2016通信原理复习题(含答案)

19、单极性和双极性基带波形的值A相等,噪声均方根值6n也相同时,单极性基带系统的抗噪声

性能优于双极性基带系统。 ( ╳ ) 20、基带传输系统的总误码率与判决门限电平无关。 (╳ ) 21、PCM的性能在编码位数n>4时,优于ΔM。 ( √ ) 22、部分响应系统是无码间干扰的系统 ( ╳ ) 23、单边带已调信号可以用插入导频法或直接法提取载波 (╳ ) 24、在单边带信号中插入强载波,可用包络检波法解调出基带信号。 (√) 25、对于调频信号,也可以用其上边带或下边带传输信息。 (╳ ) 26、若宽带调频信号的基带信号最高频率增大一倍,则调频信号带宽也增大一倍。 (╳ )

27、任何一个采用线性调制的频带传输系统,总可以由一个等效的基带传输系统所替代 ( √ )

28、振幅调制 (AM)信号在采用包络检波法解调时会产生门限效应。 ( √ ) 29、在数字通信中,若无码间串扰,则误码率为0。 ( ╳) 30、采用非均匀量化,是为了提高小信号的量化信噪比 ( √ ) 31、只要无误码,则PCM接收机输出模拟信号中就无噪声 ( √) 32、由香农公式C=B㏒2(1+S/n0B),可知保持S/ n0一定,使信道带宽B?? ,则传递容量C ??

( ╳ ) 33、在“0”、“1”等概率出现情况下,双极性不归零码能够直接提取位同步信号。 ( ╳ ) 34、PCM的性能在编码位数n?4时,优于ΔM。 (√ ) 35、同步复接要进行码速变换 (√ ) 36、时分多路通信是各路信号在信道上占有不同时间间隔进行通信 ( √ ) 37、一般说来,通过键控法得到二进制移频建控信号(2FSK)的相位(?n、?n)与序列n有关。 ( ╳ ) 38、在频带利用率方面QPSK通信系统优于2PSK通信系统 (√)

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? 有效性反映了通信系统的容量大小,可靠性反映了通信系统的质量好坏 有效性和可靠性相互影响,相互矛盾

2.数字通信系统与模拟通信系统相比具有哪些特点? 抗干扰能力强,噪声不叠加 传输差错可控 便于对数字信号处理、变换、存储 便于对来自不同信源的信息综合到一起传输 易于集成化 易于加密处理

3.什么是误码率?什么是误信率?他们之间关系如何? 错误接收的码元占总码元的比 错误接收的信息占总信息的比 二进制是二者相等,多进制时,误码率>误信率

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? 有效性反映了通信系统的容量大小,可靠性反映了通信系统的质量好坏 模拟有效性的指标是传输带宽,可靠性的指标是信噪比 模拟有效性的指标是传输速率,可靠性的指标是误码率

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? 每秒传输码元的个数,单位波特 每秒传输信息的个数,单位b/s Rb=RB*log2(M) M为码元的进制数

6.根据如图所示的数字通信系统模型,简述其中各部分与有效性和可靠性两项指标的关系?

信信信信调解受 信道信道源源制调信 息道译编解编器器者源码码码码

噪声源

信源编码与译码:1、实现A/D转化 2、提高信息传输的有效性,减少码元数目和降低码元速率 加密与解密:利于信息的安全性,降低有效性

信道编码与译码:增强信号的抗干扰能力,降低有效性,提高可靠性

数字调制与解调:形成适合在信道中传输的带通信号,提高有效性,降低可靠性 信道:信道的不理想和噪声的干扰是影响系统的可靠性的主要因素 7.窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么?

答:窄带的含义是:频带宽度B远小于中心频率fc,中心频率fc远离零频;高斯的含义是噪声的瞬时值服从正态分布;白的含义是噪声的功率谱密度在通带范围B内是平坦的为一常数。

8.如何由白噪声得到窄带白噪声,窄带白噪声的功率与其同相分量的功率及正交分量的功率有何关系: 9.答:将白噪声通过窄带带通滤波器,就可以得到窄带白噪声,窄带白噪声的功率与其同相分量的功率以及正交分量的功率是相同的。

10.什么是广义平稳?什么是狭义平稳?它们之间有什么关系?

答:广义平稳过程:均值和方差为常数,自相关函数只与时间间隔有关。狭义平稳过程:1到N等于无穷阶概率密度函数均与时间原点无关。狭义平稳是广义平稳和特例,广义平稳不一定是狭义平稳。 11.简述随参信道的特点:

答:信号传输延时随时间而变;对信号的衰减随时间而变;存在多径传输现象。 12.如图调制信道的模型,试写出相互间的关系表达式并作简要解释?

eo(t)?f[ei(t)]?n(t)ei(t)

f e0(t)

n(t)

图 调制信道数学模型

eo(t)?k(t)ei(t)?n(t)eo(t)?k(t)ei(t)?n(t)

乘性干扰由传输信道的特性决定,加性干扰时外界叠加的干扰

k(t)随t变,信道称为时变信道。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。

13.简述恒参信道和随参信道对数字信号传输的影响及克服方法? 恒参信道会引起幅频特性和相频特性的畸变,最终导致产生码间干扰,克服方法:均衡技术 随参信道会引起衰落,克服方法:分集技术

14.何为香农公式中的“三要素”?简述提高信道容量的方法? 香农公式中的“三要素”:信道带宽 信号平均功率 噪声功率谱密度 提高信道容量的方法:

1)增大信号功率S可以增加信道容量C 2)减小噪声功率N(N=n0B,相当减小噪声功率谱密度n0)也可以增加信道容量C。3)增大信道带宽B可以增加信道容量C,但不能使信道容量C无限制地增大。4)当信道传输的信息量不变时,信道带宽 B、信噪比S/N及传输时间三者是可以互换的。 15.简述通信系统中采用调制的目的。

答:把基带信号转换成适合在信道中传输的已调信号(即实现有效传输、配置信道、减小天线尺寸);实现信道的多路利用,以提高信道利用率;改善系统抗噪声性能(与制式有关)。 16.通信系统调制器的作用是什么?何谓线性调制?何谓非线性调制?

答:让载波的参数随调制信号的变化而变化;已调波的频谱是调制信号的频谱经过平移和滤波而得到的;已调波的频谱与调制信号的频谱没有对应关系。

17.什么叫门限效应?那些模拟调制在什么情况下会出现门限效应?

解调器输出信噪比不是按比例随着输入信噪比下降,而是急剧恶化,通常把这种现象称为解调器的门限效应,开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。

在模拟调制AM包络检波小信噪比及FM鉴频器小信噪比情况下会出现门限效应。 18.试对AM和DSB可否采用包络检波方式进行解调进行讨论?

AM 可以,DSB 不可以。因为AM信号的包络与基带信号形状一致,而DSB信号的包络与基带信号形状不一致,所以AM可以进行包络解调,DSB不可以

19.什么叫门限效应?那些模拟调制在什么情况下会出现门限效应?

解调器输出信噪比不是按比例随着输入信噪比下降,而是急剧恶化,通常把这种现象称为解调器的门限效应,开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。

在模拟调制AM包络检波小信噪比及FM鉴频器小信噪比情况下会出现门限效应。 20.在数字基带传输系统中,传输码的结构应具备哪些基本特性? 具有丰富且能提取的定时信号 具有内在的检错能力,即码型应具有一定的规律性,一边利用这一规律进行宏观监测 无直流分量,少低频分量 编译码简单,以降低通信时延和成本 功率谱主瓣宽度窄,以节省传输频带

不受信息源统计特性的影响,即能适用于信息源的变化

21.根据传输码应具备的特性,简述NRZ、RZ、AMI、HDB3、可否作为传输码? NRZ含直流且低频丰富,不具有定时信息,无检错能力,不能作为传输码 RZ含直流且低频丰富,具有定时信息,无检错能力,不能作为传输码 AMI无直流,低频少,具有定时信息,有检错能力,能作为传输码 HDB3无直流,低频少,具有定时信息,有检错能力,能作为传输码 22.试比较传输码AMI码和HDB3码之间的特点? 共同点:无直流,低频少,都具有定时信息且易于提取,具有一定的检错能力,适合作为传输码 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是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

23.已知消息代码为1100000100000000101,编出相应的HDB3码,并简述该码的特点。

答:+1-1000-10+1000+1-100-1+10-1,特点:无直流,且高低频分量小,具有宏观检错能力,三电平波形,连“0”数目不超过3个。

24.简述无码间干扰条件 的含义? 把从波形形成输入到接收滤波器输出的传递函数H(w)的幅频特性2π/Ts为间隔切开,然后分段延w轴平移到(-π/Ts,π/Ts)区内将他们叠加起来,其结果应当为宜固定值Ts,即叠加后的结果为理想低通特性就可以做到在抽样点上无码间干扰

25.在数字基带传输系统中,是什么原因导致码间干扰?简述部分响应波形中是否存在码间干扰? 数字基带传输系统中由于传输特性的不理想,即频率特性失真,将引起脉冲信号的拖尾的现象,从而对后面的脉冲产生干扰,即码间干扰。

部分响应波形是将当前的脉冲响应波形与该脉冲、延时各一码元周期后的响应波形进行叠加的结果,显然在后一位码元的位置存在一个幅度与当前码幅度相等的认为码间干扰,由于该码间干扰是已知的,因此可以消除,也即对于部分响应来讲可以实现无码间干扰传输。 26.简述数字基带传输系统中,造成误码的主要因素和产生原因。

答:码间串扰和信道噪声是造成误码的两大因素,码间串扰是由于基带传输总特性不理想造成的;信道噪声是一种加性随机干扰,来源有很多,主要代表是起伏噪声(如热噪声)。这两类干扰都会对信号的接收判决产生影响。

27.什么是奈奎斯特速率?什么是奈奎斯特带宽?

答:奈奎斯特速率是能消除码间串扰的最大码速率;又称为等效带宽。当码速率等于它的两倍时无码间串扰。

28.简述观察眼图的作用?以及正确进行眼图观察的方法? 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,能够了解 抽样时刻最大信号畸变、过零点畸变、噪声容限、判决门限电平、对定时误差的灵敏度和最佳抽样时刻等情况。 方法:观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛,故称 为 “眼图”。

29.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? 数字信号可以看做是模拟信号的一种特殊情况,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。

30.一个采用非相干解调方式的数字通信系统是否必须有载波同步和位同步?其同步性能的好坏对通信系统的性能有何影响? 采用非相干解调方式的数字通信系统无需载波同步,但必须位同步 位同步的性能好坏将直接影响到抽样判决的结果,最终影响系统的误码率的大小 31.简述为什么实际的数字调相不能采用绝对调相而采用相对调相? 数字调相系统多采用直接法载波同步方式,因此存在载波相位模糊现象。对于绝对调相的基带码元与载波相位间关系是固定的,因此载波相位模糊使得解调出的基带信号出现不确定,从而无法实现正常传输;而相对调相是利用载波相位的变化来表示基带码元,因此载波相位模糊不会影响载波相位的变化,故对相对调相解调出的基带信号不会产生影响。

32.试说明数字相位调制可以采用数字调幅的方式来实现的道理? 数字相位调制的数学表示为

显然、由调制信号确定,由此可见原来载波相位受调制信号控制的调相变成了幅度受调制信号控

制的正交调幅。即数字调相可以用正交调幅来实现。

33.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?

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。 34.设计数字通信接收机输入带通滤波器频率特性时应考虑哪些因素?

BPF的通带应等于信号的有效频率范围,让信号不受影响地通过,而输入噪声功率最小。 试定性说明相干解调和非相干解调在大信噪比和小信噪比时的抗噪声性能。

答:对小信噪比相干解调和噪声性能优于非相干解调,对大信噪比两者噪声性能差不多。非相干解调存在门限效应,而相干解调没有。

35.试从占用频带和抗干扰方面比较三种数字调制(2PSK、2FSK、2ASK)方式之间的特点? 频带:2FSK>2PSK=2ASK

抗干扰能力:2PSK>2FSK>2ASK

2ASK:Pe= 2FSK:Pe=

2PSK:Pe=

36.试画出2DPSK信号差分解调的原理框图,和相干解调相比其噪声性能哪种方法好,为什么? 答:相干解调比差分相干解调噪声性能好,因为它的本地载波包含的噪声小,而后者是用前一码元的波形来代替本地载波,包含了信道噪声。 37.简述多进制数字调制系统的特点。

答:特点是可以获得比二进制数字调制更高的频带利用率,减小带宽,但是这些受益的代价是需要增加信号功率和实现的复杂度。

38.QPSK信号是不是恒定包络调制信号?试定性说明QPSK信号经非线性放大器后,产生信号频谱扩展的原因。

答:不是恒定包络。当QPSK信号出现180度相位跳变时,经过发送滤波器后,信号包络会过零,如果此信号再经非线性放大器,原本下降的包络会被提升,即带外高频分量增大,信号频谱扩展。 39.什么是奈奎斯特速率?什么是奈奎斯特带宽?

答:奈奎斯特速率是能消除码间串扰的最大码速率;又称为等效带宽。当码速率等于它的两倍时无码间串扰。 40.根据低通型抽样定理试讨论号的最高频率)?

时频谱前后相连,采用截止频率为

的理想低通滤波器可以还原出信号;当

时出现的情况(

为抽样频率,

为信

频谱间有一些空隙,同样可以采用截止频率为的理想低通滤波器还原出信号;在时频谱产生重

叠现象,此时还原不出原始信号。显然前两种可以不失真地还原出原始信号,考虑到理想低通无法实现因此实际可行的为

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