通信原理第六版試題

1、通信原理試卷一 填空題1. 接收設(shè)備的功能是將 和 。信號(hào)放大,反變換2. 受信者是傳送信息的 ，其功能與 相反。目的地, 信源3. 基帶的含義是指信號(hào)的頻譜從 附近開(kāi)始，如話音信號(hào)的頻率范圍為 。零頻,300Hz-3400Hz4. 經(jīng)過(guò)調(diào)制以后的信號(hào)稱(chēng)為已調(diào)信號(hào)，有兩個(gè)基本特征：一是 ；二是 。攜帶有信息, 適應(yīng)在信道中傳輸5. 同步是使 兩端的信號(hào)在 上保持步調(diào)一致。收發(fā), 時(shí)間6. 在數(shù)據(jù)通信中，按數(shù)據(jù)代碼排列的方式不同，可分為 和 。并行傳輸, 串行傳輸7. 通信中的 和 都可看作隨時(shí)間變化的隨機(jī)過(guò)程。信號(hào),噪聲8. 隨機(jī)過(guò)程具有 和 的特點(diǎn)。隨機(jī)變量,時(shí)間函數(shù)9. 一個(gè)隨機(jī)過(guò)程的 與

2、 無(wú)關(guān)，則稱(chēng)其為嚴(yán)平穩(wěn)過(guò)程。統(tǒng)計(jì)特性, 時(shí)間起點(diǎn)10. 若一個(gè)過(guò)程是嚴(yán)平穩(wěn)的，則它 廣義平穩(wěn)的，反之 。必是,不一定成立11. 若一個(gè)過(guò)程的 等于對(duì)應(yīng)的 ，則該過(guò)程是各態(tài)歷經(jīng)的。時(shí)間平均,統(tǒng)計(jì)平均12. 若一個(gè)過(guò)程是各態(tài)歷經(jīng)的，則它 平穩(wěn)的，反之 。也是,不一定成立13. 無(wú)線信道按傳輸方式區(qū)分基本上有 、 和視線傳播三種。地波, 天波14. 有線信道分為 和 兩大類(lèi)。有線電信道, 有線光信道15. 信道的數(shù)學(xué)模型分為 模型和 模型。調(diào)制信道,編碼信道16. 由連續(xù)信道容量的公式得知： 、 是容量的決定因素。帶寬, 信噪比17. 調(diào)制信道模型用 和 表示信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。加性干擾,乘性干擾

3、18. 模擬調(diào)制分為： 和 。幅度調(diào)制, 角度調(diào)制19. SSB信號(hào)只傳輸DSB信號(hào)中的一個(gè)邊帶，所以頻譜 ，效率 。最窄, 最高20. VSB是 與 之間的一種折中方式。DSB, SSB21. 調(diào)制方法分為： 和 。相干解調(diào), 非相干解調(diào)22. FDM是一種按 來(lái)劃分 的復(fù)用方式。頻率, 信道23. 的非相干解調(diào)和 的非相干解調(diào)一樣，都存在“門(mén)限效應(yīng)”。FM信號(hào), AM信號(hào)24. 多路復(fù)用是指在 信道中同時(shí)傳輸 信號(hào)。一條, 多路25. 基帶信號(hào)的特征是將其頻譜從 開(kāi)始，占據(jù) 的頻帶。零頻或很低頻率, 較寬26. 對(duì)基帶信號(hào)傳輸前的處理或變換的目的是使 與 相匹配。信號(hào)的特性,信道的傳輸特性

4、27. 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，造成誤碼的兩個(gè)主要因素是 和 。碼間串?dāng)_,信道噪聲28. 等概條件下，單極性基帶系統(tǒng)的最佳判決門(mén)限電平是 ，雙極性基帶系統(tǒng)的最佳判決門(mén)限電平是 。A/2,029. 部分響應(yīng)技術(shù)是 的引入 的一種技術(shù)。有控制, 碼間串?dāng)_30. 等概雙極性碼無(wú) ，有利于 。直流分量,在信道中傳輸31. 2ASK和2PSK所需帶寬是 ，2FSK所需帶寬是 。,32. 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中在抗加性白噪聲方面， 性能最好， 最差。相干2PSK,2ASK33. 通常把包括 和 過(guò)程的數(shù)字傳輸系統(tǒng)稱(chēng)作數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)。調(diào)制, 解調(diào)34. 等概大信噪比時(shí)，2ASK相干解調(diào)時(shí)，系統(tǒng)誤碼率 ,為非相干

5、解調(diào)時(shí)，誤碼率為 。，35. 等概大信噪比時(shí)，2FSK相干解調(diào)時(shí)，系統(tǒng)誤碼率為 ，非相干解調(diào)時(shí)，誤碼率為 。,36. 抽樣信號(hào)的量化有兩種方法： 和 。均勻量化, 非均勻量化37. ITU對(duì)電話信號(hào)制定了具有對(duì)數(shù)特性的非均勻量化標(biāo)準(zhǔn)建議，即 和 。A律,律38. 和 的特性近似A律和律的特性。13折線法, 15折線法39. 電話信號(hào)最常用的編碼是 、 和M。PCM, DPCM40. 離散的模擬信號(hào)可以變換成不同的模擬脈沖調(diào)制信號(hào)，包括PAM、 和 。PDM,PPM二 簡(jiǎn)答題1. 按傳輸信號(hào)的復(fù)用方式，通信系統(tǒng)如何分類(lèi)？答：按信號(hào)復(fù)用方式分：頻分復(fù)用：不同信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍；時(shí)分復(fù)用：不同信

6、號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間；碼分復(fù)用。2. 消息中包含的信息量與哪些因素有關(guān)？答：消息信號(hào)傳輸信息多少用“信息量”衡量 消息的傳遞意味著消息的傳遞，信息可被理解為消息中包含的有意義的內(nèi)容。 某些消息比另外一些消息傳遞了更多的信息。 概率論知識(shí)：事件出現(xiàn)的可能性愈小，概率愈小 事件出現(xiàn)的可能性愈大，概率愈大 信息量 與消息 出現(xiàn)的概率有關(guān)。3. 何為嚴(yán)平穩(wěn)，何為廣義平穩(wěn)？答：嚴(yán)穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，對(duì)任意n和，滿(mǎn)足（n維概率密度函數(shù)）：廣義平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的特性：均值和方差為常數(shù)；自相關(guān)函數(shù)只與時(shí)間間隔有關(guān)。 4. 什么是窄帶隨機(jī)過(guò)程？它的表達(dá)式是什么？答：窄帶隨機(jī)過(guò)程是指其頻帶寬度遠(yuǎn)小于中心頻率的隨機(jī)過(guò)程。 窄帶

7、過(guò)程表達(dá)式 上式利用三角函數(shù)和角公式，可寫(xiě)成 5. 什么是白噪聲，其頻譜和自相關(guān)函數(shù)有什么特點(diǎn)？答：所謂白噪聲是指它的平均功率譜密度函數(shù)在整個(gè)頻率域內(nèi)是常數(shù)，服從均勻分布。其功率譜： ；自相關(guān)函數(shù)：6. 無(wú)線信道有哪些種？答：可分為短波廣播、短波、微波傳輸、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信。7. 信道模型有哪幾種？答：調(diào)制信道 研究的著眼點(diǎn)只關(guān)心調(diào)制器輸出和解調(diào)器的輸入編碼信道 研究的著眼點(diǎn)只關(guān)心編碼和譯碼（數(shù)字通信系統(tǒng)）8. DSB和SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能是否相同？為什么？答：從表面上看，但不能說(shuō)雙邊帶系統(tǒng)的抗噪性能優(yōu)于單邊帶一倍。實(shí)際上，由于雙邊帶系統(tǒng)的帶寬是單邊的2倍故噪聲功率的輸入也大于2倍，盡

8、管相差2倍，兩者抵消。實(shí)際上，雙邊帶和單邊的抗噪性能是相同的。9. 什么是頻率調(diào)制，什么是相位調(diào)制？二者關(guān)系如何？答：將PM、FM的一般關(guān)系歸納總結(jié)于表中：調(diào)制方式瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位偏移瞬時(shí)角頻率瞬時(shí)頻率偏移PMFM10. 什么是頻分復(fù)用？答：一個(gè)信道中同時(shí)傳送一個(gè)信號(hào)是極端浪費(fèi)的。將信號(hào)進(jìn)行調(diào)制（即用正弦信號(hào)乘此信號(hào)）可使信號(hào)頻譜搬移，使多路信號(hào)互重疊地占據(jù)不同的頻率范圍。11. 與單極性波相比，AMI碼有什么優(yōu)點(diǎn)？答：AMI碼的優(yōu)點(diǎn)：（用于傳輸） 在“1”，“0”不等概率情況下，也無(wú)直流成份，并且在零附近頻率的低頻分量小，因此，對(duì)具有變壓或其它交流耦合的傳輸信道來(lái)說(shuō)，不受影響。 若碼元極性與

9、發(fā)端相反，收端也能正確接收。 編譯碼電路簡(jiǎn)單。12. 部分響應(yīng)技術(shù)解決了什么問(wèn)題？答：有控制的在某些碼元抽樣時(shí)刻引入碼間干擾，而在其他抽樣時(shí)刻又無(wú)碼間干擾，那么能使，又能降低對(duì)定時(shí)程度的要求。13. 什么是數(shù)字調(diào)制？數(shù)字調(diào)制的基本方式有哪些？答：數(shù)字調(diào)制是用載波信號(hào)的某些離散狀態(tài)來(lái)表征所傳送的信息，在收端對(duì)載波信號(hào)的離散調(diào)制參量進(jìn)行檢測(cè)。數(shù)字調(diào)制信號(hào)也稱(chēng)鍵控信號(hào)。在二進(jìn)制時(shí)，有 ASK 振幅鍵控 FSK 移頻鍵控 PSK 移相鍵控14. 什么是絕對(duì)相移？什么是相對(duì)相移？ 答：2PSK方式是用二進(jìn)制數(shù)字脈沖序列去控制連續(xù)載波的相位。2DPSK方式是用二進(jìn)制數(shù)字脈沖序列去控制連續(xù)載波的相對(duì)相位（本

10、碼元相位與前一碼元相位之差）。15. 什么是奈奎斯特速率和奈奎斯特間隔？答：一個(gè)頻帶限制在（0，）HZ內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)m(t)，如果以1/2秒的間隔對(duì)它進(jìn)行等間隔抽樣，則m(t)將被變得到的抽樣值完全確定。（指能通過(guò)低通濾波器適當(dāng)?shù)仄交瑸V波恢復(fù)）。或者說(shuō)抽樣速率2 稱(chēng)2 奈奎斯特速率、1/2 奈奎斯特間隔。16. 什么是量化，其目的是什么？答：利用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平來(lái)表示模擬抽樣值的過(guò)程稱(chēng)為量化。假如模擬抽樣值不經(jīng)量化傳輸，當(dāng)信道中的噪聲疊加在模擬抽樣值上面以后，接收端不可能精確到判別抽樣值的大小，噪聲疊加在模擬抽樣值上的影響是不能消除的，特別是當(dāng)信號(hào)在整個(gè)傳輸系統(tǒng)中采用多個(gè)接力站進(jìn)行多次接

11、力中繼時(shí)，噪聲是積累的，接力中繼越多，噪聲越大。如果發(fā)送端用有限個(gè)電平來(lái)表示模擬抽樣值，且二個(gè)電平間隔的一半比噪聲的最大幅度還要大，噪聲的影響就可消除，特別是多次中繼接力傳輸時(shí)，噪聲不會(huì)積累。三 計(jì)算1 一個(gè)由字母A，B，C，D組成的字，對(duì)于傳輸?shù)拿恳蛔帜赣枚M(jìn)制脈沖編碼，00代替A，01代替B，10代替C，11代替D，每個(gè)脈沖寬度為5ms。不同的字母等可能出現(xiàn)時(shí)，試計(jì)算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾省?2在強(qiáng)干擾環(huán)境下，某電臺(tái)在5min內(nèi)共收到正確信息量為355Mbit，假定系統(tǒng)信息速率為1200kbit/s。試問(wèn)系統(tǒng)誤信率是多少？3已知某四進(jìn)制數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)的信息速率為2400bit/s，接收端共收

12、到216個(gè)錯(cuò)誤碼元，試計(jì)算該系統(tǒng)誤碼率是多少？4設(shè)一數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳送二進(jìn)制碼元的速率為1200Baud，試求該系統(tǒng)的信息速率；若該系統(tǒng)改為傳送16進(jìn)制信號(hào)碼元，碼元速率為2400Baud，則這時(shí)的信息速率為多少？5已知線性調(diào)制信號(hào)表達(dá)式為：；式中，。試分別畫(huà)出波形圖和頻譜圖。6已知線性調(diào)制信號(hào)表達(dá)式為：；式中，。試分別畫(huà)出波形圖和頻譜圖。7某一待傳輸?shù)膱D片約含個(gè)像元，為了很好的重現(xiàn)圖片，需要12個(gè)亮度電平。假若所有的這些亮度電平等概率出現(xiàn)。試計(jì)算用3min傳送一張圖片時(shí)所需的信道帶寬？（設(shè)信道中所需信噪功率比為30dB）8黑白電視圖像每幅含有個(gè)像素，每個(gè)像素有16個(gè)等概率出現(xiàn)的亮度等級(jí)。要求每

13、秒鐘傳送30幀圖像。若信號(hào)輸出，計(jì)算傳輸該黑白電視圖像所要求的信道的最小帶寬？9已知噪聲的自相關(guān)函數(shù)，a為常數(shù)；（1）求及S；（2）繪出及圖形。10是一個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，它的自相關(guān)函數(shù)是周期為2s的周期函數(shù)。在區(qū)間（-1，1）（s）內(nèi)，該自相關(guān)函數(shù)。試求的功率譜密度，并用圖形表示。11將一個(gè)均值為零、功率譜密度為的高斯白噪聲加到一個(gè)中心角頻率為、帶寬為B的理想帶通濾波器上，如圖所示，（1）求濾波器輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù)；（2）寫(xiě)出輸出噪聲的一位概率密度函數(shù)。12下圖為單個(gè)輸入，兩個(gè)輸出的線性濾波器，若輸入過(guò)程是平穩(wěn)的，求與的互功率譜密度的表示式。13證明平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的自相關(guān)函數(shù)滿(mǎn)足：14已知和為相

14、互獨(dú)立的平穩(wěn)高斯隨機(jī)過(guò)程，的數(shù)學(xué)期望為，方差為，的數(shù)學(xué)期望為，方差為，設(shè)（1） 試求隨機(jī)過(guò)程的數(shù)學(xué)期望和方差；（2） 試求隨機(jī)過(guò)程的一維概率密度函數(shù)。15將均值為零，功率譜密度為的高斯白噪聲加到如圖所示的低通濾波器的輸入端。試求輸出過(guò)程的自相關(guān)函數(shù)和方差。16設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度，在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻帶限制在5kHz，而載波為100kHz，已調(diào)信號(hào)的功率為10kW，若接收機(jī)的輸入信號(hào)再加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過(guò)一理想帶通濾波器濾波，試問(wèn)：（1）該理想帶通濾波器應(yīng)具有怎樣的傳輸特性？（2）解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？（3）解調(diào)器輸出端的信噪功率比為

15、多少？17設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度，在該信道中傳輸抑制載波的單雙邊（上邊帶）帶信號(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻帶限制在5kHz，而載波為100kHz，已調(diào)信號(hào)的功率為10kW，若接收機(jī)的輸入信號(hào)再加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過(guò)一理想帶通濾波器濾波，試問(wèn)：（1）該理想帶通濾波器應(yīng)具有怎樣的傳輸特性？（2）解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？（3）解調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少？18某線性調(diào)制系統(tǒng)的輸出信噪比為20dB，輸出噪聲功率為W，由發(fā)射機(jī)輸出端到解調(diào)器輸入端之間的總的傳輸損耗為100dB，試求：（1）DSB/SC時(shí)的發(fā)射機(jī)輸出功率。（2）SSB/SC時(shí)的發(fā)射機(jī)輸出功率。19設(shè)被接收的調(diào)幅信號(hào)為，采用

16、包絡(luò)解調(diào)，其中的功率譜密度為：。若一雙邊功率譜密度為的噪聲疊加于已調(diào)信號(hào)，試求解調(diào)器輸出的信噪功率比。20設(shè)調(diào)制信號(hào)的功率譜密度為：，若用SSB調(diào)制方法進(jìn)行傳輸（忽略信道的影響），試求：（1）接收機(jī)的輸入信號(hào)功率；（2）接收機(jī)的輸出信號(hào)功率；（3）若疊加于SSB信號(hào)的白噪聲的雙邊功率譜密度為，設(shè)解調(diào)器的輸出端接有截止頻率為的理想低通濾波器，那么，輸出信噪比為多少？（4）該系統(tǒng)的調(diào)制制度增益為多少？21設(shè)有一個(gè)頻分多路復(fù)用系統(tǒng)，副載波用SSB調(diào)制，主載波用FM調(diào)制。如果有60等幅的音頻輸入通路，每路頻帶限制在3.3kHz以下，防護(hù)頻帶為0.7kHz：（1）如果最大頻偏為800kHz，試求傳輸信號(hào)

17、的帶寬；（2）試分析與第一路相比時(shí)第60路輸出信噪比降低的程度（假定鑒頻器輸入的噪聲是白噪聲，且解調(diào)器中無(wú)去加重電路）。22試證明當(dāng)AM信號(hào)采用同步檢測(cè)法進(jìn)行解調(diào)時(shí)，其制度增益G與包絡(luò)檢驗(yàn)的結(jié)果相同。23已知某單頻調(diào)頻波的振幅是10V，瞬時(shí)頻率為試求：（1）此調(diào)頻波的表達(dá)式； （2）調(diào)頻波的頻率偏移，調(diào)頻指數(shù)和頻帶寬度。24采用包絡(luò)檢波的常規(guī)調(diào)幅系統(tǒng)中，若噪聲功率譜密度為，單頻正弦波調(diào)制時(shí)載波功率為100kW，邊帶功率為每邊帶10kW，帶通濾波器帶寬為4kHz。（1）求解調(diào)輸出信噪比；（2）若采用抑制載波雙邊帶系統(tǒng)，其性能優(yōu)于常規(guī)調(diào)幅多少分貝？25 設(shè)二進(jìn)制隨機(jī)脈沖序列由與組成，出現(xiàn)的概率為P

18、，出現(xiàn)的概率為1-P。試證明：如果，則脈沖序列將無(wú)離散譜。26設(shè)某二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)中，數(shù)字信息“0”和“1”分別由和表示，且“0”和“1”出現(xiàn)的概率相等，的頻譜是升余弦脈沖，即（1）寫(xiě)出該數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度表達(dá)式，并畫(huà)出功率譜密度圖。（2）從該數(shù)字基帶信號(hào)中能否提取頻率的分量？（3）若碼元間隔，試求該數(shù)字基帶信號(hào)的傳碼率及頻帶寬度。27設(shè)某雙極性數(shù)字基帶信號(hào)的基本脈沖波形如圖所示，它是一個(gè)高度為1，寬度的矩形脈沖。且已知數(shù)字信息“1”出現(xiàn)概率為3/4，“0”出現(xiàn)概率為1/4，（1）寫(xiě)出該雙極性信號(hào)的功率譜密度的表達(dá)式，并畫(huà)出功率譜密度圖；（2）由該雙極性信號(hào)中能否直接提取頻率為的分量？

19、若能，試計(jì)算該分量的功率。28某二進(jìn)制數(shù)字基帶系統(tǒng)所傳輸?shù)氖菃螛O性基帶信號(hào)，且數(shù)字“1”和“0”出現(xiàn)的概率相等。（1）若數(shù)字信息為“1”時(shí)信號(hào)在抽樣判決時(shí)刻的值，且接受濾波器輸出噪聲是均值為0，均方根為0.2V的高斯噪聲，試求這時(shí)的誤碼率。（2）若要求誤碼率不大于，試確定A至少應(yīng)該是多少？29若給定低通型信道的帶寬為2400Hz，在此信道上進(jìn)行基帶傳輸，當(dāng)基帶波形形成濾波器特性分別為理想低通、50%余弦滾降、100%余弦滾降時(shí)，試問(wèn)無(wú)碼間干擾傳輸?shù)淖罡叽a速率及相應(yīng)的頻帶利用率各為多少？30設(shè)基帶系統(tǒng)的發(fā)送濾波器，信道和接受濾波器總傳輸特性為，如圖所示。，。請(qǐng)確定碼間干擾為零時(shí)的最高碼元速率和頻帶利用率。31若采用OOK方式傳輸二進(jìn)制數(shù)字信息，已知碼元傳輸速率，接收端解調(diào)器輸入信號(hào)的振幅，信道加性噪聲為高斯白噪聲，且其單邊頻率譜密度。試求：（1）非相干接收時(shí)，系統(tǒng)的誤碼率；（2）相干接收時(shí)，系統(tǒng)的誤碼率；32若某2FSK系統(tǒng)的碼元傳輸數(shù)率為，數(shù)字信息為“1”時(shí)的頻率為10MHz，數(shù)字信息為“0”時(shí)的頻率為10.4MHz，輸入接收端解調(diào)器的信號(hào)振幅為。信道