通信技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集

通信技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號(hào)______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請(qǐng)首先在試卷的標(biāo)封處填寫(xiě)您的姓名，身份證號(hào)和地址名稱(chēng)。2.請(qǐng)仔細(xì)閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫(xiě)您的答案。一、選擇題1.通信系統(tǒng)中的基本模型包括哪些部分？

A.源系統(tǒng)、信道、接收系統(tǒng)

B.發(fā)送端、信道、接收端

C.源、信源、信宿、信道

D.信息源、發(fā)送器、信道、接收器

2.下列哪個(gè)不是通信系統(tǒng)中的傳輸介質(zhì)？

A.光纖

B.銅線

C.電磁波

D.地球大氣層

3.下列哪個(gè)不是數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)？

A.信號(hào)易于處理和存儲(chǔ)

B.抗干擾能力強(qiáng)

C.頻帶寬

D.可實(shí)現(xiàn)保密通信

4.模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的主要區(qū)別是什么？

A.信號(hào)的連續(xù)性

B.信號(hào)的離散性

C.信號(hào)的帶寬

D.信號(hào)的功率

5.在數(shù)字通信中，基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)闹饕獏^(qū)別是什么？

A.基帶傳輸直接使用原始信號(hào)，頻帶傳輸經(jīng)過(guò)調(diào)制

B.基帶傳輸信號(hào)的頻率較低，頻帶傳輸信號(hào)的頻率較高

C.基帶傳輸信號(hào)無(wú)需調(diào)制，頻帶傳輸信號(hào)需進(jìn)行調(diào)制

D.基帶傳輸適合短距離通信，頻帶傳輸適合長(zhǎng)距離通信

6.什么是香農(nóng)定理？

A.信道帶寬與信噪比的關(guān)系

B.信息傳輸速率與信道帶寬和信噪比的關(guān)系

C.信號(hào)帶寬與傳輸速率的關(guān)系

D.信號(hào)功率與傳輸距離的關(guān)系

7.什么是奈奎斯特定理？

A.信道帶寬與最大傳輸速率的關(guān)系

B.信息傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系

C.信號(hào)帶寬與傳輸速率的關(guān)系

D.信號(hào)功率與傳輸距離的關(guān)系

8.下列哪個(gè)不是信道編碼的作用？

A.提高信號(hào)的抗干擾能力

B.減少信號(hào)的帶寬需求

C.提高信號(hào)的傳輸速率

D.實(shí)現(xiàn)信號(hào)的加密傳輸

答案及解題思路：

1.答案：B

解題思路：通信系統(tǒng)的基本模型通常包括發(fā)送端、信道和接收端，這是構(gòu)成通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分。

2.答案：D

解題思路：傳輸介質(zhì)是信號(hào)傳輸?shù)奈锢磔d體，地球大氣層不屬于傳輸介質(zhì)，而是信號(hào)在傳輸過(guò)程中可能遭遇的環(huán)境因素。

3.答案：C

解題思路：數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)包括信號(hào)的離散性、易于處理和存儲(chǔ)、抗干擾能力強(qiáng)等，頻帶寬是模擬通信系統(tǒng)的特點(diǎn)。

4.答案：B

解題思路：模擬信號(hào)是連續(xù)的，而數(shù)字信號(hào)是離散的，這是它們最本質(zhì)的區(qū)別。

5.答案：A

解題思路：基帶傳輸直接使用原始信號(hào)，而頻帶傳輸需要將信號(hào)調(diào)制到較高的頻率范圍。

6.答案：B

解題思路：香農(nóng)定理描述了在有噪聲的信道上，信息傳輸速率與信道帶寬和信噪比之間的關(guān)系。

7.答案：A

解題思路：奈奎斯特定理說(shuō)明了在無(wú)噪聲的理想條件下，信號(hào)帶寬與最大傳輸速率之間的關(guān)系。

8.答案：D

解題思路：信道編碼的主要作用是提高信號(hào)的抗干擾能力，而非加密傳輸。加密通常是通過(guò)其他方式實(shí)現(xiàn)的。二、填空題1.通信系統(tǒng)中的信息傳輸過(guò)程可以概括為信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、接收和利用。

2.傳輸介質(zhì)可以分為有線傳輸介質(zhì)和無(wú)線傳輸介質(zhì)。

3.數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)編碼、傳輸和解碼等過(guò)程。

4.香農(nóng)定理中的信道容量公式為：C=Blog2(1S/N)。

5.奈奎斯特定理中的帶寬公式為：B=2f_max。

答案及解題思路：

1.答案：信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、接收和利用。

解題思路：通信系統(tǒng)的基本過(guò)程包括信號(hào)的（產(chǎn)生），信號(hào)的傳播（傳輸），信號(hào)的接收（接收），以及信號(hào)的最終用途（利用）。

2.答案：有線傳輸介質(zhì)和無(wú)線傳輸介質(zhì)。

解題思路：傳輸介質(zhì)根據(jù)傳輸方式的不同分為兩類(lèi)，一類(lèi)是通過(guò)物理媒介（如電纜、光纖）進(jìn)行的有線傳輸，另一類(lèi)是通過(guò)空氣或真空進(jìn)行無(wú)線傳輸。

3.答案：編碼、傳輸和解碼。

解題思路：數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中，首先需要通過(guò)編碼過(guò)程將信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)傳輸介質(zhì)進(jìn)行傳播，最后在接收端通過(guò)解碼過(guò)程將數(shù)字信號(hào)還原為原始信息。

4.答案：Blog2(1S/N)。

解題思路：香農(nóng)定理描述了在有噪聲信道的條件下，信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。其中，C代表信道容量，B代表信道的帶寬，S/N代表信噪比。

5.答案：2f_max。

解題思路：奈奎斯特定理指出，無(wú)噪聲理想信道中，最高頻信號(hào)頻率的兩倍即為信道的帶寬。因此，帶寬B等于最高頻率f_max的兩倍。三、判斷題1.通信系統(tǒng)中的噪聲可以分為熱噪聲和干擾噪聲。

正確

解題思路：通信系統(tǒng)中的噪聲通常分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是由于電子元件的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱噪聲，另一類(lèi)是由于外部干擾源引起的干擾噪聲。這兩種噪聲在通信系統(tǒng)中普遍存在，并且對(duì)信號(hào)傳輸質(zhì)量有顯著影響。

2.模擬信號(hào)傳輸過(guò)程中不會(huì)受到噪聲的影響。

錯(cuò)誤

解題思路：模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)受到各種噪聲的影響，如熱噪聲、信道噪聲等。這些噪聲會(huì)降低信號(hào)的強(qiáng)度和清晰度，影響通信質(zhì)量。

3.數(shù)字通信系統(tǒng)比模擬通信系統(tǒng)具有更高的抗干擾能力。

正確

解題思路：數(shù)字通信系統(tǒng)通過(guò)編碼、調(diào)制等技術(shù)，能夠在一定程度上抵抗噪聲和干擾，提高信號(hào)的傳輸可靠性。相比之下，模擬通信系統(tǒng)更容易受到噪聲的影響。

4.在基帶傳輸中，信號(hào)的最高頻率等于信號(hào)的帶寬。

正確

解題思路：基帶傳輸是指信號(hào)直接在原始頻率輸，其帶寬等于信號(hào)的最高頻率。這是因?yàn)榛鶐盘?hào)包含了所有頻率成分，因此帶寬與最高頻率相等。

5.在頻帶傳輸中，信號(hào)的最高頻率等于傳輸介質(zhì)的帶寬。

錯(cuò)誤

解題思路：在頻帶傳輸中，信號(hào)通常通過(guò)調(diào)制技術(shù)將其頻譜限制在一定的帶寬范圍內(nèi)。傳輸介質(zhì)的帶寬是指介質(zhì)能夠有效傳輸?shù)念l率范圍，而信號(hào)的最高頻率可能小于或等于這個(gè)帶寬，具體取決于調(diào)制方式和信號(hào)特性。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述通信系統(tǒng)的基本模型。

解答：

通信系統(tǒng)的基本模型通常包括信源、信道、信宿和傳輸媒介。信源產(chǎn)生信息，信道是信息傳輸?shù)耐ǖ溃潘藿邮招畔?，而傳輸媒介則是信源和信宿之間的物理連接。具體模型可以簡(jiǎn)化為：信源→傳輸媒介→信宿，其中信道可能包含調(diào)制、編碼、放大等處理環(huán)節(jié)。

2.簡(jiǎn)述數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的主要區(qū)別。

解答：

數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的主要區(qū)別在于：

形態(tài)：數(shù)字信號(hào)由離散的符號(hào)組成，如二進(jìn)制代碼；模擬信號(hào)是連續(xù)變化的。

傳輸：數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中不易受到干擾，而模擬信號(hào)易受噪聲影響。

處理：數(shù)字信號(hào)可以方便地進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和傳輸；模擬信號(hào)處理復(fù)雜，不易存儲(chǔ)和傳輸。

容量：數(shù)字信號(hào)傳輸容量通常大于模擬信號(hào)。

3.簡(jiǎn)述基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)膮^(qū)別。

解答：

基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)闹饕獏^(qū)別

基帶傳輸：信號(hào)在傳輸過(guò)程中保持原始頻譜寬度，不進(jìn)行頻率變換。

頻帶傳輸：信號(hào)在傳輸前進(jìn)行頻率變換，將其調(diào)制到較高頻率的頻帶上。

適用范圍：基帶傳輸適用于短距離、高速率傳輸；頻帶傳輸適用于長(zhǎng)距離、較低速率傳輸。

復(fù)雜度：基帶傳輸相對(duì)簡(jiǎn)單，頻帶傳輸需要調(diào)制、解調(diào)等復(fù)雜處理。

4.簡(jiǎn)述香農(nóng)定理的基本內(nèi)容。

解答：

香農(nóng)定理描述了在有噪聲的信道上，信號(hào)傳輸?shù)淖畲笏俾逝c信道帶寬和信噪比的關(guān)系?；緝?nèi)容

信道容量C（位/秒）=Blog2(1S/N)，其中B為信道帶寬（赫茲），S/N為信噪比。

香農(nóng)定理指出，信道容量是信道帶寬和信噪比的函數(shù)，與信號(hào)功率無(wú)關(guān)。

5.簡(jiǎn)述奈奎斯特定理的基本內(nèi)容。

解答：

奈奎斯特定理描述了在無(wú)噪聲理想信道上，信號(hào)的最高采樣頻率與信號(hào)帶寬的關(guān)系?；緝?nèi)容

采樣頻率f_s≥2f_m，其中f_s為采樣頻率（赫茲），f_m為信號(hào)帶寬（赫茲）。

奈奎斯特定理指出，為了恢復(fù)原始信號(hào)，采樣頻率必須至少是信號(hào)帶寬的兩倍。

答案及解題思路：

1.解題思路：首先明確通信系統(tǒng)的組成部分，然后描述各部分的功能和關(guān)系。

2.解題思路：對(duì)比數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的定義、傳輸特性、處理方式和傳輸容量。

3.解題思路：區(qū)分基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)亩x、適用范圍和處理復(fù)雜度。

4.解題思路：理解香農(nóng)定理的公式和含義，明確信道容量與帶寬、信噪比的關(guān)系。

5.解題思路：掌握奈奎斯特定理的公式和含義，了解采樣頻率與信號(hào)帶寬的關(guān)系。五、計(jì)算題1.已知信道帶寬為1000Hz，信號(hào)的最高頻率為300Hz，求該信道的奈奎斯特帶寬。

解題過(guò)程：

根據(jù)奈奎斯特定理，奈奎斯特帶寬等于信道帶寬的一半。因此，計(jì)算

\[

\text{奈奎斯特帶寬}=\frac{\text{信道帶寬}}{2}=\frac{1000\text{Hz}}{2}=500\text{Hz}

\]

2.已知一個(gè)信道的帶寬為3000Hz，信源的信息速率為10kbps，求該信道的信道容量。

解題過(guò)程：

根據(jù)香農(nóng)公式，信道容量\(C\)可以通過(guò)以下公式計(jì)算：

\[

C=B\log_2(1S/N)

\]

其中\(zhòng)(B\)是帶寬，\(S\)是信號(hào)功率，\(N\)是噪聲功率。信源的信息速率\(R\)與信道容量之間的關(guān)系是：

\[

R=B\log_2(1S/N)

\]

解得：

\[

1S/N=2^{R/B}

\]

所以：

\[

S/N=2^{R/B}1

\]

代入\(B=3000\text{Hz}\)和\(R=10\text{kbps}\)，計(jì)算\(S/N\)：

\[

S/N=2^{(10\times10^3\text{bps})/(3000\text{Hz})}1

\]

最終計(jì)算信道容量\(C\)。

3.已知一個(gè)信道的帶寬為2000Hz，信源的信息速率為8kbps，求該信道的信道容量。

解題過(guò)程：

與第二題類(lèi)似，使用香農(nóng)公式：

\[

C=B\log_2(1S/N)

\]

代入\(B=2000\text{Hz}\)和\(R=8\text{kbps}\)，計(jì)算\(S/N\)：

\[

S/N=2^{(8\times10^3\text{bps})/(2000\text{Hz})}1

\]

最終計(jì)算信道容量\(C\)。

4.已知一個(gè)信道的帶寬為4000Hz，信源的信息速率為12kbps，求該信道的信道容量。

解題過(guò)程：

同樣使用香農(nóng)公式：

\[

C=B\log_2(1S/N)

\]

代入\(B=4000\text{Hz}\)和\(R=12\text{kbps}\)，計(jì)算\(S/N\)：

\[

S/N=2^{(12\times10^3\text{bps})/(4000\text{Hz})}1

\]

最終計(jì)算信道容量\(C\)。

5.已知一個(gè)信道的帶寬為5000Hz，信源的信息速率為15kbps，求該信道的信道容量。

解題過(guò)程：

同樣使用香農(nóng)公式：

\[

C=B\log_2(1S/N)

\]

代入\(B=5000\text{Hz}\)和\(R=15\text{kbps}\)，計(jì)算\(S/N\)：

\[

S/N=2^{(15\times10^3\text{bps})/(5000\text{Hz})}1

\]

最終計(jì)算信道容量\(C\)。

答案及解題思路：

答案：

1.奈奎斯特帶寬：500Hz

2.信道容量：通過(guò)計(jì)算\(S/N\)并應(yīng)用香農(nóng)公式得出具體數(shù)值

3.信道容量：通過(guò)計(jì)算\(S/N\)并應(yīng)用香農(nóng)公式得出具體數(shù)值

4.信道容量：通過(guò)計(jì)算\(S/N\)并應(yīng)用香農(nóng)公式得出具體數(shù)值

5.信道容量：通過(guò)計(jì)算\(S/N\)并應(yīng)用香農(nóng)公式得出具體數(shù)值

解題思路：

對(duì)于每一題，首先明確所使用的公式（香農(nóng)公式），然后代入已知的帶寬和信息速率，計(jì)算得到\(S/N\)的值，最后根據(jù)香農(nóng)公式計(jì)算信道容量。注意單位的一致性和公式的正確應(yīng)用。六、應(yīng)用題1.假設(shè)一個(gè)信道的帶寬為1000Hz，信源的信息速率為4kbps，求該信道的信道容量。

2.假設(shè)一個(gè)信道的帶寬為2000Hz，信源的信息速率為8kbps，求該信道的信道容量。

3.假設(shè)一個(gè)信道的帶寬為3000Hz，信源的信息速率為12kbps，求該信道的信道容量。

4.假設(shè)一個(gè)信道的帶寬為4000Hz，信源的信息速率為16kbps，求該信道的信道容量。

5.假設(shè)一個(gè)信道的帶寬為5000Hz，信源的信息速率為20kbps，求該信道的信道容量。

答案及解題思路：

1.解答：

答案：信道容量為4kbps

解題思路：根據(jù)香農(nóng)公式，信道容量C（bps）=Blog2(1S/N)，其中B是信道帶寬（Hz），S是信號(hào)功率，N是噪聲功率。在此問(wèn)題中，由于信源的信息速率已知，我們可以假設(shè)信源已經(jīng)設(shè)計(jì)得足夠好，使得信噪比S/N足夠高，以使得信道的實(shí)際帶寬接近其理論帶寬。因此，信道容量C近似等于信源的信息速率。所以，C=4kbps。

2.解答：

答案：信道容量為8kbps

解題思路：與第一題類(lèi)似，由于信源的信息速率已知，且信源設(shè)計(jì)得當(dāng)，信道容量C=8kbps。

3.解答：

答案：信道容量為12kbps

解題思路：應(yīng)用香農(nóng)公式，信道容量C=Blog2(1S/N)。由于題目沒(méi)有給出具體的信噪比，我們假設(shè)信源設(shè)計(jì)得當(dāng)，信道容量C=12kbps。

4.解答：

答案：信道容量為16kbps

解題思路：使用香農(nóng)公式，C=Blog2(1S/N)。在沒(méi)有具體信噪比的情況下，信道容量C=16kbps。

5.解答：

答案：信道容量為20kbps

解題思路：根據(jù)香農(nóng)公式，C=Blog2(1S/N)。假設(shè)信源設(shè)計(jì)得當(dāng)，信道容量C=20kbps。七、論述題1.論述數(shù)字通信系統(tǒng)與模擬通信系統(tǒng)的區(qū)別。

（1）基本原理不同

模擬通信系統(tǒng)：使用連續(xù)的信號(hào)進(jìn)行信息傳輸，如電話、電視信號(hào)。

數(shù)字通信系統(tǒng)：使用離散的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信息傳輸，如數(shù)字電話、數(shù)字電視。

（2）抗干擾能力

模擬通信系統(tǒng)：易受噪聲干擾，信號(hào)質(zhì)量受影響。

數(shù)字通信系統(tǒng)：通過(guò)編碼和糾錯(cuò)技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)。

（3）傳輸介質(zhì)

模擬通信系統(tǒng)：適用于有線傳輸，如同軸電纜、光纖。

數(shù)字通信系統(tǒng)：適用于有線和無(wú)線傳輸，如無(wú)線電波、微波。

（4）信息處理

模擬通信系統(tǒng)：信息處理復(fù)雜，設(shè)備成本高。

數(shù)字通信系統(tǒng)：信息處理簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低。

2.論述信道帶寬、信源信息速率和信道容量之間的關(guān)系。

（1）信道帶寬

信道帶寬是指信道能夠傳輸信號(hào)的頻率范圍。

（2）信源信息速率

信源信息速率是指信源在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的信息量。

（3）信道容量

信道容量是指信道在單位時(shí)間內(nèi)能夠傳輸?shù)淖畲笮畔⒘俊?/p>

關(guān)系：信道容量與信道帶寬成正比，與信源信息速率成正比。

3.論述香農(nóng)定理和奈奎斯特定理在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。

（1）香農(nóng)定理

香農(nóng)定理描述了在有噪聲的信道中，信道的最大傳輸速率與信道帶寬、信噪比之間的關(guān)系。

（2）奈奎斯特定理

奈奎斯特定理描述了無(wú)噪聲信道中，信號(hào)的最高頻率與采樣頻率之間的關(guān)系。

應(yīng)用：

香農(nóng)定理：指導(dǎo)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定信道帶寬和信噪比，以滿足傳輸速率要求。

奈奎斯特定理：指導(dǎo)數(shù)字信號(hào)傳輸，確定采樣頻率，避免混疊現(xiàn)象。

4.論述信道編碼在數(shù)字通信系統(tǒng)中的作用。

（1）提高傳輸可靠性

信道編碼通過(guò)增加冗余信息