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北航二系现代通信原理期末复习材料.doc

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现代通信原理期末复习材料 现代通信原理期末复习材料 一、选择题 1.数字通信相对于模拟通信具有( B ) A)占用频带小 B)抗干扰能力强 C)传输容量大 D)易于分频复用 2.以下属于模拟信号是( A ) A)PAM 信号 B)PCM 信号 C)△m 信号 D)DPCM 信号 3.以下信号属于模拟信号的是( B ) A)PCM 信号 B)PAM 信号 C) △m 信号 D)DPCM 信号 4.以下属于数字信号的是( D ) A)PAM 信号 B)PDM 信号 C)PPM 信号 D)PCM 信号 5.对于 M 进制的离散消息源,其平均信息量最大时的概率分布为( A ) A)平均分布 B)正态分布 C)瑞利分布 D)指数分布 6.通信系统可分为基带传输和频带传输,以下属于频带传输方式的是( C ) A)PAM 传输方式 B)PCM 传输方式 C)PSK 传输方式 D) △m 传输方式 7.通信系统可以分为基带传输和频带传输,以下属于基带传输方式的是( B ) A)PSK 传输方式 B)PCM 传输方式 C)QAM 传输方式 D)SSB 传输方式 8.按信号特征通信系统可分为模拟和数字通信系统,以下为数字通信系统的是( D ) A)采用 PAM 方式的通信系统 B)采用 SSB 方式的通信系统 C)采用 VSB 方式的通信系统 D)采用 PCM 方式的通信系统 9.在数字通信系统中,传输速率属于通信系统性能指标中的( A ) A)有效性 B)可靠性 C)适应性 D)标准性 10.以下属于码元速率单位的是( A ) A)波特 B)比特 C)波特/s D)比特/s 11.在模拟通信系统中,传输带宽属于通信系统性能指标中的( B ) A)可靠性 B)有效性 C)适应性 D)标准性 12.产生频率选择性衰落的原因是( D ) A)幅频畸变 B)相频畸变 C)多经传播 D)瑞利衰落 13.若采用空间分集技术,抗选择性衰落较差合并方式为( A ) A)最佳选择方式 B)最大功率合并方式 C)最小离散合并方式 D)最大信噪比合并方式 - 1 -
现代通信原理期末复习材料 二、填空题 1.由通信系统模型可知信号传输需经过两个变换,分别是 非电/电 变换和 调制/解调 变换。 2.在独立等概的条件下,M 进制码元的信息是二进制码元的 log M2 倍,在码元速率相同情 况下,M 进制码元的速率是二进制的 log M2 倍。 3.“在码元速率相等的情况下,四进制的信息速率是二进制的 2 倍”。此话成立的条件是 独 立等概 。 4.通常将信道中传输模拟信号的通信系统称为 模拟通信系统 ,将信道中传输数字信号的通 信系统称为 数字通信系统 。 5.主要用来度量通信系统性能的参量为 有效性 和 可靠性 。 6.有效性和可靠性是用来度量通信系统性能的重要指标,在数字通信系统中对应于有效性和 可靠性的具体指标分别是 传输速率 和 差错率 。 7.当原始信号是数字信号时,必须经过 调制 后才能通过模拟通信系统进行传输,并经过 解 调 后还原成原始信号。 8.通常广义信道可以分为调制信道和编码信道,调制信道一般可以看成一种 模拟信道 ,而 编码信道则可以看成一种 数字信道 。 9.通常将调制前和调制后的信号称为 基带信号 ,将调制后和解调前的信号称为 频带信 号 。 10.热噪声的频域特性表现为 均匀无限宽 ,时域特性表现为 杂乱无章 ,统计特性表现为 正态分布 。 11.起伏噪声是加性噪声的典型代表,起伏噪声包括:热噪声,散弹噪声 和 宇宙噪声。 12.当无信号时,则输出信道中将 存在 加性干扰,不存在 乘性干扰。 13.信道对信号的影响可分为两类,一类是 乘性 干扰,另一类为 加性 干扰。 14.将乘性干扰 k(t)不随或基本不随时间变化的信道称为 恒参 信道。 15.恒参信道对信号传输的影响主要体现在 幅频 特性和 相频 特性的不理想,其影响可以 采用 均衡 措施来加以改善。 16.改善随参信道对信号传输的影响可以采用分集技术,分集技术包括:空间分集、频率分 集、 极化 分集、 角度 分集。 17.分集技术中信号的合并方式有:最佳选择、最大功率合并 和 最大信噪比合并。 18.随参信道的三个特点是:传输损耗随时间变化,传输延时随时间变化和衰落。 19.根据香农公式,当信道容量一定时,信道的带宽越宽,则对 信噪比 要求就越小。 - 2 -
现代通信原理期末复习材料 三、简答和计算题 1.请说明随机信道、突发信道、混合信道各自的特点。 答: 随机信道的特点是错码的出现是随机的,且错码之间是统计独立的。 突发信道的特点是错码集中成串出现。 混合信道的特点是既存在随机错码又存在突发错码。 2.请说明错码控制方式的目的是什么?常用的错码控制方式有哪些? 答: 错码控制方式的目的是在数字通信过程中发现(检测)错误,并采取措施纠正,把错误限制 在所允许的尽可能小的范围内。 前向纠错(FEC)、检错重发(ARQ)、混合纠错(HEC)和信息反馈(IF)。 前向纠错(FEC):其纠错码由发送端直接发送至接收端,作为译码器自动发现和纠正错误 的依据。 检错重发(ARQ):又称判决反馈或反馈重发。消息经过信源编码及经信道编码后,由发射 机通过前向信道送至接收端,并同时送至缓存器存储。 混合纠错(HEC):是 FEC 和 ARQ 方式的综合。当接收端接收到少量错码时,就在接收端 直接纠正,即采用前向纠错方案;当错码太多超过其纠错能力时,则采用检错重发方式。 信息反馈(IF):接收端对收到的消息不做任何判断而原样送回发送端,由发端将其和保存 在缓存器中的原发信息比较,发现有错误则重发该信息,否则不做任何处理,继续发送后面 的信息。 3.数字通信系统的同步是指哪几种同步?它们各有哪几种同步的方法? 答: 数字通信系统的同步是指载波同步,位(码元)同步,帧(群)同步及通信网同步。 载波同步的同步方法:插入导频法、直接提取载波法。 位(码元)同步的同步方法:插入导频法、直接提取位同步法。 帧(群)同步的同步方法:起止式同步法、连贯插入特殊码字同步法、间隔式插入同步码法。 通信网同步的同步方法:主从同步方式、相互同步方式、独立时钟同步方式。 - 3 -
现代通信原理期末复习材料 4.若频域插入导频法中插入导频 ASin 0 不经 90 相移,直接与已调信号相加输出。试说明 t 接收的解调输出信号中有直流分量。 解: 有 )( tu 0  [ )( tm ASin   t 0 ASin  0 t ] 有 )( tV  )( tu 0 Sin  0 )( tmt  [ ASin  0 t  ASin  0 ] Sin t 0 t    1[ A 1 1[ A 2 1  2 A 经低通滤波后输出  )( tm ( tm )] Sin 2  0 t     )] 1[ A 1 2 )( ,其中的 A tAm )] ( tm Cos 1 2 ( tm 1 2 02  t 即为直流分量。 5.试比较 2ASK,2FSK,2PSK 的信号带宽及频带利用率。 解: 设基带信号每个码元宽为 T,码元速率 2ASK:零点带宽 B ASK 2 f T ,  1 T 1 2 Baud / Hz fT T f B ASK 2FSK:零点带宽 B FSK |  f 1  f 2 2|  f T  ( m  )2 f T ,  2PSK:零点带宽 B PSK 2 f T ,  T f B PSK 1 2 Baud / Hz f B T  FSK 1  2 m Baud / Hz 6.给定随机过程 )(tX ,定义另一个随机过程 )(tY 为: )( tY  1   0  )( tX )( tX   x x 式中,x 是任意实数。试证明: )(tY 的均值和自相关函数分别为随机过程 )(tX 的一维和二 维分布函数。 解: ([ tYE )]  ( )( tXP  x 1)  )( ( tXP  x 0)   ( )( tXP  x ) - 4 -
现代通信原理期末复习材料 恰为 )(tX 的一维分布函数。 ([ () tYtYE 1 2 )]  ( ( tXP ) 1  ( tXx 1 , 2 )  x 2 1)  ( ( tXP ) 1  ( tXx 1 , 2 )  x 2 0)  恰为 )(tX 的二维分布函数。 7.设有一传输信道,信道带宽为 300~3000Hz,现欲传输基带信号,其带宽为 0~1200Hz,试 问: ①该基带信号能否在此信道中直接传输?为什么? ②若分别采用 DSB 及 SSB 二种调制方式传输,那么如何选择调制器所需的载波频率? 解: ①基带信号带宽不再信道带宽范围内,不能直接传输。 ② DSB:信道带宽 3000-300=2700Hz,容纳双边带后的剩余量 2700-1200*2=300Hz,所以 0f 下 限 300+1200=1500Hz,上限为 3000-1200=1800Hz。即 1500 Hz  f 0  1800 Hz SSB:采用上边带, 300 Hz  f 0  3000  1200  1800 Hz 采用下边带, 1500 Hz  300  1200  f 0  3000 Hz 8.某一 DMS 有 5 种信源符号,每种符号出现的概率均为 1/5,试计算以下几种编码情况下的 有效性(效率) ①每个符号分别进行等长二进制编码 ②每两个符号组合进行等长二进制编码 ③每三个符号组合进行等长二进制编码 解:  )( xH N  log L 2 ] L  2 [log ① J   ,1  %77 ② J   ,2  %58 ③ J   ,3  %46 L=5 1 J - 5 -
现代通信原理期末复习材料 9.设发送的数字序列为 0,1 交替码,试计算 2PSK 信号的频谱。 解: 2PSK 信号相当于将发送的 0,1 序列转换为双极性码 S D 后与载波相乘,设 )(t 1  , 1 0  ,则 1 S )( t  S )( t ACos  0 t D 2 PSK  P 2 PSK ) (   2 PA [ 4 D (  0  )  P D (  0  )] 根据基带数字随机脉冲序列功率谱的分析,有 P D ) (   Pf T 1(  |) GP 1 ) (   G 2 |) (  2 2  f T  |  m PG 1 ( m  T ) 1(  其中 G 1 ) (   TSa T  ( 2 ), G 2 ) (   TSa T  ( 2 ), T  1 Tf 为码元间隔 代入上式,可得: P D (  1(4)  P  P ) TSa 2 T  2  f T 2( P  ) ()1  ) mGP ( 2 2  T m |)  ( T )  P 2 PSK ) (   2 PA 1(  [) SaTP 2  ( 0  2 ) T  2 Sa  ( 0  2 1]) T  4 2 fA T 2( P  当 1P 2 时,没有冲激项 )[1 (  0    0 ( ) )] 10.用频率为 10KHz,振幅为 1V 的正弦基带信号,对频率为 100MHz 的载波进行频率调制。 若已调信号的最大频偏为 1MHz,试确定此调频信号的近似带宽。如果基带信号的振幅加倍, 此时调频信号的带宽为多少?若基带信号的频率加倍,调频信号的带宽又为多少? 解: 1 由题: A m  ,1 V f m  10 KHz , f 0  100 MHz , f  1 MHz B FM  (2 f f m )  02.2  610 Hz 2 对单频调制, mF AK ,当 mA 加倍时,  加倍,故此时 2  f 610 Hz B FM  (2 f f m )  02.4  610 Hz ③ mf 加倍, f  m 2 f m  20  310 Hz B FM  (2 ) f f m 04.2  610 Hz - 6 -
现代通信原理期末复习材料 11.已知调频信号 S FM )( t  10 Cos 10( 6   t 8 Cos 10 3 t  ) ,调制器的频偏常数 2FMK ,试 求:①载波频率 0f ②调频指数 ③最大频率偏移 ④调制信号 )(t f 解: ①由 S FM 的表达式知:载频 )(t f 0  106  2   5.0 MHz ②瞬时相位  )(  t 8 Cos ,故 FM   |)( t max  8 ③瞬时相位偏移   )( t  8  10 3 Sin  10( 3 t  ) 310 t  )( d t  dt 3 10 故最大频偏   max 8   rad / s ,  f max  4 10 3 Hz ④根据题目所给及 FM 调制的特点, )(t f 应为一正弦信号  Sin A m  m t ,而且有:  )( t  AK mF  m Cos  0  m t t  8 Cos 10 3 t   10 6 t  故: Am  3  8  10 2  4 10 3 ,  f )( t  4 10 3 Sin  10( 3 t  ) 12.用幅度为 1V,频率为 500Hz 的正弦信号,对幅度为 3V,频率为 1MHz 的载波信号进行 调频,最大频偏为 1KHz。若调制信号幅度增加为 5V,且频率增至 2KHz 时,试写出此时调 频信号的表达式。 解: 信号 f )( t  Cos 2(   500 t ) ,载频 )( tc  3 Cos 2(   10 6t ) 故瞬时频偏  0 )( t   fK F )( t   0  K F Cos 2(   500 t ) 而  f |max  1000 Hz ,故 K F  f |max  1000 Hz 当 f )( t  5 Cos 2(   2000 t ) 时,调频信号表达式为: S FM )( t  3 Cos (   t 0 AK mF  m Sin  m t )  3 Cos 2(   10 6 t   3 Cos 2(   10 6 t  3 10 2   5 4  Sin 5  2000 Sin 2(   2000 )) 2(   2000 )) - 7 -
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