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第1章 绪 论一、解答题1．举例说明通信有哪些工作方式。
答：按照消息传输的方向与时间关系，通信的工作方式有：单工通信，例如无线寻呼系统、遥控、遥测系统、广播、电视等；半双工通信，例如对讲机、收发报机等；全双工通信，例如，普通电话系统、移动通信(手机)、互联网等。
在数字通信中，按照信号传输时排列的顺序不同，可分为串行传输与并行传输，例如计算机与外部设备之间通信时，就有串口与并口。
2．离散消息X 取值于{x i }，其中x i 出现的概率是P(x i )。
写出消息x i 所携带的信息量I(x i )与P(x i )之间关系式。
若X 只有两种等可能的取值，写出其熵。
答：关系式为该离散信源的信息熵为。
3．画出数字通信系统的一般模型，并简述其主要优缺点。
答：数字通信系统的一般模型如图1-1所示：图1-1（1）数字通信的优点是：①抗干扰能力强，特别是在中继通信中可以消除噪声积累；②差错可以控制，传输质量高；③容易与现代技术相结合；④容易加密，保密性好。
（2）缺点是：①占用频带宽，利用率不高；②要求有严格的同步系统，使系统设备复杂。
4．已知二进制信号在3min 内共传送了72000码元，(1)问其码元速率R B2和信息速率R b2各为多少?(2)如果码元宽度保持不变，但改为八进制数字信号，则其码元速率R B8和信息速率R b8又为多少?答：(2)若改为8进制，由于码元宽度没有变化，故5．设某数字传输系统传输的码元宽度为试求：(1)数字信号为二进制时，码元速率和信息速率；(2)数字信号为十六进制时，码元速率和信息速率。
答：6．已知A ，B 两个八进制数字传输系统，它们的码元传输速率相同，在接收端相同时间分钟内，A 共收到m 个错误码元，B 共收到m+3个错误比特，试比较两系统哪个性能较好?为什么?答：由于两系统的传输速率相同，下面只求出A ，B 两系统的误码率即可，设码元速率为R B ，则 时间内系统传输的总码元数为。
通信原理第六版课后答案樊昌信第一章简介1.1 概述通信原理是一门研究信息传递的基本原理和方法的学科。
本章主要介绍了通信系统的基本结构和组成部分，以及通信系统的基本原理、分类和性能指标。
1.2 通信系统的基本结构通信系统由信息源、信源编码器、发送器、信道、接收器、信道解码器和信息目的地组成。
信息源能产生符合人类感知的信息，信源编码器将信息源产生的信息进行源编码，发送器将源编码后的信息通过信道传输给接收器。
1.3 通信系统的基本原理通信系统的基本原理包括信源编码、信道编码、调制和解调、传输和接收等几个方面。
信源编码是将信息源产生的信息进行编码，以提高信息的传输效率和可靠性；信道编码是为了提高通信系统在信道中传输时的抗干扰性和纠错能力；调制和解调是将数字信号转换为模拟信号以及将模拟信号转换为数字信号的过程；传输和接收是指通过信道传输和接收信息的过程。
1.4 通信系统的分类通信系统可以分为有线通信系统和无线通信系统。
有线通信系统主要通过有线媒介传输信息，如光纤通信系统和电力线通信系统等；无线通信系统则主要通过无线电波传输信息，如移动通信系统和卫星通信系统等。
1.5 通信系统的性能指标通信系统的性能指标包括传输速率、频谱利用率、误码率、误差概率、信噪比等。
传输速率是指单位时间内传输的比特数；频谱利用率是指在给定带宽内传输的比特数；误码率是指传输中出现错误比特的比例；误差概率是指在解调和解码过程中出现错误的比例；信噪比是信号功率与噪声功率之比。
第二章信号与系统2.1 信号的定义和分类信号是随时间、空间或其他变量而变化的物理量。
根据信号的分类标准，信号可以分为连续信号和离散信号、周期信号和非周期信号、模拟信号和数字信号等。
2.2 系统的定义和性质系统是对输入信号进行处理并产生输出信号的装置或算法。
系统可以分为线性系统和非线性系统、时不变系统和时变系统、因果系统和非因果系统等。
2.3 信号的时域分析信号的时域分析主要是对信号在时间上的变化进行分析。
第12章正交编码与伪随机序列12.1复习笔记一、正交编码1．正交编码的基本概念（1）正交编码的定义正交编码是指码组两两正交的编码方式。
（2）正交编码的正交性（ρ＝0）①互相关系数a．码元为“＋1”，“－1”设长为n 的编码中码元取值“＋1”和“－1”，则码组x，y 的互相关系数为式中，x，y 表示两个码组，记为b．码元为“0”,“1”设二进制数字码元取值为“0”和“1”，则互相关系数为式中，A 为x 和y 中对应码元相同的个数；D 为x 和y 中对应码元不同的个数。
若码组x 和y 正交，则必有ρ(x，y)＝0（11ρ-≤≤+）。
②自相关系数一个长为n的码组x的自相关系数为式中，x的下标按模n运算。
（3）超正交编码（ρ＜0）①超正交编码的定义超正交编码是指编码中任两码组间均超正交的编码方式。
②超正交编码的特性任意两个码组间的相关系数ρ＜0。
（4）双正交编码（ρ＝0或－1）①双正交编码的定义双正交编码是指码组由正交编码和其反码构成的编码方式。
②双正交编码的特性任意两码组间的相关系数ρ为0或－1。
2．阿达玛矩阵（1）阿达玛矩阵的定义阿达玛矩阵是指由元素＋1和－1构成，且其各行（或列）互相正交的方阵，记为H矩阵。
（2）阿达玛矩阵的表示阶数为2的幂的高阶H矩阵表示为式中，N＝2m；为直积，指将中的每一个元素用矩阵H 2代替；H2为最低阶H 矩阵，下式中＋1和－1简写为“＋”和“－”，即（3）阿达玛矩阵的正规形式①正规阿达玛矩阵的定义正规阿达玛矩阵是指元素对称且第一行和第一列的元素全为“＋”的H矩阵。
②正规阿达玛矩阵的特点正规H矩阵交换任意两行（或列），或改变任一行（或列）中每个元素的符号：a．不会影响矩阵的正交性质；b．交换后的矩阵H不一定正规。
3．沃尔什函数（1）沃尔什函数的定义沃尔什函数用差分方程定义为式中，p＝0或1，j＝0，1，2，…；指数中的[j/2]表示取j/2的整数部分。
（2）沃尔什函数的特点①函数取值仅为“＋1”和“－1”；②任意两个沃尔什函数相乘积分的结果等于0，即满足两两正交；③具有数字信号的特性。
第6章 数字基带传输系统一、判断题1．在线路编码中HDB 3码的编码效率要高于双相码的编码效率。
（）[南邮2011、2009研]【答案】√【解析】HDB 3码是1B1T 码，编码效率为2/3，双相码是1B2B 码，编码效率为1/2。
2．线路编码一般采用双极性波形，这样就可以没有直流分量，可以更好的适应信道。
（ ）[南邮2010研]【答案】√【解析】一般要求线路码的功率谱不应含有离散的直流分量，并尽量减小低频分量，双极性波形符合这一特点。
3．信号幅度相等时，单极性数字基带系统性能要优于双极性系统的性能。
（ ）[南邮2010研]【答案】×【解析】对于双极性不归零码，平均误比特率为；对于单极性不)2(21221nA erfc P b δ=归零码，平均误比特率为，所以在信号幅度A 、信息速率、接收低通)8(21222n A erfc P b δ=滤波器的带宽及噪声功率谱均相同的情况下，，即双极性基带系统的误码率比单21b b P P <4．部分响应改变了信号的谱特性，付出的代价是输出电平的增多，属于牺牲信噪比换取带宽。
（）[南邮2011研]【答案】√【解析】部分响应带来的好处是减少了串扰和提高了频带利用率，其代价是发送信号功率增加。
对于L进制信号，第Ⅰ、Ⅳ类部分响应信号的电平数为2L-1，因此输出电平增多，牺牲了信噪比换取带宽。
5．时域均衡器可以用可调的横向滤波器来实现。
（）[南邮2010研]【答案】√【解析】横向滤波器由延迟单元、抽头系数及加法器构成，可用作线性均衡器，在时域上实现均衡。
二、选择题1．在相同的传信率下，若采用不归零码，下列信号中带宽最小的是（）。
[南邮2009研]A．AMIB．1B2BC．CMID．Manchester【解析】AMI可看为单极性不归零码的变形，其带宽为R s；1B2B、CMI和Manchester均为双极性不归零码，提高了检错能力，但所需带宽增加，为2R s。
樊昌信《通信原理》（第6版）笔记和课后习题（含考研真题）详解第12章正交编码与伪随机序列12.1复习笔记一、正交编码1．正交编码的基本概念若M个周期为T模拟信号s1(t)，s2(t)，...，s M(t)构成一个正交集合，则有：设长为n的编码中码元只取+1和一1，以及x和y是其中的两个码组则x，y之间的相关系数为：若码组x和y正交，则：相关系数的性质：相关系数ρ的取值范围在±1之间，即有-1≤ρ≤1。
若两个码组间的相关系数ρ＜0，则称这两个码组互相超正交；如果一种编码中任意两码组间均超正交，则称这种编码为超正交编码。
2．阿达玛矩阵哈达玛(Hadamard)矩阵是一种方阵，且仅由元素+1和-1构成。
H矩阵各行(或列)是相互正交的，所以H矩阵是正交方阵。
若把其中每一行都看作一个码组，则这些码组也是互相正交的，而整个H矩阵就是一种长为n的正交编码，它包含n个码组。
3．沃尔什函数和沃尔什矩阵沃尔什函数具有完备正交性，可以用来表示任一波形。
若将哈达玛中行的次序按“+1”和“-1”交变次数的多少重新排列，可得到沃尔什(Walsh)矩阵。
二、伪随机序列伪随机噪声具有类似于随机噪声的某些统计特性，同时又能够重复产生。
1．m序列m序列是最长线性反馈移位寄存器的简称，它是由带线性反馈的移位寄存器产生的周期最长的序列。
（1）与产生m序列有关的3个方程：①递推方程：②特征方程：③母函数：用代数方程表示反馈移存器的输出序列{a}，且有f(x)g(x)=h(x)，式中，h(x)为次数低f(x)次数的多项式。
（2）原本多项式若一个n次多项式f(x)满足下列条件：①f(x)为既约的；②f(x)可整除(x m+1)，m=2n-1；③f(x)除不尽(x q+1)，q＜m，q＜m；则称f(x)为本原多项式。
（3）反馈移位寄存器能产生m序列的充要条件：反馈移存器的特征多项式为本原多项式。
一个n级线性反馈移位寄存器之相继状态具有周期性，周期为p＜2n-1。
第一章绪论1-1设契文竽母总出观的傭率％0.105. I出班的慷率为0 002.试求凰聃工的信息量.W : I s -log 2—= log 2—-—二3 25 bit 耳2p 20.105I —log □ —= log h —-—= S. 97 bit “ s 2 r>e 10.002Id某信息鴻的符导■集由A3.CD和E■组成，设每一符寻独立出现，苴出现概率分别为1処1/^ 1/3"3/16- 5/15-试求该信息源符号的平均信息莹-解’平均信息星H二-士Pd叫Fgi^L1占设有囚个消蛊A 氏C D分别以概率"4、讹1/8< inWiS, S~消息的出®區目互独立的，试计算其平均信息量・解；平均信息量H=-JE-Z FQ叫P®i-】='-—log 2———log 2 ~ 一丄log 2 —' —log 2 —= 1C 打t/符号4 4 8 8 8 8 2 214—个由字母ABCD组成的字，时于鈕的霉一宇母用二进制晞中编罠，00代替也』1 1-WSJ0代替G11代替D爭T豚冲贯度为琢.(1〉不同茁字母等可能曲刪九试怜算博輪的平均信息速率，(2)若囹个字母掴啲等可能性分划为玖=1方刊=曲丹日削班曰/1山试计茸蒔输的平均18 息速率.解：⑴因〜字母对应两个二制脉沖•属干四进®符号，故f 字母的持期间为2X 曲传送字母的符号速率为&4 =——5一=1005少2x5x10^尊慨时.平均信息速率& =尽4血】4 = 2006/S⑵每个符号平均信息量为* 1 11 11 13 3H = _另第bg ［舟=- —log 2—- -log 2 __ _kg 2 __ —bg 2 '—七｛55 4 」44 4 10 10二1如b询号平均信息速率& = R^H=LOOx 1.985 = 198.5^/s丄国廨尔斯电码用点和剤的序员废送莎字母，划用持渎3单位的电流脉冲表示，点用持馋1个笙位的电流脉冲表示；且划出现的槪率是点出现的概率的g 〔1)求点和划的信息藝⑵求点利划的平均信息量°解;⑴由己知条件划出现的概率是点出现的槪率的値即P尸也闵且P^Ps=\,所以^=1M, P^=3!4划的信息量厶二-吨订二粉3点的信息量A = -Io Sa- = 0.41^. 3 1(2)平均信息、量H = -x0.^15+-x2 = 0电血“符号M共离散信宜源输出环蚣…鬲3个不同的符号耕号廈率为24UCI民苴中4个耕号出现概率为卫(吗) = P%) = l/l£Pg) = lf$P(q)=lF4其余符号等概出现。
第13章 同步原理1．试画出七位巴克码1110010识别电路，说明判决门限对假同步概率和漏同步概率的影响。
解：判决门限提高，假同步概率减小，漏同步概率增大；判决门限降低，假同步概率增大，漏同步概率减小；图13-12．简述为何要构造群同保护电路？试说明此电路工作在不同状态时所起的作用。
答：分析群同步系统可以看出，由于噪声和干扰的影响当有误码存在时，有漏同步的问题，另外由于信息码中也可能偶然出现群同步码，这样就产生假同步的问题。
假同步和漏同步都使群同步系统不稳定和不可靠。
为此要增加群同步的保护措施，以提高群同步的性能。
这就是建立群同步电路的原因。
常用的保护措施是将群同步保护电路的工作划分为两种状态，即捕捉态和维持态。
捕捉态时，判决门限提高，减小假同步概率；维持态时，判决门限降，降低漏同步概率。
3．已知某单边带信号的表示式为试问能否用平方环提取所需要的载波信号?为什么?解：平方律部件输出的信号为因为中都不含直流分量，所以e(t)中不含2f c 分量，故不能采用平方变换法提取载波。
4．正交双边带调制原理方框图如下图所示。
试讨论载波相位误差对该系统有何影响。
图13-2解：由图可得解调时，上支路：经低通滤波器后输出同理可得下支路的解调输出可见，上支路Q 1中的有用信号为与发端信号A 1cos Ω1t 比较，多了一个因子cos ，它使有用信号功率降低，Q 1中的 第二项为由于它与有用信号无关，可以认为是干扰。
下支路信号Q 2具有类似的结果。
5．若7位巴克码的前后信息码元各有7个符号“1”，将它输入巴克码的识别器，且设识别器中各移位寄存器的初始状态均为零，试画出该识别器的相加输出波形和判决输出波形。
解：巴克码识别器中，当输入数据的“1”存入移存器时，其“1”端的输出电平为+1，“0”端的输出电平为-1；反之，当输入数据的“0”存入移存器时，其“1”端的输出电平为-1，“0”端的输出电平为+1。
各移存器输出端的接法和巴克码的规律一致。
第二章2-1 试证明图P2-1中周期性信号可以展开为 （图略）04(1)()c o s (21)21n n s t n t n ππ∞=-=++∑ 证明：因为()()s t s t -= 所以000022()cos cos cos 2k k k k k k kt kt s t c c c kt T πππ∞∞∞======∑∑∑101()00s t d t c -=⇒=⎰ 1111221111224()cos ()cos cos sin 2k k c s t k tdt k tdt k tdt k πππππ----==-++=⎰⎰⎰⎰ 0,24(1)21(21)n k n k n n π=⎧⎪=⎨-=+⎪+⎩所以 04(1)()cos(21)21nn s t n t n ππ∞=-=++∑2-2设一个信号()s t 可以表示成()2c o s (2)s t t t πθ=+-∞<<∞试问它是功率信号还是能量信号，并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解：功率信号。
22()cos(2)sin (1)sin (1)[]2(1)(1)j ft j j s f t e dt f f e e f f τπττθθπθτπτπτπτπτ---=+-+=+-+⎰ 21()lim P f s τττ→∞= 2222222222sin (1)sin (1)sin (1)sin (1)lim 2cos 24(1)(1)(1)(1)f f f f f f f f ττπτπτπτπτθπτπτπτ→∞-+-+=++-+-+ 由公式22sin lim ()t xt x tx δπ→∞= 和 s i n l i m ()t xt x xδπ→∞= 有()[(1)][(1)]441[(1)(1)]4P f f f f f ππδπδπδδ=-++=++-或者001()[()()]4P f f f f f δδ=-++2-3 设有一信号如下：2e x p()0()00t t x t t -≥⎧=⎨<⎩ 试问它是功率信号还是能量信号，并求出其功率谱密度或能量谱密度。
樊昌信《通信原理》（第6版）配套模拟试题及详解（二）一、选择题（每题3分，共30分）1．十六进制数字信号的传码率是1200B ，则传信率为（）；如果传信率不变，则八进制传码率为（ ）。
A ．1600 b/s ，1200BB ．1600b/s ，3200BC ．4800b/s ，2400BD ．4800b/s ，1600B【答案】D【解析】十六进制数字信号的传信率为：；s b R B b /480016log R 2==传信率不变，则八进制传码率为：。
B 1600348008log R R 2b B ===2．一个零均值，方差为的平稳高斯窄带过程，其包络和相位的一维分布分别服从σ（ ）。
A ．莱斯分布和均匀分布B ．瑞利分布和均匀分布C ．都为均匀分布D ．瑞利分布和莱斯分布【答案】B 。
【解析】窄带平稳高斯随机过程的包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。
3．恒参信道传输特性的不理想会引起信号的（）失真和（）失真。
A．高频，低频B．幅频，相频C．低频，相位D．码间，频率【答案】B【解析】恒参信道传输性不理想，则|H（ω）|≠K表示信号中不同频率分量分别受到信道不同的衰减，引起幅频失真；τ（ω）≠t d表示信号中不同频率分量分别受到信道不同的时延，引起相频失真。
4．下列模拟通信系统中存在门限效应的是（）。
A．相干AMB．DSBC．FMD．VSB【答案】C【解析】参见本章复习笔记相关内容。
5．数字基带信号的功率谱密度一般包括两部分（）和（）。
A．离散谱，线谱B．广义谱，谐线C．离散谱，连续谱D．连续谱，光谱【答案】C【解析】数字基带信号的功率谱密度一般包括两部分：连续谱和离散线谱。
连续谱取决于单个脉冲波形的频谱；离散线谱取决于单极性基带信号矩形脉冲的占空比。
6．模拟调制信号的带宽从低到高依次排列顺序是（）。
A．AM，VSB，DSB，FMB．AM，VSB,SSB,FMC．FM,DSB，VSB，SSBD．SSB，VSB，AM，FM【答案】D【解析】参见本章复习笔记相关内容。
第12章正交编码与伪随机序列12.1复习笔记一、正交编码1．正交编码的基本概念（1）正交编码的定义正交编码是指码组两两正交的编码方式。
（2）正交编码的正交性（ρ＝0）①互相关系数a．码元为“＋1”，“－1”设长为n 的编码中码元取值“＋1”和“－1”，则码组x，y 的互相关系数为式中，x，y 表示两个码组，记为b．码元为“0”,“1”设二进制数字码元取值为“0”和“1”，则互相关系数为式中，A 为x 和y 中对应码元相同的个数；D 为x 和y 中对应码元不同的个数。
若码组x 和y 正交，则必有ρ(x，y)＝0（11ρ-≤≤+）。
②自相关系数一个长为n的码组x的自相关系数为式中，x的下标按模n运算。
（3）超正交编码（ρ＜0）①超正交编码的定义超正交编码是指编码中任两码组间均超正交的编码方式。
②超正交编码的特性任意两个码组间的相关系数ρ＜0。
（4）双正交编码（ρ＝0或－1）①双正交编码的定义双正交编码是指码组由正交编码和其反码构成的编码方式。
②双正交编码的特性任意两码组间的相关系数ρ为0或－1。
2．阿达玛矩阵（1）阿达玛矩阵的定义阿达玛矩阵是指由元素＋1和－1构成，且其各行（或列）互相正交的方阵，记为H矩阵。
（2）阿达玛矩阵的表示阶数为2的幂的高阶H矩阵表示为代替；H2为最低阶式中，N＝2m；为直积，指将中的每一个元素用矩阵HH矩阵，下式中＋1和－1简写为“＋”和“－”，即（3）阿达玛矩阵的正规形式①正规阿达玛矩阵的定义正规阿达玛矩阵是指元素对称且第一行和第一列的元素全为“＋”的H矩阵。
②正规阿达玛矩阵的特点正规H矩阵交换任意两行（或列），或改变任一行（或列）中每个元素的符号：a．不会影响矩阵的正交性质；b．交换后的矩阵H不一定正规。
3．沃尔什函数（1）沃尔什函数的定义沃尔什函数用差分方程定义为式中，p＝0或1，j＝0，1，2，…；指数中的[j/2]表示取j/2的整数部分。
（2）沃尔什函数的特点①函数取值仅为“＋1”和“－1”；②任意两个沃尔什函数相乘积分的结果等于0，即满足两两正交；③具有数字信号的特性。
第12章 正交编码与伪随机序列12.1 本章要点详解本章要点■引言■正交编码■伪随机序列■扩展频道通信■伪随机序列的其他应用重难点导学一、正交编码1．正交编码的基本概念若M 个周期为T 模拟信号s 1(t)，s 2(t)，...，s M (t)构成一个正交集合，则有设长为n 的编码中码元只取+1和一1，以及x 和y 是其中的两个码组，即则x ，y 之间的互相关系数为若码组x 和y 正交，则同时自相关系数为把两两正交的码组称为正交编码，而若两个码组间的相关系数ρ＜0，则称这两个码组互相超正交；如果一种编码中任意两码组间均超正交，则称这种编码为超正交编码。
2．哈达玛矩阵哈达玛矩阵是一种方阵，且仅由元素+1和-1构成。
例如二阶哈达玛矩阵。
H 矩阵各行(或列)是相互正交的，所以H 矩阵是正交方阵。
若把其中每一行都看作一个码组，则这些码组也是互相正交的，而整个H 矩阵就是一种长为n 的正交编码，它包含n 个码组。
3．沃尔什函数和沃尔什矩阵沃尔什函数具有完备正交性，可以用来表示任一波形。
若将哈达玛中行的次序按“＋1”和“－1”交变次数的多少重新排列，可得到沃尔什(Walsh)矩阵。
二、伪随机序列伪随机噪声具有类似于随机噪声的某些统计特性，同时又能够重复产生。
1．m 序列m 序列是最长线性反馈移位寄存器的简称，它是由带线性反馈的移位寄存器产生的周期最长的序列。
产生m 序列的一般框图如图12-1所示。
图12-1 一般的线性反馈移存器原理方框图（1）与产生m 序列有关的3个方程①递推方程：②特征方程：③母函数：三个方程与m 序列的关系为：①，式中，h (x )为次数低于f (x )的次数的多项式。
②一个n 级线性反馈移存器之相继状态具有周期性，周期为p 2n －1。
③若序列A ={a k }具有最长周期(p =2n -1)，则其特征多项式f (x )应为既约多项式。
④一个n 级移存器的特征多项式f (x )若为既约的，则由其产生的序列A = {a k }的周期等于使f (x )能整除的(x p +1)中最小正整数p 。
