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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。
第一章 通信系统概论一 填空选择题1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化（便于集成）等_。
2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK 系统指标具体用_传输速率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM 系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。
3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率为600B ，信息速率为600b/s ；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4；若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为1800b/s 。
4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。
6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。
7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )A.信息传输速率B.符号传输速率C.频带利用率D.以上都包括8.在码元速率相同条件下，m 进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log 2m 倍。
9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。
10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和 数字通信系统11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者是指消息传输的 质量问题。
12．设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。
13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。
14.某四元制信源，各符号对应的概率分别为21、41、81、1，则该信源符号的平均信息量为 1.75b/符号 。
9-1设有8个码组：001001B 、001010B 、010101B 、110011B 、101011B 、101111B 、110100B 和101000B ，试求它们的最小码距。
解 码距（码组的距离）是指两个码组中对应位上数字不同的位数。
最小码距d 0是指某种编码中各个码组之间距离的最小值。
该编码的最小码距d 0=19-2已知一个(7，3)码的生成矩阵为100111001001110011101G ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，试列出其所有许用码组，并求出其监督矩阵。
解 (1) 所有许用码组由生成矩阵G 可以产生所有许用码组: 例如，当信息码为[]654[010]a a a =可得相应的码组为[]10011100010100111[0100111]0011101⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦同理可得其它许用码组。
所有许用码组列表如下：00000001001110001110110100110100111110100101110101110100(2) 监督矩阵本题中给出的生成矩阵G 是典型阵，即10011100100111[]0011101k G I Q ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦其中111001111101Q ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦所有T 101111110011P Q ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦监督矩阵10110001110100[]11000100110001r H PI ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦9-3已知一个(15，11)汉明码的生成多项式为g (x ) = x 4 + x 3 + 1，试求其生成矩阵和监督矩阵。
解 生成矩阵为1413101312912118111071101096299858747636525443()()()()()()()()()1k k x x x x x x x x x x x x x g x x g x x x x x g x x g x G x x x x xg x xg x x x x g x g x x x x x x x x x x x x --⎡++⎢++⎢⎢++⎢⎢++⎡⎤⎡⎤⎢⎢⎥⎢⎥++⎢⎢⎥⎢⎥⎢⎢⎥⎢⎥===++⎢⎢⎥⎢⎥⎢++⎢⎥⎢⎥⎢⎢⎥⎢⎥++⎢⎣⎦⎣⎦⎢++⎢++++⎣ ⎤⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎦或110010000000000011001000000000001100100000000000110010000000000011001000000000001100100000000000110010000000000011001000000000001100100000000000110010000000000011001G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎣⎦⎥典型化100000000001100010000000000110001000000000011000100000001100000010000001010[]000001000100101000000100001110000000010000111000000001001111000000000101011000000000011001k G I Q ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎦⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥所以T 10011010111110101111000110101111000110101111P Q ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦监督矩阵100110101111000110101111000100[]011010111100010001101011110001r H PI ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦9-4设一个(15，7)循环码由g (x ) = x 8 + x 7 + x 6 + x 4 +1生成。
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。
第三章参考答案1. （1）随机过程的自相关函数与时间有关，故不是平稳随机过程。
（2）其中，随机过程的均值为可见，的均值为常数，自相关函数与无关，所以是广义平稳随机过程。
2. （1）平均功率为所以噪声的均方根值（2）已知噪声的功率谱是个矩形谱，幅度为、宽度为的矩形频谱其傅里叶反变换为，由题意得，代入上式且将换成得由于噪声均值为0，因此当时，和不相关，得。
故当间距时两取样值不相关。
（3）瞬时值的概率密度函数为3. 的模服从瑞利分布，其概率密度函数为，的相位服从均匀分布，其概率密度函数为，与独立，再由遍历性可知，所求比率为4. 由于平稳过程通过线性系统还是平稳过程，所以是窄带平稳过程，其带宽为。
若的功率谱密度为，则同相分量、正交分量的功率谱密度式中其频谱图形如图所示5. MATLAB代码clf;N=1000;Fs=500;%数据长度和采样频率n=0:N-1;t=n/Fs;%时间序列Lag=100; %延迟样点数randn('state',0); %设置产生随机数的初始状态x=sin(2*pi*10*t);[c,lags]=xcorr(x,Lag,'unbiased'); %对原始信号进行无偏自相关估计subplot(2,2,1),plot(t,x);xlabel('时间/s');ylabel('x(t)');title('不带噪声周期信号');grid on;subplot(2,2,2),plot(lags/Fs,c); %绘x信号自相关,lags/Fs为时间序列xlabel('时间/s');ylabel('Rx(t)');title('不带噪声周期信号的自相关');grid on;y=sin(2*pi*10*t)+0.6*randn(1,length(t));[c,lags]=xcorr(y,Lag,'unbiased'); %求随机信号y的无偏自相关subplot(2,2,3),plot(t,y);xlabel('时间/s');ylabel('y(t)');title('带噪声周期信号');grid on;subplot(2,2,4),plot(lags/Fs,c); %绘制随机信号y的无偏自相关xlabel('时间/s');ylabel('Ry(t)');title('带噪声周期信号的自相关');grid on;。
通信原理（苏州大学）知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.信道编码的目的是提高信息传输的有效性。
参考答案:错2.设每秒传送n个M进制的码元，则信息传输速率为nlog2(M) bps。
参考答案:对3.据统计，英文字母j出现的概率为0.001，则它包含的信息量（比特）最接近如下哪个数值？参考答案:9.974.若消息中所描述事件发生的可能性（），则此消息所携带的信息量（），参考答案:越大；越小;越小；越大5.通信系统的有效性一般由（）来衡量，可靠性一般由（）来衡量。
参考答案:传输速率；误码率6.已知2进制数字信号的传输速率为4800 bps，转换为8进制数字信号，则码元速率为（）。
参考答案:1600波特7.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（）。
参考答案:14400 bps8.下列哪个描述不符合数字通信的特点（）。
参考答案:占用信道带宽窄9.码元速率单位是（）。
参考答案:波特10.下面关于通信系统中信源编码和信道编码描述正确的是（）。
参考答案:信源编码去除冗余度，信道编码加入冗余度1.自相关函数是τ 的（）。
参考答案:偶函数2.互相关函数和时间无关，只和时间差τ 有关，和两个信号相乘的前后次序无关。
参考答案:错3.周期型功率信号，其频谱具有：参考答案:离散性;谐波性;收敛性4.对于物理可实现的实信号，频谱函数的正频率部分和负频率部分间存在（）关系。
参考答案:复数共轭5.对于物理可实现的实信号，而且还是偶信号，其频谱函数为实函数。
参考答案:对1.下列有关随机过程的描述正确的是：参考答案:随机过程在任意时刻的值是一个随机变量;随机过程是无穷多个样本函数的集合;随机过程是一族随机变量的集合2.下列关于白噪声的描述正确的是：参考答案:白噪声只是一个理论模型，真正的白噪声是不存在的;白噪声在任意两个不同时刻的随机变量都是不相关的;白噪声的功率谱密度在所有的频率上均为以常数3.若两个随机变量是互相统计独立，它们一定是不相关的。
通信原理11章答案【篇一：通信原理教程+樊昌信+习题答案第十章[1]】.1设有两个码组“0101010”和“1010100”，试给出其检错能力、纠错能力和同时纠错的能力。
解：两个码组的最小码距为：do=6由do?e+1,得e=5,即可以检错5位。
由do?2t+1,得t=2，即可以纠错2位。
由do?e+t+1,得e=3,t=2,即可以纠错2位，同时检错3位。
习题10.2设一种编码中共有如下8个码组：表10-1 习题10.3表000000，001110，010101，011011，100011，101101，110110，111000试求出其最小码距，并给出其检错能力、纠错能力和同时纠检错的能力。
解：此8个码组的最小码距为：do=3。
由do?e+1,得e=2,即可以检错2位。
由do?2t+1,得t=1，即可以纠错1位。
由do?e+t+1,得e=1,t=1,即可以纠错1位，同时检错1位。
习题10.3设有一个长度为n=15的汉明码，试问其监督位r应该等于多少？其码率等于多少？其最小码距等于多少？试写出其监督位和信息位之间的关系。
解：由n?2r?1，n=15，得r=4，即监督位4位。
码率为：kn?r15?411?==。
nn1515用s1s2s3s4表示校正子，正好可以指明15个错码的位置，其关系如表10-1所示。
可得监督位和信息位之间的关系式为 a13? a 3 ? a 14 ? ?a12?a11?a10?a9?a8?a?a?a?a?a?a?a?a ?214131211765? ?a1? a14?a13?a10?a9?a7?a6?a4? ?a0?a14?a12?a10?a8?a7?a5?a4最小码距为：do=3。
习题10.4设上题中的汉明码是系统码。
试计算出对应于信息位为全“1”的码组。
解：上题的监督矩阵为?111111100001000??1?01101010100110h=? ? ?110011011010 010????101010110110001?则生成矩阵为?100000000001111??010000000001110????001000000001101 ???000000100000011???000010000001011???h=?0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0??000000100001001????000000010000111??000000001000110 ????000000000100101????000000000010011?当信息位全为“1”时，码组为111111*********。
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。
1.（1）由()()111cos t ωπδωωδωω⇔-++⎡⎤⎣⎦，
且
()()
10cos 20cos 2005cos 220cos180m t t t
t t ππππ==+
所以可得 ()()()()()5180180220220M t t t t ωπδωπδωπδωπδωπ=++-+++-⎡⎤⎣⎦ 又理想抽样的频谱公式为
()()1s s n s M M n T ωωω∞
=-∞=-∑ 由抽样频率可知500c ωπ=，所以抽样信号()s m t 的频谱为
()()250500s n M M n ωωπ∞
=-∞=-⋅∑
式中，()()()()()5180180220220M t t t t ωπδωπδωπδωπδωπ=++-+++-⎡⎤⎣⎦。
（2）由()m t 的表达式可知信号的最大频率为110Hz m f =，且抽样频率为250Hz s f =，所以低通滤波器的截止频率范围为110~140Hz 。
（3）无失真的最小抽样频率为min 2220Hz s m f f ==。
2. 门函数的频谱函数为
()2D Sa ττωτω⎛⎫= ⎪⎝⎭
在第10个零点处，有102τωπ⎛⎫= ⎪⎝⎭
，
则 10500Hz 2f ωπτ
=== 所以最小抽样频率为21000Hz s f f ==
3.（1）PCM 的最小码元速率为
min 22log B m R f Q =⋅
在M ∆中，要使不过载，必有()max 's x t f σ≤，即
,m m m m s s A A f f ωωσσ
≤≥
所以M ∆中的最小码元速率为 min m m B A R ωσ
=
（2）由题意可知 22log m m
m A f Q ωσ⋅=
222log log m m m m A f Q Q
ωπωσ==⋅ σ与m A 及Q 有关，当Q 增大时，只有σ减少，才能不发生过载现象。
4.（1）31644.1105060bit=2.1168Gbit=264.6MByte 8
⨯⨯⨯⨯ （2）量化级数为162M =对于均匀量化器，当输入为均匀分布时的量化信噪比为
2322q
S M N == 换成分贝值为10lg 96.33dB q S
N ⎛⎫≈ ⎪ ⎪⎝⎭
5. 由QPSK 功率谱的主瓣宽度可知QPSK 信号的带宽为1MHz ，故调制前数字基带信号的信息速率应为
1Mbit s=1000kbit s b QPSK R B ==
这是两路180kbit/s 数据和10路语音PCM 信号速率的总合，故一路语音信号的信息速率为
110001802kbit s 64kbit s 10b R -⨯⎛⎫== ⎪⎝⎭
由1b s R kf =，得364108000k ⨯=⨯，8k =，进而求得量化电平数为
822256k Q ===
6. （1）已知信号的最高频率为4MHz H f =，且采用奈奎斯特取样，故取样速率为
224MHz=8MHz
s H f f ==⨯。
又因为量化电平数256Q =，则2log 8k Q ==。
故PCM 信号的二进制码元速率为
()88MBaud=64MBaud s s R kf ==⨯
PCM 信号的信息速率为
()122log 64log 2Mbit s=64Mbit s b s R R M ==⨯
（2）滚降前后的信号其信息速率保持不变，故
2164Mbit s b b R R ==
当信号为二进制时，其码元速率为64MBaud ，通过余弦滚降成型后基带信号的带宽为
()()11110.256410.25MHz=40MHz 22
s B R =+=⨯⨯+ （3）2PSK 信号的码元速率等于二进制基带信号的码元速率，即为
264MBaud s PSK s R R ==
2PSK 信号的带宽等于数字基带信号带宽的2倍，为
22240MHz=80MHz PSK b R B ==⨯
（4）当信息速率为64Mbit s 时，十六进制信号的码元速率为
22264MBaud=16MBaud log log 16
b s R R M == 16QAM 信号的码元速率等于十六进制数字基带信号的码元速率，即为1616MBaud s QAM R =。
成型后的基带信号的宽度为
()()21110.251610.25MHz=10MHz 22
b s B R =+=⨯⨯+ 16QAM 信号的带宽是基带信号的2倍，即为
162210MHz=20MHz QAM b B B ==⨯
可见，16QAM 信号的带宽是2PSK 信号带宽的1/4，故16QAM 调制的频带利用率是2PSK 信号频带利用率的4倍。
7.（1）通过对该集合的码字的观察，可以验证这8个码字构成了线性码。
如果令11000111c =、20101011c =、30011101c =，则这三个码字线性无关，而其他的码字都可以由这三个码字的线性组合而得到。
再由线性码的最小码距是非0码字的最小码重的性质可得这个码字集合的最小汉明距离为4。
（2）它的检错能力，可由14t +=求出，即该码可以保证检出3位错码；
（3）全部码字为8个，因此3k =。
又知码长7n =，所以编码效率为37k n η==。
（4）当信息为100时，系统码码字的最高3位应为100，与上述所给码字对比可知，只有码字1000111符合条件。
类似地，当信息为010和001时的系统码码字应分别为0101011和0011101。
又根据编码方法A MG =可知，这三个码字即为系统码生成矩阵G 的三行，由此
可得系统码形式的生成矩阵（典型生成矩阵）为
100011101010110011101G ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭。
