通信原理期末考试复习题

1、某个信息源由“1”、“0”两个符号组成。其出现概率分别为1/4、3/4，则信息源中符号“1”的信息量为（ 2 ）bit。

2、若一平稳随机过程的自相关函数为R(τ)，则R(0)是该平稳随机过程的（总）功率。

3、若语音信号的频率在300-3400Hz之间，则按照抽样定理理论上信号不失真的最小抽样频率为（6800 ）Hz。

4、在相同信噪比的情况下，采用相干检测法对2ASK、2PSK和2FSK解调之后，误码率最低的是（2PSK ）。

5、通信系统中的同步类型主要有载波同步、（位同步）、群同步和网同步。

6、设有一个信号可表示为：t≥0时，x(t)=4exp(-t)；t≥0时，x(t)=0。则该信号是功率信号还是能量信号？（能量信号）。

7、对一模拟信号进行数字化时，若抽样频率为1000Hz，量化电平数为16，则数字信号的传输速率为（4000 ）b/s。

8、为了能纠正2个错码，同时检测3个错码，则要求的最小码距为（ 6

1、某个信息源由A、B、C、D四个符号组成，出现概率均为1/4。这些符号分别用二进制码组00、01、10、11表示。若每个二进制码元用宽度为5毫秒的脉冲传输，则该信息源的平均信息速率和码组速率分别为（ C ）。

A、200b/s和200波特

B、100b/s和200波特

C、200b/s和100波特

D、100b/s和100波特

2、模/数转换的三个步骤是依次（ A ）。

A、抽样、量化和编码

B、量化、抽样和编码

C、量化、抽样编码和

D、编码、量化和抽样

3、模拟通信系统中的线性调制方式主要有（ B ）。

A、单边带调制、相位调制、双边带调制、频率调制

B、振幅调制、单边带调制、残留边带调制、双边带调制

C、单边带调制、残留边带调制、双边带调制、频率调制、振幅调制

D、单边带调制、相位调制、双边带调制、残留边带调制

5、无码间串扰系统的传输函数的特性为（ B ）。

A、传输函数为实函数，且在带宽W处偶对称

B、传输函数为实函数，且在带宽W处奇对称

C、传输函数为虚函数，且在带宽W处偶对称

D、传输函数为虚函数，且在带宽W处奇对称

6、右图中表示的调制方式为基本的数字调制系统中的哪种调制方式（ C ）。

A、2ASK

B、2PSK

C、2FSK

D、2DPSK

8、数字系统的最佳接收准则中的“最佳”指的是（ D ）。

A、码元速率最佳

B、传输速率最高

C、信息速率最大

D、错误概率最小

、DSB调制系统和SSB调制系统的抗噪性能是否相同为什么13分

答相同。------3分因为单边带信号所需带宽仅仅是双边带的一半。因而在噪声功率谱密度相同的情况下双边带解调器的输入噪声功率是单边带的二倍从而也使双边带解调器输出噪声功率比单边带的大一倍。因此尽管双边带解调器的制度增益比单边带的大但它的实际解调性能不会优于单边带的解调性能。不难看出如果解调器的输入噪声功率谱密度相同

输入的信号功率也相同则双边带和单边带在解调器输出端的信噪比是相等的。这就是说从抗噪声的观点看单边带的解调性能和双边带是相同的。

1. 什么是门限效应？AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？

答：门限效应：就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。

因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。

2.FM系统中采用加重技术的原理和目的是什么？

答：FM系统中采用加重技术的原理是针对鉴频器输出噪声谱呈抛物线形状，而高频端的信号谱密度最小，目的是提高调频解调器的高频端输出信噪比。

3.等概时对于传送单极性基带波形和双极性基带波形的最佳判决门限各为多少？为什么

答：A/2和0。因为此时误码率最低。

4.与二进制数字调制相比较，多进制数字调制有哪些优缺点？

答：优点是提高了频带利用率，缺点是抗噪声性能降低。

5.随参信道对所传信号有何影响？如何改善？

答：对信号传输有衰耗，并随时间而变；传输的时延随时间而变；产生多径传播，而多径传播对信号传输的

影响有：①产生瑞利型衰落；②引起频率弥散；③造成频率选择性衰落。

改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技术及接收技术等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。

6.窄带随机过程的频谱与时间波形有什么特点？

答：窄带随机过程的的谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频带范围Δf内，且

Δf<

7. 无码间干扰时，基带传输系统的误码率取决于什么？怎样才能降低系统的误码率？

答：基带传输系统的误码率依赖于信号峰值A与噪声均方根值之比，而与采用什么样的信号形式无关，但这里的信号形式必须是能够消除码间干扰的。

若比值越大，则误码率就越小。

8. 简述二进制数字调制（2ASK、2FSK、2PSK）系统的抗噪声性能？

答：1）频带宽度或频带利用率方面：2FSK系统最不可取。

2）抗加性高斯白噪声方面：相干2PSK性能最好，2FSK次之，OOK最差。

9. 什么是“倒π现象”？为什么二进制移相键控信号会出现“倒π现象”？

答：在数字调制系统中，如果采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化（0相位变相位或相位变0相位），则恢复的数字信息就会发生0变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。而实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉，就会在接受端发生错误的恢复，这种现象就称为“倒现象

10.窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么？

答：“窄带”是指系统的频带比起中心频率来小得多的系统；“高斯”是指噪声的概率密度函数服从正态分布；“白”是指噪声的功率谱密度服从均匀分布

11.为什么DSB信号的解调器使信噪比改善一倍？因为它采用同步解调，使输入噪声中的一个正交分量NI（T）被消除的缘故

12.衡量数据通信主要指标

有效可靠。经济性适应。保密。标准。维修。工艺性13.数字通信的优点

抗干扰强尤其中断时可以再生而消除噪声积累传输差错可控使用现代数字信号处理技术队数字信息进行处理易于保密可以综合传输

14.什么是绝对移相？什么是相对移相？它们有何区别？

答：绝对移相方式：利用码元的载波相位值去表示数字信息的一种方式。相对移相方式：利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数信息的一种方式。区别：在数字调制系统中，采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化（0相位变π相位或π相位变0相位），则恢复的数字信息就会发生0变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。而实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉，就会在接受端发生错误的恢复，这种现象就称为“倒π现象”。

15.DSB调制系统和SSB调制系统的抗噪性能是否相同？为什么？

答：相同。

因为单边带信号所需带宽仅仅是双边带的一半。因而，在噪声功率谱密度相同的情况下，双边带解调器的输入噪声功率是单边带的二倍，从而也使双边带解调器输出噪声功率比单边带的大一倍。因此，尽管双边带解调器的制度增益比单边带的大，但它的实际解调性能不会优于单边带的解调性能。不难看出，如果解调器的输入噪声功率谱密度相同，输入的信号功率也相同，则双边带和单边带在解调器输出端的信噪比是相等的。这就是说，从抗噪声的观点看，单边带的解调性能和双边带是相同的。元相对相位的差唯一决定信息符号，这样避免了绝对移相方式中的“倒现象”。

16.为什么双边带解调器的调制增益是单边带的2倍

答：因为是单边带信号in(t)sinwCt分量被分解调器滤除了而在它的解调器输出端确实信号功率的组成部分。

通信原理复习资料一、基本概念

第一章

1、模拟通信系统模型

模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点： （1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控 （3）便于处理、变换、存储 （4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输

（5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点： （1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类

（1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1 （4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （7）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：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），或者说是传输的“速度”问题。 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 （1）模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。 （2）数字通信系统： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ） 信息传输速率R b ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息

7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信

8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b 的信息量；一个M

模拟通信系统模型

信息源信源编码信

道译码

信道编码信 道

数

字调制加

密

数字

解

调

解密

信源译码

受信者

噪声源

数字通信系统模型

进制码元含有log 2M 比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。 第二章

1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。

2、确知信号的类型

（1）按照周期性区分：周期信号和非周期信号 （2）按照能量区分：能量信号和功率信号：

特点：能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于∞

3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。

4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。

5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R （0）等于信号的能量；功率信号的自相关函数R （0）等于信号的平均功率。 第三章

1、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。

2、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。

3、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。

4、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。

5、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布；当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。

6、窄带随机过程：若随机过程ξ(t )的谱密度集中在中心频率f c 附近相对窄的频带范围?f 内，即满足?f << f c 的条件，且 f c 远离零频率，则称该ξ(t )为窄带随机过程。 第四章

1、信道分类：

（1）无线信道 － 电磁波（含光波） （2）有线信道 － 电线、光纤

2、无线信道（电磁波）的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。

3、有线信道主要有明线、对称电缆和同轴电缆三种。

4、信道模型的分类：调制信道和编码信道。

5、调制信道数学模型

编码信道

调制信道 e 0(t )

e i (t )

调制信道数学模型

)

()]([)(t n t e f t e i o +=

－ 信道输入端信号电压；

－ 信道输出端的信号电压； － 噪声电压

－ 调制信道数学模型

◆ 因k (t )随t 变化，故信道称为时变信道。 ◆ 因k (t )与e i (t )相乘，故称其为乘性干扰。 ◆ 因k (t )作随机变化，故又称信道为随参信道。 ◆ 若k (t )变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。 ◆ 乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。

6、调制信道分类：随参信道和恒参信道。 随参信道：特性随机变化得信道称为随机参量信道，简称随参信道。 恒参信道：信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小。称为恒定参量信道，简称恒参信道。

7、编码信道的输入和输出信号是数字序列，编码信道对信号的影响是使传输的数字序列发生变化，即序列中的数字发生错误。用错误概率来描述编码信道的特性。

8、编码信道中产生错码的原因以及转移概率的大小主要是由于调制信道不理想造成的。

9、恒参信道的主要传输特性通常用振幅～频率特性和相位～频率特性来描述。 10、码间串扰：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部分重叠，造成码间串扰。 11、频率失真：指由于信道的振幅——频率特性不理想，则信号发生的失真称为频率失真。 12、相位失真：指由于信道的相位特性不理想使信号产生的失真称为相位失真。 13、频率失真和相位失真都是线性失真；可以用线性网络进行补偿。 14、非线性失真：是指信道输入和输出信号的振幅关系不是直线关系。这种失真主要是由于信道中的元器件不理想造成的。 15、频率偏移：是指信道输入信号的频谱经过信道传输后产生了平移。主要是由于发送端和接收端中用于调制解调或频率变换的振荡器的频率误差引起的。 16、随参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。 17、随参信道的特性： （1）衰减随时间变化 （2）时延随时间变化 （3）多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。 18、接收信号的分类 （1）确知信号：接收端能够准确知道其码元波形的信号 （2）随相信号：接收码元的相位随机变化 （3）起伏信号：接收信号的包络随机起伏、相位也随机变化。 通过多径信道传输的信号都具有这种特性 19、将信道中存在的不需要的电信号统称为噪声。 20、通信系统中的噪声是叠加在信号上的，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。 21、噪声对于信号的传输时有害的，它能使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着信息的传输速率。 22、按噪声来源分类 （1）人为噪声 － 例：开关火花、电台辐射 （2）自然噪声 － 例：闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声 热噪声：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。 23、按噪声性质分类 （1）脉冲噪声： （2）窄带噪声： （3）起伏噪声： 24、信道容量 － 指信道能够传输的最大平均信息速率。

25、连续信道容量：

式中 S － 信号平均功率 （W ）； N － 噪声功率（W ）； B － 带宽（Hz ）

设噪声单边功率谱密度为n 0，则N = n 0B 故上式可以改写成： )(t n )(t e o )(t e i )()()()(t n t e t k t e i o +=)

/(1log 2s b N S B C t ??? ??+=)/(1log 02s b B n S B C t ?

???

?

?+=

由上式可见，连续信道的容量C t和信道带宽B、信号功率S及噪声功率谱密度n0三个因素有关。第五章P126页小结都是；以及P121页5-5各种模拟调制系统的比较。

1、调制－把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。

2、载波调制－用调制信号去控制载波的参数的过程。

3、解调（检波）－调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。

4、调制的目的：（为什么要进行载波调制？）（1）提高无线通信时的天线辐射效率。（2）把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。

（3）扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。

第六章

1、数字基带信号：未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。

2、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载波调制而直接进行传输。

3、研究数字基带传输系统的原因：

（1）近程数据通信系统中广泛采用

（2）基带传输方式也有迅速发展的趋势（3）基带传输中包含带通传输的许多基本问题

（4）任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统来研究。

4、传输码的码型选择原则：

（1）不含直流，且低频分量尽量少；

（2）应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；

（3）功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；（4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；

（5）具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测。

（6）编译码简单，以降低通信延时和成本。

5、AMI码：全称传号交替反转码；编码规则：将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“-1”，而“0”(空号)保持不变。

AMI码的优点：没有直流成分，且高、低频分量少，编译码电路简单，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：当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。

6、HDB3码：全称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3个。

编码规则：

（1）检查消息码中“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替；

（2）连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以V称为破坏脉冲)，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为+1或-1；

（4）B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；

（5）V码后面的传号码极性也要交替。

7、码间串扰的原因：（1）码间串扰（2）信道加性噪声

8、码间串扰：是指由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成的干扰。

9、码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。

10、眼图：是指通过用示波器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。

P172页小结

第七章

1、数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。

2、数字解调：在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。

3、数字调制技术有两种方法：

（1）利用模拟调制的方法去实现数字式调制； （2）通过开关键控载波，通常称为键控法。

4、基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。

5、振幅键控（2ASK ）：是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。

6、2ASK/OOK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。

7、2ASK 信号解调方法 ：非相干解调（包络检波法） 和 相干解调（同步检测法）

8、频移键控：是利用载波的频率变化来传递数字信息。

9、2FSK 信号的产生方法： （1）采用模拟调频电路来实现： （2）采用键控法来实现。 10、2FSK 信号的解调方法：非相干解调和相干解调。 11、相移键控（2PSK ）：利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。 12、二进制绝对相移方式：以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式。

13、

相应的2DPSK 信号的波形如下：

14、通信系统的抗噪声性能是指：系统克服加性噪声影响的能力。

15、在数字通信系统中可能使码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。

???=?”表示数字信息“，”表示数字信息“10,0π?()()0

0 0 00 0 0 0 0 02DPSK 01 1 0 0 1 0 1 1ππππππππππ或信号相位：二进制数字信息：?

?=”时发送“”时发送“，1,00π?n ()a 绝对码()b 相对码10101()2DPSK c

16、二进制调制系统的性能比较 （1） 误码率

在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK 性能最好，2PSK 其次，2ASK 最差 （2）频带宽度

2ASK 系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度 .

2FSK 系统的频带宽度

（3）对信道特性变化的敏感性

如果抗噪声性能是最主要的：则考虑相干2PSK 和2DPSK ，而2ASK 最不可取；

如果要求较高的频带利用率：则应选择相干2PSK 、2DPSK 及2ASK ，而2FSK 最不可取； 如果要求较高的功率利用率：则应选择相干2PSK 和2DPSK ，而2ASK 最不可取； 若传输信道是随参信道：则2FSK 具有更好的适应能力； 若从设备复杂程度考虑：则非相干方式比相干方式更适宜。

P234小结

第九章

1、数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。

2DPSK

2PSK 2FSK 2ASK 非相干解调

相干解调

???

? ??421

r erfc 42

1r e -???

? ??221

r erfc 2

2

1r e -()

r erfc 2

1

()

r erfc

r e -2

1s

PSK ASK T B B 2

22==s

FSK T f f B 2

122+-=

2、模拟信号抽样、量化、编码过程。 （1）模拟信号首先被抽样。（通常抽样是按照等时间间隔进行的，）模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但其取值仍然是连续的，是离散模拟信号。

（2）第二步是量化。量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值的离散的，所以量化信号是数字信号。

（3）第三步是编码。最基本和最常用的编码方法是脉冲编码调制（PCM ），它将量化后的信号变成二进制码元。

3、抽样定理：设一个连续模拟信号m (t )中的最高频率 < f H ，则以间隔时间为T ≤ 1/2f H 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。

4、恢复原信号的条件是： 即抽样频率f s 应不小于f H 的两倍。这一最低抽样速率2f H 称为奈奎斯特速率。与此相应的最小抽样时间间隔称为奈奎斯特间隔。

5、此带通模拟信号所需最小抽样频率f s 等于

式中，B － 信号带宽； n － 商(fH / B)的整数部分，n =1，2，…； k － 商(fH / B )的小数部分，0 < k < 1。

6、周期性脉冲序列有4个参量：脉冲重复周期、脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）

7、3种脉冲调制：

（1）脉冲振幅调制(PAM) （2）脉冲宽度调制(PDM) （3）脉冲位置调制(PPM)

抽样信号

抽样信号

量化信号

编码信号

H

s f f 2≥)1(2n k

B f s

+=

8、量化分为：

（1）均匀量化：抽样值区间是等间隔划分的； （2）非均匀量化：抽样值区间是非均匀划分的。

9、对于给定的信号最大幅度，量化电平数越多，量化噪声越小，信号量噪比越高。 10、平均信号量噪比为

M 为量化电平数 或写成

量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M 的增大而提高。

11、对与均匀量化，当信号小时，信号量噪比也小，所以均匀量化器对于小信号很不利，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。

12、脉冲编码调制（PCM ）把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程：

13、PCM 系统中的噪声有两种：量化噪声和加性噪声。 14、PCM 系统的输出信号量噪比

PCM 系统的输出信号量噪比仅和编码位数N 有关，且随N 按指数规律增大。 PCM 系统的原理方框图 （要掌握）

（a ）模拟基带信号 (b ) PAM 信号 (c ) PDM 信号 (d ) PPM 信号

M N S dB

q lg 200=????

??dB

2

0M N S q

=N q

M N S

222==

试卷二

一、选择题：（单选或多选，每小题3分，共15分） 1. 关于信号接收机的门限效应，下列说法正确的是（ A 、B ）。

A 、只要使用包络检波器就存在门限效应；

B 、所有非相干解调器都存在门限效应；

C 、所有相干解调器都存在门限效应；

D 、使用包络检波器不存在门限效应。

2. 关于衰落，下述正确的是（ A 、C 、D ）。

A 、对多径传播，到达接收点的信号相位和总强度均随机变化；

B 、对频率不敏感；

C 、选择性衰落对不同边带的扰动不一样；

D 、高频时的选择性衰落比低频严重。

3. 对于SSB 调制技术而言，下述正确的是（ A 、C 、D ）。

A 、传输带宽比AM 和DS

B 减少一半；B 、信道利用率降低一半；

C 、同等条件下比AM 和DSB 更节省功率；

D 、在军用短波通信中有广泛应用。

4. 用单音f(t)=cosωm t 对载波C (t)=cosω0t 进行调频，若J 0

（βFM ）=0，则其调制效率为（ C ）。

A 、0；

B 、50％；

C 、100％；

D 、不确定。

5. 对二进制频带传输系统而言，下列说法正确的是（ A 、B 、C 、D ）。

A 、FSK 、PSK 、DPSK 的抗衰落性能均优于ASK ；

B 、FSK 、PSK 、DPSK 的最佳判决门限比ASK 容易设置；

C 、接收机的输入信噪比增加，解调的误码率一定下降；

D 、ASK 、PSK 、DPSK 的频带利用率均高于FSK 。

二、填空题（每空2分，共40分）

1. 信息传输速率一般分为传码率和传信率，前者的单位是“波特”，后者的单位是“比特/秒”。

2. 通信系统的主要性能指标可分为两类，即 有效性 指标和可靠性指标。

3. 将连接发信设备和收信设备的各种物理媒体称为狭义信道，将包含信号变换所需的部件和电路的传输媒介称为广义信道，在这种信道中，根据其涵盖的范围不同常可分为调制信道和编码信道。

4. 在实际使用的物理信道中，传输函数如果对信号的影响是固定的，这类信道称为恒参信道；如果传输函数随时间随机快变化，则称为随参信道。

(b) 译码器

出

PCM 输 入

(a) 编码器

信号 出

5. 角度调制是调频和调相的统称，其特点是高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒定。

6. 直接调频法的主要优点是在实现线性调频的要求下，可以方便地获得较大的频偏。缺点是频率稳定度不高。故需要采用自动频率控制系统来稳定中心频率。

7. PCM 通信系统中，接收端重建的信号与发送端原始信号肯定不同，主要原因是存在量化噪声 ，PCM 通信系统中采用非均匀量化的目的是使输入信号与量化噪声之比 在整个动态范围内大小趋于一致 。

8. 一相位不连续的二进制FSK 信号，发“1”码时的波形为Acos(2000πt+θ1)，发“0”码时的波形为Acos(8000πt+θ2)，码元速率为400波特，则该FSK 信号的最小传输带宽为3800Hz 。 9. 将N 路频率范围为0.1～4KHz 的语音信号用FDM 方式进行传输，则采用AM 和SSB 调制方式时N 路语音信号的最小传输带宽将分别为 8N KHz 和 4N KHz 。

三、作图题(10分)

采用2ASK 方式传输的二进制信息为101100011，已知码元传输速率为1200B ，载波频率为2400Hz ，试构成一种2ASK 信号调制器原理框图，并画出2ASK 信号的时间波形。

答：2ASK 信号是一种数字振幅调制，已调信号的振幅随数字基带信号变化。2ASK 信号可以采用模拟相乘的方式产生，其调制器原理框图如图（a ）所示，数字基带信号s(t)应是单极性不归零波形。2ASK 信号也可以采用数字键控的方式产生，通过开关的接通和接地来产生2ASK 信号，其调制器原理框图如图（b ）所示；根据题中已知条件，码元传输速率为1200B ，载波频率为2400Hz ， 因此在2ASK 信号的时间波形中，每个码元时间内共有两个周期的载波，数字基带信号s(t)和2ASK 信号的时间波形如图（c ）所示：

cos ωc t

e

2ASK

(t)

cos Wc t

s (t)

e

2ASK

(t)

s (t)

乘法器

二进制不

归零信号

开关电路

四、作图题(15分画出采用阿姆斯特朗间接法产生宽带FM 广播发射信号的原理方框图，并给出载波频率ω0和最大频偏Δω与两级晶体振荡器频率（ω1、ω2）、倍频次数（N 1、N 2）的关系。

答：阿姆斯特朗间接法产生宽带FM 广播发射信号的原理方框图如下。

载波频率ω0与两级晶体振荡器频率（ω1、ω2）、倍频次数（N 1、N 2）的关系为：

)N (N 21120ωωω-=

最大频偏Δω与两级晶体振荡器频率（ω1、ω2）、倍频次数（N 1、N 2）的关系为：

121ωω?=?N N

五、简答题：（10分）

对PCM30/32路基群系统，若抽样后均匀量化级数为N ＝256，同步信号已包含在编码内，问每帧宽度为多少？路时隙为多少？

信息传输速率为多少bps ？

答：PCM30/32路基群系统的抽样速率为8000次/秒，则每帧宽度为125微妙，其路时隙为125/32＝3.9微秒，当均匀量化级数为N ＝256时，信息传输速率为

kbps 2048125

256

125832==?

六、计算题 (10分)

若16进制ASK 系统的信息传输速率为6400bps ，试求该系统的码元传输速率和带宽。

解：该系统的码元传输速率为：

B R B 1600log 6400162

==

即每秒钟传输1600个脉冲。其基带信号的带宽f s 为：

Hz f s 1600=；

则ASK 信号的传输带宽B ASK 为：

Hz f B s ASK 3200160022=?==

通信原理期末考试试题及答案

一、填空题（总分24，共12小题，每空1分） 1、数字通信系统的有效性用 传输频带利用率 衡量，可靠性用 差错率 衡量。

2、模拟信号是指信号的参量可 连续 取值的信号，数字信号是指信号的参量可 离散 取值的信号。

3、广义平均随机过程的数学期望、方差与 时间 无关，自相关函数只与时间间隔有关。

4、一个均值为零方差为2

n σ的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。

5、当无信号时，加性噪声是否存在？ 是 乘性噪声是否存在？ 否 。

6、信道容量是指： 信道传输信息的速率的最大值 ，

香农公式可表示为：)1(log 2N

S B C +=。

7、设调制信号为f （t ）载波为t c ωcos ，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为t t f c ωcos )(，频域表达式为)]()([2

1c c F F ωωωω-++。

8、对最高频率为f H 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 2f H 、 2f H 、 f H 。

9、设系统带宽为W ，则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。

10、PSK 是用码元载波的相位来传输信息，DSP 是用前后码元载波的 相位差 来传输信息，它可克服PSK 的相位模糊缺点。

11、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 。

12、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，μ律对数压缩特性采用15 折线近似。

二、简答题（总分18，共4小题） 1、随参信道传输媒质的特点？（3分）

答：对信号的衰耗随时间变化、 传输的时延随时间变化、 多径传播

2、简述脉冲编码调制的主要过程。(6分)

抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。

3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系？（6分） 最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻；对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定；图的阴影区的垂直高度，表示信号幅度畸变范围；图中央横轴位置对应判决门限电平；抽样时刻上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。

4、简述低通抽样定理。（3分）

一个频带限制在（0，f H ）内的时间连续信号

m(t)，如果以H

21f ≤

T 的时间间隔对它进行等间隔抽样，

则m(t)将被所得到的抽样值完全确定

三、画图题（总分20分，共3小题）

1、已知调制信号()()t t m π2000cos =载波为t π410cos 2，分别画出AM 、DSB 、SSB （下边带）信号的频谱。（6分）

2、设信息序列为100000000001100001，试编为AMI 码和HDB3码（第一个非零码编为+1），并画出相应波形。（6分）

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1

AMI

HDB3

AMI

HDB3

+1 0 0 0+V-B 0 0-V 0 0+1-1+B 0 0+V-1

+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0 0 0-1

+1 0 0 0+1-1 0 0-1 0 0+1-1+1 0 0+1-1

3、设发送数字信息为110010101100，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。(对2FSK信号,“0”对应T s=2T c，“1”对应T s=T c；其余信号T s=T c，其中T s为码元周期，T c为载波周期；对2DPSK信号，0

=

??代表“0”、0

180

=

??代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，0

=

?代表“0”、0

180

=

?代表“1”。)（8分）

OOK

2FSK

2PSK

2DPSK

110010101100

OOK

2FSK

2PSK

2DPSK

110010101100

四、（总分12分）现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms 。计算：

（1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。

解：解：（1）符号）/(38log log 22bit M H === ——（２分） （2）T s =0.1ms ，所以B aud 10000R s

T 1

B ==

30kbit/s 310000H R R B b =?=?= ——（２分）

（3）216Mbit/s 3600210303

=???=?=t R I b ——（３分）

（4）误比特率 7

6

1025.110

21627-?=?=

b P ——（２分） 2小时传送的码元数为7

B 107.23600210000t R N ?=??== 误码率为：76

1075.310

7227

-?=?=

e P ——（３分） 五、（总分12分）设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度()Z n H W

f P /105.03

-?=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 ）的频带限制在5K H Z ，而载波为100 K H Z ，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，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：

（1）该理想带通滤波器中心频率多大？（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？

解：（1）单边带信号的载频为100kHz ，带宽B ＝5kHz ，为使信号顺利通过，理想带通滤波器的中心频率为

(kHz)5.10252

1

1000=?+

=f ——（３分） (2)解调器输入端的噪声与已调信号信号的带宽相同，

W B f P N n i 5105105.02)(233=????=??=- ——（３分）

已知S i =10kW ，所以 20005

10103

=?=i i N S ——（３分）

（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200000==i i N S N S ——（３分）

六、（总分14分）采用13折线A 律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位：

（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；

（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。

解：（1）已知抽样脉冲值I0＝-95，设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。

因为I0<0，故C1＝0——（２分）

又因为I0>64，且I0<128，故位于第4段，段落码C2C3C4＝011——（３分）

第4段内的量化间隔为4，由I0＝64＋7×4＋3知，I0位于第4段第7量化级，C5C6C7C8＝0111——（３分）

因此，输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C8＝00110111——（１分）

译码输出-(64+7×4＋2／2)＝-94，

量化误差为：-95－(-94)＝-1（单位）——（２分）

（2）对应于该7位码的均匀量化11位码为：

C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11＝00001011110——（３分）