通信原理试题

通信原理试题 一、 填空题(每小题2分，共20分) 1. 衡量通信系统质量优劣两个主要指标是 有效性 和 可靠性 。 2. 模拟通信系统的有效性用 有效传输带宽 来度量。 3. 数字通信系统的可靠性用 差错率 来衡量。 4. A律PCM编码中，量化电平数为 256 ，编码位数为 8 。 5. 模拟调制系统中若调制信号的带宽为W，则单边带(SSB)信号的带宽为 W 。 6. 当发送信号的电平为A和,A时，最佳判决电平为 0 。 7. 当无信号时，加性噪声是否存在,----是--- ;乘性噪声是否存在,-----否-----。 8. 在AM)DSB)SSB)FM中， SSB 系统的有效性最好， FM 系统的可靠性最好。 9. 对最高频率为f的低通信号进行抽样，最低抽样频率为 2f 。 HH 10. 非均匀量化的目的是提高 小信号 (小信号，大信号)的量化SNR,其代价 是减小了 大信号 (小信号，大信号)的量化SNR。 二、 判断题(每小题2分，共20分) 1. 二进制的码元速率和信息速率在数量上是相等的( ? )。 2. 在一定的质量要求下，传输所要求的频带宽度越窄，则有效性越差(X )。 3. 模拟通信系统用输出信噪比来衡量系统可靠性时，信噪比越大，可靠性越好( ? )。 4. 双边带信号的频谱中有载波分量( X )。 5. 常规调幅信号(AM信号)的包络与调制信号成正比( ? )。 6. 对300,3400Hz的模拟电话信号的抽样频率规定为8000Hz( ? )。 7. 传号差分码的编码规则是遇1码电平发生跳变( ? )。 8. HDB3码中最长的连0码为4个0( X )。 9. 无码间串扰传输二进制码元时，传输系统的最高频带利用率为2bit/(s?Hz) ( ? )。 10. 单极性半占空脉冲序列的功率谱中有位定时分量( ? )。 三、 画图及简答题(每小题8分，共24分) 1. 已知二元信息序列为1101000000010010000001，画出它所对应的AMI码和HDB3码的波形。 2. 部分响应技术的主要优点是什么, 答:1)可达到2Bd/Hz的理论上最高的频带利用率 ; 2)尾瓣衰减快，从而降低对位定时精度的要求; 3)系统的频率特性并非理想，因而易于实现; 3. 简要说明在中短波无线电广播系统中，对话音采用常规振幅调制(AM)的理由。 答:发送端含有直流分量，使得调制后的包络与调制信号成正比，这样在接收端可以采用包络 检测法恢复原始信号，电路简单，因此价格便宜，但发射端要求发射的功率提高，这样通过发 射端的大功率的代价来换取接收端的设备简单，对用户有利; 1 四、 计算题(共36分) 1. (本题4分)设一数字通信系统传送码元的速率为1200 Baud 。1) 当码元为二进制时，求该系统的信息速率; 2) 当码元为十六进制时，求该系统的信息速率。 答: 2M,1200，log,1200bit/s R,Rlogbit/s22bs M16,1200，log,4800bit/s R,Rlogbit/s22bs 2. (本题8分)某信源的符号集由A,B,C,D,E五个相互独立的符号所组成。若各符号的出现概率为 1/4，1/8，1/8，3/16，5/16，信源发送的符号速率为1000Baud，试求: 1) 该符号的平均信息量; 2) 信息传输速率; 5 Ippbit,,,log2.227/答:符号 ,ii2,i1 RRIkbits,,,1000*2.2272.227/bs s(t),cos(wt，100coswt)3. (本题8分)已知角度调制信号为 cm K,2rad/V1) 如果它是调相信号，并且，试求调制信号f(t); PM K,2rad/(s,V)2) 如果它是调频信号，并且，试求调制信号f(t); FM 3) 以上两种已调信号的最大频偏为多少, 答:1) ？瞬时相位偏移为: ,(t),Kf(t),K,2PMPM 且,(t),100cos,t m ,(t)？f(t),,50cos,tmKPM ？瞬时相位偏移为: ,t),Kf(t)dt,K,2(FMFM,2) ,t)100cos,t且(,m ？f(t),,50,sin,tmm 3) ,,,Kf(t),2，50,,100,maxFMmm 2 f ,330 ,310 ,130 ,110 ,90 90 110 130 310 330 4. (本题8分)已知信号，用理想低通滤波器来接收抽样后f(t),cos(220,t)，cos(180,t) 的信号，试求: f1) 无失真恢复情况下的最低抽样频率; f(t)s 2) 画出理想抽样后的信号频谱图。 ,,？,2201 ,1？f,,1101,2 ,,？,1802 ,1？f,,9022, f,2f,220Hz。 据低通信号抽样定理，最低抽样频率 s1 5. (本题8分)已知二进制数字基带系统的传递特性如图所示。 H(f) 1) 试检验该系统能否实现无码间干扰传输,说明理由。 2) 该系统的最大码元传输速率为多少,这时的系统频带利用率为多少, 33f (已知0=Hz, 1=1.5xHz) f0,5，1010N H(f) 1 0.5 ff N -1.5 -1 0.5 1 1.5 fffN01该频率特性的互补对称频率为fN，且H(f)在fN满足奇对称，所以该系统可以实现无串扰传输。 根据奈奎斯特准则，互补对称频率的2倍为无码间串扰的最大码速率 ？,Rfbaud2() BN 此系统的占用信道带宽为 Bf,1 系统的频带利用率NB,B12fR 一,单选题 ,,(baudHz/) Bf 3 1,有关能量信号和功率信号的叙述正确的 C . C,能量信号的能量是有限的,功率信号的能量是无限的 2,有关能量信号和功率信号的叙述正确的 D . (D)能量信号的功率为零,功率信号的功率是有限的 3,信号的能量谱密度(或功率谱密度)是 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示 B . B,能量信号的能量或功率信号的功率在不同频率上的分布 4,周期信号的傅立叶变换所对应的频谱为 A . (A)直流,基波和各次谐波分量的离散冲激函数谱 5,傅立叶级数表达了任一周期函数可分解成 A 的迭加. A,正弦波 6,单位冲激信号对应傅立叶变换所得的频谱函数是 B . A,0 B,1 C,2 D,2π 7,跃变信号的上升沿或下降沿越陡,其高频成分 A . A,越多 B,越少 C,不变 D,无法估计 8,不失真传送信号的条件是 B B,信道的带宽大于或等于要发送信号的带宽. 9,信道的带宽一般是指信道频谱幅度下降0.707所对应的频带宽度,0.707点又称 D . A,1/3点 B,1/4点 C,1/5点 D,半功率点 10,如下信号中( D )不是窄带信号. D,带宽为10MHz中心频率为800MHz的射频信号 11,信息传输速率的单位是( C ) A,比特 B,波特 C,比特/秒 D,波特/秒 12.传统方式下,广播,电视系统是典型的( A )传输系统;当某收音或电视频道节目采用听众/观众互动方式进行时,该广播,电视系统又成为( C )传输系统.因此,综合而言,广播,电视系统是典型的( A )传输系统. A.单工 B.半双工 13.异步传输方法简单,但每传输一个信码都要增加2,3位的附加位,故传输效率较低.如传输一个汉字字符,每个汉字码有16位,若停止位用2位,再加上1位奇偶校验位和1位起始位,其传输效率只有( D ). A.50% B.60% C.70% D.80% 14.信道是所有信号传输媒介的总称,通常分有线信道和( B )两种. A.卫星信道 B.无线信道 15.数字通信最突出的缺点就是( B ). A.码间串扰严重 B.占用频带宽 16.衡量系统有效性最全面的指标是( A ). A.系统的频带利用率 B.系统的带宽 二,多选题 1.异步传输中,字符的传输由起始位引导,表示一个新字符的开始,占( A )位码元时间.每个传送的信息码之后都有停止位,表示一个字符的结束,其宽度通常为(ABC )码元宽度. A.1位 B.1.5位 C.2位 D.4位 2.信号是信息的一种电磁表示方法,它利用某种可以被感知的物理参量一一如( ABCD )等来携带信息. A.电压 B.电流 C.光波强度 D.频率 3.数字信号是信号的( CD )取值离散的信号,其状态数量即强度的取值个数必然有限.计算机以及数字电话等系统中传输和处理的都是数字信号. A.电流强度 B.电压幅度 C.因变量 D.自变量 4 4.和模拟通信系统相比,数字通信主要具有(ABCD )等优点. A.抗干扰力强 B.传输可靠性高 C.通信保密性强 D.易于集成,体积小,重量轻 5.通信系统的指标主要应从信息传输的( BC )方面来考虑的. A.经济性 B.有效性 C.可靠性 D.电磁污染 6.二进制基带系统中,最大的频带利用率为( B );多进制基带系统中的最大频带利用率可能为(CD ). A.1bit/s.Hz B.2bit/s.Hz C.3bit/s.Hz D.4bit/s.Hz 7.模拟通信系统的输出信噪比会受到( AC )的影响. A.信号传输时叠加的噪声; B.元件的非线性 C.信道传输特性不理想导致的影响 D.转接器件的密合性 8.按照各类通信使用的波长或频率,大致可将通信分为( ABCD )等. A.长波通信 B.中波通信 C.短波通信 D.微波通信 二,判断题 1.( X )通信就是利用电磁波或光波来传递各种消息. 2.( ? )根据信号传输方向与时间的关系,信号的传输方式可分为单工传输,半双工传输和全双工传输三类. 3.( X )一般情况下,并行传输的速率低于串行传输. 4.( X )异步传输方式中,虽然每个字符的发送都是独立和随机的,但其发送速率仍然是均匀的. 5.( ? )由于同步通信的效率高于异步通信,高速数据传输的场合下一般都选用同步通信方式. 6.( ? )表示信息的数据通常都要经过适当的变换和处理,才能变成适合在信道上传输的信号进行传输. 7.( ?)虽然噪声可以由消息的初始产生环境,构成变换器的电子设备,传输信道以及各种接收设备等所有信号传输环节中的一个或几个产生,为分析方便起见,在模型中把噪声集中由一个噪声源表示,从信道中以迭加方式引入. 8.( ? )码元速率又称传码率,是指系统每秒传送的码元个数;信息速率又称比特率,指系统每秒传送的信息量.一般情况下, . 9.( ? )加性干扰无论信号的有无始终存在,而乘性干扰却只有当信号存在时才存在. 10.( ?)有效性和可靠性是相互矛盾的,提高有效性就会降低可靠性,反之亦然 11. ( ?)信号的功率谱,只与功率信号频谱的模值有关,而与其相位无关. 12. ( X )时域受限的信号,在频域也是受限的. 13. ( ? )数字通信可以具有加密特性. 14. ( X )数字脉冲信号可以直接通过无线电空间(信道)传输. 15. ( X )一般计算机输出的信号是模拟信号. 16. ( X )非周期信号是每隔固定的时间又重现本身的信号. 三,填空题 1.通信(communication)是指不在( 同一 )地点的( 双方 )或( 多方 )之间进行迅速有效的信息传递. 2.串行传输的数据码元是一位接一位地在( 一 )条信道上传输的.对采用这种通信方式的系统而言,同步极为重要,收发双方必须要保持(位 )同步和( 字)同步,才能在接收端正确恢复原始信息. 3.并行传输中,构成一个编码的所有码元都是同时传送的.由于一次传送一个字符,并行传输的收发之间不存在( 字 )同步问题,但可能存在( 并串 )变换和( 串并 )变换问题.显然,并行传输的速率高于串行传输.由于并行信道成本高,主要用于(设备内部 )或( 近距离 )传输,( 长距离 )传输时一般多采用串行信道 4.同步传输不是以一个字符而是以一个数据块为单位进行信息传输的.为使接收方能准确确定每个数据块的( 开始 )和( 接收),需要给数据块分别加上一个前文和后文.通常把这种加有前文和后文的一个数据块称为 5 ( 一帧 ).前文和后文的具体格式根据( 传输控制规程( 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ) )而定. 5.模拟信号就是( 因变量 )完全连续地随信息的变化而变化的信号,其自变量可以是( 连续 )或(离散 )的,但( 因变量 )一定是连续的. 6.模拟通信系统的有效性一般用系统( 有效传输频带 )来表示.采用不同调制方式传输同样的信息,所需要的 频带宽度和系统的性能都是( 不一样 )的. 8.信号在信道中的传输方式从不同的角度考虑,可分为( 单工 )传输,半双工传输和全双工传输;串行传输和( 并行传输 );同步传输和( 异步传输 )等. 9.通信系统既可以分为模拟系统和( 数字系统 );也可以分为基带和( 频带 )系统. 10.误码率是指接收到的错误的码元数在( 传输的码元总数 )中所占的比例,它表示了码元在传输系统中被传错的概率. 11.信道是信号传输的媒介,一般分为有线信道和(无线信道 ) 两个大类;按照它所具有的功能,可以分为调制信道和( 编码信道 ) . 12.等概率出现的二进制信号其信息量为( 2 )bit. 111111111111111111111111111111111 1-22 1信息的含义是:________中所包含的对__________者有________的内容。 答案:消息，受信，意义 2通信系统模型中有两个变换，它们分别是__________________和__________________。在模拟通信系统中，强调变换的____________;而在数字通信系统中，强调变换的____________。 答案:非电量 电量，基带信号 频带信号，线性特性，一一对应 3模拟信号是指信号的参量可______取值的信号，数字信号是指信号的参量可______取值的信号。 答案:连续，离散 4信源编码的两个主要功能是完成_______变换和提高消息传输的_______性，信道编码的主要功能是提高消息传输的_______性，密码编码的主要功能是提高消息传输的_______性。 答案:A/D，有效，可靠，安全 5 2FSK信号是时间______、幅值______信号，它属于______信号(数字/模拟取一)。 答案:连续，连续，数字 6信源编码完成的两个功能是:(1) __________，(2) ________。 答案:A/D变换，压缩 7信道编码完成的主要功能是:__________________________________。 答案:提高传输的可靠性 8信道编码的目的是提高数字信号传输的_______性，其代价是减小了数字信号传输的_________性。 答案:可靠，有效 9信源编码的目的是______信息冗余度，提高传输______性;信道编码的目的是______信息冗余度，提高传输______性。 答案:减小，有效，增大，可靠 10数字通信的两个主要缺点是:(1) __________，(2) _____________。 答案:带宽大，同步复杂 11通信系统质量指标的一对主要矛盾是________性和_______性。 答案:有效，可靠 12与多进制相比，二进制的___________性好，_________性差。 答案:可靠，有效 13有人说:“在码元速率相同的情况下，四进制的信息速率是二进制的两倍”。此话成立的条件是______。 答案:等概 6 14与二进制数字调制系统相比，多进制数字调制系统的__________性要好，__________性要差。若两者的码元速率相同，则二进制数字调制系统的信息速率是M进制数字调制系统的_____________倍。 答案:有效，可靠，1,log2M 15模拟通信系统的有效性用________表述，数字通信系统的有效性用____________表述，把这两个参数联系起来的一个参数是_______________。 答案:带宽，传输速率，频带利用率 16频带利用率的含义是单位频带宽度(Hz)的___________。 答案:传输速率 17模拟通信系统的有效性用_______衡量，可靠性用________衡量。数字通信系统的有效性用__________衡量，可靠性用__________衡量。 答案:带宽，信噪比，传输速率，差错率 18与模拟通信相比，数字通信的主要优点是__________能力强，主要缺点是_________大。 答案:抗干扰，带宽 20在________条件下，八元离散信源能达到的最大熵是__________。若该信源每秒钟发送2000个符号，则该系统的信息速率为________。 答案:等概，3bit/符号，6kbit/s 21在“数字电路”课程中，”bit”的含义是__________________________，在“通信原理”课程中，”bit”的含义是__________________________。 答案:二进制码的位，信息量的单位 22若四进制系统的码元速率是1000Bd，则其信息速率在______________情况下等于2000bit/s，在______________情况下小于2000bit/s。 答案:等概，不等概 22222222222222222222222222 23随机过程的基本特征是:它是________的函数，但在__________上的值却是不确定的，是一个__________。 答案:时间，某一时刻;，随机变量 24描述一个随机过程的统计特性有两种方法:___________和____________。 答案:分布特性，数字特征 25一个随机变量的分布特性包括__________和__________。 答案:概率分布函数，概率密度函数 26一个随机变量的数字特征是:_________________、_____________、和________________。 答案:数学期望，方差，自相关函数 27一个平稳随机过程的统计特性与__________起点无关。 答案:时间 28一个平稳随机过程的______________与时间起点无关。 答案:统计特性 29一个狭义平稳过程的______________与时间起点无关。 答案:分布特性 30广义平稳随机过程的数学期望、方差与________无关，自相关函数只与________有关。 答案:时间，时间间隔 31一个广义平稳过程的______________与时间起点无关。 答案:数字特征 32各态历经性又称为____________性，其主要特点是____________等于______________。 答案:遍历，统计平均，时间平均 33白噪声的____________为冲击函数形式。 7 答案:自相关函数 34白噪声的__________密度在整个频域内_________分布。 答案:功率谱，均匀 35高斯白噪声是指:其____________函数为高斯分布、__________为均匀分布的噪声。 答案:概率密度，功率谱密度 36一个零均值平稳高斯窄带过程的包络的一维分布服从________分布，相位的一维分布服从________分布。 答案:瑞利，均匀 37 高斯过程经由_____________后的输出仍为高斯型，但其_______________可能会变化。 答案:线性系统，数字特征 38一个平稳随机过程经由_________系统后的输出仍为平稳随机过程。 答案:线性 3333333333333333333333 39狭义信道是指信号的____________________。 答案:传输媒介 40调制信道的范围是从调制器的____________端到解调器的____________端，它是一种________信道。 答案:输出，输入，模拟 41编码信道是一种_________信道，其范围是从编码器_________端到解码器_________端。 答案:数字，输出，输入 42当无信号时，加性噪声是否存在,______;乘性噪声是否存在,_______。 答案:是，否 43随参信道的传输媒质具有的三个特点是____________，____________和____________。 答案:衰耗随时间而变化，时延随时间而变化，多径传播 44香农公式给出了:在加性____________噪声条件下，___________传输时的___________________的理论极限。 答案:高斯白，无差错，信息传输速率 45香农公式应用的条件是，信号的概率密度函数为 ________分布，信道噪声为__________噪声。 答案:高斯或正态，加性高斯白 444444444444444444444444444 46 制的作用是对信号_________进行搬移，从而适合在___________中传输。 答案:频谱，信道 47调频的含义是:已调信号的_______与调制信号幅值成正比。 答案:频偏 48调相的含义是:已调载波的_______与调制信号幅值成正比。 答案:相移 49解调系统中的门限效应是指:当________检波器的______________降低到一个特定值以下时，检波器的_______________出现急剧下降的现象。 答案:包络，输入信噪比，输出信噪比 50包络检波器因其解调时的________性而存在________效应。为克服之，要求在检波器输入端满足________条件。 答案:非线，门限，大信噪比 51在AM广播系统中，规定每个电台的标称带宽为9kHz，这意味着其音频信号最高频率为______kHz。在FM广播系统中，规定每个电台的标称带宽为180kHz，调频指数为5，这意味着其音频信号最高频率为______kHz。 8 答案:4.5，15 52与AM相比，宽带FM的主要优点是________性能好，主要缺点是_________大。 答案:抗干扰，带宽 53当FM信号的振幅增大一倍时，在鉴频器输出端的信号功率将增大______dB，噪声功率增大______dB。 答案:0，,6 54在AM、DSB、SSB、FM中，________的有效性最好，________的可靠性最好，_________与DSB的有效性相同，_________与DSB的可靠性相同。 答案:SSB，FM，AM，SSB 55555555555555555555555555555 55能消除码间干扰的3大类特性(系统)是:__________________特性、____________特性 、和______________系统。 答案:理想低通，滚降，部分响应 6666666666666666666666666666666 56 2FSK信号属于______(数字/模拟选一)信号，因为_____________________。 答案:数字，其参量——频率只能离散取值 57 PSK是用码元载波的___________来传输信息;DPSK是用前、后码元载波的_________来传输信息，它可克服PSK的_____________缺点。 答案:相位，相位差，相位模糊 58 与2PSK系统相比,2DPSK系统的主要优点是_____________________，主要缺点是_____________________，在实际工作中应用的是____________系统。 答案:克服了相位模糊，抗噪性能稍差，2DPSK 59对2ASK、2FSK、2PSK作比较后发现:就抗噪性能而言，__________最差;就带宽性能而言，__________最差。 答案:2ASK，2FSK 60在码元速率相同时，8PSK的频带利用率是2PSK的______倍，64QAM的频带利用率是2PSK的______倍。 答案:3，6 61在数字调制通信系统的接收机中，应该先采用__________同步，其次采用_________同步，最后采用__________同步。 答案:载波，位，帧 62 MSK的主要特点是:__________连续变化，调制指数h _______。 答案:相位，最小 63在采用8PSK调制的通信系统中，无码间干扰时能达到的最高频带利用率是______ bit/s.Hz，或______Bd/Hz 。 答案:3，1 64若要求信息传输速率为2kbit/s，则采用基带传输时需要的最小信道带宽为______Hz，采用16QAM传输时的最小信道带宽为______Hz。 答案:1k，500 77777777777777777777777777777777 65抽样是把时间__________、幅值__________的信号变换为时间__________、幅值_______的信号;量化是把幅值_______的信号变换为幅值_______的信号。 答案:连续，连续，离散，连续，连续，离散 66抽样是把模拟信号变换为时间_________、取值________的抽样信号的过程。抽样信号属于________信号(数字/模拟取一)。 答案:离散，连续，模拟 9 67量化是把抽样信号变换为时间________、取值________的量化信号的过程。量化信号属于________信号(数字/模拟取一)。 答案:离散，离散，数字 68编码是把量化信号变换为___________信号的过程。 答案:二进制数字 69线性PCM编码器的抽样频率为8kHz，当信息速率由64kbit/s增大到80kbit/s时，量化信噪比增大______dB。 答案:12 70非均匀量化的目的是提高__________________的量化SNR，其代价是减小了_________________的量化SNR。 答案:小信号，大信号 71线性PCM中，编码位数每增加1位，量化信噪比可增加______dB;非均匀量化器________了大信号时的量化信噪比。 答案:6，减小 72与PCM相比，DPCM的优点是可以减少______________，其理论基础是利用了模拟(抽样)信号的______________性。 答案:码位数，相关 73PCM30/32路体系可复用传输30路_________，其数码率为________Mb/s。 答案:话音，2.048 74A律PCM体系的基群速率是______Mbit/s，可同时传输______路数字电话;二次群速率是 ______Mbit/s ，可同时传输______路数字电话。 答案:2.048，30，8.448，120 75对某模拟信号进行线性PCM编码时，取抽样频率为8kHz，编码为8位，则信息传输速率为______kbit/s。若有12路这样的信号进行时分复用，且帧同步码亦为8位，则该系统的信息传输速率为______kbit/s。若将编码位数减小为6位，则量化信噪比可提高______dB。 答案:64，832，,12 题目编号:D001 题目内容:从必要性和可能性两个方面来阐述在载波电话通信系统中，采用单边带调制的理由。 答案:载波电话系统采用SSB调制，其必要性是可以在给定的频带范围内同时传输更多的话路(FDM)，因为它的带宽是AM、DSB调制的一半。其可能性是由于在电话通信系统中，话音信号的最低频率规定为0.3kHz， 经DSB调制后两边带间空隙为0.6kHz，因而较易采用常规的边带滤波器来滤出一个边带，实现SSB传输。 题目编号:D002 题目内容:说明在TV系统中，图象信号调制需采用VSB的理由。 答案:在TV系统中，图象信号基带频谱范围为0,6Hz，若采用AM/DSB调制，则带宽将达12MHz，太大;若采用SSB调制，则难以从DSB信号中滤出一个边带。经综合考虑，需采用VSB调制。 题目编号:D003 题目内容:从FM的优点和缺点出发来阐述在现行电视广播系统中，对伴音采用FM的理由。 答案:FM的主要优点是抗干扰能力强，功率利用率高，其主要缺点是带宽大。在现行电视广播 系统中，利用FM抗干扰能力强的优点可获得良好的伴音质量;又利用其功率利用率高的优点来降低伴音信号电平，从而最大限度地避免了对图像信号的干扰。至于其带宽大的缺点，则由于电视频道本身带宽大(我国体制 10 规定:一个电视频道带宽为8MHz)，而伴音经FM调制后的带宽仅为0.13MHz，只占很小部分，因而不成问题。 题目编号:D004 题目内容:香农公式告诉我们:在保持通信容量不变的前提下，增大带宽可换取信噪比的减小。试列举两个实际通信(广播)例子予以说明。 答案:?FM广播。其一个电台信号的带宽为180kHz，比AM广播的9kHz带宽要大得多;但其抗干扰能力强，从而可要求较小的输入信噪比。 ?卫星通信，采用主载波调频。其带宽大，但抗干扰能力强，从而在接收机输入端可允许较低的信号电平。 ?扩频通信，采用扩展频谱技术，在接收机输入端可允许较低的信号电平。 题目编号:D005 题目内容:在通信系统中，有效性和可靠性是一对主要矛盾，常常可以牺牲一个来换取另一个的改善，请至少列举3个以有效性换取可靠性的例子。 答案:?FM广播:带宽比AM大，但抗噪能力强 ?卫星通信:主载波FM(带宽大，但所需的SNR可减小) ?FSK:与ASK相比 ?数字通信系统:与模拟通信系统相比 ?扩频技术:如CDMA ?信道编码 ?升余弦系统:与理想LPF相比 1、信源编码和信道编码有什么区别,为什么要进行信道编码, 解:信源编码是完成A/D转换。 信道编码是将信源编码器输出的机内码转换成适合于在信道上传输的线路码，完成码型变换。 2、模拟信号与数字信号的主要区别是什么, 解:模拟信号在时间上可连续可离散，在幅度上必须连续，数字信号在时间，幅度上都必须离散。 ,,33、某数字通信系统用正弦载波的四个相位0、、π、来传输信息，这四个相位是互相独立的。 22 ,,3(1) 每秒钟内0、、π、出现的次数分别为500、125、125、250，求此通信系统的码速率和信息速22 率; (2) 每秒钟内这四个相位出现的次数都为250，求此通信系统的码速率和信息速率。 解: (1) 每秒钟传输1000个相位，即每秒钟传输1000个符号，故 R=1000 Bd B 11,3,11,,,,每个符号出现的概率分别为P(0)=,P=,P(π)=,P=，每个符号所含的平均信息量为 ,,,,222884,,,, 1213H(X)=(×1+×3+×2)bit/符号=1 bit/符号 2844 3信息速率R=(1000×1)bit/s=1750 bit/s b4 (2) 每秒钟传输的相位数仍为1000，故 R=1000 Bd B 此时四个符号出现的概率相等，故 H(X)=2 bit/符号 R=(1000×2)bit/s=2000 bit/s b 4、已知等概独立的二进制数字信号的信息速率为2400 bit/s。 (1) 求此信号的码速率和码元宽度; 11 (2) 将此信号变为四进制信号，求此四进制信号的码速率、码元宽度和信息速率。解:(1) R=R/logM=(2400/log2)Bd=2400 Bd Bb22 11T == s=0.42 ms R2400B (2) R=(2400/log4)Bd=1200 Bd B2 11= s=0.83 ms T=R1200B R=2400 b/s b 55、黑白电视图像每帧含有3×10个像素，每个像素有16个等概出现的亮度等级。要求每秒钟传输30帧图 像。若信道输出S/N=30 dB，计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽。 解 每个像素携带的平均信息量为 H(x)=(log16) bit/符号=4 bit/符号 2 一帧图像的平均信息量为 55I=(4×3×10) bit=12×10 bit 每秒钟传输30帧图像时的信息速率为 5R=(12×10×30) bit/s=36 Mbit/s b S令 R=C=Blog(1+) b2N R36b得 B= ,MHz,3.61MHzSlog10012log(1，)2N 即传输该黑白电视图像所要求的最小带宽为3.61 MHz。 6、设数字信号的每比特信号能量为E，信道噪声的双边功率谱密度为n/2，试证明:信道无差错传输的信b0噪比E/n的最小值为-1.6 dB。 b0 证 信号功率为 S=ER bb 噪声功率为 N=nB 0 令C=R，得 b ESCb,log(1，),log(1，,)CBB 22NnB0 C BE,21b,由此得 nC/B0 CC,,1limlimBBE22ln2b,, ,ln2,0.693CCminCn,0,010BBB Eb10lg,(10lg0.693)dB,,1.6 dB minn0 7、今设在125us内传输256个二进制码元，计算信息传输速率是多少,若该信息在4秒内有5个码元产生 12 误码，试问其误码率等于多少, -6-6)=0.62×10 解:Pe=错码个数/传输的总码元数=5/(4×256/125×10 2、假设信道频带宽度为1024KHZ,可传输2048kb/s的比特率，其传输效率为多少,信道频带宽度为2048KHZ,其传输效率又为多少, 解:η=f/B=2048Kbit/s?1024K=2bit/(s?HZ); 1b η= f/B=2048Kbit/s?2048K=1bit/(s?HZ); 2b 8、什么叫抽样、量化和编码, 抽样 :将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号; 量化:对时间上离散的信号处理，使其在幅度上也离散; 编码:将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程 9、抽样的任务是什么,抽样后的信号称为什么, 解:抽样的任务是让原始的模拟信号在时间上离散化，抽样后的信号为PAM信号. 10、为什么要进行量化,8位二进制码可以表示多少种状态, 8解:量化是让信号在幅度上离散化，8位二进制码表示2=256种状态 11、PCM通信能否完全消除量化误差,为什么, 解:量化是用有限个值代替了无限个值，用量化值和其所代表的样值之差来作为量化噪声，该噪声只能通过增加量化级数，即减小量化级长的方法来减弱，但无法消除。 12、PCM通信中发端抽样后和收端分路后各有一个3.4KHZ的低通波波器，这两者作用各有什么不同, 解:发端滤波器的作用是:限制输入信号的最高频率，以免抽样电路对该信号抽样时不满足抽样定理而产生折迭噪声，收端滤波器的作用是:从PAM信号中检出包络线，即取出原始信号的波形(低频分量)，实现原始模拟信号的还原。 13、对于均匀量化编码，若信号幅度Vm小一倍，信噪比变化多少, 解:S/N=6n+2+20lgVm/V=20 , Vm减小一倍，则S/N减小6dB 14、抽样后为什么要加保持电路, 解:抽样进为防止相邻话路样值在公共通道上挨得太近会导致串音以及样值脉冲顶部不平坦导致不能选取量化标准.抽样脉冲的宽度通常取得很小,一般远小于一个时隙的宽度,即n位码宽,所以在抽样后编码前加保持电路,将样值脉宽展宽为一个时隙宽度。 15、非均匀量化的实质是什么, 解:压缩扩张和均匀量化结合形成非均匀量化，在发端均匀量化前通过扩张提高小信息的幅度，即可提高信噪比，在收端再通过相逆压缩对小信息幅度还原。 17、某设备未过载电平的最大值为4096mv，有一幅度为2000mv的样值通过A律13折线逐次对分编码器，写出编码器编码过程及输出的8位PCM码。 解:4096mv/2000mv=2048?/X,则X=1000? 1000?>0,则a1=1 1000?>128?,则a2=1 1000?>512?,则a3=1 1000?<1024?,则a4=0, a2a3a4为110,第7大段,起始电平为512?, 段落差为512? 1000?>512?+512?/2=768?,则a5=1 1000?>512?+512?/2+512?/4=896?,则a6=1 1000?>512?+512?/2+512?/4+512?/8=960?,则a7=1 1000?>512?+512?/2+512?/4+512?/8+512?/16=992?,则a8=1 8位PCM码为11101111。 18、自适应量化的基本思想是什么,自适应预测的基本思想又是什么, 解:自适应量化是使量化级差跟随输入信号变化，使不同大小的信号平均量化误差最小，从而提高信噪比; 13 自适应预测的基本思想是使预测系数跟随输入信号而变化，从而保证预测值与样值最接近，即预测误差最 小。 19、时分多路复用的概念是什么, 解:时分多路复用就是在一条信道的传输时间内，将若干路离散信号的脉冲序列，经过分组、压缩、循环排序，成为时间上互不重迭的多路信号一并传输的方式。 20、30/32路PCM的帧长，路时隙宽，比特宽，数码率各为多少,第n路样值编码至第n+1路样值编码之间共有多少比特, 解:一帧长=125us=256bit 一路时隙=3.91us=8bit 一比特=488ns 数码率fb=2048kb/s 两路相邻样值开始编码之间有8bit。 24、定时系统要产生哪些脉冲信号,它们的作用如何, 解:CP主时钟脉冲:控制PCM设备的发送速率。 D1~8位脉冲:用于编解码 CH1~30路脉冲:用于抽样和分路。 F0~F15 复帧脉冲:供信令信号用 25、同步的包括哪些,它们的作用是什么,怎样实现, 解:1、位同步:即收定时系统的主时钟脉冲要同接收信码流同频同相,可在收端通过时钟提取来实现。 2、帧同步:即发端第n路抽样量化编码的信号一定要在收端第n路解码滤波还原，以保证语音的正确传送。 可在发端在固的时间位置上插入特定的帧同步码组，在接收端加以正确识别 3、复帧同步:发端第n路的信令一定要送到收端第n路，以确保信令正确传送。实现方法与帧同步类似。 27、PCM基群系统常用的测试指标有那些, 传输电平和净衰减、频率特性、总信噪比、空闲信道噪声、路际可懂串音防卫度。 28、什么叫奈奎斯特准则, 奈奎斯特准则:(理想低通特性) 数字脉冲的传输速率fb是等效理想低通信道截止率fc的两倍，即以fb=2fc的速率传输信号时，可实现无码间干扰传输。 当数字信号序列通过某一信道传输时，无码间干扰的极限速率是fb=2fc,信道最大传输利用率为2b/(s?Hz) 29、AMI码的缺点是什么, 解:不能限制长连O和长连1，不利于时钟提取。 30、设数字信号序号为1000010100001111，将其编成AMI，HDB ,CMI码. 3 解: AMI:+10000-10+10-10000+1-1+1-1 HDB3: V+|B-000V-B+0B-B+`00V+B-B+B-B+ CMI: 000010101011101000101010111001100 31、带限传输对数字信号有什么影响,码间干扰是怎样形成的, 解:理论上数字信息的频带为无穷大，这样无限带宽的信号通过实际的信道传输时，由于实际信道带宽有限，信号波形必然会产生失真，从而产生码间干扰. 33、定时抖动同哪些有关定时抖动对PCM通信有什么影响, 解:定时抖动的原因: ?谐振回路失谐的影响 ?时钟提取电路限幅门限失调或输入信号电平变化。 14 ?信通噪声和串话干扰 ?信号码型随机组合 抖动的影响:误码率增加 39、已知信息代码为1010000011000011，试确定相应的传号差分码、CMI码、数字双相码、AMI码以及HDB3码，并分别画出它们的波形。 解: 40、有4个连1和4个连0交替出现的序列，画出单极性非归零码、AMI码、HDB码所对应的波形图。 3解: 单极性非归零码、AMI码、HDB3码及其波形图如下图所示 41、设随机二进制序列中的1码出现的概率为0.5，对应一个振幅等于1、宽度等于码元间隔T的矩形脉冲，s0码对应0电平。 (1) 求其功率谱密度及功率，并画出功率谱曲线，求谱零点带宽; (2) 若1码对应一个占空比等于0.5的矩形脉冲，0码仍为0电平，重新回答(1)中的问题; (3) 能否从上述两个信号中用滤波法直接提取码元同步所需的频率f=1/T的分量?若能，给出该分量的功ss 率; (4) 分析离散谱f的功率与1码概率P的关系。 s 15 ,22222(f)=fP(1-P)(a-a)G(f)+f|Pa+(1-P)a|G(mf)δ(f-mf) (5-3) Pss12s12ss,n,,, 傅氏变换对 ,,sin/2,,D(t)??τSa=τ ()τ,,/22 是本课程中常用公式，此题中τ=T或τ=0.5T。 ss解: (1) P=0.5,a=1,a=0 12 G(f)=TSa(πfT)=TSa(πf/f) ssss ,222222代入式(5-3)得 P(f)=f×0.5×0.5×TSa(πf/f)+f0.5×TSa(mπf/f)δ(f-mf) sssssssss,m,,, ,22=0.25TSa(πf/f)+0.25Sa(mπ)δ(f-mf) ss s,m,,, 由于 sin(mπ)=0 所以 Sa(mπ)=0 2故 P(f)=0.25TSa(πf/f) sss功率谱密度曲线如下图所示。 由图可知，谱零点带宽为B=f。 ss 信号功率为 ,,2S=P(f)df=0.25 TSa(πf/f)df sss,,,,,, ,22=0.25f TSa(πf/f)df sss,,, 根据帕塞瓦尔定理 ,,,22222TSa(πf/f)df= |G(f)|df=DT(t)dt=T ssss,,,,,,,,, 2得 S=0.25f?T =0.25T sss (2) P=0.5 G(f)=0.5TSa(0.5πfT)=0.5TSa(0.5πf/f) ssss ,22SaP(f)=0.0625TSa(0.5πf/f)+0.0625(0.5mπ)δ(f-mf) ssss,,,,m功率谱密度曲线如下图所示。 16 =2f。 由图可知，谱零点带宽为Bss 信号功率为 ,,,22S=0.0625 TSa(0.5πf/f)df+0.0625 Sa(0.5mπ)δ(f-mf)df sss,,,,,,,m,,, ,,222=0.0625fTSa(0.5πf/f)df+0.0625Sa(0.5mπ) sss,,,,m,,, ,2=0.0625T0.0625Sa(0.5mπ) s+,m,,, (3) 在(1)中无频率等于f的离散谱，在(2)中有频率等于f的离散谱，故可以从(2)中用滤波法提取码元ss同步信号(即位同步信号)。 频率为f离散谱的功率为 s 222S=2×0.0625Sa(0.5π)=(0.125sin(0.5π)/(0.5π) W=0.05 W (4) 在第2个信号中有离散谱f，若P为任意值，则此信号的离散谱为 s ,220.25PSa(0.5mπ)δ(f-mf) s,m,,, 频率为f的离散谱功率为 s 2222S=(0.5Psin(0.5π)/(0.5π)) W=0.2P W 42、设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲，如右图所示。图中T为码元间隔，数字信息“1”“0”分别用g(t)的有无表示，且s “1”和“0”出现的概率相等。 (1) 求该数字基带信号的功率谱密度; (2) 能否用滤波法从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率f=1/T的分量?若能，试计算该分量的功率。 ss 解: (1) P=0.5,a=1,a=0 12 AT,fT2ss()G(f)=Sa 22 ,22222P(f)=fP(1-P)(a-a)G(f)+f|Pa+(1-P)a|G(mf)δ(f-mf) sss1212ss,m,,, 22222,fAT,fTfAT,fT44ssssssSa()()Sa=?+δ(f-mf) s,442442,,,m 22,,,ATfTAm44ss ,Sa()，Sa(),(f,mf),s162162m,,, 17 =1/T离散谱分量为 (2) 频率fss 22,A2A4Sa(,)(f,f),,(f,f),0 ss482, 所以可以用滤波法从该数字基带信号中提取码元同步所需要的频率f=1/T的分量，该分量的功率为 ss 242 S=2A/π=0.02A 43、某基带系统的频率特性是截止频率为1 MHz、幅度为1的理想低通滤波器。 (1) 试根据系统无码间串扰的时域条件求此基带系统无码间串扰的码速率。 (2) 设此系统传输信息速率为3 Mbps，能否无码间串扰? 66解: (1) h(t)=2×10Sa(2π×10t) 波形如下图所示。由图可知，当T=0.5 μs/k(k为正整数)时无码间串扰，即此系统无码间串扰的码速率s 为 (2) 设传输独立等概的M进制信号，则 3R=(MBd) BlogM2 32令 = logMk2 2nk得 M==8(n=1,2,„) 8 1n即当采用8进制信号时，码速率R= (MBd)，可以满足无码间串扰条件。 Bn 44、设某基带传输系统具有右图所示的三角形传输函数: (1) 当R=ω/π时，用奈奎斯特准则验证该系统能否实现无码间串扰B0 传输? (2) 求该系统接收滤波器输出基本脉冲的时间表达式，并用此来说明(1)中的结论。 解: (1) 方法一 将H(ω)在频率轴上以2ω为间隔切开，由于H(ω)的频率范围为(-ω,ω)，故切开、平移、迭加后仍为000H(ω)，在|ω|<ω范围内H(ω)不为常数，故系统有码间串扰。 0 ,t0,0()2(2) h(t)=Sa 22, 18 此即为接收滤波器输出基本脉冲时间表达式。 ,1= 因 T,sR,B0 ,k,20所以 h(kT)= ()Sas22, 可见 k=0,?1,?3,„时，h(kT)?0，故有码间串扰。 s -645、若要求基带传输系统误比特率为10，求采用下列基带信号时所需要信噪比 (1) 单极性非归零码; (2) 双极性非归零码; (3) 采用格雷码的8电平双极性非归零码; (4) 7电平部分响应信号。 ,,S,6,,,10解: (1) P=Q eb,,2N,, SS查Q(x)函数表得 =45所以 ,452NN ,,S,6,,,10(2) P=Q eb,,2N,, S查Q(x)函数表得 ,45N (3) P=P/log8=P/3 beb2e ，，，，2(M,1)3S73S,,6P,Q(),Q(),3，10 ,,,,e2MN4463NM,1，，，， ，，3S,6Q(),1.71，10由此得 ,,63N，， 3SS()查Q(x)函数表得=4.75 所以 ,45463NN(4) 当部分响应为7电平信号时，此系统传输的为4进制信号 P=P/log4=P/2 ebe2e 2，，，，2(L,1)3S153S,,,6P,Q(),Q(),2，10 ,,,,e224N8415NLL,1，，，， ，，3S,,6Q(),1.07，10由此得 ,,415N，， ,3S()查Q(x)函数表得=4.75 415N 19 S 所以 ,183N 46、常用的数字键控方式用哪些, ASK(幅度键控):用基带数字信号对高频载波信号的幅度进行控制的方式。 FSK(移频键控):用基带数字信号对载波信号的频率进行控制的方式 2PSK(绝对移相键控):用基带数字信号对载波的相位进行控制方式 2DPSK(相对移相键控):2DPSK信号的产生方法和绝对移相一样，只需将输入码序列先变换为相对码序列，然后用此相对码去进行绝对移相，便可以获得 2DPSK信号。 3-10-547、已知码元传输速率R=10 Bd，接收机输入噪声的双边功率谱密度n/2=10 W/Hz，今要求误码率P=10，B0e试分别计算出相干OOK、非相干2FSK、差分相干2DPSK以及2PSK等系统所要求的输入信号功率。 解: 设OOK、差分相干2DPSK以及2PSK的收滤波器的频率特性是带宽为2000 Hz的理想矩形，非相干2FSK接收机的两个支路带通滤波器的频率特性也是带宽为2000 Hz的理想矩形。在此条件下，接收机输入噪声功率为 -10-7N=(10×2×2000) W=4×10 W (1) 相干OOK(2ASK)系统 ,,rS-5-7-5,,Q由误码率公式P==10 得 r==36.13 S=(36.13×4×10) W=1.45×10 W e,,2N,, (2) 非相干2FSK系统 r1,5-7-52由误码率公式P=得 r=21.6 S=(21.6×4×10) W=0.86×10 W e,10e2 (3) 差分相干2DPSK系统 由误码率公式 1,r,5-7-5P=得 r=10.8 S=(10.8×4×10) W=0.43×10 W e,10e2 (4) 相干2PSK系统 由误码率公式 -5 -7-5 2rP=Q()=10得 r=9.03 S=(9.03×4×10) W=0.36×10 We 48、已知2FSK信号的两个频率f=980 Hz，f=2180 Hz，码元速率R=300 Bd，信道有效带宽为3000 Hz，12B 信道输出端的信噪比为6 dB。试求: (1) 2FSK信号的谱零点带宽; (2) 非相干解调时的误比特率; (3) 相干解调时的误比特率。 解: (1) 2FSK信号的谱零点带宽为 B=|f-f|+2R=(2180-980+2×300) Hz=1800 Hz s21b B,2R,600(2) 设非相干接收机中带通滤波器BPF和BPF的频率特性为理想矩形，且带宽为 Hz 12FB信道带宽为3000 Hz，是接收机带通滤波器带宽的5倍，所以接收机带通滤波器输出信噪比是信道输出信噪比的5倍。当信道输出信噪比为6 dB时，带通滤波器输出信噪比为 0.6r=5×10=5×4=20 2FSK非相干接收机的误比特率为 20 11-r/2-10-5=e=e=2.27×10 Pb22 (3) 同理可得2FSK相干接收机的误比特率为 -620P=Q()=Q()=Q(4.47)=3.93×10 rb 21