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。

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12．已知 FM 波的表达式 s (t )  10 cos(2 10  t 10 sin(10  t)) (V)，可求出载波频率为

106 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。

21．PSK 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 30~15000HZ，若以数字化方式传输则取样频率至少为（ B ）

A．15KHZ B．30KHZ

C．45KHZ 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。 A．6 C．8

B．7 D．9 3．PCM 均匀量化信噪比随着(B)增大而增大。 A．量化台阶 C．噪声功率

B．量化级数 D．采样频率

4．4ASK 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）

A．256k b/s B．512k b/s

C．1024k b/s D．2048k b/s

5．二进制数字键控信号中，若考虑对信道特性变化的敏感性（B）

A．2ASK 最好 C．2PSK 最好

B．2FSK 最好 D．2DPSK 最好

6．8PSK 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）

A．128k b/s C．384k b/s

B．256k b/s D．512k b/s

1．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。（× ）

n00C

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。（×）

BC

。（×）

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。（×） 8．41．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)cosωct 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；

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。

缺点：占用频带宽，系统和设备比较复杂；

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：

H  H ( A )  H ( B )  H (C )  H ( D )  H ( E )

11111

 3 log 2 3  4 log 2 4  4 log 2 4  12 log 212  12 log 212

 2 . 1258 ( bit / 符号）

（ ）平均信息速率为： 2

H  2.1258bit/ 脉冲＝2125.8(bit / s)

1ms/脉冲 1ms / 脉冲

5

3．黑白电视机图像每幅含有310 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 S N =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 x 的平均信息量

Pxi  16 ， i  1,2, ,16

16

1



H x Pxi log2 Pxi  Pxi log2 Pxi  log2 16  4

i

i1

（2） 一帧图片的平均信息量

I图片  3 10  4  1.2 10 bit

56

（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：30 1.2 106  3.6 107 bit

由上可知：信息速率 Rb  3.6 10 bps （4） 由于信道容量C  Rb ，故信道带宽：

7

C

R b

3.6 10

7

B 

log2

 S 

1 

log2



1 

6

S log2 1  1000 3.612 10 Hz



 N  

N 

其中：30d B ~ 1000

 要求信道的最小带宽为：3.612 10 Hz

4．设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度 Pn  f  0.5 10 W / HZ ，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

3

6

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 B＝5kHz，为使信号顺利通过，理想带通滤波器

1的中 心频率为 f0  100  2  5  102.5(kHz)

(2)解调器输入端的噪声与已调信号的带宽相同，

Ni  2  Pn ( f )  B  2  0.5 10  5 10  5W

Si 已知 Si=10kW，所以 N10 1033

3

i 5  2000 （3）由于单边带调制系统的制度增益为 G＝1，因此解调器输出端的信噪比

6

S0

  2000

Si

5．已知某单频调频波的振幅是 10V，瞬时频率为f (t)  10 10 cos 2 10 t(Hz) （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 3

(t)=2f (t)  210  210 cos 210t (rad / s) 相

4

N 0 Ni

3

位 （t）=



t63- （）d=210 t 10sin210t

因此调频波的时域表达式

SFM  A cos (t)  10cos(2106 t 10sin2103t) (V)

(2)根据频偏的定义

f f (t) max  104 cos 2103 t max  10(kHz)

调频指数 m f 10 10

f m 103 f

调频波的带宽 B  2( f  f m )  2(10 1)  22(kHz) 15

4 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 n 0  5 10

W / Hz ,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

B FM  2(m f 1)f m  2  (5 1) 8 10 6  96(MHz) G FM  3m f2 (m f !)  3  25  6  450

B FM S SO 1  N SO 1  n GG（2）FM 信号的发射功率 N O FM N O FM

FM

i

0  10  450 10 6  5 10 15  96 10 6  10.67(W)

4

1

7．某调角波为 S(t)=5cos(2π×10t+20sin2π×500t) (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

6

(t)  2106  20  2 500cos 2 500t (rad / s) 最大频偏为

f  20  2 500 / 2 10000Hz  10(kHz) 调频指数 mf 

f

 

20 fm 500

104最大相移  20

FM 波和 PM 波带宽形式相同即 调频波的带宽

B  2(f  fm )  2(mf  1)fm  2(20  1)  500  21(kHz) 调相波的带宽

B  2( 1)fm  2(20  1)  500  21(kHz)

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5 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）