通信原理期末考試復習題 (2)

1、簡答題：1 窄帶高斯白噪聲中的“窄帶”、“高斯”、“白”的含義各是什么？高斯噪聲是指噪聲的統(tǒng)計特性服從高斯分布；白噪聲是指噪聲的功率譜密度在系統(tǒng)的帶寬內(nèi)是均勻分布的；當一個高斯白噪聲通過一窄帶線性系統(tǒng)后，其輸出為一窄帶隨機過程，對于噪聲就稱為窄帶噪聲。2 什么是眼圖？為什么眼圖能反映基帶信號傳輸質(zhì)量？ 將待測的基帶信號加到示波器的輸入端，同時把位定時信號作為掃描同步信號。這樣，示波器對基帶信號的掃描周期嚴格與碼元周期同步，各碼元的波形就會重疊起來。對于二進制數(shù)字信號，這個圖形與人眼相象，稱為“眼圖”。若基帶信號有失真，則眼圖張開程度變小，而基帶波形的失真通常是由噪聲和碼間串擾造成的，故眼圖的形

2、狀能定性反映系統(tǒng)的性能。3 數(shù)字基帶信號的碼型設(shè)計需考慮哪些因素？（1）便于從信號中提取位定時信息；（2）對于傳輸頻帶低頻受限的信道，碼型頻譜中應不含直流分量；（3）信號的抗噪聲能力強；（4）盡量減少基帶信號頻譜中的高頻分量，以節(jié)省傳輸頻帶；（5）碼型結(jié)構(gòu)含有內(nèi)在的檢錯能力；（6）碼型能同時適應不同統(tǒng)計特性的信息源。4 什么叫門限效應？哪些模擬調(diào)制在什么情況下會出現(xiàn)門限效應？當解調(diào)器的輸入信噪比下降到某一值時，如果繼續(xù)下降，解調(diào)器的輸出信噪比將以較快的速度下降，這種現(xiàn)象稱為解調(diào)器的門限效應。常規(guī)調(diào)幅（AM）在采用包絡(luò)檢波時，調(diào)頻在采用鑒頻器解調(diào)時都會出現(xiàn)門限效應。5 畫出數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型

3、并簡述其主要優(yōu)缺點。一般模型（略）優(yōu)點：抗干擾能力強；便于加密，有利于實現(xiàn)保密通信；易于實現(xiàn)集成化，使通信設(shè)備體積小、功耗低；數(shù)字信號便于處理、存儲交換，便于和計算機連接，也便于用計算機進行管理。缺點：數(shù)字通信比模擬通信占據(jù)更寬的頻帶。6 什么是多路復用，有幾種方式？將若干路獨立的信號在同一信道中傳送稱為多路復用。由于在同一個信道中傳輸多路信號而互不干擾，因此可以提高信道的利用率。按復用方式的不同可分為頻分復用和時分復用。7 什么是碼間干擾？它是如何產(chǎn)生的？對通信質(zhì)量有什么影響？由于實際信道的條件是頻帶受限，而由頻譜分析的基本原理可知，任何信號的頻域受限和時域受限不可能同時成立，故信號經(jīng)頻域受

4、限的系統(tǒng)傳輸后其波形在時域上必定無限延伸。這樣，前面的碼元對后面的若干碼元都有影響，這種影響稱為碼間串擾。它對基帶信號的可靠傳輸產(chǎn)生不利影響。8 什么是數(shù)字信號的最佳接收？由于數(shù)字傳輸系統(tǒng)的傳輸對象通常是二進制信息，接收設(shè)備的作用就是在噪聲背景下正確地判斷所攜帶的信息是哪一種。因此，最有利于作出正確判決的接收一定是最佳的接收。從最佳接收的意義上來說，數(shù)字通信系統(tǒng)的接收設(shè)備可視作一個判決裝置，它有一個線性濾波器和一個判決電路組成。線性濾波器對接收信號進行相應的處理，輸出某個物理量提供給判決電路。9 隨參信道的特點如何？為什么信號在隨參信道中傳輸時會發(fā)生衰落？答：隨參信道具有以下三個特點：(1)

5、對信號的衰耗隨時間隨機變化； (2) 信號傳輸?shù)臅r延隨時間隨機變化； (3) 多徑傳播。 信號在隨參信道中傳輸時，因為多徑傳播和信道的時變特性即信號經(jīng)多徑傳播后的接收信號是衰耗和時延都隨時間變化的各路徑信號的合成，所以產(chǎn)生衰落。10 什么是恒參信道？理想恒參信道對信號傳輸會產(chǎn)生哪些影響？答：恒參信道實質(zhì)上是一個非時變的線性網(wǎng)絡(luò)，其主要傳輸特性可用幅頻特性和相頻特性來描述。其幅頻特性與頻率無關(guān)，即是一條水平直線，相頻特性是一條通過原點的直線。故信號通過理想恒參信道后，信道的幅度會變化，并產(chǎn)生一定的時延，信號的波形不發(fā)生變化。11 什么是數(shù)字調(diào)制？有哪幾種基本調(diào)制方式？它和模擬調(diào)制有哪些異同點？數(shù)

6、字調(diào)制是用數(shù)字基帶信號對正弦形載波波形的某些參量進行控制，使載波的這些參量隨基帶信號的變化而變化。有ASK、PSK、FSK三種基本方式 。相同點：原理基本相同，都是用基帶信號對載波信號的某些參量進行控制；頻譜結(jié)構(gòu)類似，有線性調(diào)制和非線性調(diào)制。不同點：數(shù)字調(diào)制中的基帶信號是數(shù)字脈沖序列，模擬調(diào)制中的基帶信號是連續(xù)信號。12. 一個采用非相干解調(diào)方式的數(shù)字通信系統(tǒng)是否必須有載波同步和位同步？其同步性能的好壞對通信系統(tǒng)的性能有何影響？ 采用非相干解調(diào)方式的數(shù)字通信系統(tǒng)可以不需要載波同步，但必須有位同步。因為消息是一連串的相繼的信號碼元的序列，需要知道每個碼元的起止時刻。位同步性能的好壞將直接影響接收

7、端 的誤碼率的大小。13. 簡述調(diào)制的目的。常見的調(diào)制方式有哪些？將基帶信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號；實現(xiàn)信道多路復用；改善系統(tǒng)抗噪聲性能。調(diào)制方式可分為正弦載波調(diào)制和脈沖調(diào)制。正弦載波調(diào)制又分模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制；模擬調(diào)制是指以模擬信號為調(diào)制信號，對連續(xù)的正（余）弦載波進行調(diào)制，亦即載波的參數(shù)隨著調(diào)制信號的作用而變化。根據(jù)載波參數(shù)的不同，分為幅度調(diào)制（AM，DSB，SSB，VSB）和角度調(diào)制（FM和PM）。數(shù)字調(diào)制是用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息，有ASK、FSK、PSK三種基本形式。14. 什么是DPCM調(diào)制?什么是增量調(diào)制?脈沖編碼調(diào)制（DPCM）和增量調(diào)制（M）都是預

8、測編碼方式。是利用樣值之間的關(guān)聯(lián)進行高效率波形編碼的方法。即根據(jù)信號前一時刻的樣值來預測當前時刻的樣值。預測值和實際值之差為差值。在DPCM中，是對差值信號進行量化、編碼；因差值信號的功率比信號本身的功率要小得多，故可減少編碼的位數(shù)。在M中，是對差值信號的符號進行量化、編碼，故編碼位數(shù)只需一位。但M的取樣頻率必須遠大于PCM的取樣頻率。15. 畫出通信系統(tǒng)的一般模型并簡述其各部分作用。信源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿噪聲源信源的作用是將原始消息轉(zhuǎn)換為相應的電信號；發(fā)送設(shè)備對基帶信號進行各種處理和變換，以使它適合于在信道中傳輸；信道是用于傳輸信號的媒質(zhì)；接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，作用是恢復出相應

9、的基帶信號。信宿是將恢復出來的原始電信號轉(zhuǎn)換成相應的消息。16. 什么是最佳基帶傳輸系統(tǒng)？在理想信道下的最佳基帶傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有什么特點？ 消除碼間干擾而抗噪聲性能最理想的系統(tǒng)稱為最佳基帶傳輸系統(tǒng)。如圖所示，為發(fā)送濾波器傳遞函數(shù)，為接收濾波器傳遞函數(shù)，C()表示信道特性，理想信道下，C()=1； 則有：17. 在數(shù)字電話通信中，為什么不宜采用均勻量化？計算題：1 設(shè)某OOK系統(tǒng)能夠的碼元傳輸速率為100B，載波信號為（1） 每個碼元中包含多少個載波周期？（2） 求OOK信號的第一零點帶寬。設(shè)發(fā)送的二進制信息為01001101，畫出OOK信號的波形示意圖。解：（1）因為碼元周期TS=10-2S

10、，載波周期為s，則每個碼元中包含的載波數(shù)為2000。 （2）OOK信號的第一零點帶寬為200Hz。 0 1 0 0 1 1 0 1 （3）OOK 2. 對12路帶寬均為3003400Hz的模擬信號進行PCM時分復用傳輸。抽樣頻率為8000Hz，抽樣后進行16級量化，并編為自然二進碼，碼元波形是寬度為的矩形脈沖，且占空比為1。試求傳輸此時分復用PCM信號所需的的理論最小基帶帶寬。解：幀周期=0.125（s） ； 每路信號時隙 量化電平數(shù)L=16=24 ，即每個樣值用4位編碼；每比特寬度Tb=TC/4=1/48fS ； 由占空比為1，得出脈沖寬度為=Tb。所以系統(tǒng)帶寬為B=1/=384 KHz 3

11、. 設(shè)某信道具有均勻的單邊噪聲功率譜密度=0.5×10-3W/Hz，在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶（DSB）信號，并設(shè)調(diào)制信號f（t）的頻帶fm限制在5kHz，而載波fc為100kHz，已調(diào)信號的功率為10KW。若接收機的輸入信號在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過一個合適的理想帶通濾波器濾波，解調(diào)器的信噪比增益GDSB=2。試問：（1） 畫出系統(tǒng)相干接收機的框圖。（2） 該理想帶通濾波器中心頻率為多大？ （3） 解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？（4） 解調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少？（5） 求出解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度，并用圖形表示出來。解：（1） （2）中心頻率為100KHz； （3）B

12、DSB=2fm=10KHz； 解調(diào)器輸入噪聲功率Ni=Pn×BDSB=0.5×10=5W ；解調(diào)器輸入信噪比Si/Ni =10KW/5W=2000； （4）So/No=GDSB×Si/Ni=4000 4.已知調(diào)制信號，載波為，分別寫出AM信號、DSB信號、的表示式，并畫出頻譜圖。解：, A為直流信號 5已知數(shù)字信息，碼元速率為600波特，載波頻率為600Hz，請分別畫出2ASK、 2PSK和2DPSK的波形示意圖。6. 采用13折線A律編碼電路，設(shè)最小量化間隔為1個單位，已知抽樣脈沖值為+632單位：（1）試求此時編碼器輸出碼組，并計算量化誤差；（2）寫出對應于該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼。（采用自然二進制碼。）解： （1）因為628> 0，故c1=1； （1分） 因512<628<1024，故630處于第7段，段落碼：c2c3c4=110， （1分）且第7段的量