通信原理知识点部分自测题.doc

模拟信号幅值 ，时间 ，且直接与消息相对应；数字信号幅值 ，时间 ，且不直接与消息相对应。模拟通信系统是利用 来传递信息的通信系统。原始电信号通常称为 ，基带的含义是信号的频谱从 附近开始。基带信号是未经过 的信号，其频带从 或 附近开始。调制是指把 变换为适合在信道中传输的信号。调制的逆过程是 。已调信号又称为 或 或 。未经过调制的信号称为 ，也可以成为基带信号。信源编码的作用是 和 。信道编码的功能是 ，目的是提高通信系统的 。 是指人为地按一定规律加入多余的数字码以达到接收端可以发现和 的目的。其最主要的目的是提高数字通信的 。数字调制的功能是把 的频谱搬移到高频处，形成适合在 中传输的 。同步的功能是使收发两端的信号在 保持 ，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。与模拟通信系统相比，数字通信的优点和缺点分别是什么？通信系统按调制方式分类，分为 系统和 传输系统；按信号特征分类，分为 系统和 系统；按传输媒介分类，分为 通信系统和 通信系统。说出几种模拟通信系统： 、 、 、 、 、 。说出几种数字通信系统： 、 、 。通信的目的是传递消息中所包含的 。按照数据传输的流向和时间关系，通信方式可分为： 、 和 。信息量是对信息发生的 的度量。信息量的单位是 。一个二进制码元含 的信息量；一个M进制码元含有 比特的信息量。符号集为A、B、C、D，它们相互独立，相应概率为、，其中包含信息量最小的符号是 。信息源的熵，即每个符号的 ，其公式为 。 情况下，信息源的熵有最大值。符号集为A、B、C、D，相互独立，相应概率为1/2、1/5、1/8、7/40，其平均信息量为 。某二进制信源，0符号出现概率为1/4，该信源的平均信息量为 比特/符号。衡量一个通信系统的主要性能指标是 和 ；其中模拟通信系统是用 和 来衡量；数字通信系统是用 和 来衡量。有效性是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“ ”问题；可靠性是指接收信息的准确程度，也就是传输的“ ”问题。码元传输速率RB，又称为 或 ，其定义为单位时间（每秒）传送 的数目，单位为 ；信息传输速率Rb，又称为 或 ，定义为单位时间内传递的 或 ，单位为 。表示RB与Rb二者关系的公式为 。若某十六进制数字信号的传码率是500B，则传信率为 ；如果传信率不变，则二进制传码率为 。若某八进制码元的传码率为9600Baud，则其数据传信率为 。频带利用率是指真正衡量数据通信系统的有效性指标，其定义为单位 内的 。其公式为 ，单位为 。频带利用率是信息传输效率的指标。表示误码率的公式为 。表示误信率的公式为 。确知信号是指其取值在任何时间都是 的和 的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。确知信号按照周期性可分为 信号和 信号；按照能量可分为 信号和 信号。能量信号的功率趋于 ，功率信号的 趋于。确知信号在频域中的性质有四种，即 、 、 和 。确知信号在时域中的特性主要有 和互相关函数。自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的 。能量信号的自相关函数R(0)等于 ；功率信号的自相关函数R(0)等于信号的 。随机过程是一类随时间作 变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。广义平稳随机过程的定义为：（1） ；（2） 。严平稳随机过程必定是 ，反之不然。具有各态历经性的随机过程必定是 过程，反之不然。各态历经性定义为 。关于各态历经性的一个直接结论是 。什么是广义平稳随机过程？什么是随机过程的各态历经性？它们之间有什么联系？平稳随机过程的R(0)等于信号的 ，R()等于信号的 ，信号的交流功率为 。写出维纳-辛钦关系的表达式 。白噪声的自相关函数与功率谱密度是 关系。高斯过程的概率分布服从 分布，高斯过程经线性变换后的过程仍为 过程。如果一个线性系统的输入随机过程是高斯的，那么线性系统的输出服从 分布。若随机过程x(t)的谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频带范围Df内，即满足 的条件，且fc远离 ，则称该x(t)为窄带随机过程。一个均值为零、方差为的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布是 ，相位的一维分布是 ，并且就一维分布而言，包络和相位是 。白噪声是指噪声的功率谱密度在所有频率上均为 ，其双边功率谱密度的表达式为 。加性干扰是指噪声 在信号上，无论有无信号，噪声是 的。当无输入信号时，是否有乘性干扰？ 随参信道是指信道特性 变化的信道。恒参信道是指信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小。以下哪些信道属于恒参信道？哪些信道属于随参信道？（对称电缆、同轴电缆、光纤信道、卫星中继、微波中继、短波电离层反射信道、陆地移动信道、对流层散射信道、电缆信道中继、明线、超短波流星余迹散射、超短波超视距绕射）恒参信道的主要传输特性通常用 特性和 特性来描述。恒参信道的不理想会引起信号的高频失真，从而产生 ，造成 。也会引起信号的相位失真，从而引起 。在传输数字信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生 ，造成码间串扰。随参信道的特性有（1） 随时间变化；（2） 随时间变化；（3）多径传播现象。随参信道对信号传输的影响主要是 。多径传播现象是指信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的 （时延）和 都随时间而变衰落与 有关，称为频率选择性衰落。在两径传播时，若两径的时延差为，则当w= 时能够使传输最有利，当w= 时使传输最不利。将信道中存在的不需要的电信号统称为 。通信系统中的加性噪声是 在信号上的，没有传输信号时通信系统中也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。噪声对于信号的传输是有害的，它能使模拟信号 ，使数字信号发生 ，并限制着信息的 。信道加性干扰中的起伏噪声从统计特性来看属于高斯白噪声，会导致数字通信系统中出现 错码。按噪声（加性噪声）性质分类，可分为： 噪声， 噪声（单频噪声）和 噪声。信道容量指信道能够传输的 。连续信道容量（香农公式）为 ，单位是 。设噪声单边功率谱密度为n0，则N=n0B，故上式可以改写成 。当S时， ；当n00时， ；当带宽B时， 。连续信道的信道容量C和 、 及单边噪声功率谱密度n0三个因素有关。某高斯信道带宽为4kHz，输出信噪比为63倍，则信道容量为 。载波调制是指用 去控制载波的参数的过程。AM信号的频谱中有连续谱和 ，当 情况下，会出现过调幅现象。在AM模拟调制实验中，有用信号为余弦波，其幅值为10V，那么为了保证能够对AM采用包络检波，直流电平最小为 ，否则将会出现 现象。AM信号的总功率包括 和 两部分，只有 和调制信号有关， 不携带信息。当AM系统的调制信号为余弦信号时，“满调幅”的条件是 ，在100%调制时，调制效率为 。AM信号的解调方式有 和 。DSB和SSB信号的频谱中有 ，没有 。DSB信号的调制效率是 。DSB信号解调时，需要采用 。SSB信号解调时，需要采用 。对最高频率为fH的调制信号m(t)分别进行AM、DSB、SSB调制，相应已调信号的带宽分别为 、 、 。DSB系统的调制效率是 DSB信号的制度增益约是 ，SSB的制度增益是 。单音100%调制AM信号的制度增益约是 。输入信噪比公式为 ；输出信噪比公式为 ；调制制度增益，又称为 ，其公式为 。DSB调制系统的Si= ，So= ，Ni= ，No= ，输入信噪比= ，输出信噪比= ，GDSB= 。SSB调制系统的Si= ，So= ，Ni= ，No= ，输入信噪比= ，输出信噪比= ，GSSB= 。DSB、SSB、VSB抗噪声性能比较。DSB 和SSB调制系统的抗噪声性能是否相同？为什么？AM信号在包络解调时，在大信噪比情况下，AM信号包洛检波器的性能几乎与 相同；在 情况下，会出现门限效应。门限效应是指当 低于门限值时，这时解调器的 将急剧恶化，系统无法正常工作。什么是门限效应？它出现在哪些调制系统中？AM信号在采用包络检波时，在大信噪比情况下，100%调制时，AM的最大信噪比增益为 。模拟调制方式中的非线性调制方式有 和PM；线性调制方式有 、DSB、 和 。模拟调制方式中的幅度调制方式有AM、 、 和 ；角度调制方式有FM和 。数字基带信号是指未经 的数字信号，它所占据的频谱是从 或 开始的。在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过 而直接进行传输。基带信号波形：NRZ、BNRZ、RZ、BRZ、“1”传号差分波形。（占空比的概念）已知二进制信息码的一段为1011011100110001，设起始参考码元为0，用相邻码元的极性变化表示“1”码，而极性不变表示“0”，则相应的差分码为 。传输码的码型选择原则有哪些？AMI码的全称是 ，其编码规则是将消息码的“1”（传号）交替地变换为“ ”和“ ”，而“0”（空号）保持不变。AMI码的优点是没有 成分，且高、低频分量 ，编译码电路 ，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况。AMI码的缺点是当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成 的困难。HDB3码的全称是3阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过 个。已知HDB3码为-1000-1+1000+l-l+l-100-1+l，原信息代码为 。若某段HDB3码为0+1000+1-10+1-100-10+10-1，则其对应的二进制原信息代码为： 。二进制代码1011000000000000101的差分码是 ；HDB3码是 +1 。数字基带传输系统中发送滤波器的功能是 ；接收滤波器的功能是 ；抽样判决器的功能是 。码间串扰是指由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的 并使前面波形出现很长的拖尾，从而对 的判决造成的干扰。什么是码间串扰？写出消除码间串扰的条件。无码间串扰的时域条件是 。无码间串扰的频域条件是 ，即奈奎斯特第 准则。它为我们提供了检验一个给定的传输系统特性H(w)是否产生码间串扰的一种方法。奈奎斯特第一准则的物理意义简单概括为“ ”。奈奎斯特速率RBmax= ；奈奎斯特带宽fN= 。什么是奈奎斯特速率？什么是奈奎斯特带宽？理想低通系统的奈奎斯特速率为 ，奈奎斯特带宽为 ，最高的频带利用率为 。选用 传输形式，系统的频带利用率最高？A、理想低通B、余弦滚降C、直线滚将D、升余弦滚降系数为1的余弦滚降系统的奈奎斯特速率为 ，奈奎斯特带宽为 ，最高的频带利用率为 。要传100kB的基带信号，无码间干扰100%滚降信道的带宽为 ，这时频带利用率为 。眼图是指通过用 观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。具体做法是用一个示波器跨接在抽样判决器的输入端，然后调整示波器的 ，使其与 同步。眼图模型。 告诉我们：有控制地在某些码元的抽样时刻引入 ，而在其余码元的抽样时刻无码间串扰，那么就能使频带利用率提高到理论上达到 ，同时又可以降低对定时精度的要求。第I类部分响应波形的预编码公式为 ，相关编码公式为 ，模2判决公式为 。数字调制是把数字 信号变换为数字 信号（已调信号）的过程。数字调制技术的基本键控方式有 键控、 键控和相移键控。二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为 、 和 。振幅键控（2ASK）是利用载波的 变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。等概率情况下，2ASK的功率谱特点是既有 ，又有离散谱。频移键控是利用载波的 变化来传递数字信息。等概率情况下，2FSK的功率谱特点是既有连续谱，又有 。相移键控（2PSK）是利用载波的 变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。2PSK方式在实际中很少采用的主要原因是它会出现“ ”现象或反向工作现象，解决方法是采用 。等概率情况下，2PSK的功率谱特点是只有 ，无离散谱。二进制差分相移键控（2DPSK）是利用前后相邻码元的载波 变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。在误码率方面，在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK性能最 ，2PSK其次，2ASK最差。2ASK系统、2PSK和2DPSK系统的频带宽度B2ASK=B2PSK=B2DPSK= 。2FSK系统的频带宽度B2FSK= 。模拟信号数字化过程包括三个步骤： 、 和 。模拟信号是利用 、 和 来实现其数字传输的。模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但其取值仍然是 的。量化的结果使抽样信号变成量化信号，量化信号的取值是 的。低通模拟信号的抽样定理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率 fH，则以间隔时间为 的周期性冲激脉冲对它抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定。恢复原信号的条件是抽样频率fs ，这一最低抽样速率2fH称为 ，与此相应的最小抽样时间间隔称为 。量化分为 和非均匀量化。在均匀量化中，对于给定的信号最大幅度，量化电平数越多，量化间隔就越小，量化噪声越 ，信号量噪比越 ，传码率就越 。量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的增大而 。对于均匀量化，当信号小时，信号量噪比也 ，所以均匀量化器对于 很不利，为改善小信号时的信号量噪比，在实际应用中常采用 。非均匀量化的实现方法通常是在量化之前，先将信号抽样值压缩，再进行 。关于电话信号的压缩特性，非均匀量化有 和压缩率，以及相应的近似算法 和15折线法。我国大陆、欧洲各国和国际间互连时采用 及相应的 。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 折线近似，律对数压缩特性采用 折线近似。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 位二进制数表示。脉冲编码调制（PCM）是把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为 符号的基本过程。M系统中的量化噪声有一般量化噪声和 。由于信号变化过快引起失真，这种失真称为 。它发生在输入信号斜率的绝对值 时。在M调制系统中，当信号实际斜率超过最大跟踪斜率时的量