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第一部 通信原理部分习题答案第1章 绪论1—1 设英文字母E 出现的概率为0.105，x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解：英文字母E 的信息量为105.01log 2=E I =3.25bit 英文字母x 的信息量为002.01log 2=x I =8.97bit 1—2 某信息源的符号集由A 、B 、C 、D 和E 组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4、l/8、l/8/、3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解：平均信息量，即信息源的熵为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-163log 1632-165log 1652- =2.23bit/符号1—3 设有四个消息A 、BC 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8和l/2传送，每一消息的出现是相互独立的，试计算其平均信息量。
解：平均信息量∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-21log 212- =1.75bit/符号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 =l/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。
解：(1)不同的字母是等可能出现，即出现概率均为1／4。
每个字母的平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 4142⨯-=2 bit/符号因为每个脉冲宽度为5ms ，所以每个字母所占用的时间为 2×5×10-3=10-2s每秒传送符号数为100符号／秒 (2)平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=51log 512-41log 412-41log 412-103log 1032-=1.985 bit/符号 平均信息速率为 198.5 比特/秒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个单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的l/3； (1)计算点和划的信息量； (2)计算点和划的平均信息量。
第一部 各章重要习题及详细解答过程第1章 绪论1—1 设英文字母E 出现的概率为0.105，x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解：英文字母E 的信息量为105.01log 2=E I =3.25bit 英文字母x 的信息量为002.01log 2=x I =8.97bit 1—2 某信息源的符号集由A 、B 、C 、D 和E 组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4、l/8、l/8/、3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解：平均信息量，即信息源的熵为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-163log 1632-165log 1652- =2.23bit/符号1—3 设有四个消息A 、BC 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8和l/2传送，每一消息的出现是相互独立的，试计算其平均信息量。
解：平均信息量∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-21log 212- =1.75bit/符号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 =l/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。
解：(1)不同的字母是等可能出现，即出现概率均为1／4。
每个字母的平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 4142⨯-=2 bit/符号因为每个脉冲宽度为5ms ，所以每个字母所占用的时间为 2×5×10-3=10-2s每秒传送符号数为100符号／秒 (2)平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=51log 512-41log 412-41log 412-103log 1032-=1.985 bit/符号 平均信息速率为 198.5 比特/秒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个单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的l/3； (1)计算点和划的信息量； (2)计算点和划的平均信息量。
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。
通信原理第六版第一章绪论1-1 以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么？1-2 数字通信有那些特点？答：第一，数字传输抗干扰能力强，尤其在中继时，数字信号可以再生而消除噪声的积累；第二，传输差错可以控制，从而改善了传输质量；第三，便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理；第四，数字信息易于做高保密性的加密处理；第五，数字通信可以综合传递各种消息，使通信系统功能增强。
1-3 按消息的物理特征，通信系统如何分类？答：根据消息的特征不同，通信系统可以分为：第一：电报通信系统；第二：电话通信系统；第三：数据通信系统；第四：图像通信系统。
1-4 按调制方式，通信系统如何分类？答：按调制方式，通信系统可以分为：基带传输和频带传输。
1-5 按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：按传输信号的特征，通信系统可以分为：模拟通信系统和数字通信系统。
1-6 按传送信号的复用方式，通信系统如何分类？答：按传送信号的复用方式，通信系统可以分为：频分复用，时分复用和码分复用。
1-7 通信方式是如何确定的？答：通信方式是根据消息的传送方向与时间关系确定的。
1-8 通信系统的主要性能指标是什么？答：通信系统的主要性能指标是：传输速率和差错率。
1-9 什么是误码率？什么是误信率？它们之间的关系如何？答：所谓误码率，是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切起的说，误码率即是码元在传输系统中被传错的概率。
所谓误信率，又称误比特率，是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例，或者更确切地说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
二者之间的关系：它们都是表示差错率的。
1-10 什么是码元速率？什么是信息速率? 它们之间的关系如何？答：码元速率是指每秒钟传送码元的数目，单位为“波特“，常用符号“B”表示。
信息速率是指每秒钟传递的信息量，单位是比特/秒。
二者之间的关系：在二进制下，二者在数值上相等，只是单位不同；在N 进制下，设信息速率为Rb(bit/s),码元速率为Rbn(B),则有：Rb?Rbn?log2N(bit/s)1-11 未来通信技术的发展趋势如何？1-12 什么是信源符号的信息量？什么是离散信源的信息熵？答：信源符号的信息量是它出现的概率P(x)的函数。
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。
通信原理第六版
第1章绪论
1.1 复习笔记
一、通信的基本概念
1通信的发展
（1）通信的概念
通信是发送者（人或机器）和接收者之间通过某种媒体进行的信息传递。
（2）通信的发展历程
①1837年，莫尔斯发明有线电报。
②1876年，贝尔发明电话。
③1918年，调幅无线电广播问世。
④1936年，商业电视广播开播。
⑤1983年，蜂窝状移动通信网（蜂窝网）在美国投入商业使用。
⑥1983年，美国国防部将阿帕网分为军网和民网，后者逐渐发展为今天的因特网。
2．消息、信息与信号
（1）消息
①消息的定义
消息是指通信系统传输的对象，它是信息的载体。
②消息的分类
连续消息：消息的状态连续变化或不可数，如语音、温度数据等。
离散消息：消息具有可数的有限个状态，如符号、文字、数字数据等。
（2）信息
①信息的定义
信息是消息中所包含的有效内容。
②信息与消息的关系
消息是信息的物理表现形式，而信息是消息的内涵。
（3）信号
①信号的定义
信号是消息的传输载体。
②信号的分类
a．模拟信号
模拟信号是指载荷消息的信号参量取值是连续（不可数、无穷多）的信号。
b．数字信号
数字信号是指载荷消息的信号参量只有有限个取值的信号。
（4）消息、信息和信号的关系
①消息是信息的物理形式；
②信息是消息的有效内容；
③信号是消息的传输载体。
通信原理试卷一填空题1.接收设备的功能是将和。
信号放大,反变换2.受信者是传送信息的，其功能与相反。
目的地, 信源3.基带的含义是指信号的频谱从附近开始，如话音信号的频率范围为。
零频,300Hz-3400Hz4.经过调制以后的信号称为已调信号，有两个基本特征：一是；二是。
携带有信息,适应在信道中传输5.同步是使两端的信号在上保持步调一致。
收发, 时间6.在数据通信中，按数据代码排列的方式不同，可分为和。
并行传输, 串行传输7.通信中的和都可看作随时间变化的随机过程。
信号,噪声8.随机过程具有和的特点。
随机变量,时间函数9.一个随机过程的与无关，则称其为严平稳过程。
统计特性, 时间起点10.若一个过程是严平稳的，则它广义平稳的，反之。
必是,不一定成立11.若一个过程的等于对应的，则该过程是各态历经的。
时间平均,统计平均12.若一个过程是各态历经的，则它平稳的，反之。
也是,不一定成立13.无线信道按传输方式区分基本上有、和视线传播三种。
地波, 天波14.有线信道分为和两大类。
有线电信道, 有线光信道15.信道的数学模型分为模型和模型。
调制信道,编码信道16.由连续信道容量的公式得知：、是容量的决定因素。
带宽, 信噪比17.调制信道模型用和表示信道对信号传输的影响。
加性干扰,乘性干扰18.模拟调制分为：和。
幅度调制, 角度调制19.SSB信号只传输DSB信号中的一个边带，所以频谱，效率。
最窄, 最高20.VSB是与之间的一种折中方式。
DSB, SSB21.调制方法分为：和。
相干解调, 非相干解调22.FDM是一种按来划分的复用方式。
频率, 信道23.的非相干解调和的非相干解调一样，都存在“门限效应”。
FM信号, AM信号24.多路复用是指在信道中同时传输信号。
一条, 多路25.基带信号的特征是将其频谱从开始，占据的频带。
零频或很低频率, 较宽26.对基带信号传输前的处理或变换的目的是使与相匹配。
信号的特性,信道的传输特性27.数字基带传输系统中，造成误码的两个主要因素是和。
第1章绪论.1．1 通信的基本概念1．2 通信系统的组成1．3 通信系统分类与通信方式1．4 信息及其度量1．5 通信系统主要性能指标1．6 小结第4章信道4．1 无线信道4．2 有线信道4．3 信道的数学模型4．4 信道特性对信号传输的影响4．5 信道中的噪声（考虑噪声等效带宽）4．6 信道容量（考虑连续信道容量）4．7 小结第5章模拟调制系统5．1 幅度调制(线性调制)的原理5．2 线性调制系统的抗噪声性能5．3 非线性调制(角度调制)原理5．4 调频系统的抗噪声性能5．5 各种模拟调制系统的比较5．6 频分复用和调频立体声（不考）5．7 小结第6章数字基带传输系统6．1 数字基带信号及其频谱特性6．2 基带传输的常用码型6．3 数字基带信号传输与码间串扰6．4 无码间串扰的基带传输特性6．5 基带传输系统的抗噪声性能6．6 眼图（不考）6．7 部分响应和时域均衡（不考）6．8 小结第7章数字带通传输系统7．1 二进制数字调制原理7．2 二进制数字调制系统的抗噪声性能7．3 二进制数字调制系统的性能比较7．4 多进制数字调制原理7．5 多进制数字调制系统的抗噪声性能（不考）7．6 小结第8章新型数字带通调制技术8．1 正交振幅调制8．2 最小频移键控和高斯最小频移键控8.2.1 正交2FSK信号的最小频率间隔8.2.2 MSK信号的基本原理（其他不考）8．3 正交频分复用（不考）8．4 小结第9章模拟信号的数字传输9．1 引言9．2 模拟信号的抽样9．3 模拟脉冲调制9．4 抽样信号的量化..9．5 脉冲编码调制9．6 差分脉冲编码调制（不考）9．7 增量调制（不考）9．8 时分复用和复接9.8.1 基本概念9.8.2 准同步数字体系9.8.3 同步数字体系（不考）9．9 小结第10章数字信号的最佳接收10．1 数字信号的统计特性10．2 数字信号的最佳接收10．3 确知数字信号的最佳接收机10．4 确知数字信号最佳接收的误码率（不考）10．5 随相数字信号的最佳接收（不考）10．6 起伏数字信号的最佳接收（不考）10．7 实际接收机和最佳接收机的性能比较（不考）10．8 数字信号的匹配滤波接收法10．9 最佳基带传输系统（不考）10．10 小结第13章同步原理（仅涉及到概念的东西）13．1 概述13．2 载波同步13．3 码元同步13．4 群同步13．5 网同步13．6 小结注：（1）书中涉及到功率谱、误码率等的公式推导不考。
