通信原理复习题2

通信原理复习题

四、简答题

1．通信系统的两项重要性能指标“有效性”和“可靠性”分别反映通信系统的什么性能？其相互间存在什么关系？

2．数字通信系统与模拟通信系统相比具有哪些特点？

3．什么是误码率？什么是误信率？他们之间关系如何？

4．通信系统的两项重要性能指标有效性和可靠性分别反映通信系统的什么性能？模拟通信和数字通信对应于这两项的具体指标是什么？

5．什么是码元速率？什么是信息速率？它们的单位分别是什么？他们之间关系如何？

13．试对AM和DSB可否采用包络检波方式进行解调进行讨论？

码之间的特点？

16．试比较传输码AMI码和HDB

3

20．简述观察眼图的作用？以及正确进行眼图观察的方法？

22．模拟和数字调制其原理是一样的，但在实现时为何数字调制却不采用模拟调制电路来实现？

26．简述数字调制与模拟调制之间的异同点？多进制调制与二进制调制相比具有什么特点？

五、作图题

8．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的单极性非归零码（NRZ）、归零码（RZ）、差分码和双极性归零码的波形。

9．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的NRZ码、RZ码、双极性归零码、AMI码和四电平码的波形。

码？并画分别出编码后的10．设有一数字码序列为10010000010110000000001，试编为相关码、AMI码和HDB

3

波形？（第一个非零码编为-1）

六、

1．某信源集包含32个符号，各符号等概出现，且相互统计独立。现将该信源发送的一系列符号通过一带宽为4kHz的信道进行传输，要求信道的信噪比不小于26dB。

试求：（1）信道容量；

（2）无差错传输时的最高符号速率。

3．设信息源的输出由128个不同的符号组成，其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现的概率为1/224。信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。计算该信息源的平均信息速率。

4．已知某四进制离散信源（0、1、2、3），其符号出现的概率分别为，发送符号（码元）宽度为0.2ms。

试求：（1）该信源的平均信息量；

（2）码元速率和信息速率；

（3）该信源可能出现的最大熵及此时的码元速率和信息速率。

5．某信息源的符号集由A、B、C、D和E组成，舍每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4，1/8，1/8，3/16，5/16。

试求：（1）该信息源符号的平均信息量；

（2）要想获得最大熵该信源应满足什么条件及最大熵为多少。

6．某四进制离散信源，其符号等概，符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms。

试计算：（1）码元速率和信息速率；

（2）该信源工作2小时后所获得的信息量；

（3）若将个符号编成二进制码后进行传输，在工作2小时后发现有36个差错比特（差错比特为均匀分布），求传输的误比特率和误符号（码）率。

7．某一待传输的图片含个像素，各像素间统计独立，每像素灰度等级为8级（等概率出现），要求用3s传送该图片，且信道输出端的信噪比为30dB，试求传输系统所要求的最小信道带宽。

8．设视频的图像分辨率为个像素，各像素间统计独立，每像素灰度等级为256级（等概率出现），每秒传送25幅画面，且信道输出端的信噪比为30dB，试求传输系统所要求的最小信道带宽。

10．设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号的频带限制于5kHz，载频是100kHz，已调信号的功率为10kW，载波功率为40kW。若接收机的输入信号先通过一个带宽为10kHz的理想带通滤波器。

试求：（1）该理想带通滤波器的中心频率；

（2）解调器输入端的信噪功率比；

（3）解调器输出端的信噪功率比；

（4）调制制度增益G。

11．设一宽带频率调制系统,载波振幅为100V,频率为100MHz,调制信号m(t)的频带限制在5kHz, ，,最大频偏,并设信道中噪声功率谱密度是均匀的,其 (单边谱)。

试求：（1）接收机输入端理想带通滤波器的传输特性H( )；

（2）解调器输入端的信噪功率比；

（3）解调器输出端的信噪功率比。

18．若采用OOK方式传送二进制数字信息，已知码元传输速率，接收端解调器输入信号的振幅，信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度。

试求：（1）非相干接收时，系统的误码率；

（2）相干接收时，系统的误码率；

（3）试对以上两种接收方式进行比较。

19．若某2FSK系统的码元传输速率为，数字信息为“1”时的频率为10MHz，数字信息为“0”时的频率为10.4MHz。

输入接收端解调器的信号峰值振幅。信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为。

试求：（1）2FSK信号的第一零点带宽；

（2）非相干接收时，系统的误码率；

通信原理复习题答案

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。

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。

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。

20、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。

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。

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。

五、作图题

8、相应波形为：

9、 NRZ码

RZ码

双极性归零码

AMI码

四电平码

10、已知数字码为 1 0 0 1 0 0 0 0 0 10 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

AMI码为 -1 0 0 +1 0 0 00 0 -1 0 +1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 +1

HDB3码为 -1 0 0 +1 -1 0 0 -1 0 +1 0 -1 +1 0 0 0 +1 -1 0 0 -1 0 +1

AMI码波形

HDB3码波形

或

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：

4、（1）平均信息量：

（2）码元速率和信息速率：

（3）最大熵及此时的码元速率和信息速率为：

5、（1）平均信息量：

（2）获得最大熵条件为各符号独立等概；

此时最大熵为：

6、（1）码元速率和信息速率为：

（2）工作2小时后所获得的信息量为：

（3）传输的误比特率为：

误符号（码）率为：

2小时后的码元数为

7、每个像素的平均信息量为：

一幅图片的平均信息量为：

3s传送一张图片的平均信息速率：

因为信道容量C R选取C=R，所以信道带宽为：

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C R选取C=R，所以信道带宽为：

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95kHz～105kHz，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：

18、（1）由题意知, 2ASK信号带宽B＝2RB=4×106Hz

则输入噪声功率：

解调器输入信噪比：

非相干接收时，系统误码率

（2）相干接受时，系统误码率

（3）由以上两种接收方式的系统误码率可以得出，采用相干接受时的抗噪声性能要优于非相干接收。

19、（1）由题意可知，,f1=10MHz，f2=10.4MHz，因此2FSK信号带宽为：

（2）无论时采用非现干还是相干接收，2FSK解调器上、下两个支路的BPF带宽都是2 fs，因此噪

声功率为：

信噪比为：

可得非相干接收时，系统误码率：