通信原理题目.docx

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通信原理题目

第一章绪论

填空

1、在八进制中（M=8），已知码元速率为1200B，则信息速率为3600b/s。

2、在四进制中（M=4），已知信息速率为2400b/s，则码元速率为1200B。

3、数字通信与模拟通信相比较其最大特点是_占用频带宽和__噪声不积累_。

4、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。

5、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。

消息：

指通信系统传输的对象，它是信息的载体。

是信息的物理形式

信息：

是消息中所包含的有效内容。

信号：

是消息的传输载体！

信息源的作用就是把各种消息转换成原始信号。

发送设备：

产生适合在信道中传输的信号，使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。

简答

1、码元速率与信息速率的关系？

Rb=RBlog2MRb信息传输速率RB码元速率M是进制TB码元长度RB=1/TB

2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？

答：

按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。

频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。

3、解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明？

半双工，双向不同时通信，如：

对讲机；双工，双向同时通信，如：

移动通信系统

4、简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。

信源：

把各种消息转换成原始信号。

信道：

用来将来自发送设备的信号传送到发送端。

信宿：

传送消息的目的地。

信源编码/译码：

提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。

信道编码/译码：

作用是进行差错控制。

加密解密：

为了保证所传信息的安全。

数字调制解调：

把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道传输的带通信号。

第二章确知信号

填空

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。

综合题

1、设一个信号s（t）可以表示成

S（t）=2cos（2

t+

）

试问它是功率信号还是能量信号，并求出其功率谱密度或能量谱密度

解：

有题意可知：

S（t）=S（t+k

）,故为周期信号，因为周期信号必是功率信号，故S（t）为功率信号，其功率谱密度为：

2、设有一信号如下：

x（t）=

试问他是功率信号还是能量信号。

第三章随机过程

填空

1、各态历经性就是统计特性可由随机过程的任一实现的时间平均来代替。

2、一平稳随机过程ξ（t）的R（0）代表ξ（t）的平均功率，R（0）-R（∞）代表ξ（t）的

交流功率。

3、窄带随机过程在示波器上的波形是一个包络和相位缓慢变化的正弦波。

4、一个各态历经的平稳随机噪声电压的数学期望代表着直流分量，其方差代表着交流功率。

5、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。

6、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。

7、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。

8、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。

9、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。

10、狭义平稳过程，其一维分布与___时间t_无关；二维分布仅与_时间间隔τ__有关。

11、均值为零的窄带平稳高斯噪声加上一个正弦信号，它们相加之后的包络一维分布服从莱斯分布。

简答

1.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<

窄带随机过程的一个样本波形是一个包络和相位随机缓变的正弦波。

2、何谓高斯白噪声？

答：

高斯白噪声是指取值的概率分布服从高斯分布，功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声。

3、求功率谱密度为n0的白噪声通过理想LPF后的自相关函数及噪声功率。

4、什么是宽平稳随机过程？

什么是严平稳随机过程？

它们之间有什么关系？

宽平稳过程：

若一个随机过程的数学期望与时间无关，而其相关函数仅与时间间隔相关称之为宽平稳随机过程；

严平稳随机过程：

若一个随机过程任何的n维分布函数或概率密度函数与时间起点无关，则称之为演平稳随机过程。

一个严平稳随机过程，只要他的均值有界则必然是宽平稳的，反之不然。

5、什么是窄带高斯噪声？

它在波形上有什么特点？

它的包络和相位各服从什么概率分布？

若一个高斯噪声满足窄带条件，即其带宽远远小于中心频率，而且中心频率偏离零频率相当远，则称为窄带高斯噪声。

波性特点：

包络和相位都很想一个缓慢变化的正玄波。

包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。

综合题

第四章信道

1.起伏噪声包括热噪声、散弹噪声和宇宙噪声。

2.恒参信道无失真传输要求振幅-频率特性曲线是一条水平直线，相位特性是一条过原点的直线。

3、调制信道的模型可以分为两类，恒参信道和随参信道。

4、恒参信道的传输特性可以用幅频特性和相频特性来表征。

5、已知一无线信道的传输带宽为10KHz，在最坏传输条件下的信噪比为30dB，其信道容量为s。

6、一个两径时延差为1ms的随参信道，它在（2n+1）/2KHz频率上传输衰耗最大。

7、多经传播不仅会造成信号包络衰落和频率弥散，同时还可能发生频率选择性衰落。

8、香农公式表明通信系统的___有效性__和__可靠性__指标是一对矛盾。

9、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。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、若信道传输带宽为3KHz，信噪比为30dB，该信道的最高信息传输速率理论值为____30kb/s______

15、根据连续信道容量香农公式，当信道带宽B→∞时，信道容量__趋于___。

简答：

1、什么是恒参信道？

什么是随参信道？

目前常见的信道中，哪些属于恒参信道？

哪些属于随参信道？

恒参信道：

在足够长的时间内，其参数基本不变，这类信道被称为恒参信道。

常见的恒参信道有：

架空明线、电缆；中长波；地波传播、超短波及微博视距传播，人造卫星中继、光导纤维以及光波视距传播等传输媒质构成的信道。

随参信道：

参数随机快速变化时，这类信道可称为随参信道。

常见的随参信道包括陆地移动信道、短波电离层反射，超短波流星余迹散射信道、超短波及微波对流层散射信道，超短波电离层散射及超短波超视距绕射等传输媒质所构成的调制信道。

第五章模拟调制系统

填空

1、幅度调制又称为线性调制，调制信号的频谱完全是基带信号频谱在频域内的

简单搬移。

2、在同等条件下，正常工作时，模拟调制系统，FM系统抗噪声性能最好，

AM系统抗噪声性能最差。

3、针对FM系统门限效应，降低门限值的方法很多，常用的有锁相环解调器和

负反馈解调器。

4、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等，则双边带和单边带在解调器输出端的输出信噪比是相同的。

5、模拟调制方式分__幅度调制（或线性调制）和_角度调制（或非线性调制）两大类，其中SSB调制方式占用的带宽最窄，为基带信号带宽。

6、调制信号的最高频率为Fh，则常规调幅信号的带宽为2fh，单边带信号的带宽为fh，双边带信号的带宽为2fh，残留边带信号的带宽为fh——2fh。

7、设调制信号为f（t）载波为

，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为

，频域表达式为

。

8、某FM信号为

（t）=10cos（2π×

t+8sin2π×

t）,该调频波的带宽为__B=18000_____Hz

9、AM调制在__小信噪比包络检波_情况下会出现门限效应

简答

1、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。

2、FM系统的调制制度增益和信号带宽的关系如何？

这一关系说明什么问题？

答：

FM系统的调制制度增益和信号带宽成正比关系，这一关系说明可通过增加带宽来换取较高的输出信噪比，从而提高抗噪声性能。

3、为什么要进行调制？

线性调制和非线性调制的区别是？

使信号适合信道传输特性，提高频带利用率，适合远距离传输。

线性调制是基带信号频谱在频域内的平移，非线性调制信号中不存在清晰的基带信号谱分量。

4、什么是线性调制？

常见的线性调制有哪些？

答：

线性调制是通过改变载波的幅度来实现基带调制信号的频谱搬移，它所形成的

信号频谱还保持原来基带频谱的结构。

常见的线性调制有AM、SSB、DSB和VSB。

5、DSB和SSB系统的调制制度增益各是多少？

两者的抗噪声性能是否相同？

为什么？

GDSB=2，GSSB=1，从整个系统来说，在相同的发射功率、相同的噪声环境下，两者的抗噪声性能是相同的，虽然两者接收机的制度增益不同，但SSB系统带宽是DSB系统的一半，因而进入接收机的噪声带宽也是DSB系统的一半，因此最终两者的抗噪声性能是相同的。

6、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。

第六章数字基带传输系统

填空

1、单极性RZ信号中有定时分量，双极性等概信号没有离散谱。

2、眼图是指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。

3、最佳基带传输系统是指消除了码间干扰，且误码率最小的基带系统。

4、采用部分响应波形，能实现2Bd/Hz的频带利用率，而且通常它的“尾巴”衰减大和收敛快，还可实现基带频谱结构的变化。

+1000V+B-00V-0+1-1。

6、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。

7、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。

8、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。

9、在数字基带传输系统中，减小码间串扰的措施有___均衡技术、滚降特性滤波______

10、为了提高频带利用率，并使冲击响应尾巴震荡衰减加快，而有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，这种技术称为__部分响应技术_________

11、衡量均衡器效果的两个准则是：

__峰值失真__准则和_____均方失真____准则。

12、在限带数字通信系统中，系统的传递函数应符合升余弦波特性的目的是_____消除码间串扰___。

13、在残留边带调制系统中，为了不失真地恢复信号，其传输函数H（w）应满足__H（w+

）+H（w-

）=常数_。

14、数字基带包括由稳态波产生的离散谱和由交变波产生的_连续谱__

15、非线性解调常常有一种现象叫做___门限效应___。

16、为了解决连0码而无法提取位同步信号的问题，人们设计了HDB3码。

17、用示波器观测眼图时，其信号应取自接收机的抽样判决前。

1、码间串扰的概念，原因？

影响？

答：

码间串扰（概念）：

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。

原因：

信道的传输特性不理想。

2、AMI码与

码（作图）

AMI：

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

：

变化成AMI码

将出现连续3个0后的0转变为V（极性根据V前最近1的极性相同）

例题：

源码：

100000000001100001

AMI：

+10000000000-1+10000-1

HDB3:

+1000+V-B00-V00+1-1+B00+V-1

2、奈奎斯特准则判断有无码间干扰，什么叫码间串扰？

码间串扰会产生什么影响？

系统满足无码间串扰的条件是什么？

码间串扰是由于系统传输总特性（包括收发滤波器和信道的特性）不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面的波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻时，从而对当前码元的判决造成干扰。

影响严重时，会造成错误判决。

无码间串扰的条件：

冲击响应波形的抽样值除了在t=0时不为零外，其他所有的抽样点上均为0。

4、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。

5、何谓奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽？

此时的频带利用率有多大？

答：

满足奈奎斯特第一准则的带宽fN和速率RN叫奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽，RN=2fN，此时的频带利用率为2B/Hz。

6、眼图的作用是什么？

怎样才能观察到眼图？

衡量数字通信系统性能好坏。

调整示波器的扫描周期与码元周期同步，可看到眼图。

7、简单叙述眼图和系统性能之间的关系？

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。

第七章数字带通传输系统

填空

1、在数字调制通信系统的接收机中，应该先采用载波同步，其次采用位同步，最后采用群同步。

2、采用相干解调方式时，相同误码率条件下，2ASK、2FSK、2PSK系统所需信噪比数量关系为2ASK>2FSK>2PSK。

3、二进制数字调制系统，当码元速率相同时，2FSK系统带宽最宽，抗噪声性能方面，OOK最差。

4、在2ASK、2FSK、2PSK通信系统中，可靠性最好的是2PSK，有效性最差的是2FSK。

5、2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种：

模拟调制法和键控法。

6、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）

7、2FSK信号的解调方法：

非相干解调和相干解调。

8、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。

9、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。

10、采用2DPSK系统是因为__克服2PSK通信中的倒“π”现象__。

简答

1、2PSK与2ASK和2FSK相比有哪些优势？

答：

2PSK对信道的敏感性比2ASK低，频带比2FSK窄，同样的信噪比时2PSK误码率最低。

2、某2FSK系统的码元传输速率为2MB，数字信息为“1”时的频率f1为,数字信息为“0”时的频率f2为，试计算已调信号的第一零点带宽。

B=f1-f2+2fs=

第八章新型数字带通调制技术

填空

1、MSK信号是包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号。

2、PCM30/32路体系可复用传输30路话音信号，其总码率为s。

3、PCM30/32路TDM系统的基群数据速率为b/s。

4、MSK信号与PSK信号相比的优势在于___频谱集中于主频___，适合移动通信。

简答：

1、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。

2、每路基带信号带宽均为1MHz，对信号分别进行DSB和SSB调制，若采用FDM进行6路信号复用传输，试问至少需要信道带宽是多少？

若采用双边带调制，则每路信号带宽为W＝2×1＝2MHz，6路信号复用，至少需要带宽12MHz。

若采用单边带调制，则每路信号带宽为W＝1MHz，至少需要带宽6MHz。

第九章数字信号的最佳接收

填空

1、匹配滤波器是指输出信噪比最大的线性滤波器，它可代替最佳接收机里的

相关运算器。

2、普通接收系统和最佳接收系统，其性能表示式在形式上是相同的，由于实际带通滤波器带宽B总是大于1/T，所以普通接收系统的性能总是比最佳接收系统差。

3、设加性高斯噪声的单边功率谱密度为

，输入信号持续时间0~T，能量为E，则匹配滤波器在t=T时刻输出的最大信噪比为

。

简答

1、解释匹配滤波器，并画出基于“匹配滤波器”的先验等概时二进制确知信号最佳接收机结构。

答：

输出信噪比最大的最佳线性滤波器。

2、如何才能使普通接收机的误码性能达到最佳接收机的水平？