通信原理考試

第第頁(yè)第一章緒論1、信號(hào)是消息的載體。模擬通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的度量準(zhǔn)則主要是信噪比；數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的度量準(zhǔn)則主要是錯(cuò)誤判決的概率。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，可以采用糾錯(cuò)編碼等差錯(cuò)控制技術(shù)，從而大大提高系統(tǒng)的抗干擾性。衡量一個(gè)通信系統(tǒng)性能優(yōu)劣的基本因素是有效性和可靠性。有效性是指信道傳輸信息的速度快慢，可靠性則是指信道傳輸信息的準(zhǔn)確程度。模擬通信系統(tǒng)中用帶寬衡量系統(tǒng)性能的有效性，用信噪比衡量系統(tǒng)性能的可靠性；數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸傳輸速率(或碼元傳輸速率或者信息傳輸速率)衡量，可靠性用差錯(cuò)率(或誤碼率及誤信率)衡量7.香農(nóng)公式：8.噪聲按照來源分人為噪聲和自然噪聲兩大類，其中自然噪聲中的熱噪聲來自一切電阻性元器件中電子的熱運(yùn)動(dòng)，熱噪聲無處不在，不可避免地存在于一切電子設(shè)備中。9.噪聲按性質(zhì)分為脈沖噪聲、窄帶噪聲和起伏噪聲。10.由于在一般的通信系統(tǒng)的工作頻率范圍內(nèi)熱噪聲的頻譜是均勻分布的，好像白光的頻譜在可見的頻譜范圍內(nèi)均勻分布那樣，所以熱噪聲又常稱為白噪聲。11.公式概率與信息量關(guān)系:二進(jìn)制信息量:離散獨(dú)立非等概率的信息量:平均信息量信源熵比特/符號(hào)總的信息量平均信息速率非等概率（也適用于等概率）等概率（2）平均信息速率為：第二章信號(hào)1、功率信號(hào)：平均功率有限，但能量無窮大.2、能量信號(hào)：能量有限，但平均功率為0.3、嚴(yán)格平穩(wěn)隨機(jī)過程一定也是廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程但廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程不一定是嚴(yán)格平穩(wěn)隨機(jī)過程.一個(gè)隨機(jī)過程若具有各態(tài)歷經(jīng)性，則它必定是嚴(yán)格平穩(wěn)隨機(jī)過程，但是嚴(yán)格平穩(wěn)隨機(jī)過程不一定具有各態(tài)歷經(jīng)性.4、必記結(jié)論5、自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)第三章模擬調(diào)制系統(tǒng)調(diào)幅信號(hào)與其頻譜對(duì)應(yīng)關(guān)系:復(fù)雜信號(hào)調(diào)制:調(diào)頻波與調(diào)相波主要參數(shù)頻率調(diào)制相位調(diào)制瞬時(shí)角頻率瞬時(shí)角頻率瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率調(diào)頻靈敏度調(diào)相靈敏度角頻偏角頻偏頻偏頻偏最大角頻偏最大角頻偏最大頻偏最大頻偏瞬時(shí)相位瞬時(shí)的相位調(diào)頻指數(shù)調(diào)相指數(shù)調(diào)頻波表達(dá)式調(diào)相波表達(dá)式相偏相偏最大相偏最大相偏頻帶寬度頻帶寬度【例1】在AM、DSB、SSB、FM等4個(gè)通信系統(tǒng)中，可靠性相同的通信系統(tǒng)是（B）。 A.AM和DSB B.DSB和SSB C.AM和SSB D.AM和FM【例2】在AM、DSB、SSB、VSB等4個(gè)通信系統(tǒng)中，有效性最好的通信系統(tǒng)是（D）。AMB.VSBC.DSBD.SSB【例3】提出部分響應(yīng)系統(tǒng)的目的是為了提高頻帶利用率，并（B）。A.消除碼間干擾B.加速傳輸波形的尾巴衰減C．降低噪聲的影響D.使得傳輸波形的頻譜變成理想低通特性第四章模擬信號(hào)的數(shù)字化抽樣定理：模擬信號(hào)的數(shù)字化需要經(jīng)過抽樣、量化和編碼三個(gè)步驟。3、13折線壓縮特性(A規(guī)律近似)【題1】采用13折線A律編碼，設(shè)最小量化間隔為1個(gè)單位，已知抽樣脈沖值為+635單位：1）試求此時(shí)編碼器輸出碼組，并計(jì)算量化誤差；2）寫出對(duì)應(yīng)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(jìn)制碼。）【答案1】由于512<635<1024故在第七段(110，就是八進(jìn)制的6（也可以叫三位二進(jìn)制），同理第一段為八進(jìn)制的0，第二段為八進(jìn)制的1)，則段落碼為110，設(shè)635在512到2014的第n段則有（1024-512）/16×n+512=635,解得n≈3.9（取整去零如果是幾點(diǎn)幾就取整數(shù)部分就好了），則段內(nèi)碼為3即四位二進(jìn)制數(shù)0011,所以編碼器輸出碼組為11100011量化輸出為+608個(gè)量化單位；量化誤差為635-608=27個(gè)量化單位。2）就是將608轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制高位用0補(bǔ)齊，相對(duì)應(yīng)的11為均勻碼為01001100000?！纠?】采用13折線A律編碼電路，設(shè)接受端收到的碼組位“01010010”、最小量化界各為1個(gè)量化單位，并已知段內(nèi)碼改用折疊二進(jìn)制碼：1）試問譯碼器輸出為多少量化單位；2）寫出對(duì)應(yīng)于該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼。【答案2】1）因?yàn)镃1=0，所以抽樣值為負(fù)。C2C3C4=101，可知抽樣值位于第6段，該段的起始電平為256，量化間隔為16個(gè)量化單位。因?yàn)镃5C6C7C8=0010，表示抽樣值在第6段中的第4小段，其量化值為256+16x4=320個(gè)量化單位。所以，譯碼器輸出為-320個(gè)量化單位。對(duì)應(yīng)的均勻量化11位碼位0010100000。【例3】采用13折線A律編碼，設(shè)最小的量化間隔為1個(gè)量化單位，已知抽樣脈沖值為-95量化單位；1）試求出此時(shí)編碼器輸出碼組，并計(jì)算量化誤差；2）寫出對(duì)應(yīng)于該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼?！敬鸢?】極性碼：-95<0c1=0段落碼：95<128c2=0c3=195<64c4=1由此可知抽樣值位于第4段，第4段的起始電平位64，量化間隔位4個(gè)量化單位。段內(nèi)碼：95<64+4*8=96c5=095>64+4*4=80c6=195>64+4*6=88c7=195>64+4*7=92c8=1編碼器輸出碼組為00110111；量化輸出為-92個(gè)量化單位，量化誤差為95-92=3個(gè)量化單位。2）對(duì)應(yīng)均勻量化11位碼：00001011100。【例4】采用13折線A律編碼，設(shè)最小量化間隔為1個(gè)單位，已知抽樣脈沖值為＋456單位（1）求出此時(shí)編碼器輸出碼組，并計(jì)算量化誤差；（2）寫出對(duì)應(yīng)于該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼［答案4］(1)極性碼為C1=1；由于256<=456<512，所以位于第六段，即C2C3C4=101；第六段中共有256個(gè)量化單位，所以該段中的量化間隔為256/16＝16，所以，（456-256）/16＝12.5，所以段內(nèi)編碼C5C6C7C8=1100。量化誤差為456-(256+16*12)=8(2)對(duì)應(yīng)的11位均勻量化碼為(256+16*12)2=00111000000第五章基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸眼圖：【例1】已知信息代碼為1010000011000011，試確定相應(yīng)的數(shù)字雙相碼、AMI碼以及HDB3碼。解：【例2】已知信息代碼為1110000011000011，求相應(yīng)的AMI碼、HDB3碼。并分別畫出它們的波形圖。答：1110000011000011AMI碼：+1-1+100000-1+10000-1+1HDB3碼：+1-1+1000+V0-1+1–B00-V+1-1波形圖如下信息碼：AMI碼：HDB3碼：(0碼參考)【例3】一系統(tǒng)的基帶傳輸特性如下圖所示（1）最大無碼間串?dāng)_傳輸速率RB＝？；（2）系統(tǒng)的頻帶利用率r＝？15001500f(Hz)0.51H（f）1000-1000-1500答：（1）最大無碼間串?dāng)_傳輸速率RB＝2×1250=2500B(或稱波特)（5分）（2）【例4】已知信息代碼為1000010000000011，求相應(yīng)的AMI碼、HDB3碼。并分別畫出它們的波形圖。1000010000000011AMI碼：+10000-100000000+1-1HDB3碼：+1000+V-1000-V+B00+V+1-1（波形各2分）【例5】設(shè)基帶傳輸系統(tǒng)的發(fā)送濾波器、信道及接收濾波器組成總特性為H()，若要求以2/Ts波特的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，試檢驗(yàn)下圖各種H()滿足消除抽樣點(diǎn)上碼間干擾的條件否？解法：當(dāng)碼元速率為2/Ts時(shí)，它的頻譜周期為：，即在頻譜上將H(ω)左右平移一個(gè)，若在和范圍內(nèi)為常數(shù)，則無碼間干擾，否則就存在碼間干擾，現(xiàn)分別對(duì)上圖進(jìn)行分析：-π-π/Ts0π/Ts1H(ω)ω(a)在虛線范圍內(nèi)疊加不為常數(shù)，所以存在碼間干擾；-3π-3π/Ts03π/Ts1ωH(ω)(b)在虛線范圍內(nèi)疊加不為常數(shù)，所以存在碼間干擾；-4π-4π/Ts01H(ω)ω4π/Ts(c)(c)在虛線范圍內(nèi)疊加為常數(shù)1，所以無碼間干擾；對(duì)圖(d)有：-2-2π/Ts02π/Ts1ωH(ω)(d)在虛線范圍內(nèi)疊加不為常數(shù)，所以存在碼間干擾評(píng)注：只要理解這一題所有碼間串?dāng)_基本都會(huì)了，此題非常重要。評(píng)注：該題教會(huì)我們?cè)趺串?DPSK非常重要?！纠?】已知矩形、升余弦傳輸特性如圖所示。當(dāng)采用以下速率傳輸時(shí)，指出哪些無碼間干擾，哪些會(huì)引起碼間干擾。(1)Rs=1000B(2)Rs=2000B(3)Rs=1500B(4)Rs=3000B解：兩種傳輸特性奇對(duì)稱點(diǎn)的頻率都為f0=1kHz。因此：（1）2f0/Rs=2，無碼間干擾；（2）2f0/Rs=1，無碼間干擾；（3）2f0/Rs=4/3，有碼間干擾；（4）2f0/Rs=2/3，有碼間干擾?！究偨Y(jié)畫圖方法】(1)單極性波形：將原序列的0變1,1變0即可；(2)單極性歸零波形：將原序列的0變10,1變00即可，實(shí)際上就是單極性波形變換后面添一個(gè)0；(3)雙極性波形：將原序列的0變1,1變-1即可；(4)雙極性歸零波形：將原列的0變10,1變-10即可，實(shí)際上就是雙極性波形變換后面添一個(gè)0；(5)AMI碼：將原序列的0保持不變，1在+V和-V之間進(jìn)行交替；(6)HDB3碼：在AMI碼基礎(chǔ)上，查看連0的個(gè)數(shù)，如果連0是4個(gè)或者4個(gè)以上的時(shí)候，我們把第4個(gè)0換成V,極性與原序列前一個(gè)非0碼元相同，然后再看+V與-V之間非0碼元的個(gè)數(shù)，如果個(gè)數(shù)是奇數(shù)那么則不作改動(dòng)，如果個(gè)數(shù)是偶數(shù)那么將連0的第一個(gè)0換成B極性與前一個(gè)非0碼元相反，后面依次交替即可；(7)雙相碼(曼徹斯特碼)：將原序列的0變01,1變10即可；(8)2ASK:1用正弦波代替，0還是0；(9)2FSK:0密1疏；(10)2PSK:異變同不變，即0到1,1到0時(shí)候變相；(11)2DPSK:1變0不變，即遇到1就變相；第六章基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)各種二進(jìn)制鍵控體制的誤碼率公式鍵控體制誤碼率公式非相干2ASK相干2ASK非相干2FSK相干2FSK(相位比較法)非相干2DPSK(極性比較法)相干2DPSK相干2PSK【例1】若某2FSK系統(tǒng)的碼元傳輸速率為2×106B，數(shù)字信息為“1”時(shí)的頻率f1為10MHz,數(shù)字信息為“0”時(shí)的頻率為10.4MHz。輸入接收端解調(diào)器的信號(hào)峰值振幅a=40μV。信道加性噪聲為高斯白噪聲，且其單邊功率譜密度為n0=6×10-18W/Hz。試求：畫出2FSK相干解調(diào)系統(tǒng)的原理框圖;2FSK信號(hào)的第一零點(diǎn)帶寬；非相干接收時(shí)，系統(tǒng)的誤碼率；相干接收時(shí)，系統(tǒng)的誤碼率。答：（1）如下圖所示(2)B=Δf＋2fs＝10.4-10+2×2＝4.4MHz（4分）(3)解調(diào)器輸入端的噪聲功率：＝n0B＝6×10-18×4.0×106=2.4×10-11W∴=30.3(4)相干接收時(shí)：