通信原理(陈启兴版) 第9章作业和思考题参考答案

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。

通信原理思考题答案第一章1-3 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？数字通信即通过数字信号传输的通信。

数字通信具有以下特点：（1）传输的信号是离散式的或数字的；（2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；（3）抗干扰能力强，因为数字信号可以再生，从而消除噪声积累；（4）传输差错可以控制；（5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；（6）便于加密，可靠性高；（7）便于实现各种信息的综合传输。

缺点：一般需要较大的传输带宽。

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？（1）信息源：把各种消息转换成原始电信号。

（2）信源编码：一是提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。

（3）加密：保证所传信息的安全。

（4）信道编码：增强数字信号的抗干扰能力。

（5）数字调制：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。

（6）信道是用来将来自发送设备的信号传送到接收端。

（7）解调：在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。

（8）信道译码：接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。

（9）解密：在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息。

（10）信源译码：是信源编码的逆过程。

（11）受信者：是接受消息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原成相应的消息。

1-5按调制方式，通信系统如何分类？按调制方式，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输（频带或调制）系统。

基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频室内电话；带通传输是对各种信号调制后传输的总称。

1-8单工,半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释它们的工作方式并举例说明。

按消息传递的方向与时间关系来分类。

（1）单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。

如：广播，遥控，无线寻呼等例子。

（2）半双工通信，指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。

第四章 模拟调制4.1 学习指导4.1.1 要点模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。

1. 幅度调制幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。

在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。

由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。

但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。

事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。

幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。

如果调制信号m (t )的直流分量为0，则将其与一个直流量A 0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为[]()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，则调幅信号的频谱为[][]AM 0c c c c 1()π()()()() (4 - 2)2S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+++- 调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。

上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。

由波形可以看出，当满足条件|m (t )| ≤ A 0 (4-3)时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。

否则，出现“过调幅”现象。

这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。

调幅信号的一个重要参数是调幅度m ，其定义为[][][][]00max min 00max min()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++ AM 信号带宽B AM 是基带信号最高频率分量f H 的两倍。

AM 信号可以采用相干解调方法实现解调。

按调制方式，通信系统可以分为基带传输系统和频带传输系统。

···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。

···按传送信号的复用方式，通信系统可以分为频分复用系统、时分复用通信系统和码分复用通信系统。

···通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性。

···误码率是指错误接受的码元数在传送总码元数中占的比例。

即码元在传输系统中被传错的概率。

误信率是指错误接受信息量在传送信息总量中所占的比例，即码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。

二进制系统中误码率和误信率是相等的，但在多进制系统中，误码率与误信率一般不相等，通常误码率大于误信率。

···码元速率定义为每秒传送码元的数目，单位为波特，又称码元传输速率或传码率。

信息速率定义为每秒传送的信息量单位为比特/秒。

···若噪声为一高斯过程，则该噪声称为高斯噪声。

功率谱密度在整个频域内都是均匀分布的噪声为白噪声。

高斯噪声具有以下特点：（1）高斯噪声的全部统计特性由它的一阶和二阶统计特性完全决定；（2）高斯噪声如果是宽平稳，则也是严平稳的；（3）如果高斯噪声在N个不同时刻采样得到的一组N个随机变量两两之间互不相关看，则这些随机变量也是互相独立的；高斯噪声经过线性变换仍是高斯噪声。

···正弦波加窄带高斯噪声的合成波包络服从广义瑞利分布。

···调制信道是指通信系统中调制器输出端到解调器输入端的部分。

编码信道是指通信系统中编码器输出端到译码器输入端的部分。

···若信道的传输特性基本不随时间变化，即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢，这类信道称为恒参信道若信道的传输特性随时间随机变化，这类信道称为随参信道。

俱乐部名称：自考乐园;俱乐部id ：5346389（请牢记它哦~在百度贴吧的搜索框中输入俱乐9.4 解：0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0AMIHDB3B3zsB6zs9.13 解：9.14 解：（2）发送：8电平 已调 基带信号 信号接收：调制信号 基带信号9.17单极性NRZ )2(N S Q P b =双极性NRZ )(N S Q P b =s Mb Lf R L L s Mb f R sMb f R sMb R b b b b /2log 4 7)12)(4(/67.05.11)3(/38log )2(/1)1(22==∴=∴=-≈====调相。

，调制方式可为调幅或其带宽正好是的升余弦滚降频谱信号电平信息，所以可采用单位符号应传输所需传输速率信道带宽kHz bit kHzR kHzkHz kHz f b 482.0831204860108)1(=∴==-=α 升余弦 滚降滤波器 线性调制 解调器 抽样判决俱乐部名称：自考乐园;俱乐部id ：5346389（请牢记它哦~在百度贴吧的搜索框中输入俱乐多进制 双极性 （M 为奇数:取0，+/-A, …..; M 为偶数：取2A ±。

） 格雷编码方式普通二进制编码----------------=-------------=-∙-=s b s n nb s P nP P M N S Q M M P 1P )12(22)13)(()1(22 2L-1电平的部分响应信号])(134[)1(2222NS L Q L L P s --=π 1）75.4101)(6==>⨯=-ααQ2）75.4101)(6==>⨯=-ααQ3）36.444/6.4)(18332==>=-=>=N S NS P P b s 4) ])(1434[4)14(2222N S Q P s --=π s b P P L L 324712==>==>=-而或s b P P 21= S/N(DB 值)： 45.125(16.44)，22.6(13.5), 444.36(26.4), 194.6(22.9)9.181）25.4=α S/N =18.06 合12.57dB 2) ])(83[N S Q P b = S/N = 48.16 合16.83dB 3）s b P P 32=S/N = 90.3 合19.56dB9.23解：序列的三条性质。

通信原理思考题答案1. 什么是通信原理？通信原理是指通过某种媒介将信息从一个地方传输到另一个地方的基本原理。

在现代社会，通信原理已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，无论是手机通讯、互联网传输还是无线电广播，都是基于通信原理实现的。

2. 通信原理的基本原理是什么？通信原理的基本原理包括信号的产生、调制、传输、解调和接收等环节。

首先，信号的产生是指将要传输的信息转换成电信号或者无线电信号。

接着，通过调制将信号转换成适合传输的形式，比如将模拟信号转换成数字信号。

然后，信号通过传输介质传输到接收端，经过解调将信号还原成原始信息。

3. 通信原理中的调制技术有哪些？常见的调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。

幅度调制是通过改变信号的幅度来实现信息的传输，频率调制是通过改变信号的频率来传输信息，而相位调制则是通过改变信号的相位来传输信息。

4. 通信原理中的传输介质有哪些？通信原理中常见的传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。

有线传输介质包括电缆、光纤等，而无线传输介质则包括无线电波、红外线等。

不同的传输介质适用于不同的通信场景，有线传输介质适用于固定通信，而无线传输介质适用于移动通信。

5. 通信原理中的信道编码有什么作用？信道编码是为了提高通信系统的抗干扰能力和纠错能力而采用的一种技术。

通过信道编码，可以在传输过程中对信号进行编码和解码，从而提高信号的可靠性和稳定性，减少传输过程中的误码率。

6. 通信原理中的多路复用技术有哪些？多路复用技术是指将多个信号通过同一个传输介质进行传输的技术。

常见的多路复用技术包括时分复用（TDM）、频分复用（FDM）、码分复用（CDM）等。

这些技术可以有效地提高传输介质的利用率，实现多个信号同时传输。

7. 通信原理中的调制解调器有什么作用？调制解调器是通信系统中的重要设备，它可以将数字信号转换成模拟信号进行传输，并在接收端将模拟信号转换成数字信号。

通信原理实验指导书思考题答案实验一思考题P1-4：1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用？答：位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题，在整个通信系统中，发送端按照确定的时间顺序，逐个传输数码脉冲序列中的每个码元，在接收端必须有准确的抽样判决时刻（位同步信号）才能正确判决所发送的码元。

位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接收端得到一连串的码元序列，这一连串的码元序列代表一定的信息。

通常由若干个码元代表一个字母（符号、数字），而由若干个字母组成一个字，若干个字组成一个句。

帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。

尤其在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送的。

克服距离上的障碍，迅速而准确地传递信息，是通信的任务，因此，位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。

2、自行计算其它波形的数据，利用U006和U005剩下的资源扩展其它波形。

答：在实验前，我们已经将四种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并存放在固定的地址中。

当单片机U006（89C51）检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后，一方面通过预置分频器调整U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类，通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间，输出相应的数字信号。

该数字信号经过D/A转换器U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需模拟信号。

自行扩展其它波形时要求非常熟悉信号源模块的硬件电路，最好先用万用表描出整个硬件电路。

此题建议让学生提供设计思路，在设计不成熟的情况很容易破坏信号源。

提示如下：工作流程同已有的信号源，波形的数据产生举例如下：a=sin(2.0*PI*(float)i/360.0)+1.0;/产生360个正弦波点，表示一个周期波形数据/k=(unsigned char)(a/2.0*255.0);/数字化所有点以便存储/将自己产生的360个点追加到数据存储器U005（2864）并存放在后续的固定的地址中，根据单片机U006（89C51）编程选中对应U005的地址，循环周期显示输出即为我们所设计的波形。

通信原理(陈启兴版)作业和思考题参考答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：5-1 设二进制符号序列为1 0 0 1 0 0 1 ，试求矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性、双极性、单极性归零、双极性归零、二进制差分波形和四电平波形。

解 单极性、双极性、单极性归零、双极性归零、二进制差分、四电平波形分别如下图5-6(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示。

图5-6 波形图5-2 设二进制随机脉冲序列中的“0”和“1”分别由g (t )和-g (t )表示，它们的出现概率分别为2/5及3/5：(1) 求其功率谱密度；(2) 若g (t )为如图题5-2(a)所示波形，T s 为码元宽度，问该序列是否存在位定时分量f s = 1/T s ? (3) 若g (t )改为图题5-2(b)，重新回答题(1)和(2)所问。

图题5-2g (t )0.5T sO -0.5T st(a)g (t )0.25T sO -0.25T st(b)11解 (1)随机二进制序列的功率谱密度212()(1)()()s S P f f P P G f G f =--+212[()(1)()]()S S S S m f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞+--∑由题意知g 1(t ) = - g 2(t ) = g (t )，因此双极性波形序列的功率谱密度为1 0 0 1 0 0 1 +E -E(e1 0 0 1 0 0 1(a+E 01 0 0 1 0 0 1+E(c 1 0 0 1 0 0 1 +E-E(d 1 0 0 1 0 0 1+E-E(b 1100 0110(f()2222()4(1)()12()()S S S SS P f f P P G f f P G mff mf δ+∞-∞=-+--∑222241()()()2525S S S S f G f f G mf f mf δ+∞-∞=+-∑式中，G (f )⇔g (t )；等式右端第一项是连续谱成分，第二项是离散谱成分。

9-1设发送的数字序列为：1011001010，试分别画出以下两种情况下的2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形：①载频为码元速率的2倍；②载频为码元速率的1.5倍。

解：①载频02b f f =，则码元周期012b bT T f ==，即码元周期是载波周期的两倍。

此时，2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形如图1所示。

2ASK 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0t 2FSK t t 2PSK n a1nn n n b a b b −=⊕(0) 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1t2DPSK图1②载频0 1.5b f f =，码元周期01 1.5b bT T f ==，即码元周期是载波周期的1.5倍。

此时，2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形如图2所示。

1 0 1 1 0 0 1 0 1 02FSK2PSK 2ASK t n a1nn n n b a b b −=⊕(0) 1 1 0 1 1 1 0 0 1 12DPSK tt t图29-14 设2DPSK 信号采用相位比较法解调的原理框图及输入信号波形如图1所示，试画出b ，c ，d ，e ，f 各点的波形。

图1解：各点波形如图2所示。

(0) 0 1 1 0 1 0 n a1n n n n b a b b −=⊕(0) (0) 0 1 0 0 1 1t输入ttt ttb c d e f 2DPSK 信号a图29-20 用ASK 方式传送二进制数字消息，已知传码率6310B R =×波特，接收端输入信号的振幅V A µ30=，输入高斯型白噪声的单边功率谱密度Hz W n /108180−×=，试求相干解调和非相干解调时系统的误码率。

解：接收端输入信噪比为222A r σ=，信号带宽取零点带宽，为2B T=，则窄带噪声功率为 21100022 4.810B n B n n R Tσ−==×=×=× W 因此，229.3752A r σ==。

第九章习题1.设有一个码，它有三个码字，分别为（001010）、（111100）、（010001）。

若此码用于检错，能检出几位错？若用于纠错，能纠正几位错误？若此码同时用于纠错和检错，各能纠、检几位错误？解：由题意可知最小码间距离0d =4，最小码间距离决定了码的纠错、检错能力当用于检错时有1d 0+≥e ，因此可得3e ≤ 故最多可以检测3个错误 当用于纠错时12d 0+≥t ， 因此可得1t ≤，故最多可以纠正一个错误 当同时用于纠错、检错时）其中（t t >++≥e 1e d 0因此最多可同时进行2个检错和1个纠错。

2.已知（7，3）线性分组码的生成矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=001110101011101000111G 求：（1） 所有的码字（2） 监督矩阵H（3） 最小码距及纠错、检错能力（4） 编码效率解：依题意设M 为码元信息矩阵，则对应的码字为A=MG)1110111()111()1101001()110()1011010()101()1000111()100()0110011()011()0101110(001110101011101000111)010()010()0011101(001110101011101000111)001()001()0000000(001110101011101000111)000()000(=⋅===⋅===⋅===⋅===⋅===⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅===⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅===⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅==G M M G M M G M M G M M G M M G M A M G M A M G M A M 当当当当因此依次地当时当时当时当因此全部的码字为：0000000 10001110011101 10110100101110 11010010110011 1110100（2）由生成矩阵可知矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101110111011P ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0001001001001000r I 因此⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅=10100011100010111010001110000001001001001000101110111011r I P H (3)由（1）中得到的所有码字可知最小码距为0d =4当用于检错时有1d 0+≥e ，因此可得3e ≤ 故最多可以检测3个错误当用于纠错时12d 0+≥t ， 因此可得1t ≤，故最多可以纠正一个错误 当同时用于纠错、检错时）其中（t t >++≥e 1e d 0因此最多可同时进行2个检错和1个纠错。

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 ss n n M f M f f n f f M f n f Tδ∞∞=-∞=-∞=-=-∑∑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10.25sT 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 1121||1/()(){||0H 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 τττ=其频谱函数0()Q ω为 20()()2Q S a ωτωτ= 抽样信号()q t 可表示为0()()*()n q t q t t n T δ∞=-∞=-∑其频谱函数()Q ω为02()()(2/)n Q Q n T Tπωωδωπ∞=-∞=⋅-∑将12mT f=和0()Q ω的表达式代入上式，可得02()(4)(4)mm n Q Q n fn f Tπωπδωπ∞=-∞=-∑若用()q t 对m （t ）进行抽样，则抽样信号为()s m t 为 ()()()s m t m t q t = 其频谱为02011()()*()()*(4)(4)21(4)(4)(2)(4)s mmn m mmmn n M M Q M Q nfn fTQ nf M n f Sa nfM n fTTωωωωπδωππτπωππωπ∞=-∞∞∞=-∞=-∞==-=-=-∑∑∑和的频谱图分别如图5 解：在原理上，瞬时抽样信号是由理想抽样信号进过脉冲形成电路而得到，因此已抽样信号表示为()()*()H s m t m t q t =式中()q t 是宽度为2τ， 幅度为1抽样脉冲，其频谱函数为 ()()2(2)Q f H f Sa f τπτ==()s m t 是理想抽样信号，其频谱函数为1()()s s n M f M f n f T∞=-∞=-∑故已抽样信号频谱为1()()()()()Hs s n Mf M f H f H f M f n f T∞=-∞==-∑2(2)()s n S a f M f n f Tτπτ∞=-∞=-∑式中12mT f=，2s mf f=。

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 = 6Δv = 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 /M212q N ∆= 22201212a k k a M S m dm a -⎛⎫==∆ ⎪⎝⎭⎰ S 0/N q = M 2 = 20 lg M dB4、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 =61 量化噪声功率为 211248q N ∆== 信号与量化噪声功率比为 S /N q = 8。

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。

通信原理课后思考题答案1. 什么是通信原理？通信原理是研究信息传输和通信过程中的基本原理和技术的学科。

它涉及了信息的产生、编码、传输、接收和解码等各个方面，同时还研究了传输媒介、信道特性、信号处理和调制解调等相关技术。

2. 通信系统中的基本组成部分有哪些？通信系统中的基本组成部分包括信息源、编码器、调制器、信道、解调器和接收器等。

信息源是指产生或提供信息的源头，可以是声音、图像、文本或其他形式的数据。

编码器是将信息源的原始信号转换成数字信号或模拟信号的过程。

调制器是将数字信号或模拟信号转换成适合在信道上传输的调制信号的过程。

信道是用于传输信号的传输媒介，可以是无线信道或有线信道。

解调器是对接收到的调制信号进行解调，恢复出原始信号的过程。

接收器是将解调得到的信号进行滤波、放大和处理，使得原始信息可以被接收和理解。

3. 为什么会需要调制？调制是将原始信号转换成适合在信道上传输的信号的过程。

它的主要原因是为了适应信道的特性和限制，使得信息能够在信道中正确传输和接收。

在无线通信中，调制可以将低频信号转换成高频信号，以便在空间中传输。

在有线通信中，调制可以将数字信号或模拟信号转换成适合在传输线路中传输的信号。

4. 什么是信道传输特性？信道传输特性描述了信号在信道中传输过程中的变化和影响。

常见的信道传输特性包括衰减、失真、噪声和多径效应等。

衰减是信号在传输过程中逐渐减小的现象，导致传输距离的限制。

失真是信号在传输过程中形状发生改变的现象，使得接收端无法完全恢复出原始信号。

噪声是由于信道本身存在的无意义或干扰信号，使得接收到的信号质量降低。

多径效应是指信号在传输过程中经过多条不同路径到达接收端，导致信号的干扰和衰减。

5. 什么是解调？解调是将经过信道传输的调制信号恢复成原始信号的过程。

它是调制的逆过程，通过对接收到的信号进行滤波、放大和处理，将调制信号恢复成原来的模拟信号或数字信号。

解调的目标是尽可能准确地还原原始信号，使得接收端能够正确地接收和解码。