包含的有意义的内容，或者说是有效内容。信号是消息的载体。 1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？ 答：信源编码的目的是压缩编码。信号编码的目的是提高信号传输的可靠性。 1.7何谓调制？调制的目的是什么？ 答：调制包含调节或调制的意义。调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性想适应，使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。 1.8数字通信系统有哪些性能指标？ 答：可靠性和有效性。用一下指标来衡量：传输速率、错误率、频带利用率、能量利用率。 1.10无线信道和有线信道的种类有哪些？ 答：无线信道的种类：视线传播、地波和天波、散射；有线信道的种类：明线、对称缆和同轴电缆1.13何谓多径效应？ 答：多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间,其接收信号的强度,将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。 1.16什么是快衰落？什么是慢衰落？ 答：通常将由多径效应引起的衰落称为“快衰落”。衰落的起伏周期可能以若干天或若干小时计，这种衰落就是“慢衰落”。 第二章信号
2.11何谓平稳随机过程？广义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。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。 2.12何谓窄带平稳随机过程？ 答：若信号或噪声的带宽和其“载波”或中心频率相比很窄。 2.14何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？ 答：白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。 2.15什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？ 答：高斯白噪声：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。 2.23信号无失真传输的条件是什么？ 答： 第三章模拟调制系统 3.1调制的目的是什么？ 答：一、通过调制可以把基带调制信号的频谱搬移到载波频率附近。二、通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。 3.2模拟调制可以分为哪几类？ 答：线性调制和非线性调制。 3.3线性调制有哪几种？ 答：振幅调制、双边带（DSB）调制、单边带（SSB）调制、残留边带（VSB）调制。 3.4非线性调制有哪几种？
多练出技巧巧思出硕果 第九章模拟信号的数字传输 １．模拟信号数字化传输的系统框图 模拟信号数字化传输的系统框图如图９－１所示。 Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换的步骤及其作用如表９－１所示。 表９－１ Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换的步骤及其作用典型考研题１（北京科技大学２０１２年） 名称 作用将取值和时间都连续的模拟信号变换为时间离散，取值仍连续的抽Ａ／ Ｄ抽样 （ＰＡＭ），该信号仍为模拟信号将时间离散，取值连续的ＰＡＭ信号变为时间和取值均离散的量化量化 号为多电平数字信号，称之为数字ＰＡＭ信号编码 将时间和取值均离散的量化信号变换为二进制数字信号（ＰＣＭ）Ｄ／ Ａ译码 将数字通信系统输出的ＰＣＭ信号转化成量化信号低通滤 波将量化信号恢复成模拟信号 意义 为模拟信号数字化和时分复用奠定了理论基础低通 信号ｍ(ｔ)的频率范围为(ｆＬ，ｆＨ)，则其带宽Ｂ＝ｆＨ－ｆＬ，如果满足ｆＬ＜Ｂ，称之和带通信号为低通信号，否则为带通信号。 频带限制在（０，ｆＨ）赫兹内的时间连续信号ｍ(ｔ) ①如果不满足上述条件，将产 (ｔ)等间（Ｔｓ＝１／ｆｓ 生混叠失真。低通采样定理１／２ｆＨ）抽样，则ｍ(ｔ)将被所得抽样函数 通常限制在３４００Ｈｚ，其抽样频ｍｓ(ｔ)完全确定。率为８０００Ｈｚ。频带限制在（ｆＬ，ｆＨ）赫兹内的带通时间连续信号ｍ (ｔ)，带宽为Ｂ＝ｆＨ－ｆＬ，则 此带通信号所需的最小采样频率为带通采样定理ｆｓ＝２Ｂ(１＋ｎｋ) 其中，ｎ和ｋ分别为ｆＨ／Ｂ的整数和小数部分。
简述模拟信号的数字化过程的几个步骤，为什么？ 答案：模拟信号的数字化的目的是将模拟信号变为二进制数字信号，其步骤是抽样、 量化、编码。通过抽样将取值和时间都连续的模拟信号变换为时间离散，取值仍连续的抽 样信号；通过量化将时间离散，取值连续的ＰＡＭ信号变为时间和取值均离散的量化信号， 通过编码将时间和取值均离散的量变换为二进制数字信号。 ４．模拟脉冲调制（ＰＡＭ） 模拟脉冲调制（ＰＡＭ）如表９－３所示。 （图表见视频） ４．脉冲编码调制（ＰＣＭ）和ＤＰＣＭ 脉冲编码调制（ＰＣＭ）和ＤＰＣＭ如表９－４所示。 （图表见视频） 典型考研题２（西安电子科技大学２０００年） 均匀量化ＰＣＭ中，抽样速率为８ＫＨｚ，当输入信号为零均值且服从均匀分布时， 若编码后比特率由16Kb/s 增加到64Kb/s ，则信噪比增加多少dB 。 答案：36 对于均匀量化的信号量噪比 220 020lg 6(),2N q q dB S S M N dB M N N 其中，Ｍ是量化电平数，Ｎ是编码位数，故编码位数每增加一位，信噪比改善６ｄＢ， 均匀量化出来的信号是二进制信号，传码率在数值上等于传信率，故当采样速率是８０ ００Ｈｚ，编码后比特率由１６ｋｂ／ｓ增加到６４ｋｂ／ｓ时，编码位数从２位增加 到８位，增加了６位，故信噪比改善了３６ｄＢ。 典型考研题２（西安电子科技大学２００９年） 在模拟信号的数字传输中，对话音信号采用１３折线Ａ率编码，设最小量化间隔为１ 个量化单位Δ。 （１）分析第２段和第７段的量化间隔２７ｖ和ｖ； （２）计算压扩参数Ａ； （３）若编码器的某个输入抽样脉冲幅度为７１９Δ，求这时ＰＣＭ编码器输出的Ｐ ＣＭ码组。 解：（１）Ａ率１３折线的划分结果是，第一段和第二段的长度相等，均为１６Δ， 从第三段开始每段长度是前一段的２倍，各段段内又均匀分成１６分，故量化间隔的规 律跟各段长度的规律是一样的。由于第二段的长度是１６Δ，故量化间隔为Δ；第七段 长度是１０２４Δ，故量化间隔为３２Δ。 （２）Ａ率压扩特性曲线是
第九章 一、简答 1.量化 1.答：量化：对时间上离散的信号处理，使其在幅度上也离散。 2.编码 2. 答：编码：将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程。 3.PAM信号 3.答：抽样后的信号称为PAM信号，即脉冲振幅调制信号。 4.抽样的任务是什么？抽样后的信号称为什么？ 4.答：抽样的任务是让原始的模拟信号在时间上离散化。 抽样后的信号为PAM信号。 5.为什么要进行量化？8位二进制码可以表示多少种状态？ 5.答：量化是让信号在幅度上离散化。 8位二进制码表示28=256种状态。 二、计算题 1、已知模拟信号抽样值的概率密度p(x)如右图所示。 如果按8电平进行均匀量化，试确定量化间隔和量化电平。 1. 解：量化间隔为Δ = 2/8 = 1/4 = 0.25v 量化电平分别为-7/8，-5/8，-3/8，-1/8，1/8，3/8，5/8，7/8。 2、设信号x(t) = 9 + A cos wt，其中A≤10 V。x(t)被均匀量化为40个电平，试确定所需 的二进制码组的位数k和量化间隔Δv。 2. 解：因为25 < 40 < 26，所以k = 6 Δv = 2A/M≤0.5 V。 3、设一个均匀量化器的量化电平数为M，其输入信号抽样值在区间[-a, a]内具有均匀的概 率密度。试求该量化器的平均信号量噪比。
3. 解：Δ= 2a /M 2 12 q N ?= 2 2 201212a k k a M S m dm a -??==? ???? S 0/N q = M 2 = 20 lg M dB 4、已知模拟信号抽样值的概率密度p (x )如右图所示。 如果按4电平进行均匀量化，试计算信号与量化噪声功率比。 4. 解：分层电平为 x 1 = -1， x 2 = -0.5，x 3 = 0，x 4 = 0.5，x 5 = 1 量化电平为 y 1 = -0.75， y 2 = -0.25， y 3 = 0.25， y 4 = 0.75 信号功率为 S = ?-11x 2p (x )d x =210?x 2(1-x )d x =6 1 量化噪声功率为 211248 q N ?== 信号与量化噪声功率比为 S /N q = 8。
通信原理第九章课件
精品资料 第九章模拟信号的数字传输 １．模拟信号数字化传输的系统框图 模拟信号数字化传输的系统框图如图９－１所示。 Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换的步骤及其作用如表９－１所示。 表９－１Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换的步骤及其作用 典型考研题１（北京科技大学２０１２年） ，若以ｆｓ２ｆＨ的速率对ｍ(ｔ)等间（Ｔｓ＝１／ｆ ｓ
简述模拟信号的数字化过程的几个步骤，为什么？ 答案：模拟信号的数字化的目的是将模拟信号变为二进制数字信号，其步骤是抽 样、量化、编码。通过抽样将取值和时间都连续的模拟信号变换为时间离散，取值仍连续的抽样信号；通过量化将时间离散，取值连续的ＰＡＭ信号变为时间和取值均离散的量化信号，通过编码将时间和取值均离散的量变换为二进制数字信号。 ４．模拟脉冲调制（ＰＡＭ） 模拟脉冲调制（ＰＡＭ）如表９－３所示。 （图表见视频） ４．脉冲编码调制（ＰＣＭ）和ＤＰＣＭ 脉冲编码调制（ＰＣＭ）和ＤＰＣＭ如表９－４所示。 （图表见视频） 典型考研题２（西安电子科技大学２０００年） 均匀量化ＰＣＭ中，抽样速率为８ＫＨｚ，当输入信号为零均值且服从均匀分布 时，若编码后比特率由16Kb/s 增加到64Kb/s ，则信噪比增加多少dB 。 答案：36 对于均匀量化的信号量噪比 220020lg 6(),2N q q dB S S M N dB M N N ??==== ? ???其中，Ｍ是量化电平数，Ｎ是编码位数，故编码位数每增加一位，信噪比改善６ｄＢ，均匀量化出来的信号是二进制信号，传码率在数值上等于传信率，故当采样速率是８０００Ｈｚ，编码后比特率由 １６ｋｂ／ｓ增加到６４ｋｂ／ｓ时，编码位数从２位增加到８位，增加了６位，故信噪比改善了３６ｄＢ。 典型考研题２（西安电子科技大学２００９年） 在模拟信号的数字传输中，对话音信号采用１３折线Ａ率编码，设最小量化间隔为１个量化单位Δ。 （１）分析第２段和第７段的量化间隔??２７ｖ和ｖ； （２）计算压扩参数Ａ； （３）若编码器的某个输入抽样脉冲幅度为７１９Δ，求这时ＰＣＭ编码器输出的ＰＣＭ码组。 解：（１）Ａ率１３折线的划分结果是，第一段和第二段的长度相等，均为１６ Δ ，从第三段开始每段长度是前一段的２倍，各段段内又均匀分成１６ 分，故量化间隔的规律跟各段长度的规律是一样的。由于第二段的长度是１６Δ，故量化间隔为Δ； 第七段长度是１０２４Δ，故量化间隔为３２Δ。 （２）Ａ率压扩特性曲线是
第一讲 第1章移动通信概述 1.1移动通信的基本概念 1.2移动通信的发展 教学目的和目标 1.了解移动通信的定义，特点及系统的组成 2.了解移动通信的发展趋势 教学重点 1.移动通信的定义、特点及系统的组成 2. 移动通信的发展趋势 教学难点 1. 移动通信的定义、特点及系统的组成 教学方法和手段 1.以课堂问答法和案例讨论法为主，以讲授法和指导法为辅 2.使用先锋电子教室多媒体手段进行教学 教学过程及详细内容 移动通信是通信领域中最具有活力，最具有发展前途的一种通信方式。它是当今信息社会中最具有个性化特征的通信手段。它的发展与普及改变了社会也改变了人类的生活方式，它让人们领悟到现代化与信息化的气息。 移动通信，顾名思义其最本质的特色是“移动”二字，就是说这类通信不是传统静态的固定式通信，而是动态的移动式通信。
1.1移动通信的基本概念 移动通信的定义：通信双方至少有一方是处于移动状态，并且其中的一部分传输介质是无线的通信方式。不仅指双方的通信，还包括数据、传真、图像等通信业务。换句话说，移动通信解决因为人的移动产生的动中通信问题 例如：手机与手机之间，手机与固定电话之间，手机与小灵通之间，小灵通之间，小灵通与固定电话之间。 手机与固定电话之间进行通信时，除依靠无线通信技术外，还须依赖有线网络技术（公众电话网PSTN、公众数据网PDN、综合业务数字网ISDN）. ◆终端的移动性：手机/车载体 ◆个人的移动性：SIM/UIM卡方式支持的业务 1.2移动通信系统的组成 移动通信系统由移动业务交换中心（MSC）、基站（BS）、移动台（MS）和中继线等部分组成。 移动通信系统的示意图:
Systemview仿真软件介绍及仿真举例 1、本次课教学目标： 熟悉Systemview仿真软件平台。 2、本次课教学重点： 熟悉Systemview系统设计窗口； 熟悉Systemview系统定时窗口； 熟悉Systemview系统分析窗口。 3、本次课教学难点： Systemview系统的使用，如何设置系统参数。 4、本次课教学方法： 讲授法、演示实验法。 5、本次课教学过程设计： 1、讲解Systemview仿真软件，包括系统设计窗口、系统定时窗口、系统分析窗口； 2、学生进行10个例子的学习和练习，学练结合，随堂答疑。 6、本次课讲义： 1.1 Systemview系统设计窗口： 1、第一行“菜单栏”有几个下拉式菜单，通过菜单可以实现相应的功能。 2、第二行“工具栏”是由图标按钮组成的动作条：
(01) 清屏幕(02) 删除元件 (03) 断线(04) 连线 (05) 复制元件(06) 图标翻转 (07) 注释(08) 创建子系统 (09) 察看子系统结构(10) 根轨迹 (11) 波特图(12) 画面重画 (13) 中止(14) 运行 (15) 打开时间参数窗口(16) 打开系统分析窗3、左侧竖栏为“基本元件库”： (01) 信源库(02) 子系统 (03) 加法器(04) 子系统I/O接口 (05) 操作库(06) 函数库 (07) 乘法器(08) 信宿库 信源库：
操作库： 操作库是本软件最核心的部分之一，它把很多复杂的功能集成为一个小模块，其中的每一个算子都把输入的数据作为运算自变量，以实现对用户数据的操作，包括“滤波器/系统”、“采样/保持”、“逻辑运算”、“积分/微分”、“延迟器”、“增益”六大选项，每种选项又包含若干子选项。
第九章模拟信号的数字传输 １．模拟信号数字化传输的系统框图 模拟信号数字化传输的系统框图如图９－１所示。 Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换的步骤及其作用如表９－１所示。 表９－１Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换的步骤及其作用 典型考研题１（北京科技大学２０１２年） 简述模拟信号的数字化过程的几个步骤，为什么？ 答案：模拟信号的数字化的目的是将模拟信号变为二进制数字信号，其步骤是抽样、量化、编码。通过抽样将取值和时间都连续的模拟信号变换为时间离散，取值仍连续的抽样信号；通过量化将时间离散，取值连续的ＰＡＭ信号变为时间和取值均离散的量化信号，通过编码将时间和取值均离散的量变换为二进制数字信号。
４．模拟脉冲调制（ＰＡＭ） 模拟脉冲调制（ＰＡＭ）如表９－３所示。 （图表见视频） ４．脉冲编码调制（ＰＣＭ）和ＤＰＣＭ 脉冲编码调制（ＰＣＭ）和ＤＰＣＭ如表９－４所示。 （图表见视频） 典型考研题２（西安电子科技大学２０００年） 均匀量化ＰＣＭ中，抽样速率为８ＫＨｚ，当输入信号为零均值且服从均匀分布时，若编码后比特率由16Kb/s 增加到64Kb/s ，则信噪比增加多少dB 。 答案：36 对于均匀量化的信号量噪比 220020lg 6(),2N q q dB S S M N dB M N N ??==== ? ???其中，Ｍ是量化电平数，Ｎ是编码位数，故编码位数每增加一位，信噪比改善６ｄＢ，均匀量化出来的信号是二进制信号，传码率在数值上等于传信率，故当采样速率是８０００Ｈｚ，编码后比特率由 １６ｋｂ／ｓ增加到６４ｋｂ／ｓ时，编码位数从２位增加到８位，增加了６位，故信噪比改善了３６ｄＢ。 典型考研题２（西安电子科技大学２００９年） 在模拟信号的数字传输中，对话音信号采用１３折线Ａ率编码，设最小量化间隔为１个量化单位Δ。 （１）分析第２段和第７段的量化间隔??２７ｖ和ｖ； （２）计算压扩参数Ａ； （３）若编码器的某个输入抽样脉冲幅度为７１９Δ，求这时ＰＣＭ编码器输出的ＰＣＭ码组。 解：（１）Ａ率１３折线的划分结果是，第一段和第二段的长度相等，均为１６Δ ，从第三段开始每段长度是前一段的２倍，各段段内又均匀分成１６ 分，故量化间隔的规律跟各段长度的规律是一样的。由于第二段的长度是１６Δ，故量化间隔为Δ；第七段长度是１０２４Δ，故量化间隔为３２Δ。 （２）Ａ率压扩特性曲线是 101ln 1ln 1,11ln {Ax x A A Ax x A A y <≤++≤≤+=， 很显然，当 1/A ≤０＜ｘ，是线性的，由于１３折线的第１，２段斜率相同，故第１， ２段与 1/A ≤０＜ｘ 对应，其压扩参数保持不变。 将第二段的终点坐标（１／６４，１／４）代入 1ln Ax y A =+ 可得Ａ＝８７．６。 （３） ?１ ７１９＞０ｃ＝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。, P1 , P2 , P3，且P°+P1+P2+P3=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 b值是否改 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 1200kBaud,则P b 是多少/ 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*10 7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？
1 解：（1）由题意知，抽样信号为 ()()()s T m t m t t δ=? 其频谱函数为1()[()* ()]()s T s s s n n M f M f f n f f M f n f T δ∞ ∞ =-∞ =-∞ = -=-∑ ∑ 当抽样速率300s f H z =时 ()300()s s n M f M f n f ∞ =-∞ =-∑ 其频谱图（a ） （2）当抽样速率为400Hz 时，()400()s s n M f M f n f ∞ =-∞ =-∑ 其频谱图（b ） 2 解：（1）以知m （t ）的最高频率2H f H z = 由抽样定理得，抽样频率24s H f f H z ≥= 故抽样间隔满足10.25s T s f ≤ =
（2）基带信号m(t)的频谱为 ()1/2[(1)(1)][(2)(2)]M f f f f f δδδδ=-++-++ 当抽样间隔0.2s 时，理想抽样信号的频谱为 ()()5 ()s s s s n n M f f M f n f M f n f ∞ ∞ =-∞ =-∞ =-=-∑ ∑ 频谱图如下 3 解（1）()M ω通过1()H ω后的最高频率仍为1f ，故抽样速率12s f f ≥。 （2）若抽样速率13s f f =，理想信号()s m t 的频谱()s M ω图 （3）根据信号无失真传输原理，接受网络的传输函数2()H ω应设计为 1 121 ||1/()(){ ||0 H H ωωωωωω≤=> 此时能不失真的回复m （t ）。 4 解：设抽样信号()q t 的中心位置的三角波形为0()q t 。可见，0()q t 是两个门函数的卷积， 即 01 ()()*()q t d t d t ττ τ =
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。 \
第八章错误控制编码100道题 一、选择题 1、已知(5，1)重复码，它的两个码组分别为00000和11111，若用于纠错，可以纠正的误码位数至少为：b a、1位 b、2位 c、3位 d、4位 2、、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 a、FEC b、ARQ c、IF d、HEC 3、码长ｎ=7的汉明码，监督位应是：b a、2位 b、3位 c、4位 d、5位 4、根据纠错码组中信息元是否隐蔽来分，纠错码组可以分为：c a、线性和非线性码 b、分组和卷积码 c、系统和非系统码 d、二进制和多进制码 5、汉明码的最小码距为：b a、2 b、3 c、4 d、5 6、假设分组码的最小码距为5则它能检测误码的位数至少为：c a、2 b、3 c、4 d、5 7、假设分组码的最小码距为5则它能纠正的误码位数至少为：a a、2 b、3 c、4 d、5 8、根据纠错码各码组码元与信息元之间的函数关系来分，纠错码组可以分为：a a、线性和非线性码 b、分组和卷积码 c、系统和非系统码 d、二进制和多进制码 9、通常5位奇监督码的信息位数为：c a、2 b、3 c、4 d、5 10、汉明码能够纠正的误码位数为：a a、1 b、2 c、3 d、4 11、通常6位偶监督码的信息位数为：d a、2 b、3 c、4 d、5 12、假设分组码的最小码距为8则它能检测误码的位数至少为：b a、6 b、7 c、8 d、9 13、、以下哪一个码字属于码长为5的奇监督码c
a 、10001 b 、10010 c 、10011 d 、10100 14、属于码长为5的偶监督码是：c a 、00001 b 、00010 c 、00011 d 、00100 15、在“0”、“1”等概率出现情况下，以下包含直流成分最大码是：a a 、差分码 b 、AMI 码 c 、单极性归零码 d 、HDB3码 16、为了解决连0码而无法提取位同步信号的问题，人们设计了c a 、AMI 码 b 、多进值码 c 、HDB3码 d 、差分码 17、已知(5，1)重复码，它的两个码组分别为00000和11111，若用于纠错，可以纠正的误码位数至少为：b a 、1位 b 、2位 c 、3位 d 、4位 18、在一个码组内纠正t 位错误，同时检测()t e e >个误码，要求最小距离min d 应为 A 。 （A ）12min ++≥e t d （B ）1min ++≥e t d （C ）12min ++≥e t d （D ）122min ++≥e t d 19、某本原多项式的八进制表示为211，则该本原多项式f(x)为_a___。 a 、++1 b 、++1 c 、++1 d 、+ 20、在（7，4）线性分组码中，生成矩阵有___行，监督矩阵有___c_行。 a 、3和2 b 、3和3 c 、3和4 d 、3和1 二、 填空题 1、奇偶监督码能够检测的错误状态是____奇数个______。 2、已知信道中传输1100000，0011100，0000011三个码组，则可检测___3___ 个错码，可纠正_____1___个错码。 3、线性分组码的最小码距为4，若用于纠正错误，能纠正__1___位错误；若用于检测错误能检测_3__位错误。 4、汉明码的最小码距为_____3____，能够纠正___1______位错误。 5、通常n 位奇偶监督码可以检测出___1______位错误，编码效率为 ___()n n 1-______。 6、已知(5，1)重复码，它的两个码组分别为00000和11111，则(5，1)重复码的最小码距为___5_____，只用于检错，能检出___4_____位错码
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 -，由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB，10W 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 ，解调器输入信号功率为Si, T /Si=100(dB). 则传输损耗K= S T （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： 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(ω)，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(ω)是否满足消除抽样点上码间干扰的条件？
解：无码间干扰的条件是： (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 2 12max <== 故该H (ω)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 2 32max >= = 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 (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。 (c ) 如下图所示，H (ω)的等效H eq (ω)为： 则 s T B 1= ，无码间干扰传输的最大传码率为：s B T B R 22max == 故该H (ω)满足消除抽样点上码间干扰的条件。 (d ) 按照(c )同样的方法，H (ω)的等效H eq (ω)为： 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 2 12max <== 故该H (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。 当码元速率为2/T s 时，它的频谱周期为： s T T πω4=，即在频谱上将H(ω)左右平移一个T ω，若在s T π2- 和s T π 2范围内为常数，则无码间干扰，否则就存在码间干扰，现分别对上图进行分析： 对图(a)有：
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
南京工程学院教案【教学单元首页】
南京工程学院教案【教学单元内容】 实验一、AM模拟调制信号的产生与解调 一、实验目的 1、熟悉使用System View软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。 2、通过实验进一步观察、了解模拟信号AM调制、解调原理。 3、掌握AM调制信号的主要性能指标。 4、比较、理解AM调制的相干解调和非相干解调原理。 二、实验内容 用System View构造一个AM调制、解调系统，观察各模块输出波形，了解AM调制系统的调制、解调原理，理解相干解调和非相干解调的区别，掌握AM调制信号的主要性能指标，即带宽和功率谱。 三、实验要求 1、观察原始基带信号、已调信号、经过信道后加入噪声的已调信号以及解调信号的波形，理解AM调制系统的调制、解调原理。 2、观察以上四种信号的功率谱密度，理解它们之间的区别，说明原因。 3、观察以上四种信号的带宽，理解它们的之间的区别，说明原因。 4、调节噪声的大小，观察解调器输出波形的变化，说明原因。 5、比较相干解调和非相干解调，理解门限效应。 四、电路构成 1、AM调制解调系统模型
模块说明： Token3：产生原始基带信号，即周期性正弦波（参数设置：幅度＝1V，频率＝10HZ）。Token1 ：AM调制器（参数设置：专业库中选择Comm——Modulators—— DSB－AM，幅度＝1V，频率＝1000Hz） Token5：加法器 Token6：产生高斯白噪声（参数设置：Source——Gauss Noise Std＝0.1V Mean=0V）Token8：乘法器 Token9：产生载波信号，即周期性正弦波（参数设置：幅度＝1V，频率＝1000HZ）Token10、14：产生低通滤波器（参数设置：Operator——Filters/Systems——Linear SysFilters 选择Analog——Butterworth、Lowpass——Lowcutoff=50Hz） Token13：产生半波整流器（参数设置：Function——Non Linear——Half Rctfy） Token2、4、7、11、15：产生示波器 系统定时设置：Start Time：0 ，Stop Time：0.6，Sample Rate：10000HZ 五、实验结果 1、原始基带信号波形
第5章 模拟调制系统 由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号大多不适宜在信道中直接传输。必须先经过在发送端调制才能在信道中传输。而在接收端解调。 调制的作用：将基带信号频谱搬移到载频附近，便于发送接收；实现信道复用，即在一个信道中同时传输多路信息信号；利用信号带宽和信噪比的互换性，提高通信系统的抗干扰性。 所谓调制，就是按原始信号（也称为基带信号或调制信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程。载波信号是指未经调制的周期性振荡信号，通常是正弦波。 ５.1 幅度调制(线性调制)的原理 幅度调制是高频正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。常见的模拟信号幅度调制方式有调幅、双边带、单边带、残留边带。 设调制信号(基带信号)为m(t)，载波信号为，则调制后的信号(已调信号)为： 设基带信号的频谱为M(ω)，则 由此推得已调信号的频谱： 即从频域分析，已调信号幅度随基带信号的规律呈正比地变化，而频谱是基带频谱在频域内的简单搬移。由于上述关系，幅度调制也称为线性调制。 傅里叶变换一些数学关系： 1. 调幅(AM) 调幅(常规双边带调制)：是指m(t)的均值等于0，但将其叠加一个直流分量A 0后与载波相乘后的信号。 () ()cos m S c t Am t t m t M () ()j t M m t e dt m m S s t 1 2 m c c S M M cos sin c c c c c c F t F t j cos 1 2 c c c F m t t M M c j t c f t e F ()*()()()().( ) f t g t f g t d F G 的傅氏变换为
1-1.已知英文字母出现的概率为0.105，出现的概念为0.002，试求和的信息量。 o 1-2．某信源符号集由,,,和组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为，，，和。试求该信息源符号的平均信息量。 o 1-3.设有4个符号，其中前3个符号的出现概率分别为，，，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。 o 1-4．一个由字母、、、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，01代替，10代替，11代替，每个脉冲宽度为5. (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 试计算传输的平均信息速率。
o 1-5．国际摩尔斯电码用“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个单位的电流脉冲表示；且“划”出现的概率是“点”出现概率的。 (1)计算“点”和“划”的信息量； (2)计算“点”和“划”的平均信息量。 o 1-6．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，其余112个 出现概率为。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。 o 1-7．设一数字传输系统传送二进制码元的速率为2400，试求该系统的信息速率；若该系统改为传送16进制信号码元，码元速率不变，则这时的系统信息速率为多少(设各码元独立等概率出现)？
o 1-8．若题1―2中信息源以1000速率传送信息。 （1）试计算传送1的信息量； （2）试计算传送1可能达到的最大信息量。 o 1-9．如果二进制独立等概信号的码元宽度为，求和；若改为四进制信号，码元宽度不变，求传码率和独立等概率时的传信率。 o 1-10．已知某四进制数字传输系统的传信率为2400，接收端在0.5内共收到216个错误码元，试计算该系统的误码率。
第九章 一、简答 1. 量化 1.答：量化：对时间上离散的信号处理，使其在幅度上也离散。 2. 编码 2. 答：编码：将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程。 3.PAM信号 3.答：抽样后的信号称为PAM信号，即脉冲振幅调制信号。 4.抽样的任务是什么？抽样后的信号称为什么？ 4.答：抽样的任务是让原始的模拟信号在时间上离散化。 抽样后的信号为PAM信号。 5. 为什么要进行量化？8位二进制码可以表示多少种状态？ 5. 答：量化是让信号在幅度上离散化。 8位二进制码表示28=256种状态。 二、计算题 1、已知模拟信号抽样值的概率密度p(x)如右图所示。 如果按8电平进行均匀量化，试确定量化间隔和量化电平。 1. 解：量化间隔为Δ = 2/8 = 1/4 = 0.25v 量化电平分别为-7/8，-5/8，-3/8，-1/8，1/8，3/8，5/8，7/8。 2、设信号x(t) = 9 + A cos wt，其中A≤10 V。x(t)被均匀量化为40个电平，试确定所需 的二进制码组的位数k和量化间隔Δv。 2. 解：因为25 < 40 < 26，所以k = 6 Δv = 2A/M≤0.5 V。 3、设一个均匀量化器的量化电平数为M，其输入信号抽样值在区间[-a, a]内具有均匀的概 率密度。试求该量化器的平均信号量噪比。
3. 解：Δ= 2a /M 212q N ?= 2 2 201212a k k a M S m dm a -??==? ???? S 0/N q = M 2 = 20 lg M dB 4、已知模拟信号抽样值的概率密度p (x )如右图所示。 如果按4电平进行均匀量化，试计算信号与量化噪声功率比。 4. 解：分层电平为 x 1 = -1， x 2 = -0.5，x 3 = 0，x 4 = 0.5，x 5 = 1 量化电平为 y 1 = -0.75， y 2 = -0.25， y 3 = 0.25， y 4 = 0.75 信号功率为 S = ?-11x 2p (x )d x =210?x 2(1-x )d x =6 1 量化噪声功率为 211248 q N ?== 信号与量化噪声功率比为 S /N q = 8。