通信原理知识点汇总.docx
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通信原理知识点汇总
1.
2.
3.
4.
5.
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。
（T）
6.
白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。
（F）
7.
基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。
（T）
8.
对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，B与SN可以互换。
（F）在调幅制中，由于信号带宽是固定的，无法进行带
宽和信噪比的互换，这也是在抗噪性能方面调频系统优于调幅系统的重要原因。
9.
恒参信道对信号传输的影响是变化极其缓慢的，因此，可以认为它等效于一个时变的线性网络。
（F）
10.
一种编码的检错和纠错能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。
（T）
11.
若EX（t1）］=mx（t1），EY（t2）］=mY（t2），E风（匕丫心）】=（鮎八吐？
），则随机过程
X（t与Y（tAo
12.如上图所示的四条函数曲线,
（A）不相关；（B）相关；（C）正交;
哪一条不是平稳过程的正确的自相关函数曲线
（D）独立
Ao
f（t
f（T）
O
（A）
O
（B）
々1
11
LU
111
1
T
4121
O
2141
（D）
2ASK2FSK2PSK从优到差的次序为2PSK2DPSK（相干解调）、2FSK2ASK有效性:
（C）
13.在抗加性高斯白噪声性能方面，
2ASK=2PSK=ADPSK>2FSK=2fs+/f1-f2/
模拟调制系统的性能比较：
可靠性：
FM>DSB>SSB=VSB>AW效性：
SSB>VSB>AM=DSB>FM=2（mf+1）fm
纤芯的折射率大于包层的折射率
14.提出部分响应系统的目的是为了提高频带利用率，并（
A.消除码间干扰B.加速传输波形的尾巴衰减
B）。
C.降低噪声的影响D.使得传输波形的频谱变成理想低通特性
3、已知信道中传输1100000，0011100,
3个错码，可以纠正
0000011三个码组，则其最小码距为_4
1个错码—
，可以检测
15.在简单增量调制系统中，设抽样速率为
fs，量化台阶为b，则译码器最大跟踪斜率为bfs;当信号实际斜率超过最大
跟踪斜率时，将会造成
16.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
17“-RB/B
18.码间串扰：
由于系统传输总特性不理想，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，从而对当前码元的判决造成干扰。
过载失真
码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。
奈奎迪特第一准则h（KTs）«
1....k=0
2兀i,
ZH®+h）=Ts....X—：
i
综合业务数字网
0....kH0
19.BPSK二进制相位键控ATM异步传递方式ISDN
ISO国际标准化组织
20.高斯白噪声是分析信道加性噪声的理想模型，通信的主要噪声源，热噪声就是属于这类噪声。
它在任意两个不同时刻上的取
值之间互不相关，且统计独立
白噪声通过带限系统，其结果是带限噪声，理想分析中常见的有低通白噪声和带通白噪声。
高斯白噪声是指噪声的概率密度服从—高斯分布—分布，功率谱密度服从—白噪声—分布。
21数字通信系统的主要优点是—克服噪声积累_传输差错可控_、_易于集成__、_便于处理
Ts
Ts
.易于加密，保密性好
基带传输系统的总误码率依赖于信号峰值和噪声均方根值之比。
包络检波法的系统误码率取决于系统输入信噪比和归一化门限值。
模拟信号数字传输系统的主要功能模块是A/D、数字传输系统和D/A。
设一分组码（110110）；则它的码长是6，码重是4,该分组码与另一分组码（100011）的码距是3。
缺点：
传输带宽大；设备复杂。
22.在线性PCM中，抽样频率为8KHZ,对双极性信号编码时编码器输出码元速率为72KB,则量化信噪比为dB。
23.在AM系统中，输入信号f（t）=Acos3kt，抽样速率为fs,量化台阶为S，要求系统不出现过载现象，而且能正常编码，输入信号f（t）的幅度范围应为。
24.
改进型增量调制方法包括.
简单增量调制系统的量化误差有.
等。
25.已知码元速率为200波特,从信息速率方面考虑频带利用率，8ASK的频带利用率和带宽分别为1/6和1200，8PSK的频带利用
率和带宽分别为1/6和1200,8FSK的频带利用率和带宽分别为和（这里假设8FSK两功率谱主瓣刚好互不重叠）。
26.同步按功能可分为载波同步、码元同步、群同步、网同步，按传输、。
误差函数:
2x兰2卡士
erf（X）=fedterfc（x）二1-erf（x）JedtJtT0D寸兀X
2ASK相干解调：
Pi沁朴E时，P^;^r
_r
e4；
非相干解调：
Pe=1/4erfc（Jj）+1/4占r->
-X
无穷，Pe=1/2e^
2FSK相干解调：
Pe=1/2erfc（r>>i
时,
Pe=」=
V2兀r
e2；
非相干解调：
Pe=1/2e2
2DPSK相干解调：
P^1/2e"r非相干解调:
2PSK相干解调：
pe=1/2erfc（j7）r>>1
Pe=2（1-Pe）Pepe=efc（7F）
模拟调制的时域频域表达式
1.
2.
设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度E（f）=0.5Xlo'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，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：
（1）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H（©）；
（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？
求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。
解：
（1）了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号带宽，即：
B=2fm=2x5=10kHz
其中心频率为100kHz，故有：
95kHzWf<105kHz
S=10kw
33
Nj=2B^（f）=2x10x103X0.5X10上=10w
Si
故输入信噪比：
—=1000
Ni
2
（2）已知:
（3）
因有Gdsb=
（4）
No
宝=2目=2000NoNi
根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率关系，有:
1
=—Ni=2.5w
4i
故输出信噪比:
其它
N„1
故:
Pn°（f）=亠=0.25咒10'w/Hz=-Pn（f）
2fm2
图：
4.平稳随机过程X（t），均值为a,自相关函数为RX（农通过线性系统后的输出为Y（t）=X（t）+X（t-T）。
求：
（1）输出过程Y（t）
的均值，⑵输出过程Y（t）的自相关函数，（3）写出输出过程Y（t）的功率谱密度。
（10分）
答：
（1）Y（t）的均值=2a（4分）
（2）Ry（i）=E収（t）・X（t+T）]
=E{〔X（t）”X（t-T）]〔X（t+T）X（t+T-T）]}
=E〔X（t）X（t+T）+X（t）X（t+T-T）+
X（t—T认（t+T）+X（t—T）X（t+T-T）]=E〔X（t）X（t+T）]+E〔X（t）X（t+T-T）]+
E[X（t-T）X（t-T+T+T）]+E〔X（t-T）X（t+t-T）】
=Rx（T）+Rx（T-T）+Rx（I+T）+Rx）
=2Rx（T）+Rx（T-T）+Rx（T+T）（4分）
（3）X（t）=X（t）+X（t-T）
X（t+T）=X（t+T）+X（t+T-T）
心）
PX（⑷）qT逐（傅氏变换的时延特性）
Px（国卜ej曲
“）
Rx（l）=Px
RxW-T）=
RxW+T冷
PY（B）uRy
=2败®）+Px®卜r⑶+Px®用戒
=Px©H2+e—j即+ej即
=Px（®）”fe+2coS国T9
=2FX（a卜1+coS®T）]
5.某线性调制系统的输出信噪比为
（1）DSB-SC时的发射机输出功率；
（2）SSB-SC时的发射机输出功率。
S
答:
（1）已知0=30dB
No
（2分）
30dB,输出噪声功率为
（10分）
N?
000,No
So
二接收机的输出功率S0为：
So
No
当采用DSB/SC时，接收机的输入功率为:
1—2—1
Sj=—m（t）：
=—dSo=2x10
22
「•发射机的输出功率为：
-9
10W,由发射机输出到解调器输入端总的传输损耗为60dB，试求:
=10"9W，传输损耗L=60dB=106
”NO=1000x10」=10*
"W
1、设信道噪声具有均匀的双边功率谱密度
H（f）
（1）
（2）
n°/2，接受滤波器的传输特性为
+B
2
舌B
Jkfc--<|f其它
求滤波器的输出噪声功率谱密度和平均噪声功率；求滤波器输入噪声的自相关函数和输出噪声的自相关函数。
1°
（8分）
（1）
R（f）=|H（f）|2p（f）H牛
BB
f-i^l^f^2（2分）
其它
PO=Si丄=2x10》
X106=2W
（2）当采用SSB/SC时，接收机的输入功率为：
1~2—16
Sj=-m2（t）=-16S^^10W
44
二发射机的输出功率为：
=4W
PO=SiL=4X10」X106
=J^0（f）df=rioBk2（2分）
-3C
r（t）=JP（f）ej2加df（1分）
*■-CC
苛）=牛申）（1分）
2
（2分）
2、若对某一信号用DSB进行传输,（t）的功率谱密度为：
Ro（9=noBk2Sa伍Bt）cos（2;ifci）
接受记得输入信号在加至解调器之前，先经过理想带同滤波器，设加至接收机的调制信号
nm
Pn（f）2fm
试求:
（1）
（2）
接收机的输入信号功率；
接收机输出信号功率；
设DSB已调信号5DSE（t）=m〔t）COSWJ,则接收机的输入信号功率
5="迪倉）=2亦（/）=
=-x2xp
2血
〔3分）
相干解调之后，
接收机的输出信号iuo（t）=L/2m（t）t|A|此，输出信号功率
-ur（r）=
4
（3）理想带通滤波器的中心频率为：
fc
c
（1分）
带宽为：
2fm
3、一基带传输系统的传输特性如下图所示:
（1分）
（1）
（2）
求无码间串扰的最高码元传输速率和频带利用率；
若以1/T、2/T、3/T速率传输，那些速率可以消除码间串扰？
（8分）
3
（1）
Rb=2fN亓
RB=1（B/Hz）
（2分）
⑵当
RBmax^NRB可满足无码间串扰的条件，故
可满足无码间串扰传输
T
5、在模拟信号数字化传输系统中，模拟话音信号m（t）
为±10V,量化电平数为4096，
（1）
（2）
（3）
解：
（4分）
带宽为4kHz，对其进行13折线A律编码。
已知编码器的输入信号范围
个，输入抽样脉冲幅度为试求该编码器的输出码组，并计算量化误差；试求对应码组的线性码（不带极性的11位码）；
若采用PCM30/32路时分多路系统传输32路模拟话音信号，是确定PCM30/32路时分多路系统的信息传输速率。
（10分）
+3.984375V。
（1）输入量化电平为:
|=43.984375
0（20/4096）
=4816（个量化单位）（1分）
输出码组为：
北16,g=1
512£816<1024,c2c3C4=110
816>512432*9,c5c6c7c^1001
C|C2C3C4C5C6c7Cj=11101001误差为：
816-（512+32*9+16）=0
（2）对应该pcm码的编码电平为：
01100110000
（份）
（1分）
（份）
（份）
（份）
816个量化单位；所以相应的11位线性码为:
（2分）
=2.048Mbps（2分）
4X106X2X32X8
已知语音信号的最高频率fm为4kHz，幅度范围为（-5.120V,+5.120V）,采用13折线法对其进行PCM试回答计算下列问题：
求当采样值为-1.450V时编码器的输出C0C1C2C3C4C5C6O段内码为戈雷码）；
求量化误差为多少（伏）；
C0C1C2C3C4C5C6C7=110100时，表示的采样值是多少？
求编码器的输出速率Rb;
如果有32路同样信号，设每帧头增加2bit,且每路也增加1bit做同步信息，对它们进行TDM多路复用，求编码器的输出速率R2=?
8.采用13折线A律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位：
（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；
（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。
解：
（1）已知抽样脉冲值10=-95，设码组的8位码分别为eCQCtC&CC8。
因为10<0,故Cl=0（2分）
又因为10>64,且|0<128,故位于第4段，段落码GGC=011（3分）
第4段内的量化间隔为4,由10=64+7X4+3知，1。
位于第4段第7量化级，GOGC8=0111
因此，输出码组为CCCC,GGGG=00110111――（1分）
译码输出-（64+7X4+2/2）=-94,
量化误差为：
-95—（-94）=-1（单位）一一（2分）
（2）对应于该7位码的均匀量化11位码为：
CGCCQGGGC9C0C11=00001011110
――（3分）
pcm系统输入信号的动态范围为0〜64人，作均匀量化，量化级数M=64,当输入信号I广29®时，其编
码器编出何种码组？
其量化误差右=?
收端的译码误差云=
6、在2DPSK系统中，载频为1800Hz,码元速率为1800Bd,已知发送数据序列为1011100100,且规定初相差为:
叫800
表示数据“0?
表示数据“1
%=0°,试画出2DPSK言号波形;
（8分）
（1）若设参考相位
（2）若采用差分相干解调，试画出解调波形。
7.已知调制信号m（t）=coS2005t）载波为2cos104兀t，分别画出
9.已知某高斯信道的频带宽度为6MHz,如果要求传输24Mbit/s的数字信号，试设计（画出）其发端的原理方框图，并简单加以计算与说明。
的波形。
10.已知数字信息3=1011010,1分别以下面两种情况画出2PSK2DPSK及相对码
1、码元速率为1200波特，载波频率为1200Hz
2、码元速率为1200波特，载波频率为1800Hz;
1.数字通信有哪些主要优点？
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
数字传输的抗干扰能力强，尤其在中继时，数字信号可以再生而消除噪声的积累；传输差错可以控制，从而改善了传输质量；
便于使用现代数字信号处理技术来对数字信息进行处理；数字信息易于作高保密性的加密处理；
数字通信可以综合传输各种消息，使通信系统功能增强。
2.为什么双边带解调器的调制制度增益是单边带的二倍？
因为是单边带信号中的m（t）sin^ct分量被解调器滤除了，而它在解调器输入端确是信号功率的组成部分。
3.什么是门限效应？
AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？
门限效应：
就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。
因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。
4.消除码间干扰的方法有几种，并说明它们的思想？
答：
1）奈奎斯特第一准则：
为了消除码间干扰，则基带传输特性应满足:
=1
兀
<—
2ni、
+——
Ts丿
"Ts
兀
=Ts蛍<
sTs
2）奈奎斯特第二准则：
那么就能使频带利用率提高
有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，到理论上的最大值，同时又可以降低对定时精度的要求。
3）频域均衡
在基带系统中插入一种可调（也可不调）滤波器将能减少码间干扰的影响。
频域均衡就是利用可调滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的总特性满足实际性能的要求。
5.什么是“倒n现象”？
为什么二进制移相键控信号会出现“倒n现象”
答：
在数字调制系统中，如果采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收端系统中也必须有这样
一个固定基准相位作参考。
如果这个参考相位发生变化（0相位变兀相位或兀相位变0相位），则恢复的数字信息就会发生0
变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。
而实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉，就会在接受端发生错误的恢复，这种现象就称为“倒兀现象”。
因为二进制移相键控信号采用是绝对移相方式，所以就可能出
现““倒兀现象”。
1、什么是广义平稳？
什么是狭义平稳？
两者有何关系？
答：
狭义平稳：
任意n维分布与时间起点无关。
如一维分布与t无关，二维分布只与时间间隔有关。
广义平稳：
数学期望为常数，自相关函数仅与时间间隔有关。
狭义平稳一定是广义平稳，反之不一定成立。
4.简述非均匀量化原理。
与均匀量化相比，简述非均匀量化的主要优缺点。
答：
非均匀量化是指间隔不相等的量化。
信号小时，量化间隔小，信号大时，量化间隔大。
能改善小信号的量噪比，减小编码位数和传输带宽。
实现相对复杂些。
5.简述脉冲编码调制的主要过程。
（6分）
抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为
幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。
6.简单叙述眼图和系统性能之间的关系？
（6分）
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。
各章习题及解答
第1章绪论
1—1设英文字母E出现的概率为0.105,X出现的概率为0.002。
试求E及x的信息量。
解：
英文字母E的信息量为
1
上畑贡=3.25bit
英文字母x的信息量为
1.
IX=log2=8.97bit
0.002
1—2某信息源的符号集由A、B、CD和E组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4、l/8、l/8/、3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解：
平均信息量，即信息源的熵为
n
H£P（Xi）log2P（Xi）
i二
111,1
■4log24■8log28
--log2-log2—
881616
55
一—log2—
1616
=2.23bit/符号
1—3设有四个消息A息的出现是相互独立的,
BCD分别以概率1/4、试计算其平均信息量。
1/8、
1/8和1/2传送，每一消
解：
平均信息量
1111
P（Xi）log2P（Xi）=-—Iog2--Tog2-
y4488
=1.75bit/符号
一个由字母A、B、C、D组成的字。
对于传输的每一个字母用二进制脉冲
00代替A,01代替B,10代替C,11代替D,每个脉冲宽度为5ms
1
-8log
111
28-2log22
1—4
编码，
（1）不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率。
⑵若每个字母出现的可能性分别为
PA=l/5,FB=1/4,FC=1/4,FD=3/10
试计算传输的平均信息速率。
解：
（1）不同的字母是等可能出现，即出现概率均为
每个字母的平均信息量为
1/4。
n11
H=-送P（Xi）log2P（Xi）=-4X—Iog2—=2bit/符号
y44
因为每个脉冲宽度为5ms所以每个字母所占用的时间为
-3-2
2X5X10=10s
每秒传送符号数为100符号/秒
（2）平均信息量为
_Alog22=1.985
1010
n111111
H=_2；P（xi）log2P（xi）=--Iog2---log^--log2-y554444
bit/符号
平均信息速率为198.5比特/秒
1—5国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用持续冲表示，
l/3；
（1）
（2）
3单位的电流脉点用持续1个单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的
计算点和划的信息量；计算点和划的平均信息量。
解：
（1）因为划出现的概率是点出现概率的
Pi=3/4,
划出现的概率为P2=l/4。
故，点的信息量为
3
li=—Iog2—=0.415bit
4
1/3,
所以，点出现的概率为
划的信息量为
1
I^-log2;=2bit
（2）平均信息量
31H』x0.415+—x2=0.81bit/
44
1—6设一信息源的输出由128个不同符号组成，
符号
其中
16个符号出现的概率为
1000个符号，且每个符
l/32，其余112个出现概率为1/224。
信息源每秒发出号彼此独立。
试计算该信息源的平均信息速率。
解：
平均信息量
1111
H=-16x一log2112Xlog2=6.405bit/符号
3232224224
平均信息速率
Rh=6.405X1000二6405bA
第2章随机信号分析
2-1设随机过程丰
（1）可表示成
f（=2cos（2wt+&）
式中0遇一个离散随抓变爺」一===1/2*试就耳
（1）及掩（山
1）.
解：
Ef（l）=F[2oos（27rx1+^）]=£[2coii^]=2ycos?
R£O,1）=£[2cosC0+0）-2g（2x+（?
）]=4E[cos^^]=2
2-2设z（*）=Aicoswo^-/V2
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