通信原理題目加答案.DOC

1、1通信系統(tǒng)的兩個主要指標(biāo)是有效性、可靠性。2通信的復(fù)用方式有頻分復(fù)用、時分復(fù)用和碼分復(fù)用。3按照傳輸媒質(zhì)的不同，信道可分為有線信道、無線信道_。4無線信道按照傳播方式區(qū)分，基本上有地波、天波和視線傳播三種。5調(diào)制信道對信號的干擾分為加性干擾、乘性干擾兩種。6單一頻率正弦波信號經(jīng)隨參信道傳輸后到達(dá)接收端的信號，其包絡(luò)服從瑞利分布。7典型的恒參信道有有線信道、光纖信道、無線視距中繼及衛(wèi)星中繼信道。8典型的隨參信道有短波電離層反射信道、對流層散射信道。9對于點與點的之間的通信，按消息傳遞的方向與時間關(guān)系，通信方式可分為單工、半雙 工和全雙工通信。10按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，可以把通信

2、系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字 通信系統(tǒng). 11同步衛(wèi)星通信是電磁波直線傳播傳播，因此其信道傳播性能穩(wěn)定可靠，傳輸距離遠(yuǎn)，容量大，廣泛應(yīng)用于傳輸多路電話、電報、圖像數(shù)據(jù)和電視節(jié)目。12已知 FM 波的表達(dá)式 s (t ) = 10 cos(2 ´10 6 p t +10 sin(10 3 p t) (V)，可求出載波頻率為106 Hz ，已調(diào)波的卡森帶寬為 11kHz。13為了改善調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比，在調(diào)頻系統(tǒng)中廣泛采用加重技術(shù)，包括預(yù)加重技術(shù)、去加重技術(shù)。14產(chǎn)生“門限效應(yīng)”的主要原因是解調(diào)器的非線性。15非均勻量化的對數(shù)壓縮特性采用折線近似時，A 律對數(shù)壓縮特性采用 13 折線近

3、似，m律對數(shù)壓縮特性采用 15 折線近似。16差分脈沖編碼調(diào)制最簡單的一個特例是增量調(diào)制，為防止其出現(xiàn)過載現(xiàn)象必須滿足不過載條件。17為了提高數(shù)字信號的有效性而采取的編碼稱為信源編碼，為了提高數(shù)字通信的可靠性而采取的編碼稱為信道編碼。18二進(jìn)制基帶信號傳輸過程中，“0”、“1”代碼等概率發(fā)送條件下，雙極性基帶系統(tǒng)的最 佳判決門限電平為 0，單極性最佳判決門限電平為 A/2。19在數(shù)字通信中，產(chǎn)生誤碼的因素有兩個：一是由傳輸特性不良引起的碼間串?dāng)_，二是傳輸中疊加的加性噪聲。20眼圖為直觀評價接收信號的質(zhì)量提供了一種有效的實驗方法，它可以定性反映碼間串?dāng)_和信道噪聲的影響程度。21PSK 是用碼元載

4、波的相位來傳輸信息，DPSK 是用前后碼元載波的前后碼元相位差來傳輸信息，它可克服 PSK 的相位模糊缺點。22在數(shù)字通信系統(tǒng)中的四種同步分別為載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步。23載波同步實現(xiàn)方法一般可分為插入導(dǎo)頻、自同步。1已知語音信號的頻率范圍為 3015000HZ，若以數(shù)字化方式傳輸則取樣頻率至少為（ B ）A15KHZB30KHZC45KHZD無法確定2采用 13 折線 A 率對信號進(jìn)行非均勻量化編碼，通常編碼輸出是用( C )位二進(jìn)制數(shù)表示。A6B7C8D93PCM 均勻量化信噪比隨著(B)增大而增大。A量化臺階B量化級數(shù)C噪聲功率D采樣頻率44ASK 調(diào)制，其碼字傳輸速率為 12

5、8k 波特，各符號等概發(fā)送，則其信息比特速率為（A）A256k b/sB512k b/sC1024k b/sD2048k b/s5二進(jìn)制數(shù)字鍵控信號中，若考慮對信道特性變化的敏感性（B）A2ASK 最好B2FSK 最好C2PSK 最好D2DPSK 最好68PSK 調(diào)制，其碼字傳輸速率為 128k 波特，各符號等概發(fā)送，則其信息比特速率為（C）A128k b/sB256k b/sC384k b/sD512k b/s1信息與消息在概念上是一致的，即信息就是消息，消息就是信息。（×）2在數(shù)字通信中，若無信道噪聲，則誤碼率為 0。（×）3碼元傳輸速率與信息傳輸速率在數(shù)值上是相等的。

6、（× ）4對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若n0 ® 0 ，則信道容量C ® ¥ 。（）5對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若 B ® ¥ ，則信道容量C ® ¥ 。（×）6幅頻失真對視頻的影響比較大，相頻失真對語音的影響比較大。（×）7在數(shù)字通信系統(tǒng)中，常用傳碼率和傳信率來衡量系統(tǒng)的有效性。（×）841碼元傳輸速率與信息傳輸速率在數(shù)值上是相等的。（×） 9不管 m(t)是什么信號，在 m(t)cosct 的頻譜中都沒有離散譜 fc。（×）10在數(shù)字通信中，若無碼

7、間串?dāng)_，則誤碼率為 0。（×）11單極性數(shù)字信號的連 0 碼時間越長，要求位同步器的同步保持時間也越長。（）12數(shù)字基帶系統(tǒng)的頻帶利用率不可能大于 2bit/(s.Hz)。（×）13、幅頻失真和相頻失真屬于線性失真，可以通過網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償電路來消除。（）1、（1）試畫出數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型；（2）各組成部分的主要功能是什么？（3）與模擬通信相比，數(shù)字通信具有什么特點？ 解：（1）（2）信源編碼與譯碼目的：提高信息傳輸?shù)挠行裕ㄍㄟ^數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)）；完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換（實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸） 信道編碼與譯碼目的：增強(qiáng)抗干擾能力； 加密與解密目的：保證所傳信息的安全（通過人為地擾亂傳

8、輸?shù)臄?shù)字序列） 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘?同步目的：使收發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致（3） 優(yōu)點：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；體積小，功耗低，易于集成；便于進(jìn)行各種 數(shù)字信號處理；有利于實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)傳輸；缺點：占用頻帶寬，系統(tǒng)和設(shè)備比較復(fù)雜；2設(shè)某信息源的輸出由 A,B,C,D,E 五個符號組成，出現(xiàn)的概率分別為 1/3, 1/4, 1/4, 1/12, 1/12。若信息源每秒發(fā)出 1000 個符號，試求（1）該信息源符號的平均信息量；（2）該信息源的平均信息速率。（提示：log23=1.5850） （1）直接代入信源熵公式：H = H ( A ) + H ( B )

9、 + H (C ) + H ( D ) + H ( E )= 13 log 2 3 + 14 log 2 4 + 14 log 2 4 + 121 log 212 + 121 log 212= 2 . 1258 ( bit / 符號）（ ）平均信息速率為：H= 2.1258bit / 脈沖2125.8(bit / s)21ms/脈沖1ms / 脈沖3黑白電視機(jī)圖像每幅含有3´105 個像素，每個像素有 16 個等概率出現(xiàn)的亮度等級。要求每秒種傳輸 30 幀圖像，若信道輸出 S N =30dB，計算傳輸該黑白電視圖像所要求信道的最小帶寬。解：（1） 每個像元 x 的平均信息量P(xi

10、)= 161 ， i = 1,2, ,1616H (x)= -å P(xi )log2 P(xi )= -å P(xi )log2 P(xi )= log2 16 = 4ii=1（2） 一幀圖片的平均信息量I圖片 = 3 ´105 ´ 4 = 1.2 ´106 bit（3） 每秒內(nèi)傳送的信息量 每秒有 30 幀 每秒內(nèi)傳送的信息量為：30 ´1.2 ´106 = 3.6 ´107 bit由上可知：信息速率 Rb = 3.6 ´107 bps（4） 由于信道容量C ³ Rb ，故信道帶寬：CRb3

11、.6 ´107B =³=log2 (1 + 1000)= 3.612 ´106 HzæS öæS ölog2ç1+÷log2ç1 +÷èN øèN ø其中：30d B 1000 要求信道的最小帶寬為：3.612 ´106 Hz4設(shè)某信道具有均勻的的雙邊噪聲功率譜密度 Pn ( f )= 0.5 ´10 -3W / HZ ，在該信道中傳 輸抑制載波的單邊帶（上邊帶）信號，并設(shè)調(diào)制信號 m（t）的頻帶限制在 5KHZ，而載波 為

12、100 KHZ，已調(diào)信號的功率為 10KW。若接收機(jī)的輸入信號在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過一理想帶通濾波器濾波，試求：（1）該理想帶通濾波器中心頻率多大？（5 分）（2）解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？（5 分）（3）解調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少？（5 分）解：（1）單邊帶信號的載頻為 100kHz，帶寬 B5kHz，為使信號順利通過，理想帶通濾波器的中 心頻率為 f0 = 100 + 12 ´ 5 = 102.5(kHz)(2)解調(diào)器輸入端的噪聲與已調(diào)信號的帶寬相同，Ni = 2 ´ Pn ( f ) ´ B = 2 ´ 0.5 ´10-3 &

13、#180; 5 ´103 = 5W已知 Si=10kW，所以Si=10 ´103= 2000N i5（3）由于單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為 G1，因此解調(diào)器輸出端的信噪比 S0 = Si = 2000N 0 Ni5已知某單頻調(diào)頻波的振幅是 10V，瞬時頻率為f (t) = 10 6 p +10 4 cos 2 p´10 3 t(Hz)（1）試求此調(diào)頻波的表達(dá)式；（10 分）（2）試求此調(diào)頻波的調(diào)頻指數(shù)和頻帶寬度。（10 分） 解：（1）該調(diào)頻波的瞬時頻率為w(t)=2pf (t) = 2p´106 + 2p´104 cos 2p´103

14、t (rad / s) 相位 q（t）=ò-t¥ w（t）dt=2p´106 t +10sin2p´103t因此調(diào)頻波的時域表達(dá)式SFM = A cos q(t) = 10cos(2p´106 t +10sin2p´103t) (V)(2)根據(jù)頻偏的定義Df = Df (t) max = 104 cos 2p´103 t max = 10(kHz)調(diào)頻指數(shù)m=Df=104= 10f m103f調(diào)頻波的帶寬B » 2( Df + f m ) = 2(10 +1) = 22(kHz)6 、已知調(diào)制信號是 8MHz 的單

15、頻余弦信號 ，且設(shè)信道噪聲單邊功率譜密度 n 0 = 5 ´10 -15 W / Hz ,信道功耗 a 為 60dB，對于調(diào)頻指數(shù)為 5 的 FM 系統(tǒng)，若要求輸出信 噪比為 40dB，試求：（1）FM 信號的帶寬和制度增益；（10 分）（2）FM 系統(tǒng)的發(fā)射功率。（10 分） 、解：（1）FM 系統(tǒng)的帶寬和制度增益分別為B FM = 2(m f +1)f m = 2 ´ (5 +1) ´8 ´10 6 = 96(MHz)G FM = 3m f2 (m f +!) = 3 ´ 25 ´ 6 = 450S =SO´1´

16、; a ´ N=SO´1´ a ´ nBFMFMN OG FMiN O0（2）FM 信號的發(fā)射功率GFM= 10 4 ´ 4501 ´10 6 ´ 5 ´10 -15 ´ 96 ´10 6 = 10.67(W)7某調(diào)角波為 S(t)=5cos(2×106t+20sin2×500t) (V) 試問：（1）該調(diào)角波信號帶寬為多少赫茲？（10 分）（2）最大頻偏為多少？最大相偏？（10 分） 、解：該調(diào)角波的瞬時角頻率為w(t) = 2p ´106 + 20 ´ 2p ´ 500cos 2p ´ 500t (rad / s)最大頻偏為Df = 20 ´ 2p ´ 500 / 2p = 10000Hz = 10(kHz)調(diào)頻指數(shù) mf = Df = 104 = 20 fm 500最大相移 Dq = 20FM 波和 PM 波帶寬形式相同即 調(diào)頻波的帶寬B » 2(Df + fm ) =