通信原理习题有关的题弄懂肯定及格.docx
《通信原理习题有关的题弄懂肯定及格.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信原理习题有关的题弄懂肯定及格.docx（47页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
通信原理习题有关的题弄懂肯定及格
通信原理练习题
绪论
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.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）。
3•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）。
4•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。
5•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）。
6•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。
7•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1比特信息量；
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。
9•在数字通信中，传码率是指（系统每秒传送码元的数目）。
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Ti=250x10-6s，其传信率为（8kb/s）,
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9600B,其传信率为（28800b/s）,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T=417x10-6s，其传输速率
为（2.4kb/s）;若变为八电平传输时，其传输码元速率为（800B）。
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600b/s，接收端在（20）小时
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
2400b/s，接收端在半个小时内共接收到
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）。
Pe为（10-4）。
在5分钟共传送6X104个码元，其码元速率为（200B）,
7•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1/2、1/4、
1/8、1/8，则此信源平均每个符号包含的信息熵为（1.75）bit/symbol。
若信源每毫秒发
出一个符号，那么此信源平均每秒输出的信息量为（1.75k）bps。
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：
H（S）
p（Si）log2p（Si）
i1
^lOg2-
22
8lOg
1lOg
1.75bit/符
100个符号，此信源平均每
（2）若信源每隔10ms发出一个符号，则每秒能否发送秒输出的信息量为175bps。
第4章信道
一、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•恒参信道的线性畸变包括（幅度一频率畸变）和（相位一频率畸变）。
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（H（f）kej2ft0）条件。
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（，）是常数）。
13.热噪声、散弹噪声和宇宙噪声都属于（起伏）噪声。
14.散弹噪声是由（电子在类似于电阻一类的导体中随机热骚动）引起的，热噪声是由（真空和半导体器件中电子发射的不均匀性）引起的。
15•根据山农信道容量公式，信道频带宽度可以和（信噪比）互换，无限增加信道带宽，能否增加信道容量？
（不能）。
16•信道容量是指（信道传输信息的最大速率）。
17•在高斯信道中，当传输系统的信号噪声功率比下降时，为保持信道容量不变，可以采用
（增大信道带宽）的办法，这是基于（山农信息）理论得出的。
18.山农信道容量公式CBlog2（1—）是在（限带限功率的连续AWGN信道）条件
n°B
下推导得到的。
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）。
三、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？
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3.4kHz，信道输出的信噪比
S/N=30dB。
该终端发出由256个符号集中的独立符号序列，各符号等概出现。
（1）计算香农信道容量（已知：
log2X3.32log!
oX。
）；
（2）求无误码传输的最高符号速率。
解：
（1）由题设知信噪比SNR=1000,于是香农信道容量
3
CBlog2（1SNR）3.410log2（11000）33.89kbit/s
（2）信源符号集合中的元素为256,每个符号出现概率Pi1/n1/256，每个信源
符号载荷的信息量为H（X）
Pilog2Pilog2n8bit。
这样，无误码传
输最高符号速率
C
H（X）
33.89103
8
4236（符号/秒）
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：
CBlog2（1—）。
n°B
n°BS
Sn0
log2（1
S
n°B
当B时，信道容量
—lim
n°B
S
log2（1
S
n0B）
利用关系式
1
limlog2（1
x0x
X）
log2e
1.44。
这里的
x相当于
S
n°B'
当B
则x0。
所以得到
C
S
n0B
log2（1
S、
S
lim-
）
1.44-
n°B
S
n°B
n。
所以，当
S
—保持一定时，
即使
B
，由于
N也趋向无穷大，
所以
C是有限值。
n。
第5章模拟调制系统
一、填空题
1对于AM系统，无门限效应的解调方法是（相干解调），在民用中波广播AM接收机中采用的解调器是（包络检波器）。
1
2•幅度调制用相干解调，是从（同相）分量中提取有用信息，且解调输出Sd（t）（f（t））。
2
1
若相干载波存在相位误差，则解调输出Sd（t）（f（t）cos）。
2
3•若解调器输入噪声功率谱密度相同，输入的信号功率也相等，则在双边带信号解调器和单边带信号解调器输出端的信噪比是（相同）。
4.单边带信号相干解调时，若接收端本地载波与发送端同频不同相，对解调器输出的影响是（使解调器输出的基带信号信噪比下降，使信号产生畸变）。
5•在解调过程中，（非相干解调）的解调方式会产生门限效应，产生门限效应的原因是（非线性器件的非线性解调作用）。
6•在实际的黑白广播电视传送系统中，图像信号的调制采用（VSB）调制方式，伴音的调
制采用（FM）调制方式。
7.调频（FM）系统的特点是（角度调制、带宽宽、抗噪声性能强）。
&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）。
9.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）。
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
（Pno（f）f2ffm），采用预加重/去加重技术的目的是（提高输出信噪比）
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）。
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）。
2.已知角调波S（t）Acos（otkcosmt），其中最大相移=（K）rad,最大频偏f=
k
（匕』）,总功率Pfm
2
A2
，已调波带宽
B=（（k1）mHz）,载波功率Pc=
（A2、
）°
2
3.已知某单音调频波的振幅为
10V，其瞬时频率为
f（t）106
104cos2103t，此调
频波的表达式为（SFM（t）
10cos（2106t
10sin2
103t）V）°
三、简答题
1•什么是门限效应？
哪些模拟调制，在什么情况下会出现门限效应？
2•试用香农公式说明FM系统的抗噪声能力优于AM系统。
答：
所谓“门限效应”，就是输入信噪比下降到某一值时，它的输出信噪比随之急剧下降的现象。
AM调制在非相干解调（包络检波）的情况下会出现门限效应。
2•略。
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）m1（t）cosctm2（t）sinctKcosct，其中载频fc10MHz,K是常数。
已知mdt）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1。
（1）计算s（t）的带宽。
（2）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？
（3）两个低通滤波器的带宽分别是多少？
（4）求解调器的输出yjt）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。
（3）低通滤波器LPF1的带宽是5kHz,LPF2的带宽是10kHz。
（4）设上面那个乘法器的输出是ya（t），则
ya（t）s（t）Kcosct
[maticosctm2（t）sinctKcosct]Kcosct
Km^tjcos2ctKm2（t）sinctcosctK2cos2ct
1112
-Km,（t）（1cos2ct）-Km2（t）sin2ct-K（1cos2ct）222
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）Ksinct
[m1（t）cosctm2（t）sinctKcosct]Ksinct
22
Km1（t）cosctsinctKm2（t）sinctKsinctcosct
1112
-Km1（t）sin2ct-Km2（t）（1cos2ct）-Ksin2ct
222
1Km2（t）。
2
yb（t）通过低通滤波器LPF2后，输出y2（t）
2•在50的负载电阻上，有一角调制信号，其表示式为
83
Xc（t）10cos[10t4sin（2?
10t）]（V）
（1）求平均功率。
（2）求最大频偏。
3）求传输带宽。
（4）求最大相位偏移。
1
22
A21102
解：
（1）平均功率S-
1
W
2
R250
（2）瞬时相位偏移:
（t）4sin（2
103t）
瞬时频率偏移：
（t）d-^-）8103cos（2103t）
dt
最大频率偏移：
f4kHz
（3）传输带宽：
B2（ffm）2（41）10kHz。
（4）最大相位偏移：
4rad。
3•设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn（f）0.5103W/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）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。
（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）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：
H（）
K,
0,
95kHzf
其他
105kHz
（2、解调器输入端的噪声功率
Ni
2Pn（f）
B2
3
0.510
101010W
信号功率
Si
10kW
信噪比S
；i/Nj
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/NoGSi/Ni2000
第6章数字基带传输系统
一、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）；而与其（形状、无关。
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AMI码的（连零过多而丢失同
步信息）的缺点，使限制的连0个数不多于（3、个，其中信码用（B、表示，破坏码用（V、表示，补信码用（B、表示。
5.由AMI码改进为HDB3码后，信息速率是提咼了，还是减少了？
（不变）
6.在基带传输系统中，传输码型的统计频谱具有等特性。
（低频截止）、（频带窄）、（易提取同步）
7.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）
9.数字信号在传输中产生码间串扰的主要原因是（
）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
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（1/Ts）。
11.数字基带系统的传递函数及冲击响应分别为码间干扰传输的h（t）表达式：
（h（kT）
12.设某一脉冲数字序列，通过截止频率为
H（）和h（t），写出载抽样时刻tkT无
1,k0
。
0,k0
fm（kHz）的理想低通滤波器，则其奈奎斯特间
一1
隔为（——ms）,奈奎斯特速率为（2fmkb/s）,奈奎斯特带宽为（fmkHz）,此2fm
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（眼睛张开最大，痕线又细又清楚）的图形。
15.为了克服码间串扰，在（接收端抽样判决）之前附加一个可调的滤波器；利用（波形
补偿）的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。
时域均衡器最常
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（减少或消除码间串扰）,采用部分
响应技术的目的是（提高频带利用率）。
二、计算填空题
1.HDB3码为-100-1+1000+1-1+1-100-1+1，原信息代码为（0000100001100001）。
2.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）。
3.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）。
4.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）。
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'勺作用如何？
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。
插入情况：
保证相邻V码满足极性交替的规律，当两个相邻V脉冲之间的传号为偶数
时，插入补信码B'。
2•码间串扰是指什么？
若系统总特性为H（）,系统传码率为4/Ts,则无码间串扰的条件
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：
H（
i
H（）
改善措施：
均衡，部分响应。
四、作图题
画出二进制序列111001001的眼图。
码元速率为fb1/Tb,“1”码用
12
g1（t）-（1cost）表示，“0”码用g2（t）0表示，示波器的水平扫描周期与信
2Tb
0,
Ts
其他
号码元的周期同步。
（画观测结果即可。
）
2
五、综合题。
1
1•下图是实现升余弦滚降频谱成形的方法之一，图中的时延，LPF是截止频率为fs
2fs
的理想低通滤波器。
（1）试求H（f），画出|H（f）~f
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
y（t）
1
^x（t）x（t）
2x（t2
Y（f）
!
X（f）ej2
fX（f）
j4fX（f）
H（f）
Y（f）
X（f）
fs时，H（f）
fs时
1
H（f）-
2d
1e
2
ej2
ej2f
ej4
j2
1_e2
f（ej2f
j4
j2
ej2f）ej2f
（1cos2f）
ej2
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
码元速率
带宽=1B/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
升级会员 