通信原理期末考試試題及答案及考點總結(jié)1和考點總結(jié)(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上通信原理期末考試試題及答案一、填空題（總分24，共12小題，每空1分）1、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 誤碼率 衡量。2、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。3、廣義平均隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)期望、方差與 時間 無關(guān)，自相關(guān)函數(shù)只與時間間隔有關(guān)。4、一個均值為零方差為的窄帶平穩(wěn)高斯過程，其包絡(luò)的一維分布服從瑞利分布，相位的一維分布服從均勻分布。5、當(dāng)無信號時，加性噪聲是否存在？ 是 乘性噪聲是否存在？ 否 。6、信道容量是指： 信道傳輸信息的速率的最大值 ，香農(nóng)公式可表示為：。7、設(shè)調(diào)制信號為f（t

2、）載波為，則抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號的時域表達(dá)式為，頻域表達(dá)式為。8、對最高頻率為fH的調(diào)制信號m（t）分別進(jìn)行AM、DSB、SSB調(diào)制，相應(yīng)已調(diào)信號的帶寬分別為 2fH 、 2fH 、 fH 。9、設(shè)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。10、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。11、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 。12、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 折線近似，律對數(shù)壓縮特性采用15 折線近

3、似。二、簡答題（總分18，共4小題）1、隨參信道傳輸媒質(zhì)的特點？（3分） 答：對信號的衰耗隨時間變化、 傳輸?shù)臅r延隨時間變化、 多徑傳播2、簡述脈沖編碼調(diào)制的主要過程。(6分) 抽樣是把時間連續(xù)、幅值連續(xù)的信號變換為時間離散，幅值連續(xù)的脈沖信號；量化是把時間離散、幅值連續(xù)的脈沖信號變換為幅值離散、時間離散的多電平脈沖信號；編碼是把幅值、時間均離散的多電平脈沖信號用一組數(shù)字序列表示。3、簡單敘述眼圖和系統(tǒng)性能之間的關(guān)系？（6分） 最佳抽樣時刻對應(yīng)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(yīng)判決門限電平；抽樣時刻上，上下陰

4、影區(qū)的間隔距離之半為噪聲容限。4、簡述低通抽樣定理。（3分）一個頻帶限制在（0，fH）內(nèi)的時間連續(xù)信號m(t)，如果以的時間間隔對它進(jìn)行等間隔抽樣，則m(t)將被所得到的抽樣值完全確定三、畫圖題（總分20分，共3小題）1、已知調(diào)制信號載波為，分別畫出AM、DSB、SSB（下邊帶）信號的頻譜。（6分）2、設(shè)信息序列為，試編為AMI 碼和HDB3碼（第一個非零碼編為+1），并畫出相應(yīng)波形。（6分）3、設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為0，試分別畫出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信號的波形示意圖。(對2FSK信號,“0”對應(yīng)Ts=2Tc，“1”對應(yīng)Ts=Tc；其余信號Ts=Tc，其中Ts為碼元周期，Tc為載波

5、周期；對2DPSK信號，代表“0”、代表“1”，參考相位為0；對2PSK信號，代表“0”、代表“1”。)（8分）四、（總分12分）現(xiàn)有一個由8個等概符號組成的信源消息符號集，各符號間相互獨立，每個符號的寬度為0.1ms。計算：（1）平均信息量；（2）碼元速率和平均信息速率；（3）該信源工作2小時后所獲得的信息量；（4）若把各符號編成二進(jìn)制比特后再進(jìn)行傳輸，在工作2小時后發(fā)現(xiàn)了27個差錯比特（若每符號至多出錯1位），求傳輸?shù)恼`比特率和誤符號率。解：解：（1） （分）（2）Ts=0.1ms ，所以（分）（3）（分）（4）誤比特率 （分） 2小時傳送的碼元數(shù)為誤碼率為：（分）五、（總分12分）設(shè)某信

6、道具有均勻的的雙邊噪聲功率譜密度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5K HZ，而載波為100 K HZ，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，試問：（1）該理想帶通濾波器中心頻率多大？（2）解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？（3）解調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少？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（分） (2)解調(diào)器輸入端的噪聲與已調(diào)信號信號的帶寬相同， （分） 已知Si=10kW，所以 （分）（3）由于單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為G1，

7、因此解調(diào)器輸出端的信噪比（分）六、（總分14分）采用13折線A律編碼，最小量化間隔為1個量化單位，已知抽樣脈沖值為-95量化單位：（1）試求此時編碼器輸出碼組，并計算量化誤差；（2）寫出對應(yīng)于該7位碼的均勻量化11位碼。解：（1）已知抽樣脈沖值I0-95，設(shè)碼組的8位碼分別為C1C2C3C4C5C6C7C8。因為I0<0，故C10（分）又因為I0>64，且I0<128，故位于第4段，段落碼C2C3C4011（分） 第4段內(nèi)的量化間隔為4，由I0647×43知，I0位于第4段第7量化級，C5C6C7C80111（分） 因此，輸出碼組為C1C2C3C4C5C6C7C8（

8、分） 譯碼輸出 -(64+7×422)-94， 量化誤差為：-95(-94)-1（單位）（分）（2）對應(yīng)于該7位碼的均勻量化11位碼為：C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11（分） 考點總結(jié)1第一章：緒論1. 通信系統(tǒng)模型的組成 通信系統(tǒng)模型、模擬通信系統(tǒng)原理、數(shù)字通信系統(tǒng)模型，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。2. 信息及信息量的概念，達(dá)到“識記”層次。3. (1)信道、信道容量，達(dá)到“識記”層次。(2)傳輸介質(zhì)的分類，達(dá)到“識記”層次。(3)通信中常用介質(zhì)（雙絞線、同軸電纜、光纜、無線介質(zhì)）的特性，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。4. 通信方式(1)串行傳輸和并行傳輸?shù)母拍?，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。(2

9、)同步傳輸和異步傳輸?shù)母拍钆c基本原理，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。(3)單工、半雙工和全雙工傳輸?shù)母拍睿_(dá)到“領(lǐng)會”層次。5. 差錯控制(1)差錯產(chǎn)生的原因及差錯類型，達(dá)到“識記”層次。(2)差錯控制基本原理，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。(3)差錯控制編碼的方法，達(dá)到“識記”層次。6. 通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)(1)模擬通信系統(tǒng)的有效性和可靠性衡量，達(dá)到“識記”層次。(2)數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性衡量（傳輸速率），達(dá)到“簡單應(yīng)用”層次。(3)數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性衡量（差錯率），達(dá)到“領(lǐng)會”層次。第二章 信號與噪聲1. 信號的頻譜分析(1)傅立葉級數(shù)，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。(2)傅立葉變換，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。(3)功率譜密度

10、和能量譜密度，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。(4)周期信號的功率譜密度，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。2. 卷積和相關(guān)(1)卷積積分、圖解說明、卷積的代數(shù)定律、包含沖激函數(shù)的卷積、卷積定理，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。(2)相關(guān)定理、自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。3. 信號通過線性系統(tǒng)的傳輸無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的幅度和相位特性，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。4. 隨機(jī)信號分析(1)隨機(jī)過程的概念、平穩(wěn)隨機(jī)過程，達(dá)到“識記”層次。(2)隨機(jī)過程的數(shù)字特征，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。(3)平穩(wěn)隨機(jī)過程的遍歷性，達(dá)到“識記”層次。5. 隨機(jī)過程的頻譜分析(1)功率譜描述隨機(jī)過程的頻譜特性，達(dá)到“識記”層次。(2)功率譜與相關(guān)函數(shù)的關(guān)系，達(dá)到“領(lǐng)會”層次

11、。(3)計算隨機(jī)過程的功率譜方法，達(dá)到“簡單應(yīng)用”層次。6. 隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)輸出、均值、相關(guān)函數(shù)、平均功率PY、功率譜，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。7. 噪聲及其通過乘法器的響應(yīng)(1)白噪聲的概念，達(dá)到“識記”層次。(2)乘法器的噪聲響應(yīng)，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。8. 窄帶噪聲窄帶噪聲的性質(zhì)，達(dá)到“識記”層次。第三章 模擬調(diào)制系統(tǒng)1. 調(diào)制的基本概念、模擬調(diào)制含義，達(dá)到“識記”層次。2. 幅度調(diào)制的含義和分類，達(dá)到“識記”層次。3. 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的過程及其功率和效率，達(dá)到“簡單應(yīng)用”層次。4.抑制載波雙邊帶調(diào)幅 單邊帶調(diào)幅 殘留邊帶調(diào)幅，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。5. 調(diào)幅信號的相干解調(diào)、調(diào)幅信號的非相干解調(diào)，達(dá)到

12、“識記”層次。6. 角度調(diào)制的含義、PM波、FM波，達(dá)到“識記”層次。7. 寬帶調(diào)頻、寬帶調(diào)相，達(dá)到“識記”層次。8. 寬帶角調(diào)波的產(chǎn)生和解調(diào)，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。 第四章 基帶數(shù)字信號及其傳輸1低道信號的抽樣定理、帶通信的抽樣定理，達(dá)到“識記”層次。2脈沖振幅調(diào)制的基本形式，達(dá)到“識記”層次。3脈沖編碼調(diào)制（1）脈沖編碼調(diào)制的基本原理，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。（2）量化、量化誤差、量化噪聲，達(dá)到“簡單應(yīng)用”層次。（3）壓縮和擴(kuò)張技術(shù)的基本過程，達(dá)到“領(lǐng)會”層次。（4）PCM中常用的二進(jìn)碼，達(dá)到“識記”層次。4. 增量調(diào)制(1)預(yù)測編碼的概念，達(dá)到“識記”層次。(2)增量調(diào)制的基本原理，達(dá)到“領(lǐng)會”層

13、次。 考點總結(jié) 2 分集接收：分散接收，集中處理。在不同位置用多個接收端接收同一信號空間分集：多副天線接收同一天線發(fā)送的信息，分集天線數(shù)（分集重數(shù)）越多，性能改善越好。接收天線之間的間距d3。頻率分集：載頻間隔大于相關(guān)帶寬 移動通信900 1800。角度分集：天線指向。極化分集：水平垂直相互獨立與地磁有關(guān)。起伏噪聲：P77是遍布在時域和頻域內(nèi)的隨機(jī)噪聲，包括熱噪聲、電子管內(nèi)產(chǎn)生的散彈噪聲和宇宙噪聲等都屬于起伏噪聲。各態(tài)歷經(jīng)性：P40隨機(jī)過程中的任意一次實現(xiàn)都經(jīng)歷了隨機(jī)過程的所有可能狀態(tài)。因此，關(guān)于各態(tài)歷經(jīng)性的一個直接結(jié)論是，在求解各種統(tǒng)計平均（均值或自相關(guān)函數(shù)等）是，無需做無限多次的考察，只要

14、獲得一次考察，用一次實現(xiàn)的“時間平均”值代替過程的“統(tǒng)計平均”值即可，從而使測量和計算的問題大為簡化。部分相應(yīng)系統(tǒng)：人為地、有規(guī)律地在碼元的抽樣時刻引入碼間串?dāng)_，并在接收端判決前加以消除，從而可以達(dá)到改善頻譜特性，壓縮傳輸頻帶，是頻帶利用率提高到理論上的最大值，并加速傳輸波形尾巴的衰減和降低對定時精度要求的目的。通常把這種波形稱為部分相應(yīng)波形。以用部分相應(yīng)波形傳輸?shù)幕鶐到y(tǒng)成為部分相應(yīng)系統(tǒng)。多電平調(diào)制、意義：為了提高頻帶利用率，可以采用多電平波形或多值波形。由于多電平波形的一個脈沖對應(yīng)多個二進(jìn)制碼，在波特率相同（傳輸帶寬相同）的條件下，比特率提高了，因此多電平波形在頻帶受限的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中

15、得到了廣泛應(yīng)用。MQAM：多進(jìn)制鍵控體制中，相位鍵控的帶寬和功率占用方面都具有優(yōu)勢，即帶寬占用小和比特信噪比要求低。因此MPSK和MDPSK體制為人們所喜用。但是MPSK體制中隨著M的增大，相鄰相位的距離逐漸減小，使噪聲容縣隨之減小，誤碼率難于保證。為了改善在M大時的噪聲容限，發(fā)展出了QAM體制。在QAM體制中，信號的振幅和相位作為作為兩個獨立的參量同時受到調(diào)制。這種信號的一個碼元可以表示為：，式中：k=整數(shù)；分別可以取多個離散值。（解決MPSK隨著M增加性能急劇下降）相位不連續(xù)的影響：頻帶會擴(kuò)展；包絡(luò)產(chǎn)生失真。相干解調(diào)與非相干解調(diào)：P95相干解調(diào)：也叫同步檢波，解調(diào)與調(diào)制的實質(zhì)一樣，均是頻譜

16、搬移。調(diào)制是把基帶信號頻譜搬到了載頻位置，這一過程可以通過一個乘法器與載波相乘來實現(xiàn)。解調(diào)則是調(diào)制的反過程，即把載頻位置的已調(diào)信號的頻譜搬回到原始基帶位置，因此同樣可以用乘法器與載波相乘來實現(xiàn)。相干解調(diào)時，為了無失真地恢復(fù)原基帶信號，接收端必須提供一個與接收的已調(diào)載波嚴(yán)格同步（同頻同相）的本地載波（成為相干載波），他與接收的已調(diào)信號相乘后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號。相干解調(diào)適用于所有現(xiàn)行調(diào)制信號的解調(diào)。相干解調(diào)的關(guān)鍵是接收端要提供一個與載波信號嚴(yán)格同步的相干載波。否則，相干借條后將會使原始基帶信號減弱，甚至帶來嚴(yán)重失真，這在傳輸數(shù)字信號時尤為嚴(yán)重。非相干解調(diào)：包絡(luò)檢

17、波屬于非相干解調(diào)，。絡(luò)檢波器通常由半波或全波整流器和低通濾波器組成。它屬于非相干解調(diào)，因此不需要相干載波，一個二極管峰值包絡(luò)檢波器由二極管VD和RC低通濾波器組成。包絡(luò)檢波器就是直接從已調(diào)波的幅度中提取原調(diào)制信號。其結(jié)構(gòu)簡單，且解調(diào)輸出時相干解調(diào)輸出的2倍。 4PSK只能用相干解調(diào)，其他的即可用相干解調(diào)，也可用非相干解調(diào)。電話信號非均勻量化的原因：P268非均勻量化的實現(xiàn)方法通常是在進(jìn)行量化之前，先將信號抽樣值壓縮，再進(jìn)行均勻量化。這里的壓縮是用一個非線性電路將輸入電壓x變換成輸出電壓y。輸入電壓x越小，量化間隔也就越小。也就是說，小信號的量化誤差也小，從而使信號量噪比有可能不致變壞。為了對不

18、同的信號強(qiáng)度保持信號量噪比恒定，當(dāng)輸入電壓x減小時，應(yīng)當(dāng)使量化間隔x按比例地減小，即要求：xx。為了對不同的信號強(qiáng)度保持信號量噪比恒定，在理論上要求壓縮特性具有對數(shù)特性。（小信號發(fā)生概率大，均勻量化時，小信號信噪比差。）A律13折線：P269ITU國際電信聯(lián)盟制定了兩種建議：即A壓縮率和壓縮率，以及相應(yīng)的近似算法13折線法和15折線法。我國大陸、歐洲各國以及國際間互聯(lián)時采用A壓縮率及相應(yīng)的13折線法，北美、日本和韓國等少數(shù)國家和地區(qū)采用壓縮率及15折線法。A壓縮率是指符合下式的對數(shù)壓縮規(guī)律：式中：x為壓縮器歸一化輸入電壓；y為壓縮器歸一化輸出電壓；A為常數(shù)，它決定壓縮程度。A律表示式是一條連續(xù)

19、的平滑曲線，用電子線路很難準(zhǔn)確地實現(xiàn)。現(xiàn)在由于數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，這種特性很容易用數(shù)字電路來近似實現(xiàn)。13折線特性就是近似于A律的特性。因為話音信號為交流信號，及輸入電壓x有正負(fù)極性。這就是說在坐標(biāo)系的第三象限還有對原點奇對稱的另一半曲線。第一象限中的第一和第二段折線斜率相同，所以構(gòu)成一條直線。同樣，在第三象限中的第一和第二段折線斜率也相同，并且和第一象限中的斜率相同。所以，這四段折線構(gòu)成了一條直線。一次，在這正負(fù)兩個象限中的完整壓縮曲線共有13段折線，故稱13折線壓縮特性。增量調(diào)制M過載怎樣用圖標(biāo)表示：譯碼器恢復(fù)的信號時階梯型電壓經(jīng)過低通濾波器平滑后的解調(diào)電壓。它與編碼器輸入模擬信號的波形近似，但是存在失真。將這種失真稱為量化噪聲。這種量化噪聲產(chǎn)生的原因有兩個。第一個原因是由于編碼、譯碼是用接替波形去近似表示模擬信號波形，有階梯波形本身的電壓突跳產(chǎn)生失真。這是增量調(diào)制的基本量化噪聲，又稱一般量化噪聲。它伴隨著信號永遠(yuǎn)存在，即只要有信號，就有這種噪聲。第二個原因是信號變化過快引起的失真；這種失真成為過載量化噪聲。它發(fā)生在輸入信號斜率的絕對值過大時。由于當(dāng)抽樣頻率和量化臺階一定時，階梯波的最大可能斜率是一定的。若信號上升的斜率超過階梯波的最大可能斜率，則階梯波的上升速度趕不上信號