通信原理习题有关的题弄懂肯定及格分解.docx
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通信原理习题有关的题弄懂肯定及格分解
绪论
填空题
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
&
9.
通信原理练习题
为便于对通信系统进行分析,常采用广义信道,对模拟通信从研究(度出发,定义为(调制)信道;对数字通信,从研究(编码和译码为(编码)信道。
在通信传输过程中,基带传输是指(由信源发出的未经调制的基带信号直接在信道中传输),频带传输是指(通过调制将基带信号变为更适合在信道传输的形式)。
在数字通信系统中,信源编码是为了(提高系统的有效性),信道编码是为了(提高系
统的可靠性)。
模拟调制系统的抗噪声性能主要用(输出信噪比)来衡量,数字调制系统的抗噪声性
能主要用(误码率或误信率)来衡量。
在通信理论中,信息是对(消息)的(统计)特性的一种定理描述;信息采用的最广
泛的单位是(比特)。
通信系统的主要性能指标通常用(有效性)和(可靠性)来衡量,FSK系统指标具体
用(传码率)和(误码率)来衡量,而FM系统指标具体用(有效传输带宽)和(输出信噪比)来衡量。
一离散信源输出二进制符号,在(等概)条件下,每个二进制符号携带在(不等概)条件下,每个二进制符号携带的信息量小于1比特。
设每秒传送N个M进制的码元,则信息传输速率为(Nlog2M)比特/秒。
在数字通信中,传码率是指(系统每秒传送码元的数目)。
调制和解调)角)角度出发,定义
1比特信息量;
10.在数字通信中,误码率是指(在传输中出现错误码元的概率)。
11.数字通信系统的主要性能指标是(传输速率)和(差错率)。
码元速率Rb的定义是(每秒钟传送码元的数目),单位是(Baud),信息速率Rb的定义是(每秒钟传递的信息量)单位是(bit/s)。
二、计算填空题
1.若传输四进制数字序列,每传输一个码元需时间码元速率为(4kB)。
2.某通信系统采用八进制数字序列传输方式,其码元速率为若传输5s,检测到48个码元误码,其误码率为(10-3)。
3.若传输一个二进制不归零码序列,每传一个码元,需要时间为(2.4kb/s);若变为八电平传输时,其传输码元速率为(
4.八进制数字通信系统的误码率为10-5,系统的传输速率为内能接收到144个错误码元。
5.已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为216个错误码元,该系统误码率
6.已知某八进制数字信号传输系统,信息速率为(600b/s)。
6
Ti=250X10-s,其传信率为(8kb/s),
9600B,其传信率为(28800b/s),
T=417X10-6s,其传输速率
800B)。
600b/s,接收端在(20)小时
2400b/s,
Pe为(10-4)。
在5分钟共传送6X104个码元,其码元速率为(200B),
接收端在半个小时内共接收到
7.
1/2、1/4、
1.75)bit/symbol。
若信源每毫秒发1.75k)bps。
设一离散无记忆信源的输出由四种不同的符号组成,它们的出现概率分别为1/8、1/8,则此信源平均每个符号包含的信息熵为(出一个符号,那么此信源平均每秒输出的信息量为(
三、简答题
1.什么是通信系统的误码率和误信率?
两者是否相等?
2.画出数字通信系统的一般模型并简述其主要优缺点。
1.答:
误码率是码元在传输系统中被传错的概率。
误信率是码元的信息量在传输系统中被
丢失的概率。
对二进制码元传输系统,两者在数值上相等。
多进制时,误码率和误信率在数
值上不等。
2.略。
四、计算题
1/2、1/4、
1•设一离散无记忆信源的输出由四种不同的符号组成,它们出现的概率分别为
1/8、1/8。
(1)此信源平均每个符号包含的信息熵多大?
(2)若信源每隔10毫秒发出一个符号,那么此信源平均每秒输出的信息量为多少?
解:
(1)此信源平均每个符号包含的信息熵为:
4
H(S)=-£P(Si)log2P(Si)
i壬
11111111
=——log2———log2———log2———log?
—
22448888
=1.75bit/符
(2)若信源每隔10ms发出一个符号,则每秒能否发送100个符号,此信源平均每
秒输出的信息量为175bps。
第4章信道
、填空题
1.为便于对通信系统进行分析,常采用广义信道,对模拟通信从研究(调制和解调)角度出发,定义为(调制)信道;对数字通信,从研究(编码和译码)角度出发,定义为(编码)信道。
2•调制信道可以分为(恒参信道)和(变参信道)。
3.编码信道主要讨论信道传输数字信号的(差错)情况,因此编码信道的特性用(转换概率)来描述。
4•为了研究信道特性,调制信道模型用(时变线性网络)来表示,而编码信道常常用(数字信号的转换概率)来描述。
5.
相位一频率畸变)。
H(f)=ke"j2'ft0)条件。
恒参信道的线性畸变包括(幅度一频率畸变)和(
6.若要使确定信号不失真地通过线性系统,则此系统要满足(
7.在变参信道中发生慢衰落的原因是(传输媒介随气象条件和时间的变化而变化),发生频
率选择性衰落的原因是(多径传输)。
&变参信道对传输信号的影响可归结为两个因素:
(乘性干扰)和(加性干扰)的影响。
9•下列信道中,(①④⑥)是恒参信道,(②③⑤)是变参信道。
①同轴电缆,②移动
无线通信,③微波中继,④中长波,⑤流星余迹散射,⑥双绞线
10•短波电离层反射信道属于(变)参信道。
11.在随参信道中发生瑞利衰落的原因是(多径传播)。
发生频率选择性衰落的原因是(多
径传播)。
12.加性白色高斯噪声信道的含义是(它的功率谱密度在全频域
下推导得到的。
二、计算填空题
1.某高斯信道的带宽为5kHz,双边噪声功率谱密度no/2=1O-14W/Hz,接收端信号功率不大
于0.1mW,其信道容量为(99.66kbit/s)。
2.设信道带宽为3kHz的高斯噪声信道,要求信道的信噪比为100dB,该信道传输的最大
可能信息速率为(99.66kbit/s)。
3•某个加性白色高斯信道传输带宽为5kHz,信噪比为30dB,该信道的最高信息传输速率
为(49.83kbit/s),若信道传输带宽提高到10kHz,而信息速率保持不变,则允许最低
信噪比为(15)dB。
4.具有6.5MHz带宽的某高斯信道,若信道中信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz,
该信道的容量为(19.5Mbit/s)。
二、简答题
1.什么是恒参信道?
什么是变参信道?
它们对所传信号各有什么影响?
2.变参信道传输媒介的特点有哪些?
对传输信号将产生什么影响?
答:
变参信道中传输媒介的参数随气象条件和时间的变化而变化,于是使传输信号的衰减不
断地变化,但变化比较缓慢,称为慢衰落。
另外,由于变参信道的传输媒介经过多径传输,使接收点合成的信号强弱也随时间不断地变化,但引起的变化较快,称为快衰落。
由于变参信道衰落的影响,使传输信号产生频率选择衰落和时间弥散,而引起码间串扰。
3.衰落产生的原因是什么?
答:
多径传播和信道的时变特性。
信号经多径传播后的接收信号将是衰减和时延都随时间变化的各路径信号的合成,因而产生衰落。
4.什么是信道的时延特性和群时延特性?
他们对信号传输影响如何?
答:
信道的时延特性是指信号经信道传输后产生时间延迟的特性。
信道的群时延特性是指非
单一频率的信号经过信道时,信号频谱中的不同频率分量将产生不同的群延迟,即它们到达接收端的时间不一样,从而引起信号畸变的特性。
单纯的时延并不使信号产生失真;群时延畸变使信号产生线性畸变。
5.如何由白噪声得到窄带白噪声?
6.由香农公式可得到哪些重要结论?
3.4kHz,信道输出的信噪比各符号等概出现。
四、计算题
1.计算机终端通过电话信道传输数据,电话信道带宽为
S/N=30dB。
该终端发出由256个符号集中的独立符号序列,
计算香农信道容量(已知:
Iog2X止3.32log10X
C=Blog2(1+SNR=3.4x103>Nog2(1+1000)止33.89kbiZs
(2)
信源符号集合中的元素为256,每个符号出现概率Pi=1/n=1/256,每个信源
符号载荷的信息量为H(X)=-2pilog2Pj=log2n=8bit。
这样,无误码传
输最高符号速率
空皿皿36(符号/秒)
H(X)-
五、证明题
1.证明当信号功率与信道加性噪声的功率谱密度一定时,无限增长信道带宽,信道容量将趋于一定值。
S
答:
山农信道容量公式:
C=Blog2(1+亠)。
noB
C=V自。
g2(1+書)
当Bt处时,信道容量
Sn0BS
°=皐坠可|092(1+乔)
第5章模拟调制系统
、填空题
9.
对于FM系统,若调制信号幅度Am增大,则频偏(增大),已调波带宽(增大
FM波的瞬时频率©(t)与调制信号f(t)呈(线性)关系;PM波的瞬时频率《(t)与调
制信号f(t)呈(微分)关系。
10.调频波的解调常用(非相干)解调方式,鉴频器最重要的功能是(将幅度恒定的调频
波变成调幅调频波),使所得的解调信号具有(幅度)的信息。
11•调频波的频带宽度主要取决于(调制信号)的幅度,而调频波的功率取决于(载波信
号)的幅度。
12•调频系统非相干解调的优点是(电路简单),但存在着(门限效应)o
(Pno(f)-f2
13.调频信号用鉴频器解调时,输出噪声功率谱密度与频率之间的关系是
f 14.在AM、DSB、SSB和FM这4个通信系统中,可靠性最好的是(FM),有效性最好的 是(SSB),有效性相同的是(am和DSB),可靠性相同的是(DSB和SSB)。 二、计算填空题 1.音频信号的带宽为15kHz,最大幅度为1V,用于调制100MHz的载波,其kf=50kHz/V, 其调频带宽为(130kHz)。 频波的表达式为(SfM(t)=10cos(2兀x106t+10sin2兀x103t)V)。 四、计算题 1.两个不包含直流分量的模拟基带信号m,(t)、m2(t)被同一射频信号同时调制,发送信 号为s(t)=m,(t)cosset+m2(t)sin«ct+KcoscOct,其中载频f^10MHz,K是常数。 已知mjt)与m2(t)的带宽分别为5kHz与10kHz。 接收端的解调器框图如下图所示,窄带 滤波器和低通滤波器(LPF1与LPF2)的电压增益都为 解调器中的窄带滤波器中心频率是多少? 该窄带滤波器起什么作用? 两个低通滤波器的带宽分别是多少? 求解调器的输出y1(t)或y2(t)。 (求解其中一个即可。 ) 解: (1)s(t)由两个正交载波的DSB及一个导频组成,这两个DSB的中心频率相同,带宽 分别是10kHz和20kHz,因此总带宽是20kHz。 (2) 解调器中的窄带滤波器中心频率是10MHz,该窄带滤波器的作用是提取同频同相的 相干载波。 低通滤波器LPF1的带宽是5kHz,LPF2的带宽是10kHz。 ya(t)=s(t)KcoscOct =[m1(t)cosset+m2(t)sin«ct+Kco^ct]”Keo凶衣 222 =Km1(t)cos«ct+Km2(t)sin©ctcosset+Kcosset 1112 =-Km1(t)(1+cos2©ct)+-Km2(t)sin加ct+-K(1+cos^M) 1 ya(t)通过低通滤波器LPF1和隔直流电路后,输出y1(t^-Km1(t)。 设下面那个乘法器的输出是yb(t),则ya(t^s(t)Ksin%t =[m-i(t)co^c^m2(t)sin«ct+Kco^ct]”Ksin©ct 22 =Km1(t)cos«ctsin©ct+Km2(t)sin«ct+Ksin©ctco眇ct 1112 =-Km1(t)sin2©ct+-Km? (t)(1—cos2)ct)+? Ksin加ct 1 yb(t)通过低通滤波器LPF2后,输出y2(t)=—Km2(t)。 *0——*]LPFl—►[ -卿 临*LPD 2.在500的负载电阻上,有一角调制信号,其表示式为 Xc(t) =10cos[10^^4sin(2兀•103t)](V) (1)求平均功率。 (3)求传输带宽。 (2)求最大频偏。 (4)求最大相位偏移。 解: (1)平均功率S 22 —1W R250 (2)瞬时相位偏移: w(t)=4sin(2兀103t) 瞬时频率偏移: ©(t)=d®⑴=8花”103cos(2兀103t) dt 最大频率偏移: Af=4kHz (3)传输带宽: B=2(if+fm)=2(4+1)=10kHz。 (4)最大相位偏移: A申=4rad。 3.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.5x10,W/Hz,在该信道中传输 抑制载波的双边带信号,并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz,而载波为100kHz, 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,先经过带宽为10kHz的一理想带通滤波器。 (1) (2) (3) 解: (1)该理想带通滤波器中心频率为100kHz,其传输函数的频域表达式为: 该理想带通滤波器中心频率为多大? 写出其传输函数的频域表达式。 解调器输入端的信噪功率比为多少? 解调器输出端的信噪功率比为多少? H(a)=[K,95kH^f"105kHz (0,其他 (2)解调器输入端的噪声功率 Nj=2Pn(f)”B=2x0.5x10’X10X103=1CW 信号功率Si=10kW 信噪比Si/Ni=1000=30dB (3)双边带信号解调时制度增益G=2,故解调器输出端的新噪功率比为 So/No=GS/Ni=2000 第6章数字基带传输系统 、填空题 1.举出两种便于提取同步信号的数字基带信号码型(单极性归零码、双极性归零码)。 2•基带传输系统一般由4部分组成,它们是: (发送滤波器)、传输信道、接收滤波器和(抽样判决器)。 3•基带传输的接收机的任务是从接收的信号中正确判断(波形)因为其是已知的,可以正确地被恢复。 4.HDB3码名称的含义是(三阶高密度双极性码),它克服 步信息)的缺点,使限制的连0个数不多于(3、个, 码用(V、表示,补信码用(B、表示。 ;而与其(形状)无关。 AMI码的(连零过多而丢失同 其中信码用(B)表示,破坏 5.由AMI码改进为HDB3码后,信息速率是提高了, 6.在基带传输系统中,传输码型的统计频谱具有( 等特性。 随机脉冲序列信号的功率谱密度,可能包括(连续谱在基带传输系统中,码间串扰越大,误码率(越大)数字信号在传输中产生码间串扰的主要原因是( 7. & 9. 还是减少了? (不变) 低频截止)、(频带窄)、(易提取同步) 10.能实现2/Ts传输速率的基带无码间串扰的奈奎斯特带宽是( )和(离散谱)两部分。 ;信噪比越大,误码率(越小传输特性不良、加性噪声的影响 1/Ts)o 11.数字基带系统的传递函数及冲击响应分别为 H◎)和h(t),写出载抽样时刻t=kT无 码间干扰传输的h(t)表达式: (h(kT) k=0 kH0)° 12.设某一脉冲数字序列,通过截止频率为 fm(kHz)的理想低通滤波器,则其奈奎斯特间 一1 隔为(2f-ms),奈奎斯特速率为( 2fmkb/s),奈奎斯特带宽为(fmkHz),此 时的频带利用率为(2B/HZ)。 13.在数字通信中,眼图是用实验的方法观察(码间串扰)和(噪声)对系统性能的影响。 14.一个性能良好的二进制基带系统的眼图应该是 图形。 15.为了克服码间串扰,在(接收端抽样判决补偿)的方法将失真的波形直接加以校正,用的方法是采用(横向)滤波器。 16.数字基带传输系统中,采用时域均衡器的目的是(响应技术的目的是(提高频带利用率)。 (眼睛张开最大,痕线又细又清楚 )的 )之前附加一个可调的滤波器;利用(波形此滤波器称为时域均衡器。 时域均衡器最常 减少或消除码间串扰),采用部分 二、计算填空题 1. 2. 3. 4. HDB3码为-100-1+1000+1-1+1-100-1+1,原信息代码为(0000100001100001)o 已知HDB3码为-101-100-11-110001-101-1,与之对应的原单极性二进制码序列为(101000011100001011)o 已知信源的信息码ak为11010110,对其进行部分响应编码(设bk-1初始值为0),其预编 码bk为(10011011),其相关编码为Ck(11012112)o 已知信息代码为1100101,若基带系统采用第I类部分响应信号传送,当参考码元(bk-1) 为1时,其预编码(bk)为(0111001),相关编码为(1122101)o 三、简答题 1.在HDB3码中,前后的破坏脉冲V码为什么要极性相反? 补信码B'的作用如何? 在什么情况下插入B'码? 答: 极性相反的原因: 为了该码型无直流分量; 补信码B'作用: 标志四个连零符号。 V脉冲之间的传号为偶数 4/Ts,则无码间串扰的条件 插入情况: 保证相邻V码满足极性交替的规律,当两个相邻时,插入补信码B' 2•码间串扰是指什么? 若系统总特性为H(g)),系统传码率为 是什么? 改善码间串扰的措施有哪些? 答: 码间串扰是指前面码元对后面码元的影响。 无码间串扰的条件: H©)满足: 改善措施: 均衡,部分响应。 四、作图题 号码元的周期同步。 (画观测结果即可。 ) 五、综合题。 的理想低通滤波器。 曲线。 (2)若通过此系统的码元速率为fs时,频带利用率是多少? 解: (1)设输入为x(t),输出为y(t),则 >fs时,H(f)=o; H(f)=丄+e」2兀Y+忖T 22 1(1+e亠f)+6」2小 1e」2兀代(ej2兀代+e」2兀代)+e」2兀代 2 e^2沢5(1+cos2兀fl)eT2f(1+cos叮) fs H(f)~f曲线如下图所示 (2)该升余弦滚降特性的带宽是fs,若通过此系统的码元速率为fs时,频带利用率 和码元速率 二带宽日B/Hz 2.已知滤波器的H(®)具有下图所示的余弦滚降特性(码元速率变化时特性不变),当采用以下码元速率时(假设码元经过了理想抽样才加到滤波器) 一、填空题 1•将2ASK、2FSK和2PSK进行比较,其中抗噪声性能最好的为(2PSK),频道利用率最高的为(2ASK和2PSK),抗衰落性能最好的为(2FSK和2PSK)。 2•采用相干解调时,2PSK、2FSK、2ASK和2DPSK的误比特率性能,从好到坏排列如下 (2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK)。 3. 速率为Rb=丄的PCM脉冲序列,采用ASK系统传输,基带调制信号为(单极性不归 Tb &若二进制数字信息速率为fbbit/s,贝UBPSK和QPSK信号功率谱密度主瓣宽度分别为 (2fb)Hz和(fb)Hz。 二、计算填空题 1.设信息速率为106b/s,其已调带宽为: 2ASK为(2X106)Hz,2DPSK为(2X106)Hz。 2200)Hz。 2.有一Modem采用2FSK方式传输信息,“1”码用05j=4005rad/s传送,“0”码用 ©2=6000応rad/s,码元速率为600B,该系统所占带宽为( 二、简答题 1.能否用非相干解调2PSK信号和2DPSK信号? 为什么? 答: 不能。 PSK和DPSK是用载波相位载荷信息。 2.多电平数字调制的优缺点是什么? 答: 其优点是传信率高,频谱利用率高。 缺点是实现复杂度高,抗衰落能力差。 四、作图题 1已知数字信息{an}=1010011,码元速率为2000波特,载波频率为2000Hz。 (1)画出2PSK、2DPSK以及相对码{bn}的波形(设相对码的初始参考电平为低电平)。 (2)在调相系统中通常采用2DPSK而不是2PSK,其目的是什么? 数字信息 他} 2.已知数字信息 {an}=101100,码元速率为3000波特,载波频率为6000Hz。 (1)画出2PSK、2DPSK以及相对码{bn}的波形(设相对码的初始参考电平为低电平)。 (2)能否用非相干解调方式解调2PSK信号和2DPSK信号? 为什么? 第9章模拟信号的数字传输 一、填空题 1.抽样方式一般有(理想抽样)、(自然抽样)和(平顶抽样),它们都属于(PAM)调 制方式。 2.已知信号f(t)=cos100珥+cos200珥,其抽样频率应为(200)Hz。 3.产生已抽样信号频谱混叠的原因是( fsV2fm),若要求从已抽样信号ms(t)中正确 恢复模拟基带信号m(t),则其抽样速率fs应满足(fs>2fm)。 4. )而产生的,量化噪声与(信道) 量化噪声由于(信号的精确值由接近的近似值来代替无关,无法在(解调)中消除。 5.PCM量化可以分为(均匀量化)和(非均匀量化)。 6.均匀量化器的量化噪声功率与信号大小(无)关,适用于动态范围(小)的信号。 7•均匀量化器的量化信噪比与编码位数k的关系是(6kdB),非均匀量化器可以提高(小) 信号的量化信噪比。 &均匀量化的PCM量化信噪比取决于(编码位数),当量化级增加1倍,其量化信噪比增加(6dB)。 9. ), 在语音信号脉冲编码调制中,采用非均匀量化的目的是(提高小信号的量化信噪比 在我国的脉冲编码调制系统中,采用(A律)的对数压缩特性。 10.在PCM中,对语音信号采用非均匀量化的理由是(小信号出现概率大,大信号出现概率小)。 11.某模拟信号的抽样量化值为6,对其进行如下4位二进制编码,其中(②)为自然二进 制码,(①)为折叠二进制码。 ①0001,②0110 12. 在脉冲编码调制中,与自然二进制码相比,选用折叠二进制码的主要优点是(编码简单,在有误码的情况下,对小信号影响小 1. 2. 3. 18.DPCM和^M的主要差异是
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