第一章
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) 。
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) 。
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) 。
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) 。
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) 。
（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) 。
7. 模拟通信系统的可靠性可用(20) 或(21) 来衡量。
8. 数字通信系统的差错率可用(22) 或(23) 来表述。
9. 数字通信系统的传输速率可用(24) 或(25) 来表征。
（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) 。
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) 。
12. 以2000bit/s的传信率发送一个文件的数据，共传输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(28) 。
13. 以400bit/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2个比特的错误，该系统的误信率Pe 为(29) 。
14. 以4000bit/s的传信率发送一个文件的数据，共传输40秒。如在接收端发现2个比特的错误，该系统的误信率Pe 为(30) 。
（考点4：通信系统分类和通信方式）
15. 通信系统按通信业务(消息的物理特征)可分为(31) 通信、(32) 通信、(33) 通信和(34) 通信系统等。
16. 通信系统按是否采用调制可分为(35) 传输和(36) 传输。
17. 通信系统按信号特征可分为(37) 通信系统和(38) 通信系统。
18. 通信系统按传输媒介可分为(39) 通信和(40) 通信系统。
19. 通信系统按信号复用方式可分为(41) 复用、(42) 复用和(43) 复
20. 点对点通信按消息传送方向与时间关系可分为(44) 通信和(45) 通信和(46) 通信。
21. 通信网（系统）按用途可分为(47) 网和(48) 网。
22. 数字通信按信号码元排列方法不同可分为(49) 传输和(50) 传输。
23. 传统的模拟通信一般采用(51) 复用；(52) 复用多用于空间扩频通信。
24. 传送多路信号有三种复用：(53) 复用、(54) 复用和(55) 复用。
25. 试写出常用的三种多址接入方式(56) 、(57) 、(58) 。
26. 通信系统按通信者是否运动可分为(59) 通信和(60) 通信系统等。
27. 通信系统按工作波段(频率)可分为(61) 通信、(62) 通信、(63) 通
信、(64) 通信和(65) 通信系统等。
28. 通信系统按设备与线路之间的连接类型可分为(66) 通信、(67) 通
信和(68) 通信系统等。
（考点5：基本概念）
29. 信息传输的根本目的是(69) 。
30. 信源编码将(70) 信号转换为(71) 信号。
31. 消息中包含的有意义的内容称为(72 ) 。
二、简答题/名词解释
1.信源编码和信道编码有什么区别？
2.模拟信号与数字信号的主要区别是什么？
3.数字通信系统的两个缺点是什么？数字通信适合哪些通信场合？
4. 什么叫通信？
5.什么是信息量？
6.简述数字通信系统的优点。
7. 误比特率、误码率
8. 简述调制的目的。
9. 请各举一个单工通信、半双工通信和全双工通信的例子。
10.请写出离散消息的平均信息量H(x)的表达式。
11.什么叫有效性？什么叫可靠性？
12.请写出连续消息的平均信息量H(x)的表达式。
13. 码元速率、信息速率及其关系
14. 消息、信息、信号
15. 调制、解调
16.画出通信系统的模型。
17.画出模拟通信系统的模型。
18.画出数字通信(基带传输)系统的模型。
19.画出数字通信（调制）系统的模型。
20. 信源熵
21.信宿
三、计算题
1. 设在125μs内传输256个二进制码元，计算信息传输速率是多少？若该信息在4秒内有
5个码元产生误码，试问其误码率等于多少？
2. 一个由字母A、B、C、D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替
A，01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲宽度为 5 ms。
（1）不同的字母等可能出现时，试计算传输的平均速率；
（2）若每个字母出现的可能性分别为: P A = 1/5，P B = 1/4，P C = 1/4，P D = 3/10
试计算传输的平均信息速率。
3. 国际摩尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用持续3单位的电流脉冲表示，点用
持续1个单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的1/3。
（1）计算点和划的信息量；（2）计算点和划的平均信息量。
4. 设一信息源的输出由128个不同的符号组成。其中16个出现的概率为1/32，其余112个
出现概率为1/224。信息源每秒发送1000个符号且每个符号彼此独立。试计算信息源的平均信息速率。
5. 设数字传输系统传送二进制码元的速率为1200B，求该系统的信息速率；若该系统改为十
六进制信号码元，码元的速率为2400B，则这时系统的信息速率为多少。
6. 某信息源的符号是由A、B、C、D、E组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为
1/4，1/8，1/8，3/16，和5/16；信息源以1000 Baud 速率传送信息。
(1)求传送1小时的信息量；(2)求传送1小时可能达到的最大信息量。
7. 已知二进制离散信源（0，1），若“0”出现的概率为1/3，求出现“1”的信息量。若一个“1”
或“0”符号的持续时间为T= 833 μs，则码元（调制）速率为多少？若发送1小时，错码10个，求误码率P e 。
8. 某离散信源由0，1，2，3四个符号组成，它们出现的概率分别为3/8，1/4，1/4，1/8，且
每个符号的出现都是独立的消息：求201020130213001203210100321010023102002010312032100120210的信息量。（10分）
第一章习题 习题 在英文字母中E 出现的概率最大，等于，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222 E =-=-==P P I 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 等概时的平均信息速率为 （2）平均信息量为 则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题 试问上题中的码元速率是多少？ 解：3 11 200 Bd 5*10B B R T -= == 习题 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。 解：该信息源的熵为 =比特/符号 因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。 习题 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。试求码元速率和信息速率。 解：B 6B 11 8000 Bd 125*10 R T -= == 等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22===
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
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。如：普通对讲机。
《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 b 是多少？
（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，P 值是否改 b 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 是多少/ 1200kBaud，则P 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数如何？ 输出过程和输入过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系
通信原理思考题答案
第一章绪论 1.1消息与信息有何区别？信息和信号有何区别？ 答：消息必须转换成为电信号，才能在通信系统中传输。人们接受消息，关心的消息中包含的有效内容就是信息。信息是消息中包含的有意义的内容，或者说是有效内容。信号是消息的载体。 1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？ 答：信源编码的目的是压缩编码。信号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：调制包含调节或调制的意义。调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性想适应，使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。 1.8数字通信系统有哪些性能指标？ 答：可靠性和有效性。用一下指标来衡量：传输速率、错误率、频带利用率、能量利用率。 1.10无线信道和有线信道的种类有哪些？ 答：无线信道的种类：视线传播、地波和天波、散射；有线信道的种类：明线、对称缆和同轴电缆1.13何谓多径效应？ 答：多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间,其接收信号的强度,将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。 1.16什么是快衰落？什么是慢衰落？ 答：通常将由多径效应引起的衰落称为“快衰落”。衰落的起伏周期可能以若干天或若干小时计，这种衰落就是“慢衰落”。 第二章信号
2.11何谓平稳随机过程？广义平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别？答：若一个随机过程X(t)的统计特性与时间起点无关。广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，只与t1和t2的间隔有关。 2.12何谓窄带平稳随机过程？ 答：若信号或噪声的带宽和其“载波”或中心频率相比很窄。 2.14何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？ 答：白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。 2.15什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？ 答：高斯白噪声：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。 2.23信号无失真传输的条件是什么？ 答： 第三章模拟调制系统 3.1调制的目的是什么？ 答：一、通过调制可以把基带调制信号的频谱搬移到载波频率附近。二、通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。 3.2模拟调制可以分为哪几类？ 答：线性调制和非线性调制。 3.3线性调制有哪几种？ 答：振幅调制、双边带（DSB）调制、单边带（SSB）调制、残留边带（VSB）调制。 3.4非线性调制有哪几种？
第一章绪论 填空 1、在八进制中（M=8），已知码元速率为1200B，则信息速率为3600b/s 。 2、在四进制中（M=4），已知信息速率为2400b/s，则码元速率为1200B 。 3、数字通信与模拟通信相比较其最大特点是_占用频带宽和__噪声不积累_。 4、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。 5、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。 消息：指通信系统传输的对象，它是信息的载体。是信息的物理形式 信息：是消息中所包含的有效内容。 信号：是消息的传输载体！ 信息源的作用就是把各种消息转换成原始信号。 发送设备：产生适合在信道中传输的信号，使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。 简答 1、码元速率与信息速率的关系？R b=R B log2M R b信息传输速率R B码元速率M是进制T B码元长度R B=1/T B 2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。 3、解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明？ 半双工，双向不同时通信，如：对讲机；双工，双向同时通信，如：移动通信系统 4、简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。 信源：把各种消息转换成原始信号。 信道：用来将来自发送设备的信号传送到发送端。 信宿：传送消息的目的地。 信源编码/译码：提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。 信道编码/译码：作用是进行差错控制。 加密解密：为了保证所传信息的安全。 数字调制解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道传输的带通信号。 第二章确知信号 填空 1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。
9.9 采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+635单位: (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。(采用自然二进制码) 解（1）已知抽样脉冲值 它位于第7段序号为3的量化级，因此输出码组为 量化误差为635-(512+3*32)=27 (2) 对应的11位均匀量化码为010******** 9-10采用13折线A律编码电路，设接收端收到的码组为“01010011”最小量化间隔为1个量化单位，并已知段内码改用折叠二进码： (l) 试问译码器输出为多少量化单位； (2) 试写出对应于该.7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）接收端收到的码组 由C1=0知，信号为负值；由段落码知，信号样值位于第6段，起点电平为256,量化间隔为16;由段内码码器输出为C5C6C7C8 =0011 采用折叠码) C5C6C7C8 =0011 采用折叠码，对应自然二进制码为0100 可知，信号样值位于第6段的第5级(序号为4)，故译码器输出为 256416162328 (/) I=-+?+=- （2）均匀量化11位码为00101001000 9.11采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位： (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)试写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）因为样值为负值.所以极性码
又因64 (26)< 95 < 128，所以码组位于第四段，段落码为 量化间隔为4。由于95=64 +7 *4 +3,所以段内码为 故编码器输出为 量化误差为3个单位。 (2)对应的均匀量化11位码为（92=64 +7 *4） 9.13 对10路带宽均为300Hz-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。设抽样速率为8000Hz，抽样后进行8级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为 的矩形脉冲，且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽。 解由抽样频率s f= 8kHz，可知抽样间隔 对10路信号进行时分复用，每路占用时间为 又对抽样信号8级量化，故需要3位二进制码编码，每位码元占用时间为 因为占空比为1，所以每位码元的矩形脉冲宽度 故传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽为
第一章习题 习题在英文字母中E出现的概率最大，等于，试求其信息量。 解：E 的信息量：l E log 2"^ log2 P E log 2 0.105 3.25 b 习题某信息源由A，B，C, D四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4, 3/16, 5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： 习题某信息源由A，B，C，D四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00, 01, 10, 11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1）这四个符号等概率出现；（2）这四个符号出现概率如习题所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2X5ms。传送字母的符号速率为 等概时的平均信息速率为 （2）平均信息量为 则平均信息速率为R b R B H 100 1.977 197.7 b s 习题试冋上题中的码兀速率是多少？ 1 1 解：R B 亍200 Bd T B 5*10 习题设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32, 其余48个符号出现的概率为1/96,若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。 解：该信息源的熵为 =比特/符号 因此，该信息源的平均信息速率R b mH 1000*5.79 5790 b/s。 习题设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us。试求码元速率 和信息速率。 解：R B 11 8000 Bd T B125*10 6 等概 时，R b R B log 2 M8000* log24 16kb/s
第一章绪论 一、填空题 1、数字通信系统的主要性能指标就是有效性与可靠性。码元速率R B定义就是每秒传送码元的数目,单位Baud。信息速率定义就是每秒钟传送的信息量,单位bit/s。 2、数字通信系统的有效性用传输速率衡量,可靠性用差错率衡量。 3、模拟通信系统的有效性用传输带宽衡量,可靠性用信噪比衡量。 4、在等概条件下,八元离散信源能达到最大熵就是3bit/符号,若该信源每秒钟发送2000个符号,则该系统的信息速率为6k bit/s。 5、通信系统的有效性衡量指标对于模拟通信系统为传输带宽,对于数字通信系统为传输速率。 6、通信系统的可靠性衡量指标对于模拟通信系统为信噪比对于数字通信系统为差错率。 7、一个M进制基带信号,码元周期为T S秒,则传码率为1/T S波特,若码元等概出现,一个码元所含信息量为log2M (bit)。 8、通信系统模型中有两个变换,它们分别就是非电量与电量之间的变换与基带信号与频带信号之间的变换。 9、模拟信号就是指信号的参量可连续取值的信号,数字信号就是指信号的参量可离散取值的信号。 10根据信道中所传输信号特征的不同,通信系统可分为模拟通信系统与数字通信系统。 二、画图 1、画出模拟通信系统的一般模型。
2、画出通信系统的简化模型。 三、计算题 1、对于二电平数字信号,每秒传输300个码元,问此传码率R B 等于多少？若该数字信号0与1出现就是独立等概率的,那么传信率R b 等于多少？ band R B 300 s bit R b /300= 2、、现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集,各符号间相互独立,每个符号的宽度为0、1ms 。计算: (1)平均信息量;(2)码元速率与平均信息速率;(3)该信源工作2小时后所获得的信息量;(4)若把各符号编成二进制比特后再进行传输,在工作2小时后发现了27个差错比特(若每符号至多出错1位),求传输的误比特率与误符号率。 解:(1)符号）/(38log log 22bit M H === (2)T s =0、1ms ,所以B aud 10000R s T 1 B == 30kbit/s 310000H R R B b =?=?= (3)216Mbit/s 3600210303=???=?=t R I b (4)误比特率 561025.110 21627-?=?=b P 2小时传送的码元数为7B 107.23600210000t R N ?=??==
通信原理复习资料 第一章 绪论 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点： （1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控 （3）便于处理、变换、存储 （4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点： （1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类 （1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （4）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （5）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （6）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 ★★5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），是“速度”问题； 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 模拟通信系统模型 数字通信系统模型
（1）模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端解调器输出信噪比来度量。 （2）数字通信系统： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ）； 信息传输速率R b ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒。 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息。 7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信 ★8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b 的信息量；一个M 进制码元含有log 2M 比特的信息量。 9、信息源的熵，即每个符号的平均信息量：)x (p log )x (p I i 2n 1 i i ∑=- = 结论：等概率发送时，信息源的熵有最大值。 第二章 信道与噪声 一 确知信号与随机过程 1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。 2、确知信号的类型 （1）按照周期性区分：周期信号和非周期信号 （2）按照能量区分：能量信号和功率信号： 特点：能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于∞ 3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。 ★ 5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R （0）等于信号的能量；功率信号的自相关函数R （0）等于信号的平均功率。 6、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。 ★7、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。 ★8、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。 9、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。 ★★10、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带高斯噪声的包络为莱斯分布；当大信噪比时，趋近于正态分布；小信噪比时近似为瑞利分布。 11、窄带随机过程：若随机过程ξ(t )的谱密度集中在中心频率f c 附近相对窄的频带范围?f 内，即满足?f << f c 的条件，且 f c 远离零频率，则称该ξ(t )为窄带随机过程。 ★★12、宽平稳随机过程的定义：P ？？. ★★13、各态历经性定义及应用：P ？？ 宽平稳与各态历经性的关系。 二、信道分类： （1）无线信道 － 电磁波（含光波） （2）有线信道 － 电线、光纤 2、无线信道（电磁波）的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。
第一章习题 习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： b A P A P I A 24 1 log )(log )(1log 222 =-=-== b I B 415.216 3 log 2 =-= b I C 415.216 3 log 2 =-= b I D 678.116 5 log 2 =-= 习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 Bd 10010 521 3 B =??=-R 等概时的平均信息速率为 b 2004log log 2B 2B b ===R M R R （2）平均信息量为 符号比特977.15 16 log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为 b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？
通信原理第七版课后答案樊昌信
第一章习题 习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： b A P A P I A 24 1 log )(log )(1log 222 =-=-== b I B 415.216 3 log 2 =-= b I C 415.216 3 log 2 =-= b I D 678.116 5 log 2 =-= 习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 Bd 10010 521 3 B =??=-R 等概时的平均信息速率为 s b 2004log log 2B 2B b ===R M R R （2）平均信息量为 符号比特977.15 16 log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？
《通信原理》思考题 答案
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； 优点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理4.便于存储、处理和交换； 5.设备便于集成化、微机化； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。 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。1-7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。 1-11衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。 1-12何谓是码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？ 码元速率定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特；信息速率定义为每秒钟传送的信息量，单位是bit/s。 1-13何谓误码率和误信率？它们之间关系如何? （1）误码率是码元在传输系统中被传错的概率。指错误的码元数在传输码元数中所占的比例，Pe=错误码元数/传输总码元数。（2）误信率是码元在传输系统中被丢失的概率。指错误接收地比特数在传输总比特数中占得比例Pb=错误比特数/传输总比特数。 （3）它们是描述差错率的两种不同表述。在二进制中，二者数值相等。 1-14消息中包含的信息量与以下哪些因素有关？ A消息出现概率；B消息的种类；C消息的重要程度。选A 2.2.试分别说明能量信号和功率信号的特性。 答：能量信号的其能量为有限的正值，但其功率等于零；功率信号其能量为无穷大，其平均功率为有限值。 3.3.什么是宽平稳随机过程？什么是严平稳随机过程？它们之间有什么关系？ 答：宽平稳随机过程：若一个随机过程的数学期望与时间无关，而其相关函数仅与时间间隔相关称之为宽平稳随机过程。严平稳随机过程：若一个随即过程任何的n维分布函数或概率密度函数与时间起点无关，则之为严平稳随机过程。
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。 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个码元接一个码元地在信道上传输，其优点是成本低，缺点是传输速度慢，需要外加措施解
第一章（绪论）习题及其答案 【题1－1】设英文字母E出现的概率为0.105，出现的概率为0.002。试求E及的信息量。 【答案1－1】 字母E出现的概率，由信息量公式，可知其信息量为： 字母出现的概率为，由信息量公式，可知其信息量为： 【题1－2】某信息源的符号集由A,B,C,D和E组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。试求该信息源符号的平均信息量。 【答案1－2】 直接利用公式( bit/符号)，将，，，，代入求解，有 【题1－3】设有4个消息A、B、C和D分别以概率传输，每个消息的出现是相互独立的，试计算其平均消息量。 【答案1－3】 【题1－4】一个由字母A,B,C,D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A,01代替B,10代替C,11代替D,每个脉冲宽度为 5ms： 1）不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率； 2）若每个字母出现的可能性分别为，试计算传输的平均信息速率。 【答案1－4】 1）不同字母等概率出现时，每个字母平均信息量即达到了信息源的最大熵：，每个字母用二进制脉冲编码，每个脉冲宽度为5ms，所以每个字母的持续时间是2×5ms，字母传输速率为： Baud
平均信息速率为： 2）每个字母不等概率出现时，每个字母的平均信息量为 平均信息速率为： 【题1－5】设一信息源的输出由128个不同符号组成，其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现的概率为1/224。信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源的平均信息速率。 【答案1－5】 每个符号的平均信息量为： 已知码元速率Baud，所以平均信息速率为 【题1－6】设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200Baud，试求该系统的信息速率；若该系统该为传送十六进制信号码元，码元速率为2400Baud，则这时的系统信息速率为多少？ 【答案1－6】 传送二进制码元时， 传送十六进制码元时，
樊昌信通信原理第7版考研笔记和课后题详解 樊昌信《通信原理》（第7版）笔记和课后习题（含考研真题）详解 内容简介 本资料是樊昌信主编的《通信原理》（第7版）的学习辅导书，主要包括以下内容： （1）整理教材笔记，浓缩内容精华。本书每章的复习笔记均对该章的知识点进行了整理，突出重点和考点。 （2）解析课后习题，提供详尽答案。本书参考相关辅导资料，对教材的课后习题进行了详细的解答。 （3）精选考研真题，巩固重难点知识。本书精选了南京大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、北京师范大学、国防科技大学、北京邮电大学等多所名校近年的考研真题，并对所选考研真题进行了详细的解答。 ? 试看部分内容 名校考研真题
第1章绪论 一、填空题 通信使用的频段是按频率划分的，音频的频率范围是______，而卫星或太空通信的频率范围是______。[同济大学2006研]【答案】0.3~3 kHz；3~30 GHz查看答案 二、问答题 1．数字化己成为信息社会发展的方向，从通信系统原理出发分析通信系统采用数字信号的优点，并讨论数字通信系统的主要性能指标及其关系。[同济大学2005研] 解：（1）对通信系统而言，采用数字信号的优点有 ①各种信源信息形式便于用统一的编码格式进行处理与存储，也便于构成进入信道或通信网进行有效与可靠传输的信号方式； ②数字编码系列中可以按要求加入有关附加信息代码，以达到控制、管理、纠错等功能； ③可设计不同的编码格式，表达码字的码型、波形，提高抗干扰、抗噪声能力； ④按香农公式，以增加传输带宽或降低传输速率为代价，使抗噪声能力（信噪比）指数律增大； ⑤便于加密与保密通信和信息存储； ⑥可以适应各种信道环境进行传输，如数字基带传输； ⑦可以进行时分复用、正交复用，采用数字频带传输，可利用指定或适宜的传输频带；
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