通信原理陳啟興版第1章課后習(xí)題答案

1、第1章引言引言1.1學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.1.1要點要點本章的要點有通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，通信系統(tǒng)的分類及通信方式，信息及其度量，通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。1.通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通信系統(tǒng)是指傳遞消息所需的一切技術(shù)設(shè)備（含信道）的總和。通信系統(tǒng)的作用就是將信息從信源發(fā)送到一個或多個目的地。（1）一般模型以圖11所示的功能框圖來表示。信源輸入變換器發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿輸出變換器噪聲源圖11通信系統(tǒng)的一般模型信息源信息源。信源

2、所產(chǎn)生的信息可以是聲音、圖像或文本。信息源一般包含變換器，將信源的輸出變換成電信號。例如，用作變換器的話筒，可以將語音信號變換成電信號，而攝像機則將圖像信號變換成電信號。這些設(shè)備輸出的信號一般稱為基帶信號。在接收端，使用類似的變換器就可以將接收到的電信號變換成適合用戶的形式，如聲音信號、圖像等。發(fā)送設(shè)備。發(fā)送設(shè)備將原始基帶電信號變換成適合物理信道或其他傳輸介質(zhì)傳輸?shù)男问?。例如在無線電和電視廣播中，通信部門規(guī)定了各發(fā)射臺的頻率范圍，因此，

3、發(fā)射機必須將待發(fā)送的信息信號轉(zhuǎn)換到適合的頻率范圍來發(fā)送，以便與分配給此發(fā)射機的頻率相匹配。這樣，由多個無線電臺發(fā)送的信號就不會彼此干擾。又如果信道是光纖組成的，那么發(fā)送設(shè)備就要將處理好的基帶信號轉(zhuǎn)換光波信號再發(fā)送。因此發(fā)送設(shè)備涵蓋的內(nèi)容很多，可能包含變換、放大、濾波、編碼調(diào)制等過程。對于多路傳輸系統(tǒng)，發(fā)送設(shè)備中還包括多路復(fù)用器。信道。信道。信道用于將來自發(fā)送設(shè)備的信號發(fā)送到接收端的物理介質(zhì)。信道可以分為兩大類：無線信道和有線信道。在無線

4、信道中，信道可以是大氣、自由空間和海水。有線信道有雙絞電話線、同軸電纜及光纖等。信道對不同種類的信號有不同的傳輸特性，但都會對在信道中傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生衰減，信道中的噪聲和由不理想接收機引入的噪聲會引起接收信號的失真接收設(shè)備接收設(shè)備。接收設(shè)備的功能是恢復(fù)接收信號中所包含的消息信號。使用和發(fā)送端原成表示所發(fā)送數(shù)據(jù)碼元（二進(jìn)制或M進(jìn)制）的估計數(shù)字。例如，采用二進(jìn)制調(diào)制時，解調(diào)器對所接收波形進(jìn)行處理，以判定發(fā)送的比特是1還是0，這種情況稱之為二元

5、判決或硬判決(harddecision)。當(dāng)需要保密時，可以有效地對基帶信號進(jìn)行人為擾亂，即加密，在接收端就需要進(jìn)行解密。評價解調(diào)器與譯碼器性能好壞的測度，是譯碼序列中出現(xiàn)錯誤的概率。更準(zhǔn)確的說，在譯碼器輸出端出現(xiàn)比特錯誤的平均概率是評價解調(diào)器譯碼器組合性能的依據(jù)。一般情況下，錯誤概率與碼特性、信道中進(jìn)行信息發(fā)送的波形類型、發(fā)射機功率、信道特性及解調(diào)和譯碼方法等有關(guān)。2.通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的類別可從不同的角度來劃分，一

6、個通信系統(tǒng)可以分屬不同的種類。（1）模擬通信系統(tǒng)：指的是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。（2）數(shù)字通信系統(tǒng)：指的是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。（3）有線通信系統(tǒng)：用導(dǎo)線（如同軸電纜、雙絞線和光纖光纜）作為傳輸媒質(zhì)的通信系統(tǒng)。例如，市內(nèi)電話、有線電視、海底電纜通信。（4）無線通信系統(tǒng)：利用無線電波進(jìn)行通信的系統(tǒng)。例如，短波電離層傳播、微波視距傳播、衛(wèi)星中繼等。（5）基帶傳輸系統(tǒng)：以基帶信號（未經(jīng)調(diào)制的信號）作為傳輸信號的通信系統(tǒng)。

7、根據(jù)信號是模擬的，還是數(shù)字的，基帶傳輸又可分為模擬基帶傳輸和數(shù)字基帶傳輸。（6）帶通傳輸系統(tǒng)：以已調(diào)信號作為傳輸信號的通信系統(tǒng)。3.通信方式通信方式通信方式是指通信雙方之間的工作方式或信號傳輸方式。（1）單工通信，是指信息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，因此只占用一個信道。廣播、遙測、遙控、無線電尋呼等就是單工通信方式的例子。（2）半雙工通信，是指通信雙方都能收發(fā)信息，但不能同時進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。例如，使用同一載頻的普通對講機，問詢及檢索

8、等都是半雙工通信方式。（3）全雙工通信，是指通信雙方可同時進(jìn)行收發(fā)信息的工作方式。一般情況全雙工通信的信道必須是雙向的信道。電話是全雙工通信一個常見的例子，通話的雙方可同時進(jìn)行說和聽。計算機之間的高速數(shù)據(jù)通信也是這種方式。（4）并行傳輸是將代表信息的數(shù)字序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸。（5）串行傳輸是數(shù)字序列以串行方式一個接一個地在一條信道上傳輸。4.信息及其度量信息及其度量如果信源中某一消息發(fā)生的不確定性越大，一

9、旦它發(fā)生，并為收信者收到，獲得的信息量也就越大。根據(jù)概率論知識，事件的不確定性可以用事件出現(xiàn)的概率來描述，可能性越小，概率越?。环粗?，概率越大。因此，消息中包含的信息量與事件發(fā)生的概率密切相關(guān)。例如，“海洋受到了核爆炸的破壞”這條消息比“今天下雨”這條消息包含更多的信息量。即事件出現(xiàn)的概率越小，事件中包含的信息量越大?；谝陨系恼J(rèn)識，對信息量作如下定義：若一個消息xi出現(xiàn)的概率為P(xi)，則這一消息所含的信息量為??????iaaii