第1章引言 1.1 学习指导 1.1.1 要点 本章的要点有通信系统的数学模型，通信系统的分类及通信方式，信息及其度量，通信系统的主要性能指标。 1.通信系统的数学模型 通信系统是指传递消息所需的一切技术设备（含信道）的总和。通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。 （1）一般模型 以图1-1所示的功能框图来表示。 图1-1通信系统的一般模型 信息源。信源所产生的信息可以是声音、图像或文本。信息源一般包含变换器，将信源的输出变换成电信号。例如，用作变换器的话筒，可以将语音信号变换成电信号，而摄像机则将图像信号变换成电信号。这些设备输出的信号一般称为基带信号。在接收端，使用类似的变换器就可以将接收到的电信号变换成适合用户的形式，如声音信号、图像等。 发送设备。发送设备将原始基带电信号变换成适合物理信道或其他传输介质传输的形式。例如在无线电和电视广播中，通信部门规定了各发射台的频率范围，因此，发射机必须将待发送的信息信号转换到适合的频率范围来发送，以便与分配给此发射机的频率相匹配。这样，由多个无线电台发送的信号就不会彼此干扰。又如果信道是光纤组成的，那么发送设备就要将处理好的基带信号转换光波信号再发送。因此发送设备涵盖的内容很多，可能包含变换、放大、滤波、编码调制等过程。对于多路传输系统，发送设备中还包括多路复用器。 信道。信道用于将来自发送设备的信号发送到接收端的物理介质。信道可以分为两大类：无线信道和有线信道。在无线信道中，信道可以是大气、自由空间和海水。有线信道有双绞电话线、同轴电缆及光纤等。信道对不同种类的信号有不同的传输特性，但都会对在信道中传输的信号产生衰减，信道中的噪声和由不理想接收机引入的噪声会引起接收信号的失真 接收设备。接收设备的功能是恢复接收信号中所包含的消息信号。使用和发送端相
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。1-5按调制方式，通信系统分类？ 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为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？ 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为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？ 频分复用，时分复用，码分复用。 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并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么？ 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一
通信原理第六版课后思考题 第 1 章绪论 1、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； 两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。 2、画出模拟通信系统的一般模型。 3、何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？ 答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，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 3、画出数字通信系统的一般模型。 答： 4、按调制方式，通信系统如何分类？ 答：分为基带传输和频带传输 5、按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（ CDM） 7、通信系统的主要性能指标是什么？
第 3 章随机过程 1、随机过程的数字特征主要有哪些？它们分别表征随机过程的哪些特征？ 答：均值：表示随机过程的n 个样本函数曲线的摆动中心。 方差：表示随机过程在时刻t 相对于均值a(t) 的偏离程度。 相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。 2、何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？ 答：严平稳：随机过程(t) 的任意有限维分布函数与时间起点无关。 广义平稳： 1）均值与t 无关，为常数a。2）自相关函数只与时间间隔= -有关。 严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。 4、平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱的关系如何？ 答：自相关函数性质： (1) R(0)=E[ ] ——的平均功率。 (2) R( )=R(- ) ——的偶函数。 (3) —— R( ) 的上界。 (4) R( ∞ )= [ ]= ——的直流功率。 (5) R(0)- R( ∞ )= ——为方差，表示平稳过程的交流功率。 平稳过程的功率谱密度与其自相关函数是一对傅里叶变换关系： ( )= d 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。 性质： (1) 高斯过程的n 维分布只依赖于均值，方差和归一化协方差。 (2)广义平稳的高斯过程是严平稳的。 (3)如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的，那么它们也是同级独立的。 (4)高斯过程经过线性变换后生成的过程仍是高低过程。 8、窄带高斯过程的包络和相位分别服从什么概率分布？ 答：包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。 9、窄带高斯过程的同相分量和正交分量的统计特性如何？ 答：若该高斯过程平稳，则其同相分量和正交分量亦为平稳的高斯过程，方差相同，同一时 刻的同相分量和正交分量互不相关或统计独立。 10、正弦波加窄带高斯噪声的合成包络服从什么分布？ 答：广义瑞利分布（莱斯分布）。 11、什么是白噪声？其频谱和自相关函数有什么特点？白噪声通过理想低通或理想带通滤 波器后的情况如何？ 答：噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数，则称为白噪声。 频谱为一常数，自相关函数只在R(0) 处为∞。 白噪声通过理想低通和理想带通滤波器后分别变为带限白噪声和窄带高斯白噪声。 12、何谓高斯白噪声？它的概率密度函数、功率谱密度如何表示？ 答：白噪声取值的概率分布服从高斯分布，则称为高斯白噪声。
系部：信电学院任课教师： 课时安排：理论4课时
4. 接收设备：对接收的信号进行处理和变换，以便恢复出对应于发送端的原始信号(放大、滤波、解调及数字接收设备中的译码等功能) 5. 信宿(收信者)：原始信号的最终接收者，其作用是把接收设备恢复出来的原始电信号转换成相应的消息(人、各种终端设备、计算机) 6. 噪声源：是信道中的噪声和通信系统中其他部分所产生的噪声的集中表示。 2.3 模拟通信与数字通信 1. 模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号 2. 数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。 3. 模拟信号与数字信号的区别：模拟(连续)信号不一定在时间上也连续；数字(离散)信号不一定在时间上也离散 4. 电信号的载体 ?正弦信号A cos(ω0t +θ)，包括振幅A、频率ω0和相位θ三个可变的电参量?脉冲信号：有幅度、脉冲宽度(脉宽)、脉冲出现的时间位置(脉位)三个可变的电参量。 5. 数字通信系统与模拟通信系统相比，其主要优点在于： ?抗噪声性能好； ?数字接力通信(中继)时可以消除噪声的积累； ?可以采用信道编码降低误码率，提高通信质量； ?便于加密，实现保密通信； ?便于处理、存储、交换； ?便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功能增强。 5. 数字通信的主要缺点：它比模拟通信占据数倍甚至数十倍宽的系统频带。(以电话为例，一路模拟电话通常占据4KHz的带宽，但一路数字电路所要占据20KHz～60KHz的带宽，因此在频带时分紧张而对通信质量没有特殊要求的场合，仍将沿用模拟通信。其优点是以占据更多系统频带为代价的。) [问题1] 语音信号为模拟信号，所以传输语音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？ 答：不对。因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。 [问题2] 数字电话与模拟电话有什么区别？ 答：区别在于数字电话是数字通信系统，语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。 2.4 通信系统模型 2.4.1 模拟通信系统
第一章 绪论 一、填空题 （考点1：码元速率/信息速率） 1. 若以每分钟60000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(1) ，信息速率是(2) ，若以同样码元速率传输8进制信号，其信息速率是(3) 。 1. (1) 1000B (2)1000bit/s (3) 3000bit/s 2. 若以每分钟6000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(4) ， 信息速率是(5) ，若以同样码元速率传输4进制信号，其信息速率是(6) 。 2. (4) 100 B (5) 100bps (6) 200bps 3. 若以每分钟600个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(7) ， 信息速率是(8) ，若以同样码元速率传输16进制信号，其信息速率是(9) 。 3. (7) 10 B (8) 10bps (9) 40bps 4. 若以每分钟12000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(10) ， 信息速率是(11) ，若以同样码元速率传输8进制信号，其信息速率是 (12) 。 4. (10) 200 B (11) 200bps (12) 600bps 5. 若以每分钟1200个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(13) ， 信息速率是(14) ，若以同样码元速率传输4进制信号，其信息速率是 (15) 。 5. (13) 20 B (14) 20bps (15) 40bps （考点2：通信系统性能指标） 6. 从信息传输角度来看，通信系统的主要指标是(16) 和(17) ，在数字通信中，具体为(18) 和(19) 。 6. (16) 有效性 (17) 可靠性 (18) 传输速率 (19) 差错率 7. 模拟通信系统的可靠性可用(20) 或(21) 来衡量。 7. (20) 输出信噪比 (21) 均方误差 8. 数字通信系统的差错率可用(22) 或(23) 来表述。 8. (22) 误码率 (23) 误信率（或误比特率） 9. 数字通信系统的传输速率可用(24) 或(25) 来表征。 9. (24) 码元速率（或传码率） (25) 信息速率（或传信率） （考点3：误码率/误信率） 10. 以2400bit/s 的传信率发送一个文件的数据，共传输1分20秒。如在接收端发现2个比特的错误，该系统的误信率 Pe 为(26) 。 10. (26) 6e 2 P 10.4210240080 -= =?? 11. 以2400bit/s 的传信率发送一个文件的数据，共传输1分40秒。如在接收端发现4个比特的错误，该系统的误信率 Pe 为(27) 。
第一章 绪论 模拟通信系统一般模型： 数字通信系统模型： 点对点的通信按时间和传递方向可以分为：单工，半双工，全双工通信。 有效性指标 可靠性指标 模拟 频宽利用率 输出信噪比 数字 传码率，传信率，带宽利用率 误码率，误信率 参量： 公式 单位 信息量 )(log 2x P I -= bit 平均信息量/信源熵 ∑=-=M i i i x P x P x H 12)(log )()( bit/符号 传码率 T R B /1= B 传信率 )(x H R R B b = b/s 带宽利用率 B R B =η B/Hz 误码率 P e =错误码元数/码元总数 误信率 P b =错误比特数/比特总数 第二章 确知信号 确知信号 功率信 号 频谱 ? --= 2 2 20 000)(1 T T t nf j n dt e t s T C π 功率谱密 度 2|)(|1 lim )(f S T f P T T ∞→= 自相关函数 dt t s t s T R T T T ?-∞→+=2 /2 )()(1lim )(ττ 能量信 号 频谱密度 ∑∞ ∞--=dt e t s f S ft j π2)()( 能量谱密度 2 |)(|)(f S f G =;)()]([1 τR f G F =- 自相关函数 ?∞ ∞ -+=)()()(ττt s t s R ;)()]([f G R F =τ 第三章 随机过程 公式 备注 统计均值 dx x f t t E )()()]([?∞ ∞ -=ξξ f （x ）是x 的概率密度函数 统计自相关函数 )]()([)(212,1t t E t t R ξξ== 参照统计均值计算方法 广义平稳随 机过程 1. 均值为常数，与时间t 无关 2. 自相关函数只与时间间隔τ有关 时间均值 ?-∞→- =2 /2)(1lim T T T dt t x T a 时间自相关函数 ?-∞→----+=2 /2 )()(1lim )(T T T dt t x t x T R ττ 各态历经性 1.- =a t E )]([ξ 2.- ----= )(),(21τR t t R 平稳随机过程自相关函数性质 )0(R 代表平均功率 )(∞R 代表直流功率（均值的平方） )()(ττ-=R R 偶函数 )0(|)(|R R ≤τ 有上界 2)()0(σ=∞-R R 方差代表交流功率 高斯随机过程： )2)(ex p(21)(2 2 σσ πa x x f -- 结论1：线性系统：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)(|)(|)(2f P f H f P i o = 结论2：如果线性系统的输入是高斯型的，则输出也是高斯型的。 结论3：一个均值为零的窄带平稳高斯过程，他的同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程，而且均值为零，方差也相同。此外在同一时刻上得到的同相分量和正交分量是统计独立的。 结论4：一个均值为零、方差为2 ξσ的窄带平稳高斯过程)(t ξ，其包络的一维分布是瑞利分布，相位的一维分布是均匀分布，并且就一维分布而言他们是统计独立的。 结论5：正弦波加窄带高斯噪声的包络：小信噪比时接近瑞利分布，大信噪比时接近高斯分布，一般情况下是莱斯分布。 第四章 信道 无线信道：天波、地波、视线传播。
第一章 绪论 1-1英文字母中e 出现概率为0.105, c 出现的概率为0.023, j 出现的概率为0.001。试分别计算它们的信息量。 解题思路：考查信息量的基本概念，用公式1log ()a I P =。底数a 一般采用2，这时信息量单位为bit 解：bit P I e e 25.3105.0log log 22≈-=-=， bit P I c c 44.5023.0log log 22≈-=-=， bit P I j j 97.9001.0log log 22≈-=-= 1-2有一组12个符号组成的消息，每个符号平均有四种电平，设四种电平发生的概率相等，试求这一组消息所包含的信息量。若每秒传输10组消息，则一分钟传输多少信息量？ 解题思路：考查平均信息量及信息量叠加的概念。每个符号有四种等概电平可能，因此先用 4 2 1 1 ()log i i i H x P P ==∑计算其平均信息量。整个消息的总信息量是12个符号的各自平均信息量（相等）的和。 解：（1）12=N ，4,3,2,1,4 1 == i P i 。 每个符号的平均信息量为24log 1 log 22 ===- i P I 比特/符号， 则由12个符号组成的一组消息的信息量为bit I N I 24*==- （2）每秒传输10组消息，则一分钟传输10×60组信息，因此信息传输速率为10×60×24 比特/分钟＝14400比特/分钟 1-3消息序列是由4种符号0、1、2、3组成的，四种符号出现的概率分别为3/8、1/4、1/4、1/8，而且每个符号出现都是相互独立的，求下列长度为58个符号组成的消息序列“2 0 1 0 2 0 1 3 0 3 2 1 3 0 0 1 2 0 3 2 1 0 1 0 0 3 2 1 0 1 0 0 2 3 1 0 2 0 0 2 0 1 0 3 1 2 0 3 2 1 0 0 1 2 0 2 1 0”的信息量和每个符号的平均信息量。 解题思路：考查平均信息量的概念。可以先求出每个符号的信息量，根据消息序列中各符号出现的次数得到消息序列的总信息量，再用符号数平均从而得到符号平均信息量。也可以先根据4 2 1 1 ()log i i i H x P P == ∑直接求出这四种符号的平均信息量，再根据消息序列中符号个数得到消息序列的总平均信息量。 解：方法一： 0，1，2，3每符号各自携带的信息量分别为 02 3log 1.4158I bit =-=； b i t 24 1l o g I 21=-=；
通信原理简答题答案1(个人整理)
通信原理第六版课后思考题 第1章绪论 1、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； 两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。 2、画出模拟通信系统的一般模型。 3、何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？ 答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，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 3、画出数字通信系统的一般模型。 答： 4、按调制方式，通信系统如何分类？ 答：分为基带传输和频带传输 5、按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统 6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM） 7、通信系统的主要性能指标是什么？
第3章随机过程 1、随机过程的数字特征主要有哪些？它们分别表征随机过程的哪些特征？ 答：均值：表示随机过程的n 个样本函数曲线的摆动中心。 方差：表示随机过程在时刻t 相对于均值a(t)的偏离程度。 相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。 2、何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？ 答：严平稳：随机过程δ(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。 广义平稳：1）均值与t 无关，为常数a 。2）自相关函数只与时间间隔τ=t 1-t 2有关。 严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。 4、平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱的关系如何？ 答：自相关函数性质： (1) R(0)=E[ξ2(t)]——ξ(t)的平均功率。 (2) R(τ)=R(-τ)——τ的偶函数。 (3) |R(τ)|≤R(0) ——R(τ)的上界。 (4) R(∞)=E 2[ξ(t)]=a 2——ξ(t)的直流功率。 (5) R(0)- R(∞)=σ2——σ2为方差，表示平稳过程ξ(t)的交流功率。 平稳过程的功率谱密度与其自相关函数是一对傅里叶变换关系： P ξ(ω)=∫R(τ)e ?j ωτ∞ ?∞d τ 5、什么是高斯过程？其主要性质有哪些？ 答：如果随机过程ξ(t)的任意n 维分布服从正态分布，则成为高斯过程。 性质：(1)高斯过程的n 维分布只依赖于均值，方差和归一化协方差。 (2)广义平稳的高斯过程是严平稳的。 (3)如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的，那么它们也是同级独立的。 (4)高斯过程经过线性变换后生成的过程仍是高低过程。 8、窄带高斯过程的包络和相位分别服从什么概率分布？ 答：包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。 9、窄带高斯过程的同相分量和正交分量的统计特性如何？ 答：若该高斯过程平稳，则其同相分量和正交分量亦为平稳的高斯过程，方差相同，同一时刻的同相分量和正交分量互不相关或统计独立。 10、正弦波加窄带高斯噪声的合成包络服从什么分布？ 答：广义瑞利分布（莱斯分布）。 11、什么是白噪声？其频谱和自相关函数有什么特点？白噪声通过理想低通或 理想带通滤波器后的情况如何？ 答：噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数，则称为白噪声。 频谱为一常数，自相关函数只在R(0)处为∞。 白噪声通过理想低通和理想带通滤波器后分别变为带限白噪声和窄带高斯白噪 声。
第1章绪论 1.1 通信系统的基本概念 通信是指将信息有效而可靠地由一地传输到另一地的过程。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信必须要有一定的技术、设备和传输介质的支持，所有这些构成了通信系统。 通信和通信系统的概念包括以下几个方面： （1）通信的目的是传输信息，而不是消息。 （2）信息的传输必须是有效而可靠的。 （3）信息的传输在异地之间要经历一段时间，采用某种的具体时间，克服路径中的干扰和距离上的障碍。
1.2 通信系统模型 1.2.1通信系统的一般模型 信息源：信息的来源，其作用是把消息转换成原始电信号的形式。发送设备的基本功能是将信源产生的原始电信号变换成适合中信道中传输的信号。 信道：信息传输的通道。有线信道如架空明线、电缆、光缆等。无线信道主要是自由空间。 噪声源：噪声的来源，信号在信道中要受到各种内、外部噪声的影响。
接收设备：与发送设备的基本功能相反，是将从信道中接收到的带有干扰的信号变换成原始信号的形式。以利于受信者接收。 受信者的作用于信息源相反，是将恢复的原始信号转换成相应的消息形式。如电话机、计算机既可以是信息源也可以是受信者。 1.2.2 模拟通信系统模型 模拟通信系统模型突出强调了调制和解调在模拟通信系统中的作用。 模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输出电压： 1.2.3 数字通信系统模型 信源编码的目的是为了提高系统的有效性。 信道编码的目的是为了提高系统的可靠性。 数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，例如电报信号、计算
《通信原理》 第一章绪论 1.1什么是通信？通信系统是如何分类的？ 1.2模拟信号和数字信号的区别是什么？ 1.3何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？ 1.4请画出数字通信系统的基本原理方框图，并说明各个环节的作用？ 1.5对于二进制信息源，在等概发送时，每一符号所包含的信息量是否等于其平均信息量？ 1.6衡量数字通信系统的主要性能指标是什么？ 1.7设英文字母中A，B，C，D出现的概率各为0.001，0.023， 0.003，0.115，试分别求出它们的信息量。 1.8已知某四进制信源{0，1，2，3}，当每个符号独立出现 时，对应的概率为P 0，P 1 ，P 2 ，P 3 ，且P +P 1 +P 2 +P 3 =1。 （1）试计算该信源的平均信息量。 （2）指出每个符号的概率为多少时，平均信息量最大，其值为多少？ 1.9已知二进制信号的传输速率为4800bit/s，若码元速率不变，试问变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少？ 1.10在强干扰环境下，某电台在5min内共接收到正确信息量为355Mbit，假定系统信息速率为1200kbit/s。
（1）试问系统误码率P 是多少？ b （2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，P b 值是否改变？为什么？ （3）若假定数字信号为四进制信号，系统码元传输速率为1200kBaud，则P 是多少/ b 1.11设一信息源的输出为由256个不同符号组成，其中32 个出现的概率为1/64，其余224个出现的概率为1/448。信息源每秒发出2400个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源发送信息的平均速率及最大可能的信息速率。 1.12二进制数字信号一以速率200bit/s传输，对此通信系统 连续进行2h的误码测试，结果发现15bit差错。问该系统的误码率为多少？如果要求误码率在1*107 以下，原则上应采取一些什么措施？ 第二章随机信号分析 2.1 判断一个随机过程是广义平稳的条件？ 2.2 平稳随机过程的自相关函数具有什么特点？ 2.3 窄带高斯噪声的三种表示方式是什么？ 2.4 窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么？ 2.5 高斯过程通过线性系统时，输出过程的一维概率密度函
扩频通信 姚彭彭(学号:0812102110) (山东理工大学光信息科学与技术系2008级01班山东淄博255049) ?spread spectrum communication ?Pengpeng Yao Abstract: Spread spectrum communication system in the new modern means of communication, it has strong anti-jamming, anti-and anti-multipath fading performance, spectrum efficiency. This article describes the working principle of spread spectrum communications, features, and its development application. Keywords：Spread spectrum，communication，principle，characteristic 摘要:扩频通信是现代通信系统中新的通信方式，它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能，频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。 关键词：扩频，通信，原理，特点 1 引言 1.1 扩频通信系统概述 扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。扩频通信系统具备3个主要特征[1]：载波是一种不可预测的，或称之为伪随机的宽带信号 载波的带宽比调制数据的带宽要宽得多 接收过程是通过将本地产生的宽带载波信号的复制信号与接收到的宽带信号相关来 实现的。 频谱扩展的方式主要有以下几种:直序扩频(DSSS)使用高速伪随机码对要传输的低速数据进行扩频调制；跳频系统则利用伪随机码控制载波频率在一个更宽的频带内变化；跳时则是数据的传输时隙是伪随机的；线性调频系统中的频率扩展则是一个线性变化的过程。几种方式组合的混合系统也经常得到应用。 衡量扩频系统最重要的一个指标就是扩频增益，又称为处理增益。正是因为扩频系统本身具有的特征使其性能具有一系列的优势。
通信原理第六版课后思考题 第1章绪论 1、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； 两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。 2、画出模拟通信系统的一般模型。 3、何谓数字通信数字通信有哪些优缺点 答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，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 3、画出数字通信系统的一般模型。 答： 4、按调制方式，通信系统如何分类 答：分为基带传输和频带传输 5、按传输信号的特征，通信系统如何分类 答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类 答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM） 7、通信系统的主要性能指标是什么 第3章随机过程 1、随机过程的数字特征主要有哪些它们分别表征随机过程的哪些特征 答：均值：表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。 方差：表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。 相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。 2、何谓严平稳何谓广义平稳它们之间的关系如何 答：严平稳：随机过程δ(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。 广义平稳：1）均值与t无关，为常数a。2）自相关函数只与时间间隔τ=t1-t2有关。 严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。 4、平稳过程的自相关函数有哪些性质它与功率谱的关系如何 答：自相关函数性质： (1)R(0)=E[ξ2(t)]——ξ(t)的平均功率。 (2)R(τ)=R(-τ)——τ的偶函数。 (3)|R(τ)|≤R(0)——R(τ)的上界。 (4)R(∞)=E2[ξ(t)]=a2——ξ(t)的直流功率。
目录 第1章绪论 (2) 第2章确知信号 (3) 第3章随机过程 (6) 第4章信道 (11) 第5章模拟调制系统 (13) 第6章（第9章）模拟信号的数字传输 (22) 第7章（第6章）数字基带传输系统 (24) 第8章（第7章）数字带通传输系统 (28)
第1章绪论 1.1（P5）通信系统分类：调制方式（基带传输系统、带通传输系 统），信号特征（模拟通信系统、数字通信系统），传输媒质（有线通信系统、无线通信系统），信号复用方式（频分复用FDM、时分复用TDM、码分复用CDM）。 1.2（P10）信息量：消息中所含信息的多少。下式中a为进制， 信息x出现的概率为P(x)。如果a=2，即二进制，则信息的单位为比特（bit，简记为小写b） 1.3（P11）平均信息量：又叫“信息熵”，单位（b/符号）。对于 有M个符号组成的集合，其中每个符号出现的概率为。则平均每个符号的所含的信息量为： 1.4（P13）通信系统主要性能指标：涉及有效性、可靠性、适应 性、经济性、标准型、可维护性等。对于数字通信系统，有效性主要指传码率、传信率和频带利用率；可靠性主要指误码率、误信率。对于模拟通信系统，有效性主要指频带宽度；可靠性主要指输出信噪比。 1.5（P13）码元传输速率：又叫“传码率”，单位时间传送码元的 数目，单位为波特（Baud），简记为大写B。若每个码元的长度为T秒，则：
1.6（P13）信息传输速率：又叫“传信率”或“比特率”。单位时 间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒（bps或b/s）。 对于M进制的传输，传信率和传码率可以如下换算： 1.7（P13）频带利用率：单位带宽内的传输速率。对于某一带宽 为B的信道，其间传码率传码率或传信率与频带利用率的关系为： 1.8（P13）误码率：错误接收的码元数在传输总码元数中所占的 比例。或者说是码元在传输系统中被传错的概率。 1.9（P13）误信率：又称误比特率，错误接收的比特数在传输总 比特数中所占的比例。 例1.1已知某四进制数字传输系统的比特率为2400bps，接收端在0.5h内共收到216个错误码元，试计算该系统的误码率。 解1.1 单位时间传送码元的数目（即传码率） 则总共发送的码元数为 注意误码率和误比特率之间不能直接换算。如上题中的四进制系统，传输四进制（四个不同的码元）需要2比特（00,01,10,11），对于每一个码元中的2比特，只要有1比特误传，即认为该码元传错。因此对于4进制系统，错传x个码元，至少误传x个比特（1误码中错1比特），至多误传2x个比特（1误码中2比特都错）。其他进制类推。
第一章绪论 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 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 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。 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。 1-5按调制方式，通信系统分类 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为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 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为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 频分复用，时分复用，码分复用。