通信原理加性高斯白噪声信道容量
通信原理题目加答案
1．通信系统的两个主要指标是有效性、可靠性。
2．通信的复用方式有频分复用、时分复用和码分复用。
3．按照传输媒质的不同，信道可分为有线信道、无线信道_。
4．无线信道按照传播方式区分，基本上有地波、天波和视线传播三种。
5．调制信道对信号的干扰分为加性干扰、乘性干扰两种。
6．单一频率正弦波信号经随参信道传输后到达接收端的信号，其包络服从瑞利分布。
7．典型的恒参信道有有线信道、光纤信道、无线视距中继及卫星中继信道。
8．典型的随参信道有短波电离层反射信道、对流层散射信道。
9．对于点与点的之间的通信，按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工和全双工通信。
10．按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以把通信系统分为模拟通信系统、数字通信系统.11．同步卫星通信是电磁波直线传播传播，因此其信道传播性能稳定可靠，传输距离远，容量大，广泛应用于传输多路电话、电报、图像数据和电视节目。
12．已知FM 波的表达式63()10cos(21010sin(10))s t t t ππ=⨯+(V)，可求出载波频率为610Hz ，已调波的卡森带宽为11kHz 。
13．为了改善调频解调器的输出信噪比，在调频系统中广泛采用加重技术，包括预加重技术、去加重技术。
14．产生“门限效应”的主要原因是解调器的非线性。
15．非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A 律对数压缩特性采用13折线近似，μ律对数压缩特性采用15折线近似。
16．差分脉冲编码调制最简单的一个特例是增量调制，为防止其出现过载现象必须满足不过载条件。
17．为了提高数字信号的有效性而采取的编码称为信源编码，为了提高数字通信的可靠性而采取的编码称为信道编码。
18．二进制基带信号传输过程中，“0”、“1”代码等概率发送条件下，双极性基带系统的最佳判决门限电平为0，单极性最佳判决门限电平为A/2。
19．在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。
通信原理思考题及作业解答
思考题作业题解答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？答：衡量数字通信系统有效性的性能指标有：码元传输速率R B 、信息传输速率R b 、频带利用率η。
衡量数字通信系统可靠性的性能指标有：误码率P e 和误信（比特）率P b 。
1–12 何谓码元速率和信息速率？它们之间的关系如何？答：码元速率R B 是指单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ，B ）。
信息速率R b 是指单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒（b/s 或bps ）。
码元速率和信息速率的关系： 或 其中 M 为M 进制（M ＝2 k ，k = 1, 2, 3, …）。
1–13 何谓误码率和误信率？它们之间的关系如何？答：误码率P e 是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例。
误信率P b 是指错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例。
在二进制中有：P e ＝P b 。
第1章 绪论（ 习题 ）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。
解：(1) 平均每个字母携带的信息量，即熵为2（比特/符号）每个字母（符号）为两个脉冲，其宽度为2×5 ms ＝10－2（s ）则平均信息速率为：2（比特/符号）／10－2（秒/符号）＝200（b/s ）(2) 平均信息量为985.1310log 1034log 4125log 51)(222=⨯+⨯⨯+⨯=x H （比特/符号） 平均信息速率为：H (x )／10－2＝1.985／10－2＝198.5（b/s ）1–7 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为2400 B ，试求该系统的信息速率。
通信原理课程通信原理-习题课
《通信原理》习题课1． 已知二进制OOK 数字通信系统中发送的二元信号是()1cos2c s t A f t π=、()20s t =，持续时间为0b t T ≤<。
OOK 信号传输中受到功率密度为02N 的加性高斯白噪声()n t 的干扰，接收信号为()()()i r t s t n t =+，1,2i =(1)请分别画出最佳相干接收框图。
(2)设s1(t)和s2(t)等概出现，推导相干接收时的平均误比特率。
（知识点：数字频带通信系统）2．设有恒参信道模型如下图所示，求其幅频特性、相频特性、时延特性和群时延特性，并说明它们对信号传输的影响。
（知识点：信道）3．已知在高斯信道理想通信系统传送某一信息所需带宽为106Hz,信噪比为20dB ，若将所需信噪比降低10dB ，求无差错传输所需信道带宽。
（知识点：香农信道容量公式）4．某一待传输的图片约含2.5×106个像素，每像素量化为16个亮度电平。
假若所有这些亮度电平等概出现且互不相关，并设加性高斯噪声信道中的信噪比为30dB ，试计算用3分钟传送一张这样的图片所需的最小信道带宽（假设不进行压缩编码）。
（知识点：信息量计算；香农公式）5．对10路模拟信号分别进行A 律13折线PCM 编码（每样值8比特编码），然后进行时分复用，再经过滚降因子为α=0.5的升余弦脉冲成型滤波器进行无ISI 传输，该升余弦基带系统的截止频率为480kHz 。
（1）求该系统的最大信息传输速率；（2）求允许每路模拟信号的最高频率分量f H 的值。
（知识点：抽样定理；升余弦滤波器带宽）6. 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。
通信原理复习题
通信原理复习题一、填空题1、若发送信号的比特能量相同、信道中加性白高斯噪声的功率谱密度相同，那么 2FSK 的误比特率和OOK 相同，2DPSK 的误码率比 2PSK 大。
2、二进制序列经过 HDB3 码编码后连续出现的 0符号个数最多是 3 个。
3、信源信息速率是 4000bit/s，采用 QPSK 传输时符号速率是2 k 波特。
如果此 QPSK调制采用了滚降系数为 1 的根升余弦频谱成形，那么发送信号的带宽是 4 kHz，此时的频带利用率为 1 bit/HZ4、某模拟基带信号的频谱范围为 0~1kHz。
对其按奈奎斯特速率进行取样，再经过 A 律十三折线编码，那么编码后的数据速率为 16 kbit/s。
5、．设数据序列是速率为 1kbit/s 的独立等概二进制序列，则对应的双极性不归零信号的主瓣带宽是 1 kHz。
若将此信号调制为 QPSK，则已调信号的主瓣带宽为 1 kHz；若将此信号调制为 2DPSK，则已调信号的主瓣带宽为2 kHz6、调制速率又称____信号__速率或(信号)码元传输速率。
7、数据通信系统根据处理形式的不同，可以分为联机实时系统、远程批量处理系统和___分时处理系统____三类。
8、如果8位并行传输的数据码流其每线速率为2400bit/s，则串行传输的数据传信速率为___19.2kbit/s __。
9、方差σ2(t)表示随机过程在时刻t对于数学期望值a(t)的___偏差或偏离___程度，一般是时间函数。
10、为了反映随机过程不同时刻之间的内在统计特性，采用方差函数C(t1,t2)和___相关____函数。
11、与基带传输不同，频带传输是一种____搬移___频谱的传输方式。
12、位同步就是使收端定时信号的间隔与接收信号码元间隔完全___相等____，且定时信号与接收信号码元保持固定的最佳关系。
13、码重是码组中___非零码元(或“1”的个数)____的个数。
14、对线性分组码，如果找到了码的____生成矩阵(或生成多项式)___，那么编码方法就完全确定了。
通信原理题库-1-4章(1)
通信原理题库一、填空题1．由通信系统模型可知信号传输需经过两个变换，分别是变换和变换。
2．在独立等概的条件下，M进制码元的信息量是二进制码元的倍；在码元速率相同情况下，M进制码元的息速率是二进制的倍。
3．有效性和可靠性是用来度量通信系统性能的重要指标，在数字通信系统中对应于有效性和可靠性的具体指标分别是和。
4．热噪声的频域特性表现为、时域特性表现为、统计特性表现为。
5. 通信工作方式有、、。
6、设一数字传输系统传送16进制码元的速率为2400B，则这时的系统信息速率()7. 能量信号的特点。
功率信号的特点。
8.在实际使用的物理信道中，传输函数如果对信号的影响是固定的，这类信道称为。
9.当无信号时，加性噪声是否存在？，乘性噪声是否还存在？10.广义平稳随机过程的两个特点分别是和。
11.加性高斯白噪声的加是指，“高斯”是指，“白”是指。
12.通常广义信道可以分为调制信道和编码信道，调制信道一般可以看成是一种信道，而编码信道则可以看成是一种信道13.信号在随参信道中传输时，产生衰落的主要原因是。
相关带宽是。
14.出现概率越（）的消息，其所含的信息量越大；出现概率越（）的消息，其所含的信息量越小。
15.平稳随机过程的各态历经性可以把平均简化为平均，从而大大简化了运算。
16.根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为恒参信道和随参信道两大类。
17．设每秒传送N个M进制码元，则码元速率为_ __ ，信息传输速率为。
18.恒参信道的传输特性通常可以用和来表征。
19. 香农公式应用的条件是：信号的概率密度函数为分布，信道噪声为噪声。
20. 参信道中的多经传播对信号传输的影响有：、、。
二、选择题1.一个均值为零的平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从（）。
A．高斯分布 B . 均匀分布C．瑞利分布 D. 莱斯分布2. 下列说法中不正确的是（）。
A. 信道中的噪声是不可避免的。
B. 信道可以分为狭义信道和广义信道。
(完整版)通信原理第二章题库总合
一、填空题。
1.按照能量区分，确知信号可分为能量信号和功率信号。
2.能量信号的特点能量等于有限值，但平均功率为零。
3.功率信号的特点平均功率为有限值，能量为无穷大。
4.自相关函数R(τ)和时间t无关，只和时间差τ有关。
5.自相关函数和功率谱密度是一对傅里叶变换对。
6.连续随机变量X，其数学期望为E[g(x)]=∫g(x)f(x)dx。
7.码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。
8.信道容量是指信道传输信息的速率的最大值9.香农公式可表示为C=Blog2(1+S/N)。
10.在实际使用的物理信道中，传输函数如果对信号的影响是固定的，这类信道称为恒参信道。
11.狭义信道是指连接发信设备和收信设备的各种物理媒体。
12.所谓窄带高斯白噪声是指其频率带宽△f远远小于其中心频率fc的平稳高斯噪声。
13.正弦波加窄带高斯噪声的合成波包络服从瑞利分布。
14.广义平均随机过程的数学期望、方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关。
15.当无信号时，加性噪声是否存在？存在，乘性噪声是否还存在？不存在16.广义平稳随机过程的两个特点分别是数学期望、方差与时间无关和自相关函数只与时间间隔有关。
17.加性高斯白噪声的含义是噪声与信号是相加的关系、功率谱密度在整个频率轴上为常数和具有正态分布的概率密度函数。
18.调制信道分为恒参信道和随参信道。
19.随参信道的传输媒质具有3个特点对信号的衰减随时间变化、传输的时延随时间变M化和多径传播。
20.调制信道根据信道传输函数的时变特性不同，可分为随参信道和恒参信道两类。
21.随参信道的传输媒质的三个特点分别为对信号的哀耗随时间变化、对信号的时延随时间变化、多径传播。
22.信道容量是指该信道能够传送的最大信息量。
23.广义平稳随机过程的数学期望，方差与时间t 无关，自相关函数只与时间差有关。
24.信号在随参信道中传输时，产生衰落的主要原因是多径传播。
25.26.一个离散信号源每毫秒发出四种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率分别为1/8、1/8、1/4、1/2，该信源的平均信息量为4/7bit/符号，平均信息速率为1750b/s 。
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(信 道)【圣才出品】
第4章信道一、选择题恒参信道的相频失真，对模拟通话质量影响（）。
A．很大B．不显著C．显著D．不存在【答案】B【解析】恒参信道的相频失真，对语音信号影响不大，对视频信号影响大。
二、填空题1．根据信道特性参数随时间变化的快慢，可将信道分为______和______信道。
【答案】恒参信道；随参信道【解析】信道特性随时间变化的信道称为随参信道；信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小的信道称为恒参信道。
2．调制信道分为______和______，短波电离层反射信道属于______信道。
【答案】恒参信道；随参信道；随参【解析】按照调制信道模型，信道可以分为恒参信道和随参信道两类。
短波电离层反射信道的特性随随时间、季节和年份不断变化，故其属于随参信道。
3．理想恒参信道的冲激响应为______。
【答案】h （t ）＝kδ（t －t d ）【解析】理想恒参信道的幅频特性和相频特性为|()|()d H kt ωϕωω=⎧⎨=-⎩故恒参信道的传输函数为()()|()|d j t j H H e ke ωϕωωω-==根据傅里叶变换可知其冲激响应为(t)(t t )d h k δ=-4．调制信道的定义范围从______至______。
【答案】调制器输出端；解调器输入端【解析】调制器输出端至解调器输入端的范围被定义为调制信道。
5．信号在随参信道中传输时，产生频率弥散的主要原因是______。
【答案】多径效应【解析】信号的多径传播造成了信道的时间弥散性，产生了频率选择性衰落。
6．某电离层反射信道的最大多径时延差为30μs，为了避免频率选择性衰落，工程上认为在该信道上传输数字信号的码速率不应超过______Baud。
【答案】11kBaud【解析】信号的相关带宽为根据工程经验信号的带宽为R由于线性数字调制系统的最高频带利用率为1Baud/Hzη==BB故。
7．宽带信号在短波电离层反射信道中传输时，可能遇到的主要衰落类型是______。
通信原理复习题2
通信原理复习题四、简答题1．通信系统的两项重要性能指标“有效性”和“可靠性”分别反映通信系统的什么性能？其相互间存在什么关系？2．数字通信系统与模拟通信系统相比具有哪些特点？3．什么是误码率？什么是误信率？他们之间关系如何？4．通信系统的两项重要性能指标有效性和可靠性分别反映通信系统的什么性能？模拟通信和数字通信对应于这两项的具体指标是什么？5．什么是码元速率？什么是信息速率？它们的单位分别是什么？他们之间关系如何？13．试对AM和DSB可否采用包络检波方式进行解调进行讨论？码之间的特点？16．试比较传输码AMI码和HDB320．简述观察眼图的作用？以及正确进行眼图观察的方法？22．模拟和数字调制其原理是一样的，但在实现时为何数字调制却不采用模拟调制电路来实现？26．简述数字调制与模拟调制之间的异同点？多进制调制与二进制调制相比具有什么特点？五、作图题8．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的单极性非归零码（NRZ）、归零码（RZ）、差分码和双极性归零码的波形。
9．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的NRZ码、RZ码、双极性归零码、AMI码和四电平码的波形。
码？并画分别出编码后的10．设有一数字码序列为10010000010110000000001，试编为相关码、AMI码和HDB3波形？（第一个非零码编为-1）六、1．某信源集包含32个符号，各符号等概出现，且相互统计独立。
现将该信源发送的一系列符号通过一带宽为4kHz的信道进行传输，要求信道的信噪比不小于26dB。
试求：（1）信道容量；（2）无差错传输时的最高符号速率。
3．设信息源的输出由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。
计算该信息源的平均信息速率。
4．已知某四进制离散信源（0、1、2、3），其符号出现的概率分别为，发送符号（码元）宽度为0.2ms。
电子科技大学《通信原理》自测题
电⼦科技⼤学《通信原理》⾃测题通信原理⾃测题⼀⼀．填空题1.调制速率⼜称_______速率或(信号)码元传输速率。
2.数字信源是指产⽣________的信源。
3.如果8位并⾏传输的数据码流其每线速率为2400bit/s，则串⾏传输的数据传信速率为_____。
4.数字键盘上有数字0，1，2……7，发送任⼀数字的概率都相同。
则以______/s 的速度发送数字，才能达到2⽐特/秒的信息速率。
5.如果某电传打字机信道带宽为300赫兹，信噪⽐（SNR）为30dB，则信道的容量为______。
6.有两种类型的PAM信号：__________产⽣的PAM信号和________产⽣的PAM信号。
7.在PCM过程中，模拟信号经过______，_______，_______过程，转变成PCM信号。
8.线路码分为两⼤类：_______，_______。
⼆．选择题1.⼀个⼆进制数字信号码元时间长度为0.1µs，在传输过程中平均2.5秒产⽣⼀个错码，则其平均误码率近似为( )A. 5×10-6B.2×10-8C.2×10-7D.4×10-82.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( )A.4800bit/sB.2400bit/sC.9600bit/sD.14400bit/s3.某均匀量化器的量化级数为64，且归⼀化有效值D＝1/2，则其量化信噪⽐(S/D)(均匀)为( )A.近似30dBB.近似29dBC.近似34dBD.近似40dB4.PAM中，如果模拟信号的带宽为（1000Hz－2500Hz），则其抽样信号的最低频率为A.4000HzC.5000HzD.1500Hz 三．作图题1.已知⼆进制数据序列为01011010，以矩形脉冲为例，画出单极性归零信号的波形图(占空⽐为50%)。
2.画出PCM系统⽰意图。
并详细说明各部分功能。
四．简答题1.解释什么是量化噪声以及其产⽣的原因。
通信原理填空简答题—武汉理工
1．设每秒传送N 个M 进制码元，则码元速率为N ，信息传输速率为 N log 2M 。
2．在PCM30/32路基群帧结构中，TS0用来传输_帧同步信息 ，TS16用来传输信令信息 。
3．载波同步的方法一般可分为 插入导频法（外同步法）和 直接法（自同步法 。
4．香农公式表明通信系统的有效性和可靠性指标是一对矛盾。
5．模拟调制方式分_幅度调制（或线性调制） 和_角度调制（或非线性调制） 两大类，其中SSB 调制方式占用的带宽最窄，为 基带信号带宽 。
6．在相干解调中，要求s(t)与发送端实现载波同步，解调后的脉冲信号对准最佳取样判决位置的过程叫位同步（码元同步），把各组数据区别开来则需要 群同步（帧同步）。
7．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。
8．调制信号的最高频率为Fh ，则常规调幅信号的带宽为 2f h ，单边带信号的带宽为 f h ，双边带信号的带宽为 2f h ，残留边带信号的带宽为 f h ～2f h 。
9．在2ASK 、2FSK 、2PSK 通信系统中，可靠性最好的是 2PSK ，有效性最差的是 2FSK 。
10．在独立等概的条件下，M 进制码元的信息量是二进制码元的 log 2M 倍；在码元速率相同情况下，M 进制码元的息速率是二进制的 log 2M 倍。
11．热噪声的频域特性表现为 均匀无限宽、时域特性表现为 杂乱无章 、统计特性表现为 正态分布。
12．恒参信道对信号传输的影响主要体现在 幅频特性和相频特性的不理想，其影响可以采用均衡 措施来加以改善。
13．随参信道的三个特点是：传输损耗随时间变化、传输延时随时间变化 和 衰落 。
14．在模拟通信系统中注重强调变换的 线性关系 。
15．在调制技术中通常又将幅度调制称之为 线性调制 ，而将频率调制和相位调制称之为非线性调制 。
16．DSB 、SSB 、VSB 三种调制方式，其已调信号所占用带宽大小的关系为DSB ＞ VSB ＞ SSB 。
数据通信原理习题与答案
1 什么叫数据通信？答：数据通信的定义是：依照通信协议、利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。
它可实现计算机与计算机、计算机与终端或终端与终端之间的数据信息传递。
2、数据通信系统中传输控制器的功能是什么？答：传输控制器的主要功能是执行与通信网络之间的通信过程控制，包括差错控制和通信协议的实现等。
3、异步传输、同步传输的优、缺点分别是什么？答：异步传输的优点是实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要精确的同步，缺点是每个字符都需加入起始位和终止位，传输效率低。
同步传输的优点是不需要对每一个字符单独加起始位和终止位，传输效率高，缺点是在技术上比异步传输复杂。
4、什么是奈氏第一准则？答：奈氏第一准则是：如系统等效网络具有理想低通特性，且截止频率为几时，则该系统屮允许的最高码元（符号）速率为2几，这时系统输出波形在峰值点上不产生前后符号间干扰。
5、下图所示的滚降低通形成网络是否满足无符号间干扰的条件？为什么？（设符号速率力=2几）答：图屮所示的滚降低通形成网络不满足无符号间干扰的条件，因为£=2/jV, 只有当滚降低通的幅频特性以C （几，）点呈奇对称滚降时才满足无符号间干扰的条件，而图屮所示的滚降低通幅频特性是以（1.5几，）呈奇对称滚降。
6、部分响应系统的特点有哪些？答：部分响应系统的特点是：冲激响应波形的前导和后尾衰减较快，可达到极限频带利用率2Bd/g,并且物理上可实现，但有符号间干扰，该符号间干扰是固定的，可以消除的。
7、基带传输时域均衡的作用是什么？答：尽管在设计基带形成滤波器时是按照奈氏第一准则的要求，但如果信道特性发生畸变，会使形成滤波器的传递函数H (f )改变，其冲激响应波形有可能会产生符号间干扰。
时域均衡器的作用就是消除符号间干扰，即使得时域均衡器的输出波形满足无符号间干扰的条件。
8、频带传输系统中收端低通的作用是什么？答：频带传输系统屮收端低通的作用是除去解调中出现的高次产物并起基带波形形成的功能。
第三章信道与噪声
第三章信道与噪声通信原理电子教案第3章信道与噪声学习目标：信道的数学描述方法；恒参信道/随参信道及其传输特性；加性高斯白噪声；信道容量的概念。
重点难点：调制信道模型；编码信道模型；恒参信道对信号传输的影响；加性高斯白噪声；Shannon信道容量公式。
随参信道对信号传输的影响；起伏噪声；噪声等效带宽；连续信道的信道容量“三要素”。
随参信道特性的改善。
课外作业： 3-5，3-11，3-16，3-19，3-20本章共分4讲《通信原理》第九讲知识要点：信道等义、广义信道、狭义信道，调制信道和编码信道。
§3.1 信道定义与数学模型1、信道定义信道是指以传输媒质为基础的信号通道。
信道即允许信号通过，又使信号受到限制和损害。
研究信道的目的：建立传播预测模型；为实现信道仿真器提供基础。
狭义信道仅指信号的传输媒质，这种信道称为狭义信道；广义信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中的一些转换装置，这种信道称为广义信道。
狭义信道按照传输媒质的特性可分为有线信道和无线信道两类。
有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光纤等。
广义信道按照它包括的功能，可以分为调制信道、编码信道等。
图3-1 调制信道和编码信道2、信道的数学模型信道的数学模型用来表征实际物理信道的特性，它对通信系统的分析和设计是十分方便的。
下面我们简要描述调制信道和编码信道这两种广义信道的数学模型。
1. 调制信道模型图3-2 调制信道模型二端口的调制信道模型其输出与输入的关系有一般情况下，可表示为信道单位冲击响应与输入信号的卷积，即或其中，依赖于信道特性。
对于信号来说，可看成是乘性干扰，而为加性干扰。
在实际使用的物理信道中，根据信道传输函数的时变特性的不同可以分为两大类：一类是基本不随时间变化，即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢的，这类信道称为恒定参量信道，简称恒参信道；另一类信道是传输函数随时间随机快变化，这类信道称为随机参量信道，简称随参信道。
通信原理课后思考题
通信原理课后思考题1.1 如何评价数字通信系统的性能？有效性（单位时间内的信息传输量）信息传输速率，一般用波特率（BPS ）或比特率（bps ）为单位，频带利用率可靠性（系统抗噪声性能）对模拟（连续）系统，主要是考察接收端输出的信号、噪声功率比（信噪比）对数字（离散）系统，主要是考察符号的差错率（误码率）2.1 什么是误码率？什么是误信率？它们之间的关系如何？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，或者更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。
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，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
在二进制系统中，误码率=误信率；但在多进制系统中，误码率> 误信率误码率Pe 与误信率Pb 的关系Pb=MPe/2(M-1) ，M 为进制2.2 什么是码元速率？什么是信息速率？它们之间的关系如何？码元传输速率，又称为码元速率或传码率。
其定义为每秒钟传送码元的数目，单位为"波特",常用符号"Bd"表示。
信息传输速率又称为信息速率和传信率。
通常定义每秒钟传递的信息量为传信率，单位是比特/秒(bit/s 或bps)。
在N 进制下，设信息速率为，码元速率为, 则有2.3 什么是随机过程的数学期望和方差？它们分别描述了随机过程的什么性质？数学期望:表示随机过程的n 个样本函数曲线的摆动中心。
即均值方差:表示随机过程在时刻t 对于均值a(t)的偏离程度。
即均方值与均值平方之差。
数学期望和方差描述了随机过程在各个孤立时刻的特征，但没有反映随机过程不同时刻之间的内在联系。
2.4 平稳随机过程通过线性系统时，输出随机过程和输入随机过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系？系统输出功率谱密度是输入功率谱密度与系统传递函数的平方的乘积。
)()()(2ωωωξξP H P =3.1 低通型采样定理和带通型采样定理有什么区别？低通型采样定理：奈奎斯特定理，fs > 2B = 2fH带通型采样定理：对于带通型信号，如果按fs ≥2fH 抽样，虽然能满足频谱不混叠的要求。
通信原理期末考试试题及答案
通信原理期末考试试题及答案一、填空题〔总分24，共12小题，每空1分〕1、数字通信系统的有效性用 传输频带利用率 衡量，可靠性用 过失率 衡量。
2、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。
3、广义平均随机过程的数学期望、方差及 时间 无关，自相关函数只及时间间隔有关。
4、一个均值为零方差为2n σ的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。
5、当无信号时，加性噪声是否存在？ 是 乘性噪声是否存在？ 否 。
6、信道容量是指： 信道传输信息的速率的最大值 ，香农公式可表示为：。
7、设调制信号为f 〔t 〕载波为t c ωcos ，那么抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为t t f c ωcos )(，频域表达式为)]()([21c c F F ωωωω-++。
8、对最高频率为f H 的调制信号m 〔t 〕分别进展AM 、DSB 、SSB 调制，相应已调信号的带宽分别为 2f H 、 2f H 、 f H 。
9、设系统带宽为W ，那么该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。
10、PSK 是用码元载波的相位来传输信息，DSP 是用前后码元载波的 相位差 来传输信息，它可克制PSK 的相位模糊缺点。
11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。
12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用13 折线近似， 律对数压缩特性采用15 折线近似。
二、填空题1、模拟通信系统中，可靠性最好的是〔FM〕，有效性最好的是〔SSB〕。
2、在FM通信系统中，采用预加重与去加重技术的目的是〔提高解调器输出信噪比〕。
3、时分复用的话路数越多，信息速率〔越大〕。
4、在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是〔2PSK〕，有效性最好的是〔2ASK、2PSK〕5、均匀量化器的量化信噪比及编码位数的关系是〔编码位数增加1位，量化信噪比增大6dB〕，非均匀量化器可以提高〔小〕信号的量化信噪比。
通信原理加性高斯白噪声信道容量
作业任务：
利用matlab完成：
（1）绘出带宽为B=3000Hz的加性高斯白噪声信道容量与S/N间的函数关系曲线，其中S为信号功率，N为噪声单边密度谱，S/N在-20dB至30dB的范围内取值。
xlabel('B');
title('信道容量');
ct=(1/log(2)*sn1);
仿真结果：
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（2）绘出当S/N =25dB时，加性高斯白噪声信道容量与带宽B间的函数关系曲线，说明当带宽B无限增加时，信道容量为多少？
(1)
源代码：
clear
clc
clf
b=3000;
sn0=-20;
sn1=30;
ns=0.01;
N=(sn0:ns:sn1);
snrlin=10.^(N/10);
ct=b.*log2(1+snrlin.*(1/b));
plot(snrlin,ct);
xlabel('s/n0');
title('高斯信道容量');Байду номын сангаас
仿真结果：
(2)
源代码：
clear
clc
clf
n1=2.5;
sn1=10.^n1;
b0=300000;
bs=10;
B=(3000:bs:b0);
b=1./B;
ct=B.*(log2(1+sn1.*b));
plot(B,ct);
通信基础知识｜信道容量
通信基础知识｜信道容量写在前面：关于信道容量相关的定义与理论，最经典的是与AWGN信道相关的香农公式，随着移动通信系统的发展，通信信道越来越复杂，在香农公式研究的基础上实际上又有很多展开的研究，包括平坦衰落信道、频率选择性等信道的容量、又包括收发端是否已知信道信息条件下的容量。
本篇文章将相关的资料加以记录整理，供个人学习使用。
1 相关定义•香农容量（各态历经容量、遍历容量）：系统无误传输（误码率为0）下，能够实现的最大传输速率；香农定义该容量为在某种输入分布\(p_X(x)\)下，信息传递能够获得的最大平均互信息\(I(X;Y)\)，也即\(C_{\rmergodic}=\max_{p_X(x)}I(X;Y)\)；如果信道衰落变化很快，在一个编码块内，所有的信息会经历所有可能的衰落，那么此时通常用各态历经容量来定义capacity，为每种可能衰落下，信道容量的统计平均值•中断容量：系统在某个可接受的中断概率下的最大传输速率（注意信噪比越小，中断概率越大，于是可接受的最大中断概率对应着一个最小的信噪比），有\(P_{\rm outage}=P(\gamma<\gamma_{\min})\)；如果信道衰落变化较慢，在一个编码块内，信息经历相同的衰落，而不同编码块内信息经历不同的衰落，此时通常用中断容量来讨论capacity2 影响信道容量的因素•信道种类：AWGN信道、平坦衰落信道、频率选择性衰落信道、时间选择性衰落信道等•信道信息对于收发端是否已知：收发端已知信道衰落分布信息CDI、接收端已知信道实时的状态信息CSIR、收发端都已知信道实时的状态信息CSIRT3 SISO信道容量AWGN信道：最简单的加性高斯白噪声AWGN信道的（香农）信道容量，即是经典的香农公式：\(C=B\log(1+\frac{S}{N})\)，其推导见通信基础知识 | 信息熵与香农公式，注意两个条件：高斯分布的信源熵最大、信号与噪声不相关平坦衰落信道：对于平坦衰落信道模型\(y=hx+n\)来说，信道的抽头系数可以写为\(\sqrt{g[i]}\)，其中\(g[i]\)为每时刻的功率增益系数，信噪比此时考虑信道的衰落作用，为\(\gamma=\frac{S|h|^2}{N}\)•CDI：求解困难•CSIR：经过衰落的信道\(h\)的作用，相比AWGN信道，平坦衰落信道的信噪比会随之随机下降o各态历经容量：\(C_{\rmergodic}=B\int_0^{\infty}\log(1+\gamma)p(\gamma)d\gamma\)，由于平坦衰落信道中的信噪比\(\gamma\)相比AWGN信道都是下降的，不难判断有\(C_{\rm fading}<C_{\rm AWGN}\)o中断容量：\(C_{\rmoutage}=B\log(1+\gamma_{\min})\)，平均正确接受的信息速率为\(C_{\rm right}=(1-P_{\rmoutage})B\log(1+\gamma_{\min})\)•CSIRT：根据香农公式，信道容量与接收信号功率、噪声功率、信号带宽相关。
通信原理问答题
二、问答题：1、信道容量是如何定义的？连续信道的信道容量可由香农公式C=Blog2(1+S/N) 来计算，公式中各参数的含义是什么？并指出提高C 的有效方法。
答：信道传输信息的最大信息速率称为信道容量。
公式中C为连续信道的信道容量，B为信道带宽，S为信道输出的信号功率，N为信道输出加性带限高斯白噪声功率。
要提高信道容量，可以提高信噪比S/N，或者增加信道带宽，但不能无限制地增加，因为信道带宽无限大时，噪声功率也无穷大。
2、什么是幅度调制？常见的幅度调制有哪些？什么是角度调制？常见的角度调制有哪些？答：幅度调制是正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程，常见的幅度调制有调幅(AM)、双边带(DSB)、单边带(SSB)、残留边带(VSB)等调制。
角度调制是正弦载波的幅度保持不变，而正弦载波的频率或相位随调制信号变化的过程，常见的角度调制有频率调制(FM)和相位调制(PM)3、数字通信的主要优点和缺点是什么？答：优点：抗干扰能力强；传输差错可以控制，提高了传输质量；便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理；易于做高保密性的加密处理；易于集成化，从而使通信设备微型化。
缺点：比模拟通信占据更宽的系统频带，系统设备复杂对同步要求高。
4、什么是宽平稳随机过程？平稳随机过程通过线性系统时，输出随机过程和输入随机过程的数学期望及功率谱密度之间的关系如何？答：所谓宽平稳随机过程，是指它的数学期望与时间无关，而其相关函数仅与时间间隔有关。
若线性系统的输入ξi(t)是平稳随机过程，则输出ξo(t)也是平稳随机过程，且E[ξo(t)]=E[ξi(t)]·H(0)，Pξo(ω)=|H(ω)|2Pξi(ω)，其中H(ω)为线性系统的传输函数。
5、已知消息代码为100000000011001000001，将其编成HDB3码，并简述HDB3码的特点。
答：HDB 3码为+1000+V-B00-V0+1-100+1000+V0-1HDB 3码的特点是无直流成分，只有很小的低频成分，且使连0串减少到至多3个，有利于定时信号的恢复。
通信原理期末考试复习题及答案
二、判断题
1．通信的根本目的在于传输消息中所包含的信息。（√）
2．高斯随机过程若是广义平稳的，则也是严平稳。（√）
3．恒参信道的振幅和相位失真不能通过线性网络加以补偿。（×）
4．VSB具有与SSB相近的抗噪声性能和频带利用率。（√）
图4
24．图5所示系统能够能实现无码间串扰的最高信息传输速率为：（）
图5
A．1 MbpsB．2 MbpsC．3 MbpsD．4 Mbps
25．在（）系统中，解调时不需要人为地设置判决门限。
A．2ASKB．2FSKC．2PSKD．2DPSK
26.无码间串扰的基带系统传输双极性信号时，误码率与信噪功率比ρ的关系为（）
32.设r为接收机输入端信噪比，则2FSK调制系统非相干解调的误码率计算公式为：（）
A. B. C. D.
33.高斯白噪声功率谱密函数在整个频率范围内为：（）
A.常数B.和频率成正比C.和频率成反比D.随频率的变化而变化
34.在模拟调制当中，属于非线性调制的是：（）
A. DSBB. AMC. FMD. SSB
16.为了传送码元速率RB= 103Bd的数字基带信号，试问系统采用图3所示的哪一种传输特性较好？（）
图3
17.若输入信噪比相同，则下列数字调制中，（）的相干解调误码率最大。
A. 2ASKB. 2FSKC. 2PSKD. 2DPSK
18．下面哪种波形一定有直流分量？（）
A．单极性码B．双极性非归零码C．双极性归零码D．双极性码
A．400 HzB．800 HzC．1600 HzD．3200 Hz
9．模拟信号的数字化过程的三个步骤依次是（）。
第三章 信道与信道容量 习题解答
第三章 信道与信道容量 习题解答
1.设信源
通过一干扰信道，接收符号为
信道传递矩阵为
（1） 信源 中符号 和 分别含有的自信息量。
（4）说明如果信噪比降低，则为保持信道容量不变，必须加大信道带宽。反之加大信道带宽，则可降低对信 噪比的要求。如果信道带宽降低，则为保持信道容量不变，必须加大信号功率信噪比。反之加大信号功率信 噪比，则可降低对信道带宽的要求。
12.在一个理想通信系统中，已知信道中功率信噪比为 10分贝，为了使功率节省一半又不损失信息量，有 几种办法？请计算并讨论各自的优缺点。
，
将各数据代入： 解得：
如果
则
将各数据代入： 解得：
14.在理想系统中，若信道带宽与消息带宽的比为 10，当接收机输入端功率信噪比分别为 0.1和 10时，试
比较输出端功率信噪比的改善程度，并说明
与
之间是否存在阀值效应。
解：已知
根据公式：
前者改善不明显，后者改善明显，故存在阀值效应。 15.设加性高斯白噪声信道中，信道带宽 3kHz，又设
解：设将电阻按阻值分类看成概率空间 X：
，
按功耗分类看成概率空间 Y：
已知：
，
通过计算
， ，
，
得
通过测量阻值获得的关于瓦数的平均信息量：
6.有一以“点”和“划”构成的老式电报系统，“点”的长度为 30毫秒，“划”的长度为 150毫秒，“点”和“划”出现的
4
概率分别为 0.8和 0.2，试求信息速率为多少？“点”、“划”出现的概率相等时，信息速率为多少？是否“点”、“划” 出现的概率相等时信息速率一定最高？是否和理论相矛盾？为什么？ 解：
通信原理第二章题库总合
一、填空题。
1.按照能量区分，确知信号可分为能量信号和功率信号。
2.能量信号的特点能量等于有限值，但平均功率为零。
3.功率信号的特点平均功率为有限值，能量为无穷大。
4.自相关函数R(τ)和时间t无关，只和时间差τ有关。
5.自相关函数和功率谱密度是一对傅里叶变换对。
6.连续随机变量X，其数学期望为E[g(x)]=∫g(x)f(x)dx。
7.码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。
8.信道容量是指信道传输信息的速率的最大值9.香农公式可表示为C=Blog2(1+S/N)。
10.在实际使用的物理信道中，传输函数如果对信号的影响是固定的，这类信道称为恒参信道。
11.狭义信道是指连接发信设备和收信设备的各种物理媒体。
12.所谓窄带高斯白噪声是指其频率带宽△f远远小于其中心频率fc的平稳高斯噪声。
13.正弦波加窄带高斯噪声的合成波包络服从瑞利分布。
14.广义平均随机过程的数学期望、方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关。
15.当无信号时，加性噪声是否存在？存在，乘性噪声是否还存在？不存在16.广义平稳随机过程的两个特点分别是数学期望、方差与时间无关和自相关函数只与时间间隔有关。
17.加性高斯白噪声的含义是噪声与信号是相加的关系、功率谱密度在整个频率轴上为常数和具有正态分布的概率密度函数。
18.调制信道分为恒参信道和随参信道。
19.随参信道的传输媒质具有3个特点对信号的衰减随时间变化、传输的时延随时间变M化和多径传播。
20.调制信道根据信道传输函数的时变特性不同，可分为随参信道和恒参信道两类。
21.随参信道的传输媒质的三个特点分别为对信号的哀耗随时间变化、对信号的时延随时间变化、多径传播。
22.信道容量是指该信道能够传送的最大信息量。
23.广义平稳随机过程的数学期望，方差与时间t 无关，自相关函数只与时间差有关。
24.信号在随参信道中传输时，产生衰落的主要原因是多径传播。
25.调制信道范围从发送端调制器输出端至接收端解调器输入端。