通信原理題目

第一章緒論填空1、 在八進制中（M=8），已知碼元速率為1200B,則信息速率為3600b/s。2、 在四進制中（M=4），已知信息速率為2400b/s，則碼元速率為1200B。3、 數(shù)字通信與模擬通信相比較其最大特點是占用頻帶寬和_噪聲不積累。4、 數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸頻帶利用率衡量，可靠性用差錯率衡量。5、 模擬信號是指信號的參量可連續(xù)取值的信號，數(shù)字信號是指信號的參量可離散取值的信號。消息：指通信系統(tǒng)傳輸?shù)膶ο?，它是信息的載體。是信息的物理形式信息：是消息中所包含的有效內容。信號：是消息的傳輸載體！信息源的作用就是把各種消息轉換成原始信號。發(fā)送設備：產生適合在信道中傳輸?shù)男盘?，使發(fā)送信號的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干擾的能力，可能包含變換、放大、濾波、編碼、調制等過程。簡答1、碼元速率與信息速率的關系？Rb=RBiog2M Rb信息傳輸速率Rb碼元速率M是進制tb碼元長度RB=1/TB2、 按傳輸信號的復用方式，通信系統(tǒng)如何分類？答：按傳輸信號的復用方式，通信系統(tǒng)有三種復用方式，即頻分復用、時分復用和碼分復用。頻分復用是用頻譜搬移的方法使不同信號占據(jù)不同的頻率范圍;時分復用是用抽樣或脈沖調制方法使不同信號占據(jù)不同的時間區(qū)間；碼分復用則是用一組包含正交的碼字的碼組攜帶多路信號。3、 解釋半雙工通信和全雙工通信，并用實際通信系統(tǒng)舉例說明？半雙工，雙向不同時通信，如：對講機；雙工，雙向同時通信，如：移動通信系統(tǒng)4、 簡述數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成以及各部分功能，畫出系統(tǒng)框圖。鼾4罌/"J身馨-如菖—碼 碼斗:.f制仍 目i__II__II__II__|源"?噪］__II__II__II__I信源：把各種消息轉換成原始信號。信道：用來將來自發(fā)送設備的信號傳送到發(fā)送端。信宿：傳送消息的目的地。信源編碼/譯碼：提高信息傳輸?shù)挠行?，二是完成?數(shù)轉換。信道編碼/譯碼：作用是進行差錯控制。加密解密：為了保證所傳信息的安全。數(shù)字調制解調：把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處，形成適合在信道傳輸?shù)膸ㄐ盘?。第二章確知信號填空

1、 確知信號：是指其取值在任何時間都是確定的和可預知的信號，通?？梢杂脭?shù)學公式表示它在任何時間的取值。2、 確知信號的類型（1） 按照周期性區(qū)分：周期信號和非周期信號（2） 按照能量區(qū)分：能量信號和功率信號：特點：能量信號的功率趨于0，功率信號的能量趨于83、 確知信號在頻域中的性質有四種，即頻譜、頻譜密度、能量譜密度和功率譜密度。4、 確知信號在時域中的特性主要有自相關函數(shù)和互相關函數(shù)。5、 自相關函數(shù)反映一個信號在不同時間上取值的關聯(lián)程度。能量信號的自相關函數(shù)R（0）等于信號的能量；功率信號的自相關函數(shù)R（0）等于信號的平均功率。綜合題1、設一個信號s（t）可以表示成S（t）=2cos（2兀t+。）—3<t<3試問它是功率信號還是能量信號，并求出其功率譜密度或能量譜密度解：有題意可知：S（t）=S（t+k兀），故為周期信號，因為周期信號必是功率信號，故S（t）為功率信號，其功率譜密度為燧鈿昔與敝揭蜥A?頓.4= 1.則山式仲.IT河得此周期性信號的傅電葉攜數(shù)JcostZirfH-口網山JcostZirfH-口網山但當畀=±1時」式才不蘋于A并且得出=I? 士1.隊）曲式E.1-￡1）可得Nh的功翠潸密度為EIChI-nfo）= +/ft）評注：周期健功率信號的功率請密度可通it博里葉域裁的系教來求?！鲆部赏ㄟ^白和關晶數(shù)*求得.壽見d通怯原理（第7戒以中的例"她2、設有一信號如下：，⑴=療顧T-}試問他是功率信號還是能量信號試問他是功率信號還是能量信號解〔】*此信弓?的能站為E=I*r 何謂高斯白噪聲？答：高斯白噪聲是指取值的概率分布服從高斯分布，功率譜密度在所有頻率上均為常數(shù)的噪聲。 求功率譜密度為％的白噪聲通過理想LPF后的自相關函數(shù)及噪聲功率。 什么是寬平穩(wěn)隨機過程？什么是嚴平穩(wěn)隨機過程？它們之間有什么關系？寬平穩(wěn)過程：若一個隨機過程的數(shù)學期望與時間無關，而其相關函數(shù)僅與時間間隔相關稱之為寬平穩(wěn)隨機過程；嚴平穩(wěn)隨機過程：若一個隨機過程任何的n維分布函數(shù)或概率密度函數(shù)與時間起點無關，則稱之為演平穩(wěn)隨機過程。一個嚴平穩(wěn)隨機過程，只要他的均值有界則必然是寬平穩(wěn)的，反之不然。 什么是窄帶高斯噪聲？它在波形上有什么特點？它的包絡和相位各服從什么概率分布？3、針對FM系統(tǒng)門限效應，降低門限值的方法很多，常用的有鎖相環(huán)解調器和5、 何謂高斯白噪聲？答：高斯白噪聲是指取值的概率分布服從高斯分布，功率譜密度在所有頻率上均為常數(shù)的噪聲。 求功率譜密度為％的白噪聲通過理想LPF后的自相關函數(shù)及噪聲功率。 什么是寬平穩(wěn)隨機過程？什么是嚴平穩(wěn)隨機過程？它們之間有什么關系？寬平穩(wěn)過程：若一個隨機過程的數(shù)學期望與時間無關，而其相關函數(shù)僅與時間間隔相關稱之為寬平穩(wěn)隨機過程；嚴平穩(wěn)隨機過程：若一個隨機過程任何的n維分布函數(shù)或概率密度函數(shù)與時間起點無關，則稱之為演平穩(wěn)隨機過程。一個嚴平穩(wěn)隨機過程，只要他的均值有界則必然是寬平穩(wěn)的，反之不然。 什么是窄帶高斯噪聲？它在波形上有什么特點？它的包絡和相位各服從什么概率分布？3、針對FM系統(tǒng)門限效應，降低門限值的方法很多，常用的有鎖相環(huán)解調器和5、 DSB和SSB系統(tǒng)的調制制度增益各是多少？兩者的抗噪聲性能是否相同？為什么？Gdsb=2,Gssb=1，從整個系統(tǒng)來說，在相同的發(fā)射功率、相同的噪聲環(huán)境下，兩者的抗噪聲性能是相同的，雖然兩者接收機的制度增益不同，但SSB系統(tǒng)帶寬是DSB系統(tǒng)的一半，因而進入接收機的噪聲帶寬也是DSB系統(tǒng)的一半，因此最終兩者的抗噪聲性能是相同的。6、 調制的目的：(為什么要進行載波調制？)1)提高無線通信時的天線輻射效率。把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以實現(xiàn)信道的多路復用，提高信道利用率。擴展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，還可實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。第六章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)填空1、 單極性RZ信號中有定時分量，雙極性等概信號沒有—離散譜。2、 眼圖是指用示波器觀察接收端的基帶信號波形，從而估計和調整系統(tǒng)性能的一種方法。3、 最佳基帶傳輸系統(tǒng)是指消除了碼間干擾_,且誤碼率—最小的基帶系統(tǒng)?！縡 J0所以此信號是能量信號。己）首先計算其頻譜密度f博里葉變換）；X（P=「2L礦"*-2「=2 “J廠"-C1FS門f= %J0 Jo —（1+jrJTJJ I-TJtffJ所以 |X（f}I-r2+產能直譜密度為 \X（/）|△f<Vfc，fc遠離零頻率。窄帶隨機過程的一個樣本波形是一個包絡和相位隨機緩變的正弦波=4/匚1+4W△f<Vfc，fc遠離零頻率。窄帶隨機過程的一個樣本波形是一個包絡和相位隨機緩變的正弦波第三章 隨機過程填空1、 各態(tài)歷經性就是統(tǒng)計特性可由隨機過程的任一實現(xiàn)的時間平均來代替。2、 一平穩(wěn)隨機過程裁）的R（0）代表的的平均功率,R（0）-R（8）代表的的交流功率。3、 窄帶隨機過程在示波器上的波形是一個壁和相位緩慢變化的正弦波。4、 一個各態(tài)歷經的平穩(wěn)隨機噪聲電壓的數(shù)學期望代表著直流分量，其方差代表著交流功率5、 隨機過程是一類隨時間作隨機變化的過程，它不能用確切的時間函數(shù)描述。6、 隨機過程具有隨機變量和時間函數(shù)的特點，可以從兩個不同卻又緊密聯(lián)系的角度來描述:①隨機過程是無窮多個樣本函數(shù)的集合②隨機過程是一族隨機變量的集合。7、 隨機過程的統(tǒng)計特性由其分布函數(shù)或概率密度函數(shù)描述。8、 高斯過程的概率分布服從正態(tài)分布，它的完全統(tǒng)計描述只需要它的數(shù)字特征。9、 瑞利分布、萊斯分布、正態(tài)分布是通信中常見的三種分布：正弦載波信號加窄帶噪聲的包絡一般為萊斯分布；當信號幅度大時，趨近于正態(tài)分布；幅度小時，近似為瑞利分布。10、 狹義平穩(wěn)過程，其一維分布與―—時間t_無關；二維分布僅與時間間隔T―有關。11、 均值為零的窄帶平穩(wěn)高斯噪聲加上一個正弦信號，它們相加之后的包絡一維分布服從萊斯分布簡答1、 窄帶隨機過程的頻譜與時間波形有什么特點？答：窄帶隨機過程的的譜密度集中在中心頻率fc附近相對窄的頻帶范圍Af內，且若一個高斯噪聲滿足窄帶條件，即其帶寬遠遠小于中心頻率，而且中心頻率偏離零頻率相當遠，則稱為窄帶高斯噪聲。波性特點：包絡和相位都很想一個緩慢變化的正玄波。包絡服從瑞利分布，相位服從均勻分布。綜合題第四章信道1、 起伏噪聲包括熱噪聲、散彈噪聲和宇宙噪聲。2、 恒參信道無失真?zhèn)鬏斠笳穹?頻率特性曲線是一條水平直線，相位特性是一條過原點的直線。3、 調制信道的模型可以分為兩類，恒參信道和隨參信道。4、 恒參信道的傳輸特性可以用幅頻特性—和相頻特性來表征。5、 已知一無線信道的傳輸帶寬為10KHz，在最壞傳輸條件下的信噪比為30dB，其信道容量為99.7Kbit/s6、 一個兩徑時延差為1ms的隨參信道，它在(2n+1)/2KHz頻率上傳輸衰耗最大。7、 多經傳播不僅會造成信號包絡衰落和頻率彌散，同時還可能發(fā)生頻率選擇性衰落。8、 香農公式表明通信系統(tǒng)的—有效性—和―可靠性指標是一對矛盾。9、 頻率失真：指由于信道的振幅一頻率特性不理想，則信號發(fā)生的失真稱為頻率失真。10、 相位失真：指由于信道的相位特性不理想使信號產生的失真稱為相位失真。11、 頻率失真和相位失真都是線性失真；可以用線性網絡進行補償12、 非線性失真：是指信道輸入和輸出信號的振幅關系不是直線關系。這種失真主要是由于信道中的元器件不理想造成的13、 頻率偏移：是指信道輸入信號的頻譜經過信道傳輸后產生了平移。主要是由于發(fā)送端和接收端中用于調制解調或頻率變換的振蕩器的頻率誤差弓I起的14、 若信道傳輸帶寬為3KHz，信噪比為30dB，該信道的最高信息傳輸速率理論值為30kb/s15、根據(jù)連續(xù)信道容量香農公式，當信道帶寬B-8時，信道容量—趨于1.44S°簡答：1、什么是恒參信道？什么是隨參信道？目前常見的信道中，哪些屬于恒參信道？哪些屬于隨參信道？恒參信道：在足夠長的時間內，其參數(shù)基本不變，這類信道被稱為恒參信道。常見的恒參信道有：架空明線、電纜；中長波；地波傳播、超短波及微博視距傳播，人造衛(wèi)星中繼、光導纖維以及光波視距傳播等傳輸媒質構成的信道。隨參信道：參數(shù)隨機快速變化時，這類信道可稱為隨參信道。常見的隨參信道包括陸地移動信道、短波電離層反射，超短波流星余跡散射信道、超短波及微波對流層散射信道，超短波電離層散射及超短波超視距繞射等傳輸媒質所構成的調制信道。第五章模擬調制系統(tǒng)填空1、 幅度調制又稱為線性調制，調制信號的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內的簡單搬移。2、 在同等條件下，正常工作時，模擬調制系統(tǒng)，.FM系統(tǒng)抗噪聲性能最好，AM系統(tǒng)抗噪聲性能最差。負反饋解調器。4、 如果解調器的輸入噪聲功率譜密度相同，輸入的信號功率也相等，則雙邊帶和單邊帶在解調器輸出端的輸出信噪比是相同的。5、 模擬調制方式分_幅度調制(或線性調制)和—角度調制(或非線性調制)兩大類，其中SSB調制方式占用的帶寬最窄，為基帶信號帶寬。6、 調制信號的最高頻率為Fh，則常規(guī)調幅信號的帶寬為f，單邊帶信號的帶寬為f，雙邊帶信號的帶寬為f，殘留邊帶信號的帶寬為f,~~2f。7、 設調制信號為f(t)載波為cos七t，則抑制載波雙邊帶調幅信號的時域表達式為f(t)cosot，頻域表達式為2[F(①+①c)+F(①—①「]。8、某FM信號為SFM(t)=10cos(2nx106t+8sin2nx1031),該調頻波的帶寬為B=18000一Hz9、AM調制在_小信噪比包絡檢波情況下會出現(xiàn)門限效應簡答1、 FM系統(tǒng)中采用加重技術的原理和目的是什么？答：FM系統(tǒng)中采用加重技術的原理是針對鑒頻器輸出噪聲譜呈拋物線形狀，而高頻端的信號譜密度最小，目的是提高調頻解調器的高頻端輸出信噪比。2、 FM系統(tǒng)的調制制度增益和信號帶寬的關系如何？這一關系說明什么問題？答：FM系統(tǒng)的調制制度增益和信號帶寬成正比關系，這一關系說明可通過增加帶寬來換取較高的輸出信噪比，從而提高抗噪聲性能。3、 為什么要進行調制？線性調制和非線性調制的區(qū)別是？使信號適合信道傳輸特性，提高頻帶利用率，適合遠距離傳輸。線性調制是基帶信號頻譜在頻域內的平移，非線性調制信號中不存在清晰的基帶信號譜分量。4、 什么是線性調制？常見的線性調制有哪些？答：線性調制是通過改變載波的幅度來實現(xiàn)基帶調制信號的頻譜搬移，它所形成的信號頻譜還保持原來基帶頻譜的結構。常見的線性調制有AM、SSB、DSB和VSB。

4、 采用部分響應波形，能實現(xiàn)2_Bd/Hz的頻帶利用率，而且通常它的“尾巴”衰減大和收斂快，還可實現(xiàn)基帶頻譜結構的變化。5、 已知信息序列為100000000011，則對應的HDB3碼為+1000V+B-00V-0+1-16、 碼間串擾和信道噪聲是影響基帶傳輸系統(tǒng)性能的兩個主要因素。7、 設系統(tǒng)帶寬為W，則該系統(tǒng)無碼間干擾時最高傳碼率為2W波特。8、 在數(shù)字通信中，產生誤碼的因素有兩個：一是由傳輸特性不良引起的碼間串擾，二是傳輸中疊加的加性噪聲9、 在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，減小碼間串擾的措施有___均衡技術、滾降特性濾10、 為了提高頻帶利用率，并使沖擊響應尾巴震蕩衰減加快，而有控制地在某些碼元的抽樣時刻引入碼間干擾，這種技術稱為__部分響應技術______11、衡量均衡器效果的兩個準則是：__峰值失真__準則和均方失真____準則。12、 在限帶數(shù)字通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)應符合升余弦波特性的目的是___頊除碼間串擾――。13、 在殘留邊帶調制系統(tǒng)中，為了不失真地恢復信號，其傳輸函數(shù)H（w）應滿足—H（w+w）+H（w-w）=常數(shù)_。14、 數(shù)字基帶包括由穩(wěn)態(tài)波產生的離散譜和由交變波產生的_連續(xù)譜—15、 非線性解調常常有一種現(xiàn)象叫做―門限效應___。16、 為了解決連0碼而無法提取位同步信號的問題，人們設計了HDB3碼17、 用示波器觀測眼圖時，其信號應取自接收機的抽樣判決前1、 碼間串擾的概念，原因？影響？答：碼間串擾（概念）：在傳輸數(shù)字信號時，波形畸變可引起相鄰碼元波形之間發(fā)生部分重疊，造成碼間串擾。原因：信道的傳輸特性不理想2、 心碼與HDB3碼（作圖）AMI：將消息碼的“1”（傳號）交替地變換為“+1”和“-1”，而“0”（空號）保持不變變化成ami碼HDB變化成ami碼將出現(xiàn)連續(xù)3個0后的0轉變?yōu)閂（極性根據(jù)V前最近1的極性相同）例題:設信息序列為100000000001100001,試編為AMI碼和HDB3碼（第一個非零碼編為+1），并畫出相應波形。源碼：100000000001100001AMI：+10000000000-1+10000-1HDB3:+1000+V-B00-V00+1-1+B00+V-12、奈奎斯特準則判斷有無碼間干擾，什么叫碼間串擾？碼間串擾會產生什么影響？系統(tǒng)滿足無碼間串擾的條件是什么？碼間串擾是由于系統(tǒng)傳輸總特性（包括收發(fā)濾波器和信道的特性）不理想，導致前后碼元的波形畸變、展寬，并使前面的波形出現(xiàn)很長的拖尾，蔓延到當前碼元的抽樣時刻時，從而對當前碼元的判決造成干擾。影響嚴重時，會造成錯誤判決。無碼間串擾的條件：沖擊響應波形的抽樣值除了在t=0時不為零外，其他所有的抽樣點上均為0。4、 等概時對于傳送單極性基帶波形和雙極性基帶波形的最佳判決門限各為多少？為什么？答：A/2和0。因為此時誤碼率最低。5、 何謂奈奎斯特速率和奈奎斯特帶寬？此時的頻帶利用率有多大？答：滿足奈奎斯特第一準則的帶寬fN和速率RN叫奈奎斯特速率和奈奎斯特帶寬，RN=2fN，此時的頻帶利用率為2B/Hz。6、 眼圖的作用是什么？怎樣才能觀察到眼圖？衡量數(shù)字通信系統(tǒng)性能好壞。調整示波器的掃描周期與碼元周期同步，可看到眼圖。7、簡單敘述眼圖和系統(tǒng)性能之間的關系？最佳抽樣時刻對應眼睛張開最大時刻；對定時誤差的靈敏度有眼圖斜邊的斜率決定；圖的陰影區(qū)的垂直高度，表示信號幅度畸變范圍；圖中央橫軸位置對應判決門限電平；抽樣時刻上，上下陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲容限。第七章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)填空1、 在數(shù)字調制通信系統(tǒng)的接收機中，應該先采用載波同步，其次采用位同步，最后采用衛(wèi)同步。2、 采用相干解調方式時，相同誤碼率條件下，2ASK、2FSK、2PSK系統(tǒng)所需信噪比數(shù)量關系為2ASK>2FSK>2PSK3、 二進制數(shù)字調制系統(tǒng)，當碼元速率相同時，2FSK_系統(tǒng)帶寬最寬，抗噪聲性能方面，OOK最差。4、 在2ASK、2FSK、2PSK通信系統(tǒng)中，可靠性最好的是2PSK，有效性最差的是2FSK5、 2ASK/OOK信號的產生方法通常有兩種：模擬調制法和鍵控法。6、 2ASK信號解調方法：非相干解調（包絡檢波法）和相干解調（同步檢測法）7、 2FSK信號的解調方法：非相干解調和相干解調。8、 二進制調制系統(tǒng)的性能比較⑴誤碼率相干解調非相干解調2ASKr]1re-422FSK2蝦F；]+ ■■e-r222PSK2erfcQD2DPSK汗(「)erfc、r/+e-r2在抗加性高斯白噪聲方面，相干2PSK性能最好，2PSK其次，2ASK最差頻帶寬度2ASK系統(tǒng)和2PSK(2DPSK)系統(tǒng)的頻帶寬度. %ASK'2PSKT2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度 、’B2FSK=f2-f+T對信道特性變化的敏感性 ’如果抗噪聲性能是最主要的：則考慮相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可?。蝗绻筝^高的頻帶利用率：則應選擇相干2PSK、2DPSK及2ASK，而2FSK最不可取如果要求較高的功率利用率：則應選擇相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可??；若傳輸信道是隨參信道：則2FSK具有更好的適應能力；若從設備復雜程度考慮：則非相干方式比相干方式更適宜9、PSK是用碼元載波的相位來傳輸信息，DSP是用前后碼元載波的相位差來傳輸信息，它可克服PSK的相位模糊缺點。10、采用2DPSK系統(tǒng)是因為_-克服2PSK通信中的倒“"”現(xiàn)象一。簡答1、 2PSK與2ASK和2FSK相比有哪些優(yōu)勢？答：2PSK對信道的敏感性比2ASK低，頻帶比2FSK窄，同樣的信噪比時2PSK誤碼率最低。2、 某2FSK系統(tǒng)的碼元傳輸速率為2MB，數(shù)字信息為“1”