通原实验思考题参考

华南理工大学数字通信原理实验思考题参考答案第一篇：华南理工大学数字通信原理实验思考题参考答案AMI、HDB3码实验1、说明AMI码和HDB3码的特点，及其变换原则。

回答：AMI码的特点：1、无直流成分，低频成分也少，高频成分少，信码能量集中在fB/2处；2、码型有了一定的检错能力，检出单个误码；3、当连0数不多时可通过全波整流法提取时钟信息，但是连0数过多时就无法正常地提出时钟信息。

变换规则：二进码序列中“0”仍编为“0”；而二进码序列中的“1”码则交替地变为“+1”码及“-1”码。

HDB3码的特点：1、无直流成分，低频成分也少，高频成分少，信码能量集中在fB/2处；2、码型有了一定的检错能力，检出单个误码；3、可通过全波整流法提取时钟信息。

变换规则：(1)二进制信号序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，二进制信号中“1”码，在HDB3码中应交替地成+1和-1码，但序列中出现四个连“0”码时应按特殊规律编码；(2)二进制序列中四个连“0”按以下规则编码：信码中出现四个连“0”码时，要将这四个连“0”码用000V或B00V取代节来代替(B和V也是“1”码，可正、可负)。

这两个取代节选取原则是，使任意两个相邻v脉冲间的传号数为奇数时选用000V取代节，偶数时则选用B00V取代节。

2、示波器看到的HDB3变换规则与书本上和老师讲的有什么不同，为什么有这个差别。

回答:示波器上看到的HDB3编码器的输出P22点的波形比书本上的理论上的输出波形要延时5个码位。

原因是实验电路中采用了由4个移位寄存器和与非门组成的四连零测试模块去检测二进制码流中是否有四连零，因此输出的HDB3码有5个码位的延时。

3、用滤波法在信码中提取定时信息，对于HDB3码要作哪些变换，电路中如何实现这些变换。

回答:首先，对HDB3码进行全波整流，把双极性的HDB3码变成单极性的归零码，这个在电路上是通过整流二极管实现的；然后，把归零码经晶体管调谐电路进行选频，提取时钟分量；最后，对提取的时钟分量进行整形来产生定时脉冲。

通信原理思考题解析樊昌信[第六版]3–1 何谓随机过程？它具有什么特点？答：随机过程是⼀类随时间作随机变化的过程，它不能⽤确切的时间函数描述。

随机过程是所有样本函数的集合或随机过程是在时间进程中处于不同时刻的随机变量的集合。

3–4 平稳过程的⾃相关函数有哪些性质？它与功率谱密度的关系如何？答：平稳过程的⾃相关函数R(t)的性质：R(t) 是时间差t 的函数；当t = 0时，R(0)等于平稳过程的平均功率；R(t)是t 的偶函数；R(t)在t = 0时有最⼤值；当t = ∞ 时，R (∞) 等于平稳过程的直流功率；R(0 )－ R (∞) = s 2 等于平稳过程的交流功率。

当均值为0时，有R(0) = s 2。

即： —x(t)的平均功率； —t 的偶函数； —R(t)的上界； —x(t)的直流功率； —x(t)的交流功率。

平稳过程的⾃相关函数R(t) 与其功率谱密度P x ( f )是⼀对付⾥叶变换。

3–5 什么是⾼斯过程？其主要性质有哪些？答：如果随机过程(t)的任意n 维分布服从正态分布，则成为⾼斯过程。

⾼斯过程的主要性质有：⑴⾼斯过程的n 维分布只依赖各个随机变量的均值、⽅差和归⼀化协⽅差。

⑵⼴义平稳的⾼斯过程也是严平稳的。

⑶如果⾼斯过程在不同时刻的取值是不相关的，那么它们也是统计独⽴的。

⑷⾼斯过程经过线性变换后⽣成的过程仍是⾼斯过程。

3–7 随机过程通过线性系统时，输出与输⼊功率谱密度的关系如何？如何求输出过程的均值、⾃相关函数？答：随机过程通过线性系统时，输出过程的功率谱密度是输⼊过程的功率谱密度乘以系统频率响应模值的平⽅。

即P 0 (f)＝H* (f)﹒H (f)﹒P i (f) ＝︱H (f)︱2﹒P i (f)输出过程的均值等于输⼊过程的均值乘以H(0)。

输出过程的⾃相关函数等于输出过程的功率谱密度的傅⾥叶逆变换。

4–2 地波传播距离能达到多远？它适⽤在什么频段？答：地波传播在数百⽶到数千千⽶，应⽤与低频和甚低频，⼤约2MHZ4–3天波传播距离能达到多远？它适⽤在什么频段？答：天波传播能达到⼀万千⽶以上，应⽤于⾼频，2MHZ-30MHZ4–4 视距传播距离和天线⾼度有什么关系？答：天线⾼度越⾼，视距传播的距离越远，其具体关系为H=D^2/50 其中H 为天线⾼度，单位为⽶，D 为视距传播距离，单位为千⽶4–6 何谓多径效应？答：多径传播对信号的影响称为多径效应)]([)0(2t E R ξ=)()(ττ-=R R)0()(R R ≤τ22a )]([)(==∞t E R ξ2)()0(σ=∞-R R4–8 何谓恒参信道？何谓随参信道？它们分别对信号传输有哪些主要影响？答：信道的特性基本上不随时间变化或变化极慢极⼩，这种信道称为恒定参量信道，简称恒参信道。

现代通信原理课后思考题答案第⼀章1、什么是数字信号和模拟信号，俩者的区别是什么？凡信号参量的取值连续（不可数，⽆穷多），则称为模拟信号。

凡信号参量只可能取有限个值，则称为数字信号。

区别在于信号参量的取值2、何谓数字通信，简述数字通信系统的主要优缺点数字通信系统是利⽤数字信号来传递信息的通信系统。

优点：抗⼲扰能⼒强、差错可控、易于与各种数字终端接⼝、易于集成化、易于加密处理。

缺点：占⽤频带宽，需要同步3（1）、画出数字通信系统的⼀般模型，简述各⽅框的主要功能1) 信源编码与译码数据压缩（减少码元数⽬和降低码元速率），减⼩传输带宽，提⾼通信的有效性。

模/数转换，当信息源给出的是模拟语⾳信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字传输。

2）信道编码与译码通过加⼊监督码元（纠错/检错）提⾼通信的可靠性。

3）加密与解密通过加扰保证所传信息的安全性。

4）数字调制与解调把数字基带信号转换成适合信道传输的频带信号。

3（2）、画出模拟通信系统的⼀般模型3、（3）画出通信系统的⼀般模型，简述各⽅框的主要功能信息源：把各种消息转换成原始电信号。

发送设备：将信源和信道匹配起来。

接收设备：放⼤和反变换，其⽬的是从受到⼲扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。

受信者：将复原的原始电信号还原成相应信息。

4、在数字通信系统中，其可靠性和有效性指的是什么，各有哪些重要指标？有效性——传输速率（传码率、传信率，频带利⽤率）可靠性——差错率（误码率、误信率）5、按信号的流向和时间分类，通信⽅式有哪些？单⼯、半双⼯、全双⼯6、何谓码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？单位时间内传输码元的数⽬，单位时间内传递的平均信息量或⽐特数。

Rb=RB·H (b/s)第⼆章1、什么是随机过程，它具有哪些基本特征？⽆穷多个样本函数的总体叫随机过程。

其⼀，他是时间函数；其⼆，在固定的某⼀观察时刻t1， s（t1）是⼀个不含t变化的随机变量2、随机过程的期望、⽅差和⾃相关函数描述了随机过程的什么性质？期望表⽰随机过程的n个样本函数曲线的摆动中⼼。

. 专业.专注 .. word 完美格式 .通信原理思考题复习1.1 消息和信息有什么区别？信息和信号有什么区别？答：消息是信息的形式，信息是消息中包含的有效内容，信号是信息的载体。

1.2 什么是模拟信号，什么是数字信号？ 答：取值连续的信号是模拟信号，取值离散的信号是数字信号。

1.3 数字通信有何优点？ 答：质量好，便于差错控制和保密编码，便于存储和处理，易集成，信道利用率高信噪比高。

1.4 信息量的定义是什么？信息量的单位是什么？ 答：设消息x 的概率为P(x),其信息量I(x)=-logap(x),.当a=2时，信息量单位为比特（bit)，当a=e 时。

信息量单位为奈特（nat)，当a=10时，信息量单位为哈特莱。

1.5 按照占用频带区分，信号可以分为哪几种? 答：基带信号和带通信号。

1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？ 答：信源编码的目的是提高信号表示的有效性。

信道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：对信号进行调整就是调节。

调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。

1.8 数字通信系统有哪些性能指标？ 答：主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。

1.9 信道有哪些传输特性？ 答：噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。

1.10无线信道和有线信道的种类各有哪些？ 答：无线信道的种类是按电磁波的频率划分的，主要分为无线电波，微波和光波。

有线信道主要有三类，即明线，对称电缆和同轴电缆，还有传输光信号的光纤。

1.11信道模型有哪几种？ 答：调制信道模型和编码信道模型。

1.12什么是调制信道？什么是编码信道？ 答：将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。

而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。

1.13 何谓多径效应？ 答：信号经过多条路径到达接收端，而且每条路径的时延和衰减不尽相同，造成接收端的信号幅度和随机变化，这一现象称为多径效应。

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。

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。

6-1 设发送的二进制信息为1011001，试分别画出OOK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图，并总结其时间波形上各有什么特点。

解 OOK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图如图6-18所示。

tttt图6-18 信号波形图6-2 设某OOK 系统的码元传输速率为1000B ，载波信号为A cos(4π×106t )。

(1)每个码元中包含多少个载波周期？ (2)求OOK 信号的第一零点带宽。

解：(1) 由题意知66410210()2c f Hz ππ⨯==⨯1000()B R B =故每个码元包含2000个载波周期。

(2) OOK 信号的第一零点带宽为222000()B sB R Hz T === 6-3 设某2FSK 传输系统的码元速率为1000B ，已调信号的载频分别为1000Hz 和2000Hz 。

发送数字信息为1011010B 。

(1)试画出一种2FSK 信号调制器原理框图，并画出2FSK 信号的时域波形图； (2)试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调解调器？ (3)试画出2FSK 信号的功率谱密度示意图。

解：(1) 2FSK 信号可以采用模拟调频的方式产生，也可以采用数字键控的方式产生。

数字键控方式的调制器原理框图如图6-19所示。

图6-19键控法产生2FSK 信号的原理图由题意知，码元传输速率R B =1000B ，若设“1”码对应的载波频率为f 1=1000Hz ，“0”码对应的载波频率为f 1=2000Hz ，则在2FSK 信号的时间波形中，每个“1”码元时间内共有1个周期的载波，每个“0”码元时间内有2个周期的载波。

2FSK 信号的时间波形如图6-20所示。

【注：实际中键控法的波形一般不连续。

】t2FSK图6-20 2FSK 信号的时间波形(2) 由于2FSK 信号的频谱有较大的重叠，若采用非相干解调是上下支路有较大串扰，使解调性能下降。

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：RbnN=bitRb∙2)/(log s1-11 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。