《通信原理》复习提纲

1、八；r r通信原理复习提纲、选择题、填空题、简答题1.模拟和数字通信系统的主要性能指标有哪些？数字：有效性：传输速率，包括码元速率和信息速率；可靠性：错误率，包括误码率和误比特率 模拟：有效性：信号的带宽；可靠性：信噪比2.电磁波的主要传播方式有哪几种？它们的特点是什么？电磁波的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。地波频率较低（约 2MHz2MHz以下），趋于沿弯曲的地球表面传播，具有一定的绕射能力，传播距离超过数百千米或数千千米；天波频率较高（2MHz2MHz30MHz30MHz ），它能被电离层反射，通过电离层反射传播，传播距离可以达10000km10000km以上；视线传播的电磁波频率

2、高于 30MHz30MHz，能够穿透电离层不被反射且沿地绕射能力也很差，类似于光波那样传输，利用无线电中继或者卫星通信，平流层通信传播3什么是信道衰落？其时域和频域特性是怎样的？衰落是指由于信道的变化导致接收信号的幅度发生随机变化的现象，即信号衰落。导致信号衰落的信道被称作衰落信道。在时域上，分为慢衰落和快衰落；在频域上，分为平坦性衰落和选择性衰落。4.噪声按来源可分为哪几种？按性质可分为哪几种？按来源分可以分为人为噪声（电火花、家用电器）和自然噪声（闪电、大气噪声、热噪声）两类；按性质分可以分成脉冲噪声（电火花、闪电）、窄带噪声（交流电源、相邻电台）和起伏噪声（热噪声、散弹噪声、宇宙噪声）三

3、类。5.模拟信道的模型是什么?接收端6.数字信道的模型是什么?压 缩 编保 应：04 细iT Z-丄LiLi 练i i调 制4信解- 凋保E 1| 解 压 缩码Tll-ll-J J码码源解码接收端7.模拟调制主要有哪几种？它们的典型应用有哪些?线性调制：振幅调制（AMAM）- -广播，双边带调制（DSBDSB）- -立体声广播，单边带调制（SSBSSB）- -载波通 信、无线电台、数据传输，残留边带调制（VSBVSB）- -电视广播、数据传输、传真非线性调制：(角度调制)频率调制(FMFM )- -微波中继、卫星通信、广播，相位调制( PMPM)- -中间调制 方式闊-源道1.,tii8.什么

4、是线性和非线性调制？它们的主要区别是什么？线性调制：已调信号频谱与调制信号频谱呈线性关系。非线性调制：已调信号频谱与调制信号频谱呈非线性关系。非线性调整与线性调制本质的区别在于：线性调制不改变信号的原始频谱结构，而非线性调制改变了信号的原始频谱结构。此外，非线性调制往往占用较宽的带宽。9.调频和调相有何异同点？调频是 保持不变，_()_()与 ()()呈线性关系，瞬时相位偏移随调制信号 m(tm(t) )做线性变化；调相是 和 _0_0保持不变，()()与 ()()呈线性关系，瞬时频率偏移随调制信号m(t)m(t)成比例变化角度调制中的调频和调相在实质上并没有区别，单从已调信号波形来看不能区分

5、两者，只是调制信号和一条信号之间的关系不同而已。一般而言，角度调制信号占用较宽的频带。由于这种信号的振幅并不包含调制信号的信息，因此，尽管接收信号的振幅因传输而随机起伏，但信号中的信息不会受到损失。故它的抗干扰能力较强，特别适合在衰落信道中传输。10.什么是角调制信号的最大频偏？什么是角调制信号的带宽？频偏常数： kFMkFM (rad/s/Vrad/s/V )，最大频率偏移 g g =kFM=kFM 带宽：B B违(1+(1+ mFMmFM ) ) fmfm = = 2 2 fmfm + + 2 2 Af f11.什么是调频指数？什么是调相指数？调频指数 mFM=kFM/mFM=kFM/ w

6、m=m= Aw/ / wm=m= Af/fmf/fm (rad)(rad)调相指数 mPMmPM = = kPMkPM (radrad )调相指数的含义：调制信号可能产生的最大相位偏移。12.模拟信号数字化包括哪几个步骤？(模拟信号)T抽样T量化T编码T (数字信号)13.抽样过程和量化过程分别是对信号的那部分离散化？抽样是对信号自变量的离散化；量化是对信号幅度进行离散化14.什么是低通抽样定理？什么是奈奎斯特速率？低通抽样定理：设一个带宽有限模拟信号s(t)s(t)的最高频率为fHfH，若抽样频率fsfs玲fHfH，则可以由其抽样信号序列sk(t)sk(t)无失真地恢复原始信号 s(t)s(

7、t)。fs=2fHfs=2fH称为奈奎斯特抽样速率。15.什么是频谱混叠？克服频谱混叠主要有哪些方法？若抽样速率低于奈奎斯特抽样速率，则相邻周期的频谱间将发生频谱重叠，即频谱混叠16.什么是均匀和非均匀量化？它们各有何优点？M M个抽样值区间是等间隔划分的，称为均匀量化。M M个抽样值区间是不均匀划分的，称为非均匀量化。均匀量化的好处就是编解码的很容易，但要达到相同的信噪比占用的带宽要大。非均匀量化：当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度(实际中常常是这样)时，非均匀量化器的输岀端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪

8、声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪17.什么是PCM ?脉冲编码调制18. DPCM的基本工作原理是什么？经过抽样的语音信号，各抽样之间存在着相关性。于是可以由前面的抽样值预测当前的抽样值； (1)预测必然会有误差，然后对实际值与预测值之差值进行编码。由于差值的功率比信号功率小得多，所 以对差值编码所需的位数也可以显著减少。19. DM的基本工作原理是什么？在DPCMDPCM基础上，当信号的抽样频率提高，相邻抽样之间的相关性增加，差值信号功率减小，编码 位数也随之减少。当仅使用一位编码表示差值时，这一编码方法称为增量调制。当差值为正时，编码为 1 1;当差值为负时，编码为

9、 0 020.什么是单级性码、双极性码、归零码和非归零码？单极性波形：用正（负）电平和零电平分别表示 1 1和0 0；双极性波形：用正电平和负电平分别表示 1 1 和0 0;非归零波形（NRZNRZ）：在整个码元周期 T T内电平保持不变；归零波形（RZRZ）:在码元周期T T内电 平只持续一段时间，余下时间返回到零电平21.随机脉冲信号序列的功率谱有何特点？22.什么是码间串扰？其产生的原因是什么？相邻码元间的互相重叠称为码间串扰。由于系统传输特性H（f f）不理想而造成的各码元之间的相互干扰23.数字基带传输系统不会引起码间串扰的条件是什么？当传输速率为1/T1/T，数据传输带宽为1/2T

10、1/2T，这时在理论上不存在码间串扰。24.什么是奈奎斯特准则？什么是奈奎斯特速率？奈奎斯特准则：为得到无码间串扰的传输特性，系统传输函数不必须为矩形，而容许是具有缓慢下降 边沿的任何形状，只要此传输函数是实函数并且在f=Wf=W处奇对称奈奎斯特第一准则Yl数扌Ii传输系统I 频率响应H（ （All则诃在输出的采样点上消除码间:瞪2 2倍带宽速率为传输速率的上限，称为奈奎斯特速率。25.什么是系统的“滚降”特性？滤波器的边沿缓慢下降， 通常称之为“滚降”具有滚降特性的滤波特性仍然保持传输速率，但是它占用 的带宽增大了。因此频率利用率有所降低。26.什么是部分响应波形？什么是部分响应系统？部分响

11、应波形：频带利用率既高、“尾巴”衰减又大、收敛又快的传输波形利用部分相应波形传输的基带系统称为部分响应系统。27.什么是眼图？它有什么功用？所谓“眼图；就是由解调后经过低通滤波器输岀的基带信号，以码元定时作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形。由此图可以看出：眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。（2 2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越大，系统对定时抖动 越敏感。（3 3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多 接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的

12、，对于这种设备零点失真量很重要。（4 4）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。（5 5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生 错误判决。（6 6）横轴对应判决门限电平。28.什么是均衡器？有哪几类均衡器？为了减小码间串扰，通常需要在系统中插入另一种滤波器来补偿。这种滤波器称为均衡器。均衡器的种类：频域均衡器和时域均衡器29.什么是 ASK、FSK、PSK和 DPSK?二进制振幅键控（2ASK2ASK ）二进制频移键控（2FSK2FSK ）二进制相移键控（2PSK2PSK）二进制差分相移键控（2DPSK2DPSK）30.什么是相干解调？什么是

13、非相干解调？相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘。而非相干解调 不使用乘法器，不需要接收机和载波同步。31.与数字基带信号带宽相比，ASK、FSK、PSK和DPSK的带宽分别为多少?ASK:ASK: B2ASK=2BAB2ASK=2BA FSK:FSK:街=|=| f1-f0f1-f0 | | + + 2 2 fcfc PSK:PSK:DPSK:DPSK: B=2RbB=2Rb32. ASK、FSK、PSK和DPSK的频谱分别是怎样的？ASKASK :LA也COf蟲fFSKFSK :I 瓷 I = A *7PSKPSK :J-X0_zOs _.止/- XX

14、7、“耳RfDPSKDPSK :33. FSK和PSK信号相邻码元之间波形不连续的原因何在？FSKFSK :开关法产生的2FSK2FSK信号，分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的 相位不一定是连续的。PSKPSK :当一个码元中包含有整数个载波周期时，则相邻码元的边界处波形是不连续的。34. 2PSK和2DPSK信号的异同点是什么？2DPSK2DPSK信号的功率谱密度与 2PSK2PSK信号的功率谱相同。两者都有良好的误码率特性。2PSK2PSK不利于长距离传输。2DPSK2DPSK利于长距离传输。35.什么是星座图？它有何功用？数字通信领域中，经常将数字信号在复平面上表

15、示，以直观的表示信号以及信号之间的关系。这种图 示就是星座图。36.按错误码的统计特性区分，信道可以分为哪几类？随机信道：这种信道中的错码是随机岀现的，并且各个错码的岀现是统计独立的。例如，由白噪声引 起的错码。突发信道：这种信道中的错码是相对集中岀现的，即在短时间段内有很多错码岀现，而在这些短时间 段之间有较长的无错码时间段。例如，由脉冲干扰引起的错码。混合信道：这种信道中的错码既有随即的又有突发的37.差错控制技术主要有哪几种？它们各有什么特点? 检错重发：在发送码元序列中加入一些差错控制码元，接收端能够利用这些码元发现接收码元序列中 有错码，但是不能确定错码的位置。这时，接收端需要利用反

16、向信道通知发送端，要求发送端重发， 直到接收到的序列中检测不到错码为止。采用检错重发技术时，通信系统需要有双向信道。前向纠错（FECFEC）：接收端利用发送端在发送序列中加入的差错控制码元，不但能够发现错码，还能确定错码的位置。在二进制码元的情况下，能够确定错码的位置，就相当于能够纠正错码。反馈校验：这是不需要再发送序列中加入差错控制码元。接收端将接收到的码元转发回发送端，在发 送端将它和原发送码元逐一比较。若发现有不同，就认为接收端收到的序列中有错码，发送端立即重 发。这种技术的原理和设备都很简单。其主要缺点是需要双向信道，传输效率也比较低。检错删除：它和第一种方法的区别在于，在接收端发现错

17、码后，立即将其删除，不要求重发。这种方法只适用于少数特定系统中，在那里发送码元中有大量冗余度，删除部分接收码元不影响应用。38 .什么是码率、码重、码距和最小码距？编码序列中信息码元数量 k k和总码元数量 n n之比k/nk/n称为码率。在分组码中，将码组内“ 1 1 ”的个数 称为码组的重量，简称码重。把两个码组中对应位取值不同的位数称为码组的距离，简称码距。其中 最小的距离称为最小码距。39.码元速率、带宽、信噪比和误码率之间的关系是怎样的？提高码元速率，势必使信噪比下降，误码率增大。采用纠错编码后，误码率将降到原来的水平，但带 宽增大。40.什么分组码？分组码：一类重要的纠错码，它把信

18、源待发的信息序列按固定的K位一组划分成消息组，再将每一消息组独立变换成长为 n n（n n的二进制数字组，称为码字。41.什么是线性码？码元间的关系为线性时，称为线性码。42.什么是循环码？具有某种循环特性的线性分组码。二、绘图题1. AM的调制与解调实现框图低通滤波mXt) -严_如1jJeOStcif)调幅(AM)佶号的解调器包络检波器2. DSB的调制与解调实现框图双边带调幅(DSB)信号的调制器3D!B(O双边带调幅(DSB)信号的解调番一相干解调器D5H本地玫疲g g却)3. SSB的调制与解调实现框图鱼边常(SSB)谩制蛊：应 单边带滤波 一曲Acos(oiiii帝(S$B)解谨毎

19、;本地裁.波M(i)调幅(AM)佶号的调制器4. VSB的调制与解调实现框图残留边带残留边带(VSB)调制器调制器楸残留边带滤肢器一g詞CW(耐)残留边带残留边带(VSB)解调器解调器W) )低通滤演器汝) 本地栽曖皿吗阳5. AM的时域波形图和频域频谱图6. DSB的时域波形图和频域频谱图双边带调幅(DSB)信号的波形刈边帝调幅(DSB)倍号的频頸我达式投频诸人1代一 r上辿帯下边桜AFA.JA_A_.瓷oF边带调制的频谱分析7ADJ人/V T二人c?ZF叫GO_r“0気A1人；7.oZ10. DPCM的编解码实现框图M解码 器原理椎图ri小汽. -l)P(：-稱码器-_曲限器 i1十|预渝

20、器Hr用DSfi(/)r */o/ ,AJ_2“-/Do舄8.VSB的频域频谱图残留边带调制(X SB)的赖谱分析9低通抽样时域波形图的频域频谱图5(/)1 1 1 1 1 1 1 111* F模拟信号%抽样信号 吨预测信号叫预测误差 g豈化预测误差 古;重建佶号11. DM的编解码实现框图増量调制编码器原理増量调制编码器原理框图框图13.单极性码、双极性码、非归零码和归零码的频谱图14.数字双相码的波形图】11 ()L ()()1()|】11()- -一-15.密勒码的波形图叫预测误差 珥量化预测误差重建信号假设Gk用=4 +吨=叫*111010100011017. AMI码的波形图1010

21、0000 () 0 100 1000000 118. HDB3码的波形图1 10 1000000010010000001nirJLJHrJlirnrJl19. ASK的调制与解调实现框图2MK信号的非相干解调一包络检波乩莓带通|全演 洞注波1整和输入低逋输出定时抵冲2盘SK信号的相干解调t本地載迪CO哉如定时臨中20. FSK的调制与解调实现框图开关法（选频法）2FSK1M 的相懈调21.PSK的调制与解调实现框图相位选择法调频法基帶借号 M -2FSK?g 号幵关电貉話创 信号Icm G小EO5（鬥/）i 2FSK信号的非相干解调一包络检波输出轲出Ipskf*号鬥解请笹入1S-b本地载玻1提

22、取带逓 滤波低逋滤浚抽样判决输出馳）定时咏冲22. DPSK的调制与解调实现框图2DPSK信号的调制信号的调制建宇基带信号2DPSK信号的解调相位比较法ZDPSKfri号的解開相干解调法（概性比较法）輸出23. ASK的时域波形图和频域频谱图 2ASMH号的典空波形010LL00 10r带信号1 2ASK信号叫频淸圏J厲/)1-. / 张co”护”人f2ASK 信号24. FSK的时域波形图和频域频谱图 2I SKn 4的波形A/1 ,1/凸匚人严工1 -齐 1- I-。盂心5/MA 丿JAv.y/25. PSK的时域波形图和频域频谱图1 J- -,_* 二 / 耘(/)-K” o o”人/2

23、6. DPSK的时域波形图和频域频谱图27. QPSK的调制与解调实现框图三、计算题1.信息量、平均信息量和总信息量的计算L1住实文子母中E出现的奇率吕丈，每子0-105.试車其倚忌量；Mi E 的信惠量；7E =kg1- = -loE1JP（E）= -toEJ0.105 = 3.25 b-P（ （EHL2英信見源由A, Bh C, 口四个袴号组成，设毎个荷号迪立出現其岀现 的嶼翠廿别为1壬1T 3 1r 5 16.试貳该便忌注QS个待亏捋巷忌量.朴打赳肌骨矿-呃巩山-佔诂J -蜒，舟一g/c=-log3 = 2.415i Z = -log2 = l.fi78t c 216D T平均偿更.呈辺

24、題：习& 1J0宿县沥的持号栗巨Ar Br C. D W E沮懸丧毎一可号独立14出現r 其出玫祗串为1 4,1 8J-Bn3.-16和5/16-试卓谨惜息海存号的平均惜息量丄帕H =亠送畋)隅 ) = ylofjlog： g -log. log：召=2.2S&JT( (符号 44 U 8 (珀1匹：戸区 = 一+站珀扌一呦誌一10缶牛一扌10配2=1,75師/符号总信息鱼：朗二 -丈 log P(xt)t=L式中；不为消息，是组成消息的各种符号的集合;为符号码出现的次数；M为消息中符号的种类。2.码元速率、信息速率、误码率和误比特率的计算禹元速率、佶息速車刮題：习豐M5设一沖惶旦涯锚出口进制

25、爭概亟信号耳玛元3?匱为125 vs.试琨 讯元谡丰和信息連室解z &三丄二-_ =8000 Bd& 耳 125*10-垂捱比 去3二*log 册=$000讯0丄4 = 1处占/占影笃错课码元数传端码元总数错误比特数3.角调制信号的带宽计算习題is设角庚调忆值号的袁达武为j(f)10i5( (2,T*10*r+102f7*l050 试求：G?己调ra号的最丈频第； 已询便号的最大胡移；竹)己调僧号的時解：门该角潼的黑比危频董为凶)= 2*10 2000” sinJOOOT故豊丈板僞型竺二10KHZ2毎询拯指紘mf =t = 10*lX=i0J A 矽故已调便号的星丈相移也& = 10 nd.

26、因为FXI養导PMiS的辛空那武相同即=2(1+号”；，所味己诃 俺号的牛支为EmiHPljTt)3 = 22 kHZ4. AM信号的功率计算当討Mg%且満调幅时.边幣功率为才/4,只占 整个调幅信号功率的1/氛由于丽=山所肛Pu.1 = %(0 = D+ 他F 於 ? (ay)=J2 CO#側g)+ 2詔(“/+ FH“CC42(0-+ md(r) 生 + 土 ffla(r)J2 2 、 2 2 5. PCM编码计算6. PCM解码计算习册法比牧非均匀全化的&岸和虫律的tt扶点匚哥对非均匀全化T A津帆亠盯商站律申4讯.也一般址当/锂尢时也天 电压威曲議的斜率越小，信号虽嘆比越差匚妙时丈信号

27、而言，非均匀卷叱的*审的唁吕鱼 嫌比比H律稱爸；丽对加信号荷言非均匀呈址的并律的痔号冕煽比比注刘好，习HI心T在月律PCX话旨通谊寒统中，试旨出当归一化输入馆号毎晖迪等予0町， 摊击的二进制窑组：鮮：佶号拥样渲等于03斯以機性轲叼丑祗可漣0.3 93. 1/】一9恥，MW0.3的段号为人 段淳码为110, =110.篇7段内的动态苗孙 皿怒y可用右，谏樹内呈此码为丹，则”-0.3,可求隹”门.九 所厘号化沮电人te,fac-ca-Kll 64 3.93鬥 1新且第出的二送至码组为U1000U.7.二进制信号的功率谱计算耳亀5 5设一亍二进曳单扱性基常摘号序科中的1”和5井别用磐冲菖厘）见田5-

28、2 M有无衷示，笄且它们出现的*H率相普.码元持輔册间尊于T.试球：该宇更的功率谴电滾的篆达丈-并苣岀茸曲谨s（t）旳杨曲帝蚊为:由題童，Wi二旳U工且有|（0 -凶）.易的T，所以 GLW=G（/） 梅茗代A-iSW基醫喈号的煎边功率谴密厦蓟绘的表达武札可得扫聂知庄-3 .于示.戌5=*日1F艳鱼了屮+ *=p3. :F为與元克变：且正极性牡再岀现骼哼枣为.空 ts性味冲岀袈的喟專対丄-I駅CD基苛區冲浊册艸）可表示划A11试耳出识（I号干列功峑电密度討舉ii巒.齐班出其曲歿:淡序列中旻否存在/FT M %a sVi1|t|T/20 其他阳L+(l-w;心=諏俘用闿36I | SUI_J_3

29、77336 ff/3典）的傅里廿变化为】G（ （f） ） = 鈕叩二 Saf 型3 I 3丿 谡二进司信号宇玫的功率语密变为：讣諏荻爭佻4）因此，谆宇列中存在f = vr的夷燉牙量.英功率为】1 叭打门丫 38.数字基带传输系统的频谱计算9.数字调制系统的功率谱计算习JM 础设宵一平2PSK悄号.茎宵元恃输速率为lOOOBd ,厳遽波瑋为 JccratKlO11;） ）-（I、试伺毎个斫元中也含吝少个戢渡周W（2）若发進“0”和“T的魁枣分别是06和04,试卓此值号的功卑申密度的表这戎.Mi由載澄瀛形対虫0（4加询划可磚，載战顿率対力山Hz,因此每卒坯元 申赳含2000命戢滾膜期，（2J 2P

30、SK号的坊車谱密燮为尸论=揪叶）它（/+创式4 X = 2xl0*Hz.为歎&愜蹇ft -1000, F：为甚带（ （t号眾彊性短母W；冲的功 史讲密度：+ 送|/：门户 _1K?（砒;】国f-嗽尺沁m f-諾卯-Af *W+/J：卜扑：a - 厅 |G(0f5(/- ft)+ 5(/ + ft)纲计1J川爲% /-2K10d/ + 2xl0d10 :J(/- 2K LO*)+J(/ + 2X 10*)10.线性分组码的编解码计算11.循环码的编解码计算习禺10.5已知一備环码的监普矩障加下ILOLIOML I 1 0 0 I 00 1 I L 0 0 1试琥出其生成矩阵井写出断育可能的码堰+

31、弾：由诵谨性分组码的腔警拒阵可宪L该码袪摩RlfS息也监督世L3,i 1 1 nHi o rj o o o i o rJ J| 1 Vi i i0 1 0 0 j 10)11-4八.则生战魅降o1 1 00 0 10 110110 1 1n0 1 1.0 0 0 1 0 I 1SEF玛追：d叫令 內令G 于是可得.斫宵可能的與迴労0000000, 0001011, 0010110. 0011101,0100111. oionoo. 011000b 0111010. 100010L IO0IJ1Q. 101001L 10J10W, UOOOlOj 1101001. UL0100 IHUll习亀l

32、站时千上题申疳重町it环晒 若输入借愚电対功山“和“1订”试廿JM琥出迖眄 牛玛组，井利用适两个码组说明此码前循环性解：对于信見tiFlHT 宵詛为：OllOOOlr此玛向左福环可吗1L000J0. 1000L01, 0W10J1. 00101L0. 0101100. 1011000厳感为讦却码皑，对于in.S&L，1L10F西组为I 11101Q0.此阿判左施环可待imiodh loioon, 0100111, loonie, oomoi. amoio限然为许用科组；习* HJ.E设一个（ （7r 3潘环理的生或柜阵为I00JL1CG 0100 L1 1_CC1ILfl 1试求出甚益著走cr

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