通信自测答案概要.doc

通信原理自测题答案一、单项选择题1. B 2. A 3. A 4. D 5. A 6. C 7. B 8. D 9. A 10. A11. B 12. C 13. A 14. D 15. C 16. D 17. B 18. B 19. B 20. B21. B 22. D 23. A 24. B 25. C 26. C 27. B 28. B 29. D 30. C31. D 32. D 33. B 34. A 35. D 36. C 37. B 38. B 39. C 40. A41. C 42. B 43. C 44. C 45. A 46. A 47. C 48. C 49. C 50. C51. B 52. D 53. D 54. A 55. C 56. A 57. B 58. D 59. D 60. D61. D 62. A 63. C 64. C 65. A 66. D 67. D 68. B 69. D 70. A71. C 72. D 73. A 74. D 75. A 76. A 77. D 78. A 79. A 80. D二、填空题1、非电/电，调制/解调 2、，3、独立等概 4、模拟通信系统，数字通信系统5、有效性，可靠性 6、传输速率，差错率7、调制，解调 8、模拟，数字9、基带信号，频带信号 10、均匀无限宽，杂乱无章，正态分布11、热噪声，散弹噪声，宇宙噪声 12、存在，不存在13、乘性，加性 14、恒参15、幅频，相频，均衡 16、极化，角度17、最佳选择，最大功率合并，最大信噪比合并18、传输损耗随时间变化，传输延时随时间变化，衰落19、信噪比 20、线性关系21、调幅，调频，调相 22、线性调制，非线性调制23、DSB，VSB，SSB 24、包络检波，同步解调25、SSB，FM，AM 26、大，宽27、该调制方式的抗干扰， 28、门限效应29、频分复用，时分复用 30、具有一定的检错能力，设备简单31、4 32、长串连零，取代节，四连零33、连续谱 34、归零35、连续谱，离散谱 36、交变波，恒定波37、0、1，不含有，1/2时钟频率 38、2.048MHz，1.536MHz39、2bit/s.Hz，1bit/s.Hz 40、滚降，无码间干扰41、理想低通，滚降，部分相应 42、2B/s.Hz43、特例，开关 44、频谱利用率，抗干扰能力45、ASK，FSK，PSK 46、单峰，双峰47、两彼此正交的调幅信号，调幅 48、固定相位，相位跳变49、一样，强 50、同步解调，差分解调（延时解调）51、相位模糊，差分编码 52、模数转换，数模转换53、抽样，量化，编码 54、脉冲编码调制（PCM），增量调制（M）55、时间上的离散，幅度上的离散 56、连续，时间57、模拟，数字 58、连续，离散59、小信号，大信号 60、24，-1261、01111111，-2016 62、帧同步码，标志信号63、32，TS0 64、最大相关，最大信噪比、65、0，消失 66、输出信噪比最大67、， 68、匹配滤波器 69、一样70、， 71、插入导频法，直接法72、， 73、连贯式插入法，间隔式插入法74、连贯式插入法 75、位同步，帧同步（群同步）76、插入导频法，直接法 77、载波同步，位同步，帧同步（群同步）78、码速调整法，水库法三、是非判断题1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 40、四、简答题1、有效性用于反映通信系统的传输的容量大小。可靠性用于反映通信系统的传输的质量好坏。通信系统有效性和可靠性是相互矛盾的，即提高有效性则可靠性下降。2、抗干扰能力强；差错可以控制，从而改善传输可靠性；便于进行各种数字信号处理；保密性强；有利于实现综合业务通信网。3、误码率是码元在传输中被传错的概率；误信率是指错误接收的信息量占传输的总信息量的比例。在二进制时，误码率和误信率在数值上相等；在N进制时，误信率要小于误码率。4、有效性用于反映通信系统的传输的容量大小；可靠性用于反映通信系统的传输的质量好坏。模拟通信对应有效性的指标为传输带宽，对应有效性的指标为信噪比；数字通信对应有效性的指标为传输速率，对应有效性的指标为差错率；5、码元速率-每秒钟传输的码元数目，单位波特；信息速率-每秒钟传输的信息量，单位比特/秒（bit/s）在二进制时，码元速率等于信息速率，只是单位不同；在多进制时，M为进制数。6、信源编码、解码-考虑传输效率；加密、解密-根据方法不同可能会带来有效性下降；信道编码、解码-考虑适应信道，提高可靠性为主要目的，有效性将下降；调制、解调-考虑适应信道，可靠性和有效性相矛盾，占用频带小的调制其可靠性将降低；信道-传输特性的不理想和噪声的干扰是影响可靠性的主要因素。7、相互间的关系表达式为：表达式解释：输出中为乘性干扰，主要由信道的传输特性决定；为加性干扰主要指外界叠加的干扰。8、恒参信道信号传输的影响是引起幅频特性和相频特性的畸变，从而最终导致产生码间干扰。克服方法主要是采用均衡技术。随参信道对信号传输的影响是引起衰落，克服方法主要是分集接收。9、香农公式中“三要素”为：信道带宽、噪声功率谱密度和信号平均功率。“三要素”的关系：理论上当时信道容量；即使传输带宽无穷大，此时的信道容量也是有限的，因为此时的噪声功率也趋于无穷大。10、香农公式表示在信道容量一定的情况下，信道带宽越宽（有效性下降），则要求信道提供的信噪比可以越小（可靠性提高），即可以提高抗干扰能力。对于调幅方式，其占用的频带要比调频方式占用的频带小，而抗干扰能力则要比调频方式的差，这正好符合香农公式所反映的两者间关系11、插入导频法：插入导频法需要在发送端加导频插入电路，在接收段需加导频提取电路。直接法：是从接收到的已调信号中提取载波，由于DSB信号其功率谱中不含有载波分量，必须加一非线性电路，然后再提取。相比较而言，直接法无需在发送端增加任何电路，因此直接法较插入导频法容易实现且对信号传输的影响要小。12、图a为抑制载波的双边带调幅（DSB）； 图b为双边带调幅（AM）。 图a的解调只能采用同步解调； 图b的解调可以采用包络检波和同步解调。13、AM已调信号波形的包络即为调制信号，采用包络检波的方式获得AM的包络线即恢复出原始信号；DSB已调信号波形的包络与调制信号的波形不一样，因此采用包络检波的方式所获得的DSB包络线不是已调信号波形，无法恢复出原始信号。14、传输码应具备的特性为：易于时钟提取；无直流、高频和低频分量要少；尽可能提高传输码的传输效率；具有一定的检错能力；设备简单。15、NRZ码含有直流且低频丰富，不易时钟提取，无检测差错能力，不适合作为传输码；RZ码含有直流且低频丰富，可以时钟提取，无检测差错能力，也不适合作为传输码；AMI码无直流、低频少，虽无时钟但易提取，有检测差错能力，可以作为传输码；HDB3码无直流、低频少，虽无时钟但易提取，有检测差错能力，弥补了AMI码受长串连0的影响但电路略比AMI码复杂，可以作为传输码；16、AMI码和HDB3码的共同点：不含直流分量、高低频分量较少；易于提取位定时的信息；具有一定的检错能力。适合于用作传输码。AMI码和HDB3码的不同点：AMI码受信源的统计特性影响较大，尤其是出现长串连0时严重影响时钟的提取；HDB3码解决了AMI码中长串连0的问题，最大连0数不超过3个。17、含义是：把从波形形成输入到接收滤波器输出的传递函数H()的幅频特性在轴上以2/TS为间隔切开，然后分段沿轴平移到(-/TS，/TS)区内将它们叠加起来，其结果应当为一固定值TS，即叠加后的结果为理想低通特性就可以做到在抽样点上无码间干扰。18、数字基带传输系统中由于传输特性的不理想，即频率特性失真，将引起脉冲信号的拖尾等现象，从而对后面的脉冲产生干扰，即码间干扰。部分响应波形是将当前的脉冲响应波形与该脉冲、延时一各码元周期后的响应波形进行叠加的结果，显然在后一位码的位置存在有一个幅度与当前码幅度相等的人为码间干扰，由于该码间干扰是已知的，因此可以消除，也即对于部分响应来讲可以实现无码间干扰传输。19、特点：人为加入码间干扰，在收端可以消除，带来频谱利用率等于理想低通2B/s.Hz，相应波形的收敛加快从而减小定时抖动和漂移带来的影响。关编码为：0+2+20-20+200+2+2+2020、用示波器观察到的眼图可以反映数字脉冲经过传输后的变化和受影响情况以及接收系统对信号识别的相互间关系，如判决点偏离情况、抽样点偏离情况、过零点畸变情况、噪声和码间干扰情况等；方法为：示波器采用外触发，即外触发信号用接收时钟，在判决再生器之前测量。21、眼图应在d点进行观察。说明噪声较大、或码间干扰较大或噪声和间干扰的共同影响较大。22、这是由于数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况，因此从调制的原理上看是完全一致的，数字调制不采用模拟调制器来实现的原因是数字调制可以利用数字信号的开关特性来实现调制，这样可以使实现方便、电路简单。23、采用非相干解调方式的数字通信系统可以不需要载波同步，但必须有位同步。位同步的性能好坏将直接影响到抽样判决的结果，最终影响系统的误码率的大小。24、数字调相系统多采用直接法载波同步方式，因此存在载波相位模糊现象。对于绝对调相的基带码元与载波相位间关系是固定的，因此载波相位模糊使得解调出的基带信号出现不确定，从而无法实现正常传输；而相对调相是利用载波相位的变化来表示基带码元，因此载波相位模糊不会影响载波相位的变化，故对相对调相解调出的基带信号不会产生影响。25、数字相位调制的数学表示为 显然、由调制信号确定，由此可见原来载波相位受调制信号控制的调相变成了幅度受调制信号控制的正交调幅。即数字调相可以用正交调幅来实现。26、数字调制与模拟调制就调制原理而言完全一样，因为数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况；然而由于数字信号具有开关特性，因此数字信号的调制可以利用其开关特性来实现，即键控方式，这样可以使调制实现起来简单。多进制调制相比二进制调制在信息速率相同的情况下，可以获得较高的频谱利用率，进制数越高，频谱利用率也就越高；但抗干扰能力则较二进制有所下降，且进制数越高，抗干扰能力越差。27、2PSK的表示可写成正交调幅，由此其占用频带与调幅一样为，而2FSK的占用频谱为，因此2FSK占用频带要大于2ASK和2PSK；2ASK、2FSK和2PSK的抗干扰能力（均为相干解调）为：2ASK 2FSK 2PSK 显然2PSK的抗干扰性能优于2FSK，2FSK的抗干扰性能优于2ASK。28、当时频谱前后相连，采用截止频率为的理想低通滤波器可以还原出信号；当时频谱间有一些空隙，同样可以采用截止频率为的理想低通滤波器还原出信号；在时频谱产生重叠现象，此时还原不出原始信号。显然前两种可以不失真地还原出原始信号，考虑到理想低通无法实现因此实际可行的为29、平顶抽样各点波形为： 平顶抽样带来的失真的弥补方法：在接收端的低通滤波器前加一个特性为的补偿网络。30、冲击抽样、自然抽样和平顶抽样后的频谱如图：冲击抽样频谱自然抽样频谱平顶抽样频谱有以上三种抽样后的频谱不难看出：三种抽样后的频谱排列规律是一样的，但幅度有所不同，其中冲击抽样、自然抽样后的频谱没有产生频谱失真，可以还原出原始信号；而平顶抽样后频谱产生了失真因此还原出的信号存在失真干扰，通常要采取均衡措施。31、带通型信号是指信号的带宽的信号，该信号若采用低通型抽样定理进行抽样可以符合抽样要求，但将带来频谱利用不合理，抽样速率较高的现象，因此应采用带通型抽样定理进行抽样可以降低抽样速率。32、由于电话信号小信号的概率大，采用均匀量化时小信号的量化误差较大（量化信噪比不够）。各段的改善量分别为：24dB、24dB、18dB、12dB、6dB、0dB、-6dB、-12dB。 或 (16)、(16)、(8)、 (4)、 (2)、(1)、(1/2)、(1/4)33、框图各部分的作用：抽样-将连续的模拟信号进行时间上的离散；量化-将时间离散幅度连续的模拟信号进行幅度取值上的离散；编码-将时间离散和幅度离散的多进制数字信号编成二进制码；信道-用于信号传输媒介和设备；干扰-传输信号的信道和设备所带来的噪声；译码-编码的反变换过程；低通-将译码输出的样值信号平滑还原成原始模拟信号。34、抽样-实现时间上的离散，由于电话信号的带宽为4kHz因此抽样频率取8kHz；量化-实现幅度上的离散，采用非均匀量化以提高小信号时的量化信噪比；编码-将非均匀量化后的信号编为8位二进制码。信道-适合于数字信号传输的媒介和设备；译码-编码的反变换过程，应补上半个量化级，使量化误差最小；低通-恢复模拟信号，截止频率为4kHz，并应具有的补偿。35、这是由于四个基群的码元速率存在偏差，因此在复接前必须进行码速调整，同时还需要加入同步码，因此要将2048kb/s调整到2112kb/s然后才能进行复接。采用正码速调整36、最佳基带传输系统的含义是消除码间干扰且抗噪声性能最理想的系统；在理想信道符合恒参信道且传输特性不会带来频率失真，因此不用考虑码间干扰，此时基带传输系统的结构为接收滤波器的特性与信号特性共轭匹配。37、连贯式插入法是在每帧的开头集中插入帧同步码组的方法，接收端只要检测出帧同步码的位置，就可识别出帧的开头，从而确定各路码组的位置获得收发间的帧同步。38、由于相调制方式，如DSB、SSB、PSK、QAM等，其已调信号的功率谱中不含有载波频率的成分。因此无法用窄带滤波器或锁相环直接从信号中提取出载波频率。这时首先需要将接收到的已调信号通过一个非线性的电路来产生载波频率（通常是载波频率二次谐波），然后再用窄带滤波器或锁相环来滤出载波频率。39、采用非相干解调方式的数字通信系统可以不需要载波同步但必须要有位同步。位同步用来进行抽样和信号整形，因此同步性能的好坏将对系统的误码率产生影响40、插入导频法需要在发送端加导频插入电路，在接收段需加导频提取电路。直接法是从接收到的基带信号中提取位时钟，必须加一非线性电路来处理，然后再提取。直接法无需在发送端增加任何电路，因此直接法较插入导频法容易实现且对信号传输的影响要小。五、作图题6、调制信道和编码信道如图：调制信道数学模型图： 二进制编码信道数学模型图： 7、（1）三种传输通道的幅频特性示意图： 图a 图b 图c（2）失真讨论：由以上特性对比不失真条件，图a满足不失真条件因此，不会引起传输失真；而图b和图c不满足不失真条件，因此将会引起传输失真。（3）输入矩形脉冲时的输出波形： 图a 图b 图c 11、各点的波形：12、眼图的模型结构图：个部分所代表的含义为：最佳抽样时刻应是眼睛张开最大的时刻；对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越大，对定时误差就越灵敏；图的阴影区的垂直高度表示信号畸变范围；图中央的横轴位置应对应判决门限电平；在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限(或称噪声边际)，即若噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。13、（1）2FSK信号的波形：（2）2FSK信号的带宽为：频谱利用率为： 15、（1）最佳接收机结构图如图：（2）各点工作波形：设（3）系统的误码率为：根据公式,为的互相关系数，在2FSK情况下，所以，将代入，得17、（1）2DPSK波形：（2）非线性变换+滤波法载波同步的组成框图：（3）组成框图中各点的波形为：24、（1）位同步的实现方法有：插入导频法，直接法；（2）非线性变换+滤波法提取位同步的组成框图；（3）设数字序列为101100111，以上框图各点的波形图。六、计算题1、（1） ，即 （kbit/s）（2） M=32 （bit/符号） （波特）2、（1）平均信息量：（2）符号速率为：每个符号用两个脉冲表示，即符号宽度为1ms，因此，信息速率：（3）等概率时平均信息量为：等概率时信息速率：3、每个符号的平均信息量为：该信息源的平均信息速率为：8、每个像素的平均信息量为：一幅图片的平均信息量为：25幅画面的平均信息量为：每秒传送25幅画面的平均信息速率因为信道容量CR 选取C=R，所以信道带宽为：9、（1）为取下边带的单边带（SSB）已调制信号；)（2）频谱图 10、（1）该理想带通滤波器的中心频率为：带通滤波器的频率范围为95kHz105kHz，因此中心频率为100kHz；（2）解调器输入端的信噪功率比：输入噪声功率为 输入信号功率为 信噪功率比为 （3）解调器输出端的信噪功率比：输出噪声功率为 输出信号功率为 信噪功率比为 （4）调制制度增益G为：11、（1）传输特性H()： 宽带频率调制系统的带宽为：因此传输特性为： （2）输入信噪功率比 因为，所以输入信噪比， （3）输出信噪比为：12、当时无码间干扰的条件应写为对于图a，当时，所以不满足抽样点上无码间干扰的条件；对于图b，当时，所以不满足抽样点上无码间干扰的条件；对于图c，当时，所以满足抽样点上无码间干扰的条件；对于图d，当时，所以不满足抽样点上无码间干扰的条件；15、（1）三种传输特性的讨论：对于图a有将按分割图 将i=-1、0、1的分割图叠加图 叠加后的符合无码间干扰的条件；对于图b有将按分割图 将i=-1、0、1的