现代通信原理期末复习材料
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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
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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。
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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。
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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
)
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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
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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
1P
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
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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
2FMK
,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
))
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