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第一章绪论1-2何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号：电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信？数字通信偶哪些优缺点？答：利用数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点：抗干扰能力强，无噪声积累传输差错可控；便于现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、储存；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。
缺点：一般需要较大的传输带宽；系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：信源编码：提高信息传输的有效性（通过数字压缩技术降低码速率），完成A/D转换。
信道编码/译码：增强数字信号的抗干扰能力。
加密与解密：认为扰乱数字序列，加上密码。
数字调制与解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
同步：使收发两端的信号在时间上保持步调一致。
1-5 按调制方式，通信系统如何分类？答：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？答：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？答：FDM,TDM,CDM。
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。
答：按照消息传递的方向与时间关系分类。
单工通信：消息只能单向传输。
半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。
全双工通信：通信双方可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信方式？他们的适用场合及特点？答：分为并行传输和串行传输方式。
并行传输一般用于设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间的数据传输。
串行传输使用与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么？答：有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？答：有效性：传输速率，频带利用率。
通信原理复习题一、单项选择题1．数字通信相对于模拟通信具有（ B ）。
A．占用频带小Ｂ．抗干扰能力强C．传输容量大Ｄ．易于频分复用2．对于M进制的离散消息源消息源，其平均信息量最大时的概率分布为（A ）。
A．均匀分布B．正态分布C．瑞利分布D．指数分布3．某二进制信源，各符号独立出现，若“1”符号出现的概率为3/4，则“0”符号的信息量为( B )bit。
A. 1 B.2 C.1.5 D. 2.54、已知二进制离散信源（0，1），每一符号波形等概独立发送，传送二进制波形之一的信息量为（B ）A．1 bit/s B．1 bit C．2 bit/s D．2 bit5、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：( C ) A、1bit B、2 bit C、3 bit D、4 bit6、离散信源输出五个不同符号，若各符号概率分别为1/2，1/4，1/8，1/16，1/16，则该信源的熵为多少( B. )。
A. 1.5bit/符号 B. 1.875 bit/符号 C. 2 bit/符号 D. 1 bit/符号7、离散信源输出四个不同符号，若各符号概率分别为1/2，1/4，1/8，1/8，则该信源的熵为多少( C. )。
A. 1.5bit/符号 B. 1.875 bit/符号 C.1.75bit/符号 D. 1 bit/符号8、数字通信中，在计算码元速率时，信号码元时长是指（C．）A．信号码元中的最短时长B．信号码元中的最长时长C．信号码元中的平均时长D．信号码元中的任意一个码元的时长9、一个二进制数字信号码元时间长度为0.1μs，在传输过程中平均2.5秒产生一个错码，则其平均误码率近似为( D ) -6 -8 -7-8 A. 5×10 B.2×10 C.2×10 D.4×1010、已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率是( D )A.4800bit/sB.2400bit/sC.9600bit/sD.14400bit/s11、下列哪个描述不符合数字通信的特点( B ) A.抗干扰能力强B. 占用信道带宽窄C.便于构成综合业务网D. 可以时分复用12、下面描述正确的是：(A. ) A. 数字通信系统的主要性能指标是传输速率和差错率；B. 从研究消息的传输来说，通信系统的主要性能指标是其标准性和可靠性；C. 对于数字通信系统，传码率和传信率是数值相等，单位不同的两个性能指标；D. 所谓误码率是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例。
第一章 绪论 1.传码率B R即波型（码元）传输速率，每秒钟传输的码元速率。
常表示为B R ，单位为“波特（Baud ）”。
)(1Baud T R B =（1.1-1）式中：T 是每个码元占有的时间长度，单位是s 。
2.传信率b R ：即信息传输速率，指每秒钟传输的信息量。
常表示为b R ，单位是“比特/秒（bit/s 或bps ）”。
对于二进制码元，传码率和传信率数值相等，但单位不同。
对于多进制码元，两者不同，但可以通过下列公式进行转换。
)/(log 2s bit N R R B b ⋅= （1.1-2）式中：N 是进制数。
3.误码率e P是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。
即e P = 错误接收码元数目/传输码元总数目 （1.1-3） 4.误信率b P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，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
即b P = 错误接收比特数/传输总比特数 (1.1-4）5.信息量单个符号的信息量[])(1log )(log )(i a i a i x P x P x I =-= （1.2-2）6.熵（平均信息量）∑∑-==Xa Xx P x P x I x P X H )(log )()()()( （1.2-10）式中X 为离散信源符号集合，)(X H 的单位取决于对数底a 的取值，通常情况下取2=a ，这时，)(X H 的单位为bit /符号。
若离散信源X 中只有M 个符号，则上式又可以表示成下式∑=-=Mi i a i x P x P X H 1)(log )()( （1.2-11）7.连续信道连续信道的信道容量，由著名的香农（Shannon ）公式确定，其内容为：假设信道的带宽为)(Hz B ，信道输出的信号功率为)(W S ，输出的加性带限高斯白噪声功率为)(W N ，则该信道的信道容量为())/(/1log 2s bit N S B C += （1.3-26）若噪声的单边功率谱密度为0n ，则有噪声功率为B n N 0=，可得香农公式的另一种形式[])/()/(1log 02s bit B n S B C += （1.3-27）其中0称为信道容量的“三要素”。
通信原理知到章节测试答案智慧树2023年最新青海民族大学第一章测试1.某独立发送的二进制信源，1符号出现概率为1/4，该信源的平均信息量为1.98 比特/符号。
（）参考答案:错2.设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200Baud，该系统的信息速率为1200比特/秒。
（）参考答案:错3.消息中所含的信息量是该消息出现的概率的函数。
（）参考答案:对4.概率越小，信息量越小。
（）参考答案:错5.设一个二进制离散信源，以相等的概率发送0和1，则信源每个输出的信息量为1比特。
（）参考答案:对第二章测试1.确定信号的的能量是（）。
参考答案:2.信号的平均功率是（）。
参考答案:13.信号的傅氏变换是（）。
参考答案:4.信号的傅氏变换是（）。
参考答案:5.若实信号的傅氏变换是，则的傅氏变换是（）。
参考答案:6.能量信号的自相关函数的性质有（）。
参考答案:自相关函数和能量谱密度是一对傅里叶变换;自相关函数是偶函数;自相关函数在零点的取值等于信号能量7.信号是非周期信号、且是能量信号。
（）参考答案:对8.信号是周期信号、且是功率信号。
（）参考答案:对9.信号是周期信号、且是功率信号。
（）参考答案:错10.互相关函数和两个信号相乘的前后次序无关。
（）参考答案:错第三章测试1.对随机过程作观测时，可以把随机过程看做是( )的集合，当对随机过程进行理论分析时，可以把随机过程看做是( )的集合。
参考答案:样本函数随机变量2.随机过程数字特征之间的关系是( ).参考答案:方差等于均方值和均值平方之差;在同一个时刻，自相关函数的值就是均方值;在同一个时刻，自协方差函数的值就是方差3.平稳随机过程自相关函数的主要性质是( )。
参考答案:偶函数;在时间差等于0时具有极大值4.随机过程经过线性系统的主要性质有( ).参考答案:如果输入是宽遍历的，则输出也是宽遍历的;如果输入是严平稳的，则输出也是严平稳的;如果输入是宽平稳的，则输出也是宽平稳的5.高斯过程经过线性变换后生成的过程还是高斯过程。
实验三 随机过程通过线性系统的分析实验目的1. 理解和分析白噪声通过线性系统后输出的特性。
2. 学习和掌握随机过程通过线性系统后的特性，验证随机过程的正态化问题。
实验原理1.白噪声通过线性系统设连续线性系统的传递函数为)(ωH 或)(s H ，输入白噪声的功率谱密度为2)(0N S X =ω，那么系统输出的功率谱密度为2)()(02N H S Y ⋅=ωω （3.1） 输出自相关函数为⎰∞∞-=ωωπτωτd e H N R j Y 20)(4)( （3.2）输出相关系数为)0()()(Y Y Y R R ττγ=（3.3） 输出相关时间为⎰∞=00)(ττγτd Y （3.4）输出平均功率为[]⎰∞=202)(2)(ωωπd H N t Y E （3.5）上述式子表明，若输入端是具有均匀谱的白噪声，则输出端随机信号的功率谱主要由系统的幅频特性)(ωH 决定，不再是常数。
2.等效噪声带宽在实际中，常常用一个理想系统等效代替实际系统的)(ωH ，因此引入了等效噪声带宽的概念，他被定义为理想系统的带宽。
等效的原则是，理想系统与实际系统在同一白噪声的激励下，两个系统的输出平均功率相等，理想系统的增益等于实际系统的最大增益。
实际系统的等效噪声带宽为⎰∞=∆022max)()(1ωωωωd H H e （3.6）或⎰∞∞--=∆j j e ds s H s H H j )()()(212maxωω （3.7）3.线性系统输出端随机过程的概率分布 （1）正态随机过程通过线性系统若线性系统输入为正态过程，则该系统输出仍为正态过程。
（2）随机过程的正态化随机过程的正态化指的是，非正态随机过程通过线性系统后变换为正态过程。
任意分布的白噪声通过线性系统后输出是服从正态分布的；宽带噪声通过窄带系统，输出近似服从正态分布。
实验内容设白噪声通过图3.1所示的RC 电路，分析输出的统计特性。
图3.1 RC 电路（1）试推导系统输出的功率谱密度、相关函数、相关时间和系统的等效噪声带宽。
国家电网招聘考试通信类专业知识（通信原理）模拟试卷9(题后含答案及解析)全部题型 3. 判断题判断题1．采用非均匀量化是为了解决均匀量化时，小信号量化误差过大的问题。
( )A．正确B．错误正确答案：A 涉及知识点：通信原理2．按最佳接收准则构成的接收机可以获得加性干扰下的最小差错率。
( ) A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：通信原理3．最佳接收的背景条件是存在码间干扰。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：通信原理4．前向纠错方式(FEC)使用纠错编码，难度大，但实时性好，适于随机信道，并且只需要正向信道，可用于单工和广播通信中。
( )A．正确B．错误正确答案：A 涉及知识点：通信原理5．线性滤波器又称为匹配滤波器。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：通信原理6．直接法位同步的原理是用滤波器从接收到的信号中滤出时钟频率。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：通信原理7．随机过程的自相关函数与其功率谱密度是傅里叶变换关系。
( ) A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：通信原理8．随机过程广义平稳则必是严格平稳。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：通信原理9．平稳随机过程通过线性系统是平稳的。
( )A．正确B．错误正确答案：A 涉及知识点：通信原理10．出现概率越大的消息，其所含的信息量越大。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：通信原理11．多径传播会引起频率选择性衰落。
( )A．正确B．错误正确答案：A 涉及知识点：通信原理12．随参信道的传输媒质存在多径传播。
( )A．正确B．错误正确答案：A 涉及知识点：通信原理13．起伏噪声、热噪声、散弹噪声均可认为是加性高斯噪声。
( ) A．正确B．错误正确答案：A 涉及知识点：通信原理14．白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：通信原理15．恒参信道的特性是可以通过线性网络来补偿。
通信原理课后思考题1.1 如何评价数字通信系统的性能？有效性（单位时间内的信息传输量）信息传输速率，一般用波特率（BPS ）或比特率（bps ）为单位，频带利用率可靠性（系统抗噪声性能）对模拟（连续）系统，主要是考察接收端输出的信号、噪声功率比（信噪比）对数字（离散）系统，主要是考察符号的差错率（误码率）2.1 什么是误码率？什么是误信率？它们之间的关系如何？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，或者更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。
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，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
在二进制系统中，误码率=误信率；但在多进制系统中，误码率> 误信率误码率Pe 与误信率Pb 的关系Pb=MPe/2(M-1) ，M 为进制2.2 什么是码元速率？什么是信息速率？它们之间的关系如何？码元传输速率，又称为码元速率或传码率。
其定义为每秒钟传送码元的数目，单位为"波特",常用符号"Bd"表示。
信息传输速率又称为信息速率和传信率。
通常定义每秒钟传递的信息量为传信率，单位是比特/秒(bit/s 或bps)。
在N 进制下，设信息速率为，码元速率为, 则有2.3 什么是随机过程的数学期望和方差？它们分别描述了随机过程的什么性质？数学期望:表示随机过程的n 个样本函数曲线的摆动中心。
即均值方差:表示随机过程在时刻t 对于均值a(t)的偏离程度。
即均方值与均值平方之差。
数学期望和方差描述了随机过程在各个孤立时刻的特征，但没有反映随机过程不同时刻之间的内在联系。
2.4 平稳随机过程通过线性系统时，输出随机过程和输入随机过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系？系统输出功率谱密度是输入功率谱密度与系统传递函数的平方的乘积。
)()()(2ωωωξξP H P =3.1 低通型采样定理和带通型采样定理有什么区别？低通型采样定理：奈奎斯特定理，fs > 2B = 2fH带通型采样定理：对于带通型信号，如果按fs ≥2fH 抽样，虽然能满足频谱不混叠的要求。
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一、 实验目的
1、 了解随机信号自身的特性，包括均值（数学期望）、均方值、方差、相关函
数、概率密度、频谱及功率谱密度等。
2、 研究随机信号通过线性系统后的均值、均方值、方差、相关函数、概率密度、
频谱及功率谱密度有何变化，分析线性系统受随机信号激励后的响应。
3、 掌握线性系统的设计与仿真 4、 掌握随机信号的分析方法。
二、 实验仪器或设备
装有MATLAB 软件的电脑一台
三、 总体设计（设计原理、设计方案及流程等）
线性动态系统分析的中心问题是给定一个输入信号求输出响应。
在确定信号输入的情况下，输出响应都有一个明确的表达式。
而对于随机信号而言，要想得到输出响应的确定表达是可能的。
然而，一个随机信号可以方便的通过其均值方差、相关函数、频谱及功率谱密度等特性来加以描述。
我们在这里研究的问题是如何根据线性系统输入随机信号的统计特性及线性系统的特性，确定线性系统输出的统计特性。
当输入离散信号为双侧平稳随机信号时，信号经过线性系统后的统计特性： 输出过程的均值为：
其中
y
m 是信号经线性系统后的均值，x m 是输入信号的均值。
输出过程的自相关函数为
)
(*)()(*)(*)()(m h m R m h m h m R m R xy x y -=-=
线性系统输出的自相关是输入的自相关同系统冲击响应的自相关的卷积。
输出过程的互相关函数为
)
(*)()(m R m h m R x xy =
输出信号的均方值（平均功率）为；
)
()()()]([00
2
j k R j h k h n Y E k j x -=∑∑∞=∞
=
输出的均值为常数，输出自相关函数只是m 的函数。
输出信号的功率谱密度：
频域分析：
)
(|)(|)(2ωωωx y S H S =
实验系统框图如图
线性系统：输入信号)(sin sin sin )(321t n t t t t x +++=ωωω，其中：1ω、2ω、3ω为1KHz 、2KHz 、3KHz ，幅值为1v ，n(t)为高斯白噪声。
四、 实验步骤（包括主要步骤、代码分析等） 源程序代码如下： clc
clear all close all Fs=16000;
t = 0:1/(Fs-1):0.01;
xi1=sin(1000*2*pi*t)+sin(2000*2*pi*t)+sin(3000*2*pi*t);
xi1 = awgn(xi1,5,'measured');%在信号X 中加入白噪声，信噪比为5 fl=(0:length(xi1)-1)'*Fs/length(xi1);
Xi1=fft(xi1); %对X 进行1024点快速离散傅立叶变换 subplot(221);plot(t,xi1);title('输入信号波形');
subplot(222);plot(fl(1:length(fl)/2),abs(Xi1(1:length(fl)/2)));title('输入信号频谱'); disp('平均值') x_mn=mean(xi1)
x_vr=var(xi1) %方差 x_st=x_vr+x_mn^2 %均方值 x_arr=xcorr(xi1) %自相关函数 %线性信号自相关函数
tau=(-length(xi1)+1:length(xi1)-1)/Fs; subplot(223);plot(tau,x_arr)
title('线性信号的自相关函数'); xlabel('\tau'),ylabel('R_x_i(\tau)'); grid on; hold on;
%线性信号的功率谱密度 X_arr=fft(x_arr);
cm=abs(X_arr);
fl=(0:length(X_arr)-1)'*44100/length(X_arr);
subplot(224);plot(fl(1:length(fl)/2),cm(1:length(fl)/2));
title('线性信号的功率谱')
xlabel('f'),ylabel('S_x_i(f)');
hold on;
grid on
运行结果如下：
clc
clear all
close all
Fs=16000;
t = 0:1/(Fs-1):0.05;
xi1=sin(1000*2*pi*t)+sin(2000*2*pi*t)+sin(3000*2*pi*t);
xi1 = awgn(xi1,5,'measured');
f=[1000,2000]; %表示频率向量，用于低通滤波器的通带
m=[1,0]; % 对应f各频率向量上的理想幅频响应
rp=0.8; %通带上的偏差
fs=40 %抽样频率
dat1=(10^(rp/20)-1)/(10^(rp/20)+1);
dat2=10^(-fs/20);
rip=[dat1,dat2];
[M,fo,mo,w]=remezord(f,m,rip,Fs); %由remezord求得滤波器的阶次M、频率向量fo、幅度向量mo和加权向量w
M=M+1;
hn=remez(M,fo,mo,w); % 实现线性相位fir数字滤波器的等波纹最佳逼近设计
[h,W]=freqz(hn,1,256,1); %将256个频点均匀设置在频率范围0到2pi上，计算频率响应
h=abs(h);
h=20*log10(h);
fl=(0:length(xi1)-1)'*Fs/length(xi1);
plot(W,h);
grid on;
xlabel('频率(归一化)');
ylabel('幅度（dB）');
title('滤波器特性曲线')
Xi1=fft(xi1);
figure(2)
subplot(221);plot(t,xi1);title('滤波前信号波形');
subplot(222);plot(fl(1:length(fl)/2),abs(Xi1(1:length(fl)/2)));title( '滤波前信号频谱');
xo1=fftfilt(hn,xi1);
Xo1=fft(xo1);
subplot(223);plot(t,xo1);title('FIR后信号波形');
subplot(224);plot(fl(1:length(fl)/2),abs(Xo1(1:length(fl)/2)));title( 'FIR后信号频谱');
运行结果如下：
五、结果分析与总结
本次实验综合性强，运用到了随机信号分析，数字信号处理，概率论，matlab 等课程知识。
首先让我了解到随机信号经过线性系统后，不会增加新的频率分量。
经过滤波器滤波后，可以从调制信号中得到特定频率范围内的信号，从而提取消息信号。
这是提取消息信号的有效方法。
其次，也锻炼了我探索能力，这次实验中有很多用到的理论知识仍然没有学到的知识。
我查阅了很多资料，终于对本次实验有了基本的了解。
并且深化学习了matlab语言的应用，为以后的学习提供了很多的方便。
教师签名：
年月日。
