通信原理题目加答案.doc

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(V)，可求出载波频率为Hz ，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，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。20眼图为直观评价接收信号的质量提供了一种有效的实验方法，它可以定性反映码间串扰和信道噪声的影响程度。21PSK是用码元载波的相位来传输信息，DPSK是用前后码元载波的前后码元相位差来传输信息，它可克服PSK的相位模糊缺点。22在数字通信系统中的四种同步分别为载波同步、位同步、群同步和网同步。23载波同步实现方法一般可分为插入导频、自同步。1已知语音信号的频率范围为3015000HZ，若以数字化方式传输则取样频率至少为（ B ）A15KHZ B30KHZ C45KHZ D无法确定2采用13折线A率对信号进行非均匀量化编码，通常编码输出是用( C )位二进制数表示。A6 B7 C8 D93PCM均匀量化信噪比随着(B)增大而增大。A量化台阶 B量化级数C噪声功率 D采样频率44ASK调制，其码字传输速率为128k波特，各符号等概发送，则其信息比特速率为（A）A256k b/s B512k b/s C1024k b/s D2048k b/s5二进制数字键控信号中，若考虑对信道特性变化的敏感性（B）A2ASK最好 B2FSK最好 C2PSK最好 D2DPSK最好68PSK调制，其码字传输速率为128k波特，各符号等概发送，则其信息比特速率为（C）A128k b/s B256k b/s C384k b/s D512k b/s1信息与消息在概念上是一致的，即信息就是消息，消息就是信息。（）2在数字通信中，若无信道噪声，则误码率为0。（）3码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。（ ）4对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若，则信道容量。（）5对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若，则信道容量。（）6幅频失真对视频的影响比较大，相频失真对语音的影响比较大。（）7在数字通信系统中，常用传码率和传信率来衡量系统的有效性。（）841码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。（）9不管m(t)是什么信号，在m(t)cosct的频谱中都没有离散谱fc。（）10在数字通信中，若无码间串扰，则误码率为0。（）11单极性数字信号的连0码时间越长，要求位同步器的同步保持时间也越长。（）12数字基带系统的频带利用率不可能大于2bit/(s.Hz)。（）13、幅频失真和相频失真属于线性失真，可以通过网络补偿电路来消除。（）1、（1）试画出数字通信系统的一般模型； （2）各组成部分的主要功能是什么？（3）与模拟通信相比，数字通信具有什么特点？解：（1）（2）信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性（通过数据压缩技术）；完成模/数转换 （实现模拟信号的数字化传输）信道编码与译码目的：增强抗干扰能力； 加密与解密目的：保证所传信息的安全（通过人为地扰乱传输的数字序列）数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致 （3）优点：抗干扰能力强，可靠性高；体积小，功耗低，易于集成；便于进行各种数字信号处理；有利于实现综合业务传输；缺点：占用频带宽，系统和设备比较复杂；2设某信息源的输出由A,B,C,D,E五个符号组成，出现的概率分别为1/3, 1/4, 1/4, 1/12, 1/12。若信息源每秒发出1000个符号，试求（1）该信息源符号的平均信息量；（2）该信息源的平均信息速率。（提示：log23=1.5850）（1）直接代入信源熵公式： （2）平均信息速率为： 3黑白电视机图像每幅含有个像素，每个像素有16个等概率出现的亮度等级。要求每秒种传输30帧图像，若信道输出=30dB，计算传输该黑白电视图像所要求信道的最小带宽。解：（1） 每个像元的平均信息量， （2） 一帧图片的平均信息量 bit（3） 每秒内传送的信息量 每秒有30帧 每秒内传送的信息量为： bit由上可知：信息速率 bps（4） 由于信道容量，故信道带宽： Hz其中： 要求信道的最小带宽为： Hz 4设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度，在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号m（t）的频带限制在5KHZ，而载波为100 KHZ，已调信号的功率为10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试求：（1）该理想带通滤波器中心频率多大？（5分）（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？（5分）（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？（5分）解：（1）单边带信号的载频为100kHz，带宽B5kHz，为使信号顺利通过，理想带通滤波器的中心频率为 (2)解调器输入端的噪声与已调信号的带宽相同， 已知Si=10kW，所以 （3）由于单边带调制系统的制度增益为G1，因此解调器输出端的信噪比5已知某单频调频波的振幅是10V，瞬时频率为（1）试求此调频波的表达式；（10分）（2）试求此调频波的调频指数和频带宽度。（10分）解：（1）该调频波的瞬时频率为因此调频波的时域表达式(2)根据频偏的定义调频指数 调频波的带宽 6、已知调制信号是8MHz的单频余弦信号，且设信道噪声单边功率谱密度,信道功耗a为60dB，对于调频指数为5的FM系统，若要求输出信噪比为40dB，试求：（1）FM信号的带宽和制度增益；（10分）（2）FM系统的发射功率。（10分）、解：（1）FM系统的带宽和制度增益分别为（2）FM信号的发射功率7某调角波为 S(t)=5cos(2106t+20sin2500t) (V) 试问：（1）该调角波信号带宽为多少赫兹？（10分）（2）最大频偏为多少？最大相偏？（10分）、解：该调角波的瞬时角频率为 最大频偏为 调频指数 最大相移 FM波和PM波带宽形式相同即调频波的带宽 调相波的带宽 8在PCM系统中，输入模拟话音信号m(t)的带宽为4000HZ，采用13折线A律编码。已知编码器的输入信号范围为V ，最小量化间隔为1个单位。已知抽样脉冲值为+3.984375V时，（1）试求此时编码器输出码组和量化误差；（10分）（2）写出该码组（不含极性码）的11位线性码；（9分）（3）试求译码器输出电平及译码器输出信号的量化误差。（10分）解：（1）因为抽样值为3.984375V化为量化单位，即Is=3.984375/5*2048=1632，因为抽样值为正，C1为1且；位于第8段的序号为9的量化区间，Al律PCM码为11111001，编码后的量化电平为1024+9*64=1600;编码器的量化误差为1632-1600=32个单位。（2）对应的11位线性码为11001000000。（3）译码器输出电平为1600+64/2=1632，译码器输出误差信号为0个单位；9采用13折线A律编码，最小量化间隔为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；（10分）（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码；（9分）（3）试求译码器输出电平值及其量化误差。（10分）解：（1）已知抽样脉冲值I0+95，设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。因为I00，故C11又因为I064，且I0128，故位于第4段，段落码C2C3C4011 第4段内的量化间隔为4，由I064743知，I0位于第4段第7量化级，C5C6C7C80111 因此，输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C810110111 量化误差：95-（64+74）=3 （2）对应于该7位码的均匀量化11位码为：C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C1100001011110（3）译码输出 (64+7442)94， 量化误差为： 95(94)1（单位）10已知信息代码为 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI码、HDB3码（第一个非零码编为+1）。并分别画出它们的波形图。消息码 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI码： +1 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 HDB3码： +1 -1 +1 0 0 0 +V 0 -1 +1 -B 0 0 -V +1 -1 信息码：AMI码：HDB3码：(0码参考)11、一系统的基带传输特性如图1所示，试求（1）最大无码间串扰传输速率RB ；(8分)（2）系统的频带利用率 (8分)图1解：（1）最大无码间串扰传输速率RB21250=2500 B(或称波特) （2）12、设基带传输系统的发送滤波器、信道、及接收滤波器组成总特性为H(w)，若以4/Ts波特的速率传输数据，分析下图各种H(w)能否满足抽样点上无码间串扰的条件？ （24分）图2解：由H（w）求出系统误码间串扰最高传码率，然后与实际传输速率进行比较，若满足则以实际速率进行数据传输时，满族抽样点上误码间串扰的条件。（1），故不能；（2），不是4/Ts的整数倍，所以仍然不能消除码间干扰。（3）故该H(w)满足消除抽样点上无码间干扰的条件。（4），故不能；13、设二进制信息为0101，采用2ASK系统传输。（1）画出一种2ASK信号调制器原理框图；（6分）（2）若采用非相干解调，试画出此解调器原理框图；（6分）（3）当输入信噪比比较小时会出现什么现象？产生此现象的原因？（6分）解：（1）（2）相干解调器（3）输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。 出现非线性的原因是因为解调器的非线性。14若某2FSK系统的码元传输速率为2106B，数字信息为“1”时的频率f1为10MHz，数字信息为“0”时的频率f2为10.4MHz。输入接收端解调器的信号峰值振幅a=40V。信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为n0=610-18W/Hz。试求：（1）画出2FSK相干解调系统的原理框图；）（2）2FSK信号的第一零点带宽；（3）非相干接收时，系统的误码率。解（1）(2) B=f2fs10.4-10+224.4MHz(3) 解调器输入端的噪声功率：Nin0B610-184.0106=2.410-11W 15若某2PSK系统的码元传输速率为4.0106B，载波频率fc为10MHz。输入接收端解调器的信号峰值振幅a=40V。信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为n0=610-18W/Hz。试求：（1）画出2PSK相干解调系统的原理框图；（8分）（2）相