通信原理学习笔记
通信与网络复习笔记一一通信部分 第一讲信息论 信息的度量：
不确定度 仁―「―一阳r 平均不确定度，熵：
^ I
二
单位bit
定理：离散随机变量的最大熵’ ，S 表示该随机变量的取值集合 联合熵：pij 联合概率，则联合熵是? _
条件熵：条件概率的熵 H (X|Y ) =EE p(i,j) log p(i|j)
关系：.
?，
互信息：?’… U 二：-;一「
：■ 、■/ : ■
互信息的理解：① X 的不确定度减去观测 Y 后X 残存的不确定度，通过观测 Y 帮助了解X
②Y 的不确定度减去观测 X 后Y 残存的不确定度，通过观测 X 帮助了解Y 的信息
集合对应：并一一联合熵；减一一条件熵；交一一互信息量
X 、Y 独立T 互信息量为 0 T H(XY)=H(x)+H(Y R H(X|Y)=H(X) X 、Y 相等T 互信息量=自身信息量，最大互信息T 条件熵为
信道：信息的通道。信息 _________
信道容量：互信息最大值 C - 纽近 江―：
常见信道：
I) BSC 对称二进制信道，差错概率「信道容量 C=1 + ￡ log ￡ +(1-￡ )log(1- ￡ )
II)高斯信道：描述信道转移的概率
I '" 上心2企
，加性噪声
互信息量「
「一 「
=
「)
， \
用到h(X|X)=0 。 Gauss 是最差的加性信道， h (N )最大
=丄 log 2^e{P +
2^e(r~
C=max I(X:Y) ：
' 1 '
给定峰值约束，规定 '则最大微分熵的分布是均匀分布 p(X)=叭2A);
h(N)扣皿
信道容量 (信号自己功率受限 P )
P^ 香农定理: 样 低信噪比:
C=1.44P/n0
x2u^ = iriogj i-h
*信号带宽 W ，单位时间最多 2W 个采
若能量受限'
■-
--
，最大熵是高斯分布，熵
若随机向量映射：J是X对Y的，则’X 吨二丨汀
第二讲压缩编码理论 常用傅立叶变换对
Jl 1/M
|0 \f\>h
带通抽样：fs >2 fH/[fH/B] []是取整
最低抽样率：2B 窄带信号
O 量化
I ）均匀量化：量化噪声方差二?川 y :』
II ）非均匀量化：用于语音，经常落入的区域精度高，损失小，不常落入的区域权重低 压缩编码：取In T 均匀量
化T 编码；扩张解码：解码T 均匀重建T 扩张 （做exp ）
对数量化：y=1/B*lnX 则信噪比S/磚|=3*（L/BV ）A2
O PCM 脉冲编码调制
13折现A 律近似，或者15折现卩律近似
PCM 协议：M1~M8 : M1，极性（正负）;M2~M4，段落；M5~M8每段中电平位置
第三讲数字基带传输（一）
O 符号映射
bit :数字传输的“基本粒子”
符号：集装箱卡车，用于承载信息，可以是物理量
常用M 表示符号集合的元素数目。1个符号承载的比特： -霭务丨| 临位最小差错映射：格雷码。相邻符
号对应的比特串只差错一位。
no iiT IOJ loo DOO ooi oif oio
PAM 符号集合： -------------------- --------------------------------------------------------- PSK QAM 符号集合:
△ k= △ =2V/L 量化噪声厶A
2/12
还有过载噪声一卩）B （"皿
最优量化 分层电平在重建电平终点，重建电平在分层电平质心（用 x 概率密度求）
此时
表示yk 最小bit 数
工程运用：-V~V 均匀量化，不考虑过载，信噪比:
尸/元=门："，多一位码字6dB 改善
符号速率：单位时间的符号数，符号周期倒数 ，Rs
比特率：单位时间 bit 数, 他=尺吨0
O 数字调制
离散符号加载到连续波形:
O niquist 第一准则无ISI 条件 由S （t ）无失真恢复ak 。 ISI:码间串扰
任意整数）若其叠加的结果平坦，无
ISI 。
O 通信速率与带宽效率
前提：符合奈奎斯特准则，即平移叠加平坦。 带宽给定，有最大符号速率，为
2B （ B 是基带单边带宽）。或者最小Ts =1（2B ）
如果符号率再增大，则无法满足平移叠加平坦。这是所有波形的极限。 则最大比特率等于 2B*log2 M
带宽效率定义为：Rb/B （比特速率/单边带宽），不超过】剋/T 连续波形和离散序列的关系，就是函数和展开系数的关系。
O 升余弦滚降：频域升余弦（时域不是滤波器）
011
—临
符号周期：一个符号平均时间。 0010
■
0011
■
0001 ■
0000
■
0110
0111
?
0101
■
01 4 00 1
■ Illi
?
noi
i 11 r
00
? WL0
? LOM
iooi
■
I10U0
Ts
基带波形构造:
fc
，让叫"（/底；通过冲激响应为
g(t)的 LPF 。
充要条件：①时域:
- 0
k
系统冲激响应只在出时刻采样值非零
奈奎斯特第一准则。将带限脉冲的频谱分别平移 n/Ts ( n 为
②频域:
负负频率区，向上平移
Ts2向左平移1/Ts-W ，但是注意取另半个周期
cos 的周期h =宀呼1八*.1=2它仁标识了 cos 的下降速度，又称滚降系数 滚降系数 最大值1
（全过度带），最小值0 （N-I 准则） 常考性质：
①Rs/2W B （或 W ）< Rs w 2B
利用W<=Rs ，可以给定符号率的时候确定最多需要的带宽（最多即 Zi =1）
最大带宽效率=Rb/W=2log2 M/（ +1）
常识：PCM 语音信号是 64kbps
O 功率谱计算
输入信号功率谱：等于自相关的 DTFT
输出信号功率谱：乘以
前提，无记忆调制，符号间独立，不同符号波形一致
作 DTFT +尤工注］一加（2曲”
输出功率谱:
ms
②升余弦单边带宽
，要求W<=W0（系统带宽限制）
理解：由
2^5 住 平移。向上平移Ts2，向右平移1/Ts-W
0+1
输入:
第四讲数字基带传输（二）
，基带解调（抽样判决波形数字基带传输系统：数字调制（比特到符号，符号到波形）
到符号，符号到bit ――映射）
噪声：高斯平稳加性白噪声
注，本课程的假定：信道不失真（除了均衡）
② 能量累计：积分后抽样 ③ 最佳接收——匹配滤波
I ）时域
信号功率：一
匹配滤波的几何解释（不做要求）：
' h II a 是码元。最佳SNR=S 配滤波=相关=内积="：「.寸;壯：3
' 1
输出信噪比 显⑷hll 平I 和IlhllFUhlHE 脑鬥/十 相干解调与匹配：
I ） 相干解调：乘以 cos 3 c*t T LPF
相干解调利用了 sin*cos 完全导致高频分量的性质，把噪声中 34的功率都搬到了高频
而信号和载波相干，所以只有
1/2功率被搬到了高频
信噪比增益最大为2――双边带调制可以达到，代价是带宽增大一倍
II 匹配滤波：本质上也相干。
SNR 增益源于 噪声对消，信号相干
叠加。 限于数字传输。
咖沏）
定义信噪比： N~ TWndl S U
传输一个符号，接收机方案: - b 沖
（『）■*对0
1抽祥
i
1柿
相关器
3
噪声功率: 此詞贮叩）卜如丫 g 2
（t ）dt
最大信噪比: 成立条件：
II ）频域: 仏(/) =
最佳信噪比一仃任I
把相关器改造成匹配滤波器:
h 是基带脉冲波形
实例:输入:
输出:
每符号能量T 每比特能量（归一化测度）
信号功率=能量十时间，即 Es/Ts=Es*Rs 噪声功率 N=w*nO
信噪比的理论极限=每符号能量十噪声功率谱密度（双边）
S ￡■
1
—=
匚 ------ ■=
△升余弦：最大 SNR 匚’亠］ 但会被匹配滤波器增强
结论：匹配滤波器的信噪比增益 Zi +1带宽越大匹配增益越大
最佳信噪比:
分子是每符号能量，分母是噪声谱密度。
S E. R
所以’
；，和W 有关，因为
，所以 -
隐藏条件：Sa 脉冲波形
\s _ ￡,
从比特角度
E
E
—log 」/厶 心 %
最大
S
=2log.A/^
传输一串符号：需要消除 ISI,对匹配滤波有要求
等效为低通，未考虑噪声。
严一*■" ］刑顾
■
h(Ts-t) ”
1_
1
h(t)* h(Ts-t)
等效的时域：:'丁广灵一訂
频域:
奈奎斯特第一准则: 两刀『戶话=禺卫）￡"応
H ⑴⑺『叽
你（/）=
上面模型加入噪声
定义等效噪声功率、等效噪声
n （0, ） 最终模型，系数被归一化入噪声方差
2
S _ E
整个收发（基本脉冲波形产生T 匹配滤波） 根号升余弦
第五讲数字基带传输(三)
O —兀符号最佳判决
U={A, -A} 基带：双极性码频带：BPSK 用条件概率描述接收信号的分布
j I
f{a = A\y}> f{a = -A\y}
似然判决：
■I
f(y\a - A}f(a = A)>f(y\a = ~A)f(n -
转化为先验概率二元码有A , -A等概率
加性高斯白噪声模型门限为0
O多元符号
最似然判决：加性高斯噪声之下，等价于.：■—加m 丁巳；
即，选择一个符号，让它到接收符号y距离最小，以此作为判决结果！
符号、门限设置：奇数电平，则符号为偶(差距2A)，判决门限在奇数位置。
O差错概率计算：条件概率
发送A出错概率=发送-A出错概率；
匸/(山"加匚忌旳卜井5厲
平均符号差错概率(SER)发送A的概率*发送A出错概率+发送-A概率+发送-A出错概率意义：只要对于任意符号集合，只要某判决门限与符号距离为
心"右XP f(y\a^-A) =-j=== exp A,则由于超出该判决门限而 和信噪比有关 基带信号模型的信噪比：信号平均功率双极性码二二 但是我们 播 9F Q函数: 差错的条件概率就是 o —般误符号率的计算： 符号距离2A ，画出判决门限T 计算各符号差错概率，表示成 A c （分情况讨论 算A 和S 的关系（多项式求和，易错S./N 表示A/ 6,回代f I ）单极性码，恣卜制外硝,心小2￡结果魅I 单极性二元码SNR 比双极性低3dB II ）双极性M 电平，M-1个门限 偶数电平数目 符号电平： -3A 、-1A 、A 、3A 。判决门限：-2A 、0、2A 。 易错点：中间的符号有 2种错法，边上的只有一种。 M-2个双边差错，2个单边。 f f I 边上的是单边差错概率 卜.夕|，中间的是双边差错概率 1订丁+ +（"-1）1财-1）財（2“-朴/6 误码率与误比特率：传一个符号 =传log2 M 个bit ，错一个符号平均错 1bit （用格雷映射） k ^=2ioga/— 关系：「-_：? 二元码误比特率和误码率相等。 O 求得误比特率: 3 「 严7。 ( 3 b 些财 & 1 1 M y2(A/-l)(2M-l)X 〔Y 讣―1X23/ ? 1) % \ I Ar-i III ）单极性 码: SNR=: 一 ―M 很大时为1/4 ，即每个电平符号平均平方和。噪声功率 .T - 所以信噪比 平均符号差错概率（ SER : ■■ ^2匸］ Xf ler 』 用S 表示A : 春+ (34)1 求和公式： — —(.V : -1) 6 奇数电平数目： 中间M-2个双边差错，边上 16 kg. M E 、 相同SER 下双极性SNR/单极性 + （肚一 2个单边差错，得 （和M 偶数一样） 无论M 奇偶，都是 2LV-1) ~57~ 2(5/ -1) o M log, M ? 对 1Q 出 M \ 2{M - 1K2A/ -l)N Af h 怪 A/ 第七讲一载波传输： O ASK 幅度键控 基带信号卜工耳皿1圧)，调制：S(t)%(f)5S (血丿+ 0),中心频率3 c 功率谱搬移： SV" 4(、( ' 活( ■) 解调：相干，和同频同相载波相乘；载波频率：线谱分量恢复 非相干，包络检波，分别乘以正弦、余弦， LPF 后平 方和 O PSK 2PSK/BPSK S(t)=SB(t)*cos(3 c*t+ $ 0) 调制初相。可做I 、Q 分解。等价为 QAM 。 基带信号本为单极性码， 但由于初相的2个态之和为n,信号正负1交替，为抑制载波的调 制。若信源等概，无线谱分量，相干解调需要载波频率，需要用锁相环恢复」 平方环电路(锁相环的一种)： 解调会出现相位模糊，如果锁定在n 则解调结果全部反相。 DPSK 克服相位模糊。 调制：利用前后两个符号相位差传递信息，若输入 1,则这个符号比起上个符号相移n,若 输入0,则这个符号和上个符号同相。 解调：利用前一个符号做载波估计。延时 Ts 中必须有整数个载波周期，否则要变频。 双极性二元码 双极性M 元 单极性M 元: 单极性二元码: 带通 f 氐通 U 遞敲 V 判决 祗时 MPSK:调制载波相位，相位有 M 个离散取值 O QAM :正交幅度调制 目也双通道传输，每时刻每通道传一个L 元码 S?）=工陽g （7-+ |工?曲-叱）（-血叩） 调制公式： 一* _ _ " - 2（ Af 一 1）兀 IQ 分解：1 可以视为一种MQAM 星座图：比特序列映射到不同 011 Jf （MH aw f '0 f \ IMHJ a 1 1 no \ i 4 / IOC | “灯 2（财一1斯］ 耳 i 5 “ "1 y f 山一订 M MPSK 调制： MPSK 解调： MPSK 最佳判决：最小距离准则，到两点距离相等 MPSK 差错分析：各点对称，差错概率相同。以（ 接收信 号落到星座图上的概率分布（受到 0均值 =中垂线 A ，0）计算。 2元Gauss 噪声影响）： p 2 +A 2 1 「EM 误符号率' ——.. —sin'O ' 2N J 误比特率 sin —- A/ ； ￡ .菇 sm-— % M %益 = kf 和。 」2loji 2M — si IQ 电平 近似公式 S cos 2加V 差错分析: 相同幅度下PAM 两倍功率，因为有 2路。 O FSK 2FSK 解调：鉴频，相干解调(需要 2路同频同相载波相乘)，非相干解调(2路正余弦分别包络 检波) 双边谱零点带宽 UI MFSK 占用带宽大；引申出 OFDM 技术 不能用星座图表示，星座图的隐含前提是相同载波频率。 解调:相干解调 O 载波传输和基带传输关系 一般表达： - 1 1 - A(t)是基带信号 A(t)功率是S(t)两倍。可做I 、Q 分解。A*cos 就是I , A*sin 就是Q ,都是基带信号。载波调 制就是分别调制I 、Q 路。 S(t)=愛册0^3.，其中SB=l+jQ 是一个复基带信号。 复基带信号每时传一个复电平信号。 双通道载波调制可以视为对复基带信号的载波调制， 能 量是后者一半(少了对称的虚部) 正频率部分的功率谱是基带功率谱正平移除以 4,负频率部分的功率谱是基带功率谱反转后 负平移除以4。 I 功率+Q 功率=复基带信号I+jQ 功率=A 功率=2倍Icos-Qsin 功率=2倍Re(I+jQ)功率 调制：Re[(l+jQ)*exp]=lcos-Qsin ;解调(Icos-Qsin)*2(cos , -sin)LPF ^ (I , Q) 带通白噪声：单边带宽 B ,总带宽2B ,双边功率谱nO/2,功率B*n0,等效复基带白噪声功 1010 解调原理：三角函数的相干性。 I 路乘以 ，Q 路乘以 , LPF 4A/-4A 0。 』 0011 0001 0110 Olli 0101 1110 LILI noi Ilfl O 1001 L0L1 IIOHJO 斗= 率2B*nO 。若中心频率 fc=（fH+fL ）/2, I 、Q 独立，单边带宽 B/2,功率B*nO ,谱 密度2n0 基带、载波调制和传输都可以统一为复基带调制。 MPAM 复基带符号能量- —— I MQAM 复基带符号能量 （得到窄带符号能量需要除以 2） FSK 无星座图，但是可以在 I 、Q 平面画出信号轨迹 M 进制实电平，一个符号可穿 Iog2 M 比特，而采用M 进制复电平，一个符号也是 log2M 比 特。因为前者最高谱效率 2log2 M 后者Iog2 M 。 O 误码率 误比特率和映射方式有关，格雷映射 Pb=Ps/log2 M （ SNR 足够） O 最佳接收 MPAM 只需对匹配滤波的实部进行判决 成对差错概率: 单极性2ASK 符号能量｛0,」7 ｝相关系数0矢 双极性BPSK 符号能量｛0, ｝相关系数-1 仇/兀） ｝，相关系数-0.22 相干DPS QOQ 页瓦］ 2FSK 能量｛ : （常用的相关系数为 0） FSK ASK 非相干 严1/2 MPSK:相关系数 - r 2E o J 'sin * J 2 J 信噪比足够时，近似误符号率近似 E c +￡ 1牛八； 成对差错概率 误码率MQAM 2（M-% M - 61ogM E b 心\ 瓦 需要对匹配滤波的实、虚部分别判决 误码率: I路=Q路= BlogAf E b J M-l ，总 ￡=1-（1-心）（1七） I 路电平：「一」?一?「■■- ■ J ' Q 路电平：久匸；_丄…I 1 J 通信原理期末考试复习重 点总结完整版 Modified by JEEP on December 26th, 2020. 《通信原理》考试重要知识点 第1章绪论 掌握内容：通信系统的基本问题与主要性能指标；模拟通信与数字通信；信息量、平均信息量、信息速率。 熟悉内容：通信系统的分类；通信方式。 了解内容：通信的概念与发展； 基本概念 1、信号：消息的电的表示形式。在电通信系统中，电信号是消息传递的物质载体。 2、消息：信息的物理表现形式。如语言、文字、数据或图像等。 3、信息：消息的内涵，即信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。 4、数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。 5、模拟信号是指信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的。 6、数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。 7、模拟通信是指利用正弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号，以达到通信的目的。 8、数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。 9、通信系统的一般模型 10、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 11、模拟通信系统是传输模拟信号的通信系统。模拟信号具有频率很低的频谱分量，一般不宜直接传输，需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的频带信号，并可在接收端进行反变换。完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。 12、数字通信系统是传输数字信号的通信系统。数字通信涉及的技术问题很多，其中主要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、数字复接、同步以及加密等。 13、数字信道模型 14、通信系统的分类 1 、按通信业务分类分为话务通信和非话务通信。 2、根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带（调制）传输。 3、按照信道中所传输的是模拟信号还是数字相应地把通信系统分成模拟通信系统和数 字通信系统。 4、按传输媒质分类，可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。 有线通信是用导线（如架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等）作为传输媒质 完成通信的，如市内电话、有线电视、海底电缆通信等。 通信原理第六版（樊昌信） 期末习题解析题参考试题 一、是非题 3、不管m(t)是什么信号，在m(t)cosωct的频谱中都没有离散谱fc.（错） 4、在数字通信中，若无码间串扰，则误码率为0。（错） 6、单极性数字信号的连0码时间越长，要求位同步器的同步保持时间也越长。（对） 7、只要无误码，则PCM接收机输出模拟信号中就无噪声（错）‘ 8、数字基带系统的频带利用率不可能大于2bit/(s.Hz)(错) 9、在频带利用率方面QPSK通信系统优于2PSK通信系统（错） 二、填空题 4、在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是（2PSK），有效性最好的是（2ASK、2PSK，2DPSK） 5、均匀量化器的量化信噪比与编码位数的关系是（编码位数增加1位，量化信噪比增大6dB），非均匀量化器可以提高（小）信号的量化信噪比。 (式9.4.10) 信号量噪比：（S/N）dB=20lg M=20lg2N (N为编码位数) 编码位数增加一位，（S/N）dB=20lg M=20lg2（N+1）-20lg2N=20lg2=6dB 7、若信息速率为Wbit/s,则2PSK、4PSK信号的谱零点带宽分别为（）和（）Hz PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M =2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对调制信号：带宽为B 调 对2PSK：M=2，带宽为：2W 对4PSK，M=4，：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W 8、设基带系统使用了五抽头的预置式自动均衡器，则此系统冲激响应的抽样值等于0的个数最少为（4），不等于0的个数最少为（1） 8、通过眼图，可以观察到（码间串扰）和（噪声）的大小 10、当无信号时，加性噪声是否存在？（存在），乘性噪声是否还存在？（不存在） 12、设信息速率为1.2kbit/s，则2ASK信号和4DPSK信号的频谱过零点带宽分别为（）和（）。 PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M =2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对调制信号：带宽为B 调 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W 13、广义平稳随机过程的两个特点分别是（数学期望、方差与时间无关）和（自相关函数只与时间间隔有关）。 14、线性PCM编码器的抽样信号频率为8kHz,当信息速率由80kbit/s下降到56kbit/s时，量化信噪比增大（-18）dB. 参考题5 16、对于2DPK、2ASK、2FSK通信系统，按可靠性好坏，排列次序为（2DPSK、2ASK、2FSK），按有效性好坏，排列次序为（2DPSK（2ASK）、2FSK）。 17、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，非均匀量化器可以改善（小）信号的量化信噪比，适用于动态范围（大）的信号。 21、对某模拟信号进行线性PCM编码，设抽样频率为8kHz,编码位数为7，则此PCM信号 北京城市学院信息学部考试试卷A 2011-2012学年第一学期期末 课程名称：现代通信原理 使用班级：无线网专 考试时间：150分钟 考试形式：闭卷 共3页，共五道大题 空白答题纸4页 请在答题纸上作答，答在试卷上成绩无效（如果无答题纸，此内容可以删除。但不允许试卷、答题纸都有答题，不便存档。） 一、 填空（每小题2分，共20分） 1. 数字通信系统的有效性具体可用信道的信息传送速率来衡量，传输速率越高，系 统有效性就越好。一般数字通信系统传输速率有三种定义方法即 ____________、___________________和消息传输速率。 2. 数字通信系统的可靠性指标可用差错率来衡量，常用码元差错率又称_________ 和信息差错率又称为_______________来表示。 3. 通信系统没有固定的分类方法，可从不同的角度对其分类，如按传输信号的性质 分为模拟通信系统和数字通信系统；按工作方式不同又可分为___________通 信、半双工通信和_________________通信。 4. 模拟调制是指用来自信源的模拟基带信号去控制高频载波的某个参数，使该基带 信号被“装载”到这个高频载波上。根据载波受控参数的不同，调制可分为 ____________、____________和调相三种。 5. 角度调制是将调制信号附加到载波的相角上。角度调制已调信号的频谱不是调制 信号频谱在频率轴上的线性搬移，而是使调制信号的频谱结构发生根本性的变 化。因此，角度调制也称为非线性调制，主要包括_________和_________ 两种。 6. 一个实际的数字基带传输系统，尽管进行了精心设计，要使其性能完全达到理想 要求也是十分困难的。为了克服码间串扰或减小其影响，可以对基带系统进行 实验测量和调整。用实验法测量基带传输系统常采用的方法是____________ 法，而对系统性能的调整常采用_________________器进行。 7. 数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的数字信息，也称数字调制 通信原理试卷一及答案 一、填空题（每空1分，共20 分） 1、随机过程X （t ）的自相关函数,则其均值为 ，方差 为 ，平均功率为 。 2、多径传播对传输信号的影响有：（1）使载波信号变成了包络和相位受到调制的窄带信号（即衰落信号）；（2） ； （3） 。 3、调制信号是幅度为的单音信号，，则已调波DSB 发送信号功率为 。 4、对于正在运行的FM 系统，若调制信号幅度增大，则频偏 、 所需传输的带宽 。 5、若将f （t ）先 而后使它对载波进行FM 即得PM 。 6、在模拟调制系统AM 、DSB 、SSB 、VSB 和FM 中，调制效率最低的是 。抗干扰能力最强的是 。 7、数字信号的码元时间长度为1ms ，如果采用八电平传输，信息速率是 。 8、16ASK 信号的带宽是2ASK 信号带宽的 倍。 9、在模数转换中，实际的抽样有两种基本形式，即 和 。 10、在能够消除码间干扰的二元数字基带传输系统中，若传输带宽为3KHz ，滚 降残留谱宽度为1KHz ，则对应的奈氏带宽为 KHz ，传输速率= bit/s. 11、一码长n=7的汉明码，监督位r= ，编码效率= 。 12、对输入信号S(t)采用匹配滤波器进行最佳接收，该匹配滤波器的单位冲击响应h(t) 为 。 二、名词解释（5小题，每小题3分，共15分） 1、GMSK 2、误码率 3、门限效应 4、数字基带信号 5、匹配滤波器 τ τ-+=e R X 1)()(t m m A m A f ?b R 三、简答题（3小题，每小题4分，共12分） 1、简述线性调制和非线性调制的概念。 2、简述消除码间干扰的方法。 3、简单比较ASK 、FSK 、PSK （DPSK ）系统相干解调时的性能。 四、均值为0，自相关函数为 的高斯噪声 ，通过传输特性为 （A 、B 为常数）的线性网络，试求： （1）输入噪声的一维概率密度函数；（4分） （2）输出噪声的一维概率密度函数；（4分） （3）输出噪声功率；（2分） 五、某调制方框图如图1（b ）所示。已知的频谱如图1（a ），载频，，且理想低通滤波器的截止频率为，试求输出信号的时域表达式，并说明为何种已调制信号。（共12分） 图1 六、若采用2ASK 方式传送二进制数字信息。已知发送端发出的信号振幅为5V ， 输入接收端解调器的高斯噪声功率，今要求误码率。 试求：非相干接收时，由发送端到解调器输入端的衰减应为多少？（6分） （注：非相干接收时） 七、设二进制基带系统的分析模型如图2所示，现已知 试求：（1）画出传输特性的波形；（4分） （2）求该系统最高码元传输速率及相应码元间隔 。（4分） ()m t 21ωω<<1H ωω>1ω()s t ()s t 212 310n W σ-=?410e p -=/4 1 2r e p e -=00 0(1cos ),||()0,H else πτωτωτω? +≤?=? ??()H ωB R s T 精品文档 深圳大学期末考试试卷 开/闭卷 闭卷 A/B 卷 A 课程编号 2313100401 2313100402 2313100403 课程名称 通信 学分 2.5 命题人(签字) 审题人(签字) 2009 年 5 月 15 （1）可以带计算器 （2）可以带一张手写A4大小资料 . 选择题(4x6=24分) 1. 设ξ(t)为实平稳随机过程，R(τ)为它的自相关函数。ξ(t)的平均功率为 ；ξ(t) 的直流功率为 ；ξ(t)的交流功率为 。 （A ）R(0); (B) R(∞) (C) R(0)- R(∞); (D)不确定 2. 对于带宽为B 赫兹的低通型系统，该系统无码间串扰的最高传输速率 为 波特。 （A ） B (B) 2B (C) 4B (D)不确定 3. 假设基带信号波形带宽为B 赫兹，对于2ASK 信号的带宽为 赫兹；2PSK 信号的带宽为 赫兹。 （A ）B (B) 2B (C) 3B (D)4B 4. 传送码元速率R B =2x103波特的数字基带信号,试问系统采用图(1)中所画的哪一种传输特性好 。 图1 . 填空题(6x6=36分) 1. 已知二元离散信源只有“0”、“1”两种符号，若“0”出现概率为3／4，则出现“1”所含的信息量为 (bit)。 －4X103π -2X103π -103π 0 103π 2X103π 4X103 π ω 2. 在2FSK 调制解调实验课中，二进制基带信号的码元速率为2KB ，载波频率分别为 32KHz 和16KHz,实验中“1”和“0”2FSK 信号里含有的载波周期个数分别为 和 。 3. 设窄带随机过程()t ξ是平稳高斯窄带过程，且均值为零，方差为2 n σ。则它的同相 分量()t c ξ和正交分量()t s ξ也是平稳高斯过程，其均值和方差相等，分别为 和 。 4. 对于理想低通系统来讲，其频带利用率η的取值为 波特/赫。 5. 对于某双极性基带信号的功率谱密度表达式为 其带宽为 。 6. 一个频带限制在（0，f H ）赫内的时间连续信号m(t)，若对其进行等间隔均匀抽样时，抽样间隔最大允许值为 秒时，m(t)将被所得到的抽样值完全确定；对于我们话音信号来讲，其抽样频率为 赫。 三. 计算题(40分) 1. 已知信息代码为101110000100000000001101，试确定相应的AMI 和HDB 3码(10分) 2. 采用13折线A 律编码，设最小的量化级为1个单位，已知抽样脉冲值为＋1101单位： （1） 试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；(10分) （2） 写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码(5分) 3. 设发送的二进制信息为11001000101,采用2FSK 方式传输.已知码元传输速率为 1000波特,“1”码元的载波频率为3000Hz,”0”码元的载波频率为2000Hz. ()2 sin ? ? ? ???=s s s s f T f T T f p π 一、是非题 1、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。（对） 2、对于调频信号，也可以用其上边带或下边带传输信息。（错） 3、不管m(t)是什么信号，在m(t)cosωct的频谱中都没有离散谱fc.（错） 4、在数字通信中，若无码间串扰，则误码率为0。（错） 5、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。（错） 6、单极性数字信号的连0码时间越长，要求位同步器的同步保持时间也越长。（对） 7、只要无误码，则PCM接收机输出模拟信号中就无噪声（错）‘ 8、数字基带系统的频带利用率不可能大于2bit/(s.Hz)(错) 9、在频带利用率方面QPSK通信系统优于2PSK通信系统（对） 二、填空题 1、模拟通信系统中，可靠性最好的是（FM），有效性最好的是（SSB）。 2、在FM通信系统中，采用预加重和去加重技术的目的是（提高解调器输出信噪比）。 3、时分复用的话路数越多，信息速率（越大）。 4、在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是（2PSK），有效性最好的是（2ASK、2PSK） 5、均匀量化器的量化信噪比与编码位数的关系是（编码位数增加1位，量化信噪比增大6dB），非均匀量化器可以提高（小）信号的量化信噪比。 (式9.4.10) 信号量噪比：（S/N）dB=20lg M=20lg2N (N为编码位数) 编码位数增加一位，（S/N）dB=20lg M=20lg2（N+1）-20lg2N=20lg2=6dB 6、改善FM系统抗噪声性能的有效措施是（采用预加重技术和去加重技术） 7、若信息速率为Wbit/s,则2PSK、4PSK信号的谱零点带宽分别为（）和（）Hz PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M 对调制信号：带宽为B调=2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W 8、设基带系统使用了五抽头的预置式自动均衡器，则此系统冲激响应的抽样值等于0的个数最少为（4），不等于0的个数最少为（1） 8、通过眼图，可以观察到（码间串扰）和（噪声）的大小 9、调频信号20cos(2*108π+8cos400πt)的最大频偏为（1600）Hz，带宽为（3600）Hz P1 05：m f为最大相位偏移，由调频信号可知其最大相位偏移为8，m f=8, 调制信号的频率：f m=400π/2π=200 所以最在频偏Δf=m f×f m=8200=1600. B=2（m f+1）f m=3600Hz 10、当无信号时，加性噪声是否存在？（存在），乘性噪声是否还存在？（不存在） 11、设基带信号的最高频率为3.4kHz的语音信号，则AM信号带宽为（6.8kHz），SSB信号带宽为（3.4kHz），DSB信号带宽为（6.8kHz）。 12、设信息速率为1.2kbit/s，则2ASK信号和4DPSK信号的频谱过零点带宽分别为（）和（）。 PSK信号为双极性不归零码，对基带信号R B=1/Ts=fs=R b/log2M, B=fs= R b/log2M 对调制信号：带宽为B调=2B=2 R b/log2M=2W/ log2M 对2PSK：带宽为：2W 对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W 1. 若线性系统的输入过程()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是 型的。 2. 若系统功率传输函数为()ωH ，则系统输出功率谱密度()() ωξO P 与输入功率谱密度()()ωξI P 关系为 。 3、调制信道对信号的干扰分为 和 两种。 4、根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 和 两大类。 5、随参信道中的多经传播对信号传输的影响有： 、 、 。 6、常见的随机噪声可分为 、 和 三类。 7、通信系统按调制方式可分 和 ；按信号特征可分为 和 。 1. 高斯。 2. ()()()ωωωξξi o P H P ?=2 。 3. 乘性干扰、加性干扰。 4. 恒参信道、随参信道。 5. 产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。 6. 单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。 7. 基带通信系统；带通 1. 数字通信有哪些主要优点 2. 假设恒参信道的传输特性为()ωH ，相频特性为()ω?，则它的不失真条件是什么什么 是群延迟——频率特性(()ωτ)，其表达式是什么 答：不失真条件： ()ωH 满足： ()ωω~H 为一条水平线； ()ωω?~ 成线性关系 群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。 ()()ω ω?ωτd d = 3. 随参信道对所传信号有何影响如何改善 答： 对信号传输有衰耗，并随时间而变；传输的时延随时间而变；产生多径传播，而多径传播对信号传输的影响有：① 产生瑞利型衰落；② 引起频率弥散；③ 造成频率选择性衰落。 改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技术及接收技术 等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。 4. 何谓调制，并简述调制的目的 调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。 调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率。 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换(扩频通信)。 5. 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 答：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。 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。 6. FM 与PM 之间的相互关系如何 答“由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，所以FM 与PM 之间是可以相互转换的。 如果将调制信号m(t)先微分，而后进行调频，则得到的是调相波，这种方式叫间接调相(形式上为FM ，实际上为PM)；同样，如果将调制信号先积分，而后进行调相，则得到的是调频波，这种方式叫间接调频。 7. 如何计算FM 调频系统的带宽FM 抗噪声性能如何 理论上调频信号的频带宽度为无限宽。 实际上, 边频幅度随着n 的增大而逐渐减小，因此调频信号可近似认为具有有限频谱。 通常采用的原则是，信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波的10%以上的边频分量。 当mf 1以后，取边频数n = mf + 1即可。因为n > mf + 1以上的边频幅度均小于。 被保留的上、下边频数共有2n = 2(mf + 1)个，相邻边频之间的频率间隔为fm ，所以调频波的有效带宽BFM 为 理论上调频信号的频带宽度为无限宽。 实际上, 边频幅度随着n 的增大而逐渐减小，因此调频信号可近似认为具有有限频谱。 通常采用的原则是，信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波的10%以上的边频分量。 当mf 1以后，取边频数n = mf + 1即可。因为n > mf + 1以上的边频幅度均小于。 被保留的上、下边频数共有2n = 2(mf + 1)个，相邻边频之间的频率间隔为fm ，所以调频波的有效带宽BFM 为 )(2)1(2m m f FM f f f m B +?=+= 它称为卡森（Carson ）公式。 当mf << 1时，上式可以近似为 f B FM ?≈2 这就是窄带调频的带宽。 当mf >> 1时，上式可以近似为 m FM f B 2≈ 这就是宽带调频的带宽。 武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称—通信原理A————（A卷、闭卷） 一．是非题（正确打√，错误打×，每题2分，共10分） 1. ×；2．×；3．√；4．×；5．× 二．填空题（每空1分，共10分） 1. ①N ②N log2M 2．③帧同步信息④信令信息 3．⑤t=T ⑥ 2/E n 4. ⑦ 3 ⑧1 5．⑨插入导频法（外同步法）⑩直接法（自同步法） 三．简答题（每小题5分，共20分） 1．噪声满足窄带的条件，即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上，而这个中心频率又离开零频率相当远。高斯：概率密度函数服从高斯分布。波形特点：包络缓慢变化，频率近f。包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。 似为 c 2．若采用双边带调制，则每路信号带宽为W＝2×1＝2MHz，6路信号复用，至少需要带宽12MHz。 若采用单边带调制，则每路信号带宽为W＝1MHz，至少需要带宽6MHz。 3．均匀量化：在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，因而小信号时量化信噪比太小； 非均匀量化：量化级大小随信号大小而变，信号幅度小时量化级小，量化误差也小，信号幅度大 时量化级大，量化误差也大，因此增大了小信号的量化信噪比。 4．在线性分组码中，两个码组对应位上的数字不同的位数称为码组的距离；编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d0，在线性码中，最小码距即是码的最小重量（码组中“1” 的数目）（全0码除 外）。d0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。 | 四.（共10分） 1. （3分） 2. （3分） 3. 0()(1c o s c o s 2)c o s AM s t K t K t t =+ Ω+Ωω 无包络失真，则1(c o s c o s 2)K t t +Ω+Ω≥ （2分） 令()c o s c o s 2f t t t =Ω+Ω ()c o s c o s 2f t t t =Ω+Ω22 cos cos sin t t t =Ω+Ω-Ω 22cos cos (1cos )t t t =Ω+Ω--Ω 2cos 2cos 1t t =Ω+Ω- 219 2(cos )48 t =Ω+- 所以，()f t 的极小值为9 8 - 则8 9 K ≤。 （2分） 五．（10分） 1. （2分） 或反相 2. （4分） 或反相 3. （4分） 或反相 六．（共10分） 1. 图1系统，奈氏带宽=66 210/2101Hz MHz ?ππ== 无码间串扰最高码元速率 max 212s f MHz MHz =?= （3分） 图2系统，奈氏带宽=6 6 310/2 1.510 1.5Hz MHz ?ππ=?= 无码间串扰最高码元速率 max 2 1.53s f MHz MHz =?= （3分） 2. 图1系统不能实现无码间串扰传输 （2分） 图2系统能实现无码间串扰传输 （2分） 七．（共10分） 一填空题(每空1 分，共20 分) 1：调制信道根据信道传输函数的时变特性不同，可分为（）和（）两类。 2：信道容量是指（） 3: 扩频的主要方式有（）和（）。 4:随机过程的数字特征主要有：（）,（）和（）。 5:稳随机过程的自相关函数与其功率谱密度是（）变换关系。 6:平稳随机过程自相关函数与（）有关。 7:随参信道的传输媒质的三个特点分别为（）、（）和（）。8:消息中所含信息量I与出现该消息的概率P(X)的关系式为（），常用的单位为（）。 9:卷积码的译码方法有两类：一类是（），另一类是（）。 10:模拟信号是利用（）、（）和（）来实现其数字传输的。 二简答题(每题5 分，共25 分) 1、抗衰落技术有哪些。 2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 3、随参信道对所传信号有何影响？如何改善？ 4、什么是复用技术？主要类型有哪些？复用与多址技术二者有何异同？ 5、在模拟信号数字传输中，为什么要对模拟信号进行抽样、量化和编码？ 三画图题(每题5 分，共5 分) 已知信息代码为：1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0，请就AMI码、HDB3码、Manchester码三种情形， (1)给出编码结果； (2)画出编码后的波形； 四计算题(每题10 分，共50 分) 1、现有一振幅调制信号，其中调制信号的频率f m=5KHz，载频f c=100KHz，常数A=15。 (1)请问此已调信号能否用包络检波器解调，说明其理由； (2)请画出它的解调框图； (3)请画出从该接收信号提取载波分量的框图。 2、下图中示出了一些基带传输系统的总体传输特性，若要以2000波特的码元速率传输，请问哪个满足抽样点无码间干扰的条件？ 通信原理期末考试试题(多套) 66666666666666666666（A卷、闭卷） 课程名称通信原理A（2009.12）专业班级 题号一二三四五六七八九十总分 题分 备注: 学生不得在试题纸上答题 (含填空题、选择题等客观题) 一．是非题（正确打√，错误打×，每题2分，共10 分） 1．出现概率越大的消息，其所含的信息量越大。（） 2．随机过程广义平稳则必将严格平稳。（） 3．恒参信道的特性是可以通过线性网络来补偿的。（） 4．由于DSB信号的调制制度增益是SSB的一倍，所以抗噪声性能比SSB好一倍。（）5．2PSK存在反相工作现象，而2DPSK不存在，所 四．已知0 ()(1cos cos 2)cos AM s t K t K t t =+Ω+Ωω，且0 Ω<<ω。 1． 画出此已调波的频谱示意图。 （3分） 2． 画出包络解调器的原理框图。 （3分） 3． 试求使此AM 信号无包络失真的K 值。 （4分） 五．若消息代码序列为110000010100001， 1. 画出对应的全占空双极性码波形；（2分） 2. 画出对应的AMI 码波形； （4分） 3. 画出对应的HDB3码波形。 （4分） 六．图1、图2分别给出两种基带系统传输特性 图1 图2 1．试分析两个基带系统无码间串扰的最高码元速率。（6分） 2．设传输信息速率为3Mbps ，图1和图2系统能 否实现无码间串扰。（4分） 七．设某数字调制系统的码元传输速率为1000Bd ， 载波频率为2000Hz 。 1．若发送数字信息为111010，试画出2ASK 信号波形和它的功率谱密度草图。（5分） 2．数字信息不变，试画出2DPSK 信号波形和它的功率谱密度草图（设初始相位为0）。（5分）。 八．在脉冲编码调制（PCM ）系统中，若采用13 折线A 律编码，设最小量化间隔为1单位，已知抽样脉冲值为-118个单位：试求： 通信原理试卷一 1、如果系统满足理想低通传输特性,则频带利用率可以达到: a、1B/Hz b、1bit/Hz c、2B/Hz d、2bit/Hz 2、一个均值为零的平稳高斯窄带噪声,它的包络一维分布服从 a、高斯分布 b、均匀分布 c、瑞利分布 d、莱斯分布 3、模拟信号解调的“门限效应”有可能出现在_________信号的解调中: a、DSB b、AM c、PM d、SSB 4、发端发送纠错码,收端译码器自动发现并纠正错误,传输方式为单向传输,这种差错控制的工作方式被称为: a、FEC b、ARQ c、IF d、HEC 5、在“0”、“1”等概率出现情况下,以下哪种码能够直接提取位同步信号: a、单极性不归零码 b、双极性归零码 c、单极性归零码 d、双极性不归零码 6、无码间串扰的基带系统传输双极性信号时,误码率与信噪功率比ρ的关系为 a 、 b 、 c 、 d 、 7、平稳随机过程协方差函数C(τ)与自相关函数R(τ)与均值m的关系为: a 、 b 、 c 、 d 、 8、以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号,仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的就是。 a、自然抽样 b、曲顶抽样 c、理想抽样 d、平顶抽样 9、由发送端发送专门的同步信息,接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的方法,被称为: a、外同步法 b、自同步法 c、位同步法 d、群同步法 10、连贯式插入法中的群同步保护,在维持态时通常要求: a、判决门限提高,漏同步概率提高 b、判决门限降低,漏同步概率提高 c、判决门限提高,漏同步概率降低 d、判决门限降低,漏同步概率降低 11、设x(t)为调制信号,调相波的表示式为:,则PM调制方式的瞬时角频率偏差为: a 、 b 、 c 、 d 、 12、码长ｎ=7的汉明码,监督位应就是: a、2位 b、3位 c、4位 d、5位 13、如果在已知发送独立的符号中,符号“E”出现的概率为0、125,则符号“E”所包含的信息量为: a、1bit b、2 bit c、3 bit d、4 bit 电子科技大学2013-2014学年第1学期期 末 考试 A 卷 求：（共10分） 1. 无失真恢复m （t ）允许的最大采样时间间隔是多少？ （5分） 2 ?量化信噪比是多少？ （5分） 解: 1. m （t ）的带宽 B 2000Hz ，最小采样频率 f smin 2B 4000Hz 最大采样时间间隔是T smax 1/ f smin 0.00025s （5分） 4 16 2. m （t ）的功率 P m 2 J 10 均匀量化信噪比 5kHz ，发送端发送功率为P t ，接收功率比发送功率低50dB 。信道中加性高斯白噪声的 单边功率谱密度为N 0=1O -10 W/Hz ，如果要求系统输出信噪比不低于 30dB o 试求：（共10分） 课程名称: 通信原理 考试形式： 一页纸开卷 考试日期：20 14年1月11日 考试时长：120分钟 课程成绩构成：平时 10 %， 期中 10 %， 实验 10 %， 期末 70 % 本试卷试题由 .部分构成，共 、某信源的符号集由A 、B 、 C 和D 组成，这4个符号是相互独立的。 每秒钟内 A 、B 、C 、D 出现的次数分别为500、125、 125、250,求信源的符号速率和信息速率。 （共10分） 解：信源的符号速率为R s 500 125 125 250 1000symbol/ S （4分） 每个符号出现的概率为 rP （2分） 信源熵H （X ） M Plog z P i 1 2 1^it/symbol （2分） 信源的信息速率为 R b R s H （X ） 1000 1750bit /s （2分） 、对模拟信号m （t ） 2cos （2000 t ） 4cos （4000 t ）进行线性PCM 传输，量化器设计范围为[-10,10] ,PCM 码字字长为16位。 （2分） S 6.02n 4.77 10log D 2 N q 6.02 16 4.77 10（1 2） 6.02n 4.77 10log 马 102 91.09dB （3分） 已知某模拟基带信号m （t ）的带宽为 通信原理期中考试题目及答案 1、若线性系统的输入过程是高斯型的，则输出是型的。 2、若系统功率传输函数为，则系统输出功率谱密度与输入功率谱密度关系为。 3、调制信道对信号的干扰分为和两种。 4、根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为和两大类。 5、随参信道中的多经传播对信号传输的影响有： 、、。 6、常见的随机噪声可分为、和三类。 7、通信系统按调制方式可分和；按信号特征可分为和。 1、高斯。 2、。 3、乘性干扰、加性干扰。 4、恒参信道、随参信道。 5、产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。 6、单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。 7、基带通信系统；带通 1、数字通信有哪些主要优点？ 2、假设恒参信道的传输特性为，相频特性为，则它的不失真条件是什么？什么是群延迟频率特性()，其表达式是什么？答：不失真条件：满足：为一条水平线；成线性关系群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。 3、随参信道对所传信号有何影响？如何改善？答：对信号传输有衰耗，并随时间而变；传输的时延随时间而变；产生多径传播，而多径传播对信号传输的影响有：① 产生瑞利型衰落；②引起频率弥散；③ 造成频率选择性衰落。改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技术及接收技术等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。 4、何谓调制，并简述调制的目的？调制－把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。调制的目的提高无线通信时的天线辐射效率。把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换(扩频通信)。 5、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？答：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。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。 通信原理期末考试试题及答案一、填空题（总分24,共12小题，每空1分） 1、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。 2、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值 的信号。 3、广义平均随机过程的数学期望、方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关。 4、一个均值为零方差为二2的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布,相位的一维分布服从均匀分布。 5、当无信号时，加性噪声是否存在？是乘性噪声是否存在？否。 6、信道容量是指：信道传输信息的速率的最大值，香农公式可表示为： S C = B log 2（1 ）。 N 7、设调制信号为 f （t ）载波为COS c t，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为 1 f（t）cos c t，频域表达式为一［F（；i：：■■'.■ c） - F（；r ?；.%）］。 2 8、对最高频率为 J的调制信号m（t ）分别进行AM DSB SSB调制，相应已调信号的带宽 分别为2f H 、2f H 、 f H 。 9、设系统带宽为W则该系统无码间干扰时最高传码率为2W波特。 10、PSK是用码元载波的相位来传输信息,DSP是用前后码元载波的相位差来传输信息, 它可克服PSK的相位模糊缺点。 11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。 12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用13折线近似，J 律对数压缩特性采用15折线近似。 二、填空题 1、模拟通信系统中，可靠性最好的是（FM，有效性最好的是（SSE）。 通信原理期末考试试题及答案 一、填空题（总分24，共12小题，每空1分） 1、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。 2、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。 3、广义平均随机过程的数学期望、方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关。 4、一个均值为零方差为的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。 5、当无信号时，加性噪声是否存在？是乘性噪声是否存在？否。 6、信道容量是指：信道传输信息的速率的最大值，香农公式可表示为：。 7、设调制信号为f（t）载波为，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为，频域表达式为。 8、对最高频率为f H的调制信号m（t）分别进行AM、DSB、SSB调制，相应已调信号的带宽分别为 2f H、 2f H、 f H。 9、设系统带宽为W，则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。 10、PSK是用码元载波的相位来传输信息，DSP是用前后码元载波的相位差来传输信息，它可克服PSK的相位模糊缺点。 11、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码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。 12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用 13 折线近似，律对数压缩特性采用15 折线近似。 二、简答题（总分18，共4小题） 1、随参信道传输媒质的特点？（3分） 答：对信号的衰耗随时间变化、传输的时延随时间变化、多径传播 2、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。 3、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。 4、简述低通抽样定理。（3分） 一个频带限制在（0，f H）内的时间连续信号m(t)，如果以的时间间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定 2、设信息序列为100000000001100001，试编为AMI 码和HDB3码（第一个非零码编为+1），并画出相应波形。（6分） 1、已知调制信号载波为，分别画出AM、DSB、SSB（下边带）信号的频谱。（6分） 3、设发送数字信息为110010101100，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。(对2FSK信号,“0”对应T s=2T c，“1”对应T s=T c；其余信号T s=T c，其中T s为码元周期，T c为载波周期；对2DPSK信号，代表“0”、代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，代表“0”、代表“1”。)（8分） 四、（总分12分）现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms。计算： （1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。 解：解：（1）——（２分） （2）T s=0.1ms ，所以 ——（２分）（3）——（３分） （4）误比特率——（２分） 2小时传送的码元数为 误码率为：——（３分） 五、（总分12分）设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号m（t）的频带限制在5K H Z，而载波为100 K H Z，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）该理想带通滤波器中心频率多大？（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？ 通信原理试卷 一 填空题：（每个空0.5分，共15分） 1. 通信系统按调制方式可分 和 ；按信号特征可分为 和 。 2. 若线形系统的输入过程()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是 型的。 3. 若系统功率传输函数为()ωH ，则系统输出功率谱密度()() ωξO P 与输入功率谱 密度()() ωξI P 关系为 4. 随参信道的传输媒质的三个特点分别为 、 、 。 5. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 和 两大类。 6. 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有： 、 、 。 7. 常见的随机噪声可分为 、 和 三类。 8. 数字基带信号()t S 的功率谱密度()ωS P 可能包括两部分即 和 。 9. 二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为 和 。 10. 模拟信号是利用 、 和 来实现其数字传输的。 11. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 、 和 。 12. 设一分组码（110110）；则它的码长是 ，码重是 ，该分组码与另一 分组码（100011）的码距是 。 二 判断题：（正确划“×”，错误划“√”；每题0.5分，共5分） 1. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。（ ） 2. 设随机过程()t X 与()t Y 独立，则()()()t Y t X t Z =的一维概率密度 ()()()t y f t x f t z f y x z ;;;=。（ ） 3. 平稳随机过程的自相关函数具有任意的形状。（ ） 4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。（ ） 5. 窄带高斯随机过程的包络和相位过程是两个相互独立的随机过程。（ ） 6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道， B 与N S 可以互换。（ ） 7. 对于数字基带信号()t S 的功率谱密度的连续谱部分总是存在的，而离散谱可有可无。（ ） 8. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若增加信道带宽B ，则信道容量C 无 限制地增加。（ ） 9. 小信噪比时，调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度将随传 输带宽的增加而增加。（ ） 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。（ ） 电子科技大学2015-2016学年第 1 学期期 中 考试 A 卷 课程名称： 通信原理 考试形式：开卷考试 考试日期： 2015年10月 29 日 考试时长：90分钟 本试卷试题由 六 部分构成，共 5 页。 一、选择与填空（共20分，共 10题，每题 2分） 1、 频带利用率是数字通信系统的（ A ）指标。 （A ）有效性 （B ）可靠性 （C ）适用性 （D ）可实现性 2、某AWGN 信道带宽为50 MHz ，信号噪声功率比为30 dB 。则根据香农公式，该信道容量约为（ D ）。 （A ）40 Mbit/s （B ）130 Mbit/s （C ）150 Mbit/s （D ）500 Mbit/s 3、要无失真传输某信号，信道传递函数需满足的条件是（ D ）。 （A ）幅频响应和相频响应均为常数 （B ）幅频响应和相频响应的乘积为常数 （C ）幅频响应或相频响应的导数为常数 （D ）幅频响应和相频响应的导数都为常数 4、在已调信号带宽相同的情况下，基带信号带宽最宽的是（ B ）信号。 （A ）AM （B ）SSB （C ）DSB （D ） FM 5、在模拟信号传输中，调制效率是指（ C ）。 （A ）传输信号中直流信号功率与交流信号功率之比 （B ）传输信号中载波信号功率与边带信号功率之比 （C ）传输信号中信息携带信号的功率与传输信号总功率之比 （D ）传输信号功率与噪声功率之比 6、设信号功率为 1 mW ，噪声功率为100 nW ，则信噪比(S /N )的dB 值是 40 dB 。 7、基带信号()cos m m m t A t ω=对载波作100%的幅度调制，则常规AM 系统、DSB-SC 系统与SSB 系 统的解调增益分别为 0.67 、 2 和 1 。 8、对于4PAM 信号和16PAM 信号， 4PAM 具有较好的抗干扰性能， 16PAM 具有较好的频谱效率。 9、某十六进制数字基带系统符号速率为2400 Baud ，则该系统的比特速率为 9600 bit/s 。 10、当“0”、“1”码等概率出现时，在单极性NRZ 信号、双极性NRZ 信号、单极性RZ 信号和双极性 RZ 信号中，具有多条离散谱线的信号是 单极性RZ 。 二、（共15分）已知某AM 模拟调制系统中，信号表达式()[]106cos4000cos2AM c s t t f t ππ=+。通信原理期末考试复习重点总结完整版
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