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文檔簡介

1、通信原理試卷一 填空題1. 接收設備的功能是將 和 。信號放大,反變換2. 受信者是傳送信息的 ,其功能與 相反。目的地, 信源3. 基帶的含義是指信號的頻譜從 附近開始,如話音信號的頻率范圍為 。零頻,300Hz-3400Hz4. 經過調制以后的信號稱為已調信號,有兩個基本特征:一是 ;二是 。攜帶有信息, 適應在信道中傳輸5. 同步是使 兩端的信號在 上保持步調一致。收發(fā), 時間6. 在數(shù)據(jù)通信中,按數(shù)據(jù)代碼排列的方式不同,可分為 和 。并行傳輸, 串行傳輸7. 通信中的 和 都可看作隨時間變化的隨機過程。信號,噪聲8. 隨機過程具有 和 的特點。隨機變量,時間函數(shù)9. 一個隨機過程的 與

2、 無關,則稱其為嚴平穩(wěn)過程。統(tǒng)計特性, 時間起點10. 若一個過程是嚴平穩(wěn)的,則它 廣義平穩(wěn)的,反之 。必是,不一定成立11. 若一個過程的 等于對應的 ,則該過程是各態(tài)歷經的。時間平均,統(tǒng)計平均12. 若一個過程是各態(tài)歷經的,則它 平穩(wěn)的,反之 。也是,不一定成立13. 無線信道按傳輸方式區(qū)分基本上有 、 和視線傳播三種。地波, 天波14. 有線信道分為 和 兩大類。有線電信道, 有線光信道15. 信道的數(shù)學模型分為 模型和 模型。調制信道,編碼信道16. 由連續(xù)信道容量的公式得知: 、 是容量的決定因素。帶寬, 信噪比17. 調制信道模型用 和 表示信道對信號傳輸?shù)挠绊?。加性干擾,乘性干擾

3、18. 模擬調制分為: 和 。幅度調制, 角度調制19. SSB信號只傳輸DSB信號中的一個邊帶,所以頻譜 ,效率 。最窄, 最高20. VSB是 與 之間的一種折中方式。DSB, SSB21. 調制方法分為: 和 。相干解調, 非相干解調22. FDM是一種按 來劃分 的復用方式。頻率, 信道23. 的非相干解調和 的非相干解調一樣,都存在“門限效應”。FM信號, AM信號24. 多路復用是指在 信道中同時傳輸 信號。一條, 多路25. 基帶信號的特征是將其頻譜從 開始,占據(jù) 的頻帶。零頻或很低頻率, 較寬26. 對基帶信號傳輸前的處理或變換的目的是使 與 相匹配。信號的特性,信道的傳輸特性

4、27. 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中,造成誤碼的兩個主要因素是 和 。碼間串擾,信道噪聲28. 等概條件下,單極性基帶系統(tǒng)的最佳判決門限電平是 ,雙極性基帶系統(tǒng)的最佳判決門限電平是 。A/2,029. 部分響應技術是 的引入 的一種技術。有控制, 碼間串擾30. 等概雙極性碼無 ,有利于 。直流分量,在信道中傳輸31. 2ASK和2PSK所需帶寬是 ,2FSK所需帶寬是 。,32. 二進制數(shù)字調制系統(tǒng)中在抗加性白噪聲方面, 性能最好, 最差。相干2PSK,2ASK33. 通常把包括 和 過程的數(shù)字傳輸系統(tǒng)稱作數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)。調制, 解調34. 等概大信噪比時,2ASK相干解調時,系統(tǒng)誤碼率 ,為非相干

5、解調時,誤碼率為 。,35. 等概大信噪比時,2FSK相干解調時,系統(tǒng)誤碼率為 ,非相干解調時,誤碼率為 。,36. 抽樣信號的量化有兩種方法: 和 。均勻量化, 非均勻量化37. ITU對電話信號制定了具有對數(shù)特性的非均勻量化標準建議,即 和 。A律,律38. 和 的特性近似A律和律的特性。13折線法, 15折線法39. 電話信號最常用的編碼是 、 和M。PCM, DPCM40. 離散的模擬信號可以變換成不同的模擬脈沖調制信號,包括PAM、 和 。PDM,PPM二 簡答題1. 按傳輸信號的復用方式,通信系統(tǒng)如何分類?答:按信號復用方式分:頻分復用:不同信號占據(jù)不同的頻率范圍;時分復用:不同信

6、號占據(jù)不同的時間區(qū)間;碼分復用。2. 消息中包含的信息量與哪些因素有關?答:消息信號傳輸信息多少用“信息量”衡量 消息的傳遞意味著消息的傳遞,信息可被理解為消息中包含的有意義的內容。 某些消息比另外一些消息傳遞了更多的信息。 概率論知識:事件出現(xiàn)的可能性愈小,概率愈小 事件出現(xiàn)的可能性愈大,概率愈大 信息量 與消息 出現(xiàn)的概率有關。3. 何為嚴平穩(wěn),何為廣義平穩(wěn)?答:嚴穩(wěn)隨機過程,對任意n和,滿足(n維概率密度函數(shù)):廣義平穩(wěn)隨機過程的特性:均值和方差為常數(shù);自相關函數(shù)只與時間間隔有關。 4. 什么是窄帶隨機過程?它的表達式是什么?答:窄帶隨機過程是指其頻帶寬度遠小于中心頻率的隨機過程。 窄帶

7、過程表達式 上式利用三角函數(shù)和角公式,可寫成 5. 什么是白噪聲,其頻譜和自相關函數(shù)有什么特點?答:所謂白噪聲是指它的平均功率譜密度函數(shù)在整個頻率域內是常數(shù),服從均勻分布。其功率譜: ;自相關函數(shù):6. 無線信道有哪些種?答:可分為短波廣播、短波、微波傳輸、衛(wèi)星通信、移動通信。7. 信道模型有哪幾種?答:調制信道 研究的著眼點只關心調制器輸出和解調器的輸入編碼信道 研究的著眼點只關心編碼和譯碼(數(shù)字通信系統(tǒng))8. DSB和SSB調制系統(tǒng)的抗噪聲性能是否相同?為什么?答:從表面上看,但不能說雙邊帶系統(tǒng)的抗噪性能優(yōu)于單邊帶一倍。實際上,由于雙邊帶系統(tǒng)的帶寬是單邊的2倍故噪聲功率的輸入也大于2倍,盡

8、管相差2倍,兩者抵消。實際上,雙邊帶和單邊的抗噪性能是相同的。9. 什么是頻率調制,什么是相位調制?二者關系如何?答:將PM、FM的一般關系歸納總結于表中:調制方式瞬時相位瞬時相位偏移瞬時角頻率瞬時頻率偏移PMFM10. 什么是頻分復用?答:一個信道中同時傳送一個信號是極端浪費的。將信號進行調制(即用正弦信號乘此信號)可使信號頻譜搬移,使多路信號互重疊地占據(jù)不同的頻率范圍。11. 與單極性波相比,AMI碼有什么優(yōu)點?答:AMI碼的優(yōu)點:(用于傳輸) 在“1”,“0”不等概率情況下,也無直流成份,并且在零附近頻率的低頻分量小,因此,對具有變壓或其它交流耦合的傳輸信道來說,不受影響。 若碼元極性與

9、發(fā)端相反,收端也能正確接收。 編譯碼電路簡單。12. 部分響應技術解決了什么問題?答:有控制的在某些碼元抽樣時刻引入碼間干擾,而在其他抽樣時刻又無碼間干擾,那么能使,又能降低對定時程度的要求。13. 什么是數(shù)字調制?數(shù)字調制的基本方式有哪些?答:數(shù)字調制是用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息,在收端對載波信號的離散調制參量進行檢測。數(shù)字調制信號也稱鍵控信號。在二進制時,有 ASK 振幅鍵控 FSK 移頻鍵控 PSK 移相鍵控14. 什么是絕對相移?什么是相對相移? 答:2PSK方式是用二進制數(shù)字脈沖序列去控制連續(xù)載波的相位。2DPSK方式是用二進制數(shù)字脈沖序列去控制連續(xù)載波的相對相位(本

10、碼元相位與前一碼元相位之差)。15. 什么是奈奎斯特速率和奈奎斯特間隔?答:一個頻帶限制在(0,)HZ內的時間連續(xù)信號m(t),如果以1/2秒的間隔對它進行等間隔抽樣,則m(t)將被變得到的抽樣值完全確定。(指能通過低通濾波器適當?shù)仄交瑸V波恢復)?;蛘哒f抽樣速率2 稱2 奈奎斯特速率、1/2 奈奎斯特間隔。16. 什么是量化,其目的是什么?答:利用預先規(guī)定的有限個電平來表示模擬抽樣值的過程稱為量化。假如模擬抽樣值不經量化傳輸,當信道中的噪聲疊加在模擬抽樣值上面以后,接收端不可能精確到判別抽樣值的大小,噪聲疊加在模擬抽樣值上的影響是不能消除的,特別是當信號在整個傳輸系統(tǒng)中采用多個接力站進行多次接

11、力中繼時,噪聲是積累的,接力中繼越多,噪聲越大。如果發(fā)送端用有限個電平來表示模擬抽樣值,且二個電平間隔的一半比噪聲的最大幅度還要大,噪聲的影響就可消除,特別是多次中繼接力傳輸時,噪聲不會積累。三 計算1 一個由字母A,B,C,D組成的字,對于傳輸?shù)拿恳蛔帜赣枚M制脈沖編碼,00代替A,01代替B,10代替C,11代替D,每個脈沖寬度為5ms。不同的字母等可能出現(xiàn)時,試計算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾省?2在強干擾環(huán)境下,某電臺在5min內共收到正確信息量為355Mbit,假定系統(tǒng)信息速率為1200kbit/s。試問系統(tǒng)誤信率是多少?3已知某四進制數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)的信息速率為2400bit/s,接收端共收

12、到216個錯誤碼元,試計算該系統(tǒng)誤碼率是多少?4設一數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳送二進制碼元的速率為1200Baud,試求該系統(tǒng)的信息速率;若該系統(tǒng)改為傳送16進制信號碼元,碼元速率為2400Baud,則這時的信息速率為多少?5已知線性調制信號表達式為:;式中,。試分別畫出波形圖和頻譜圖。6已知線性調制信號表達式為:;式中,。試分別畫出波形圖和頻譜圖。7某一待傳輸?shù)膱D片約含個像元,為了很好的重現(xiàn)圖片,需要12個亮度電平。假若所有的這些亮度電平等概率出現(xiàn)。試計算用3min傳送一張圖片時所需的信道帶寬?(設信道中所需信噪功率比為30dB)8黑白電視圖像每幅含有個像素,每個像素有16個等概率出現(xiàn)的亮度等級。要求每

13、秒鐘傳送30幀圖像。若信號輸出,計算傳輸該黑白電視圖像所要求的信道的最小帶寬?9已知噪聲的自相關函數(shù),a為常數(shù);(1)求及S;(2)繪出及圖形。10是一個平穩(wěn)隨機過程,它的自相關函數(shù)是周期為2s的周期函數(shù)。在區(qū)間(-1,1)(s)內,該自相關函數(shù)。試求的功率譜密度,并用圖形表示。11將一個均值為零、功率譜密度為的高斯白噪聲加到一個中心角頻率為、帶寬為B的理想帶通濾波器上,如圖所示,(1)求濾波器輸出噪聲的自相關函數(shù);(2)寫出輸出噪聲的一位概率密度函數(shù)。12下圖為單個輸入,兩個輸出的線性濾波器,若輸入過程是平穩(wěn)的,求與的互功率譜密度的表示式。13證明平穩(wěn)隨機過程的自相關函數(shù)滿足:14已知和為相

14、互獨立的平穩(wěn)高斯隨機過程,的數(shù)學期望為,方差為,的數(shù)學期望為,方差為,設(1) 試求隨機過程的數(shù)學期望和方差;(2) 試求隨機過程的一維概率密度函數(shù)。15將均值為零,功率譜密度為的高斯白噪聲加到如圖所示的低通濾波器的輸入端。試求輸出過程的自相關函數(shù)和方差。16設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度,在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號,并設調制信號的頻帶限制在5kHz,而載波為100kHz,已調信號的功率為10kW,若接收機的輸入信號再加至解調器之前,先經過一理想帶通濾波器濾波,試問:(1)該理想帶通濾波器應具有怎樣的傳輸特性?(2)解調器輸入端的信噪功率比為多少?(3)解調器輸出端的信噪功率比為

15、多少?17設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度,在該信道中傳輸抑制載波的單雙邊(上邊帶)帶信號,并設調制信號的頻帶限制在5kHz,而載波為100kHz,已調信號的功率為10kW,若接收機的輸入信號再加至解調器之前,先經過一理想帶通濾波器濾波,試問:(1)該理想帶通濾波器應具有怎樣的傳輸特性?(2)解調器輸入端的信噪功率比為多少?(3)解調器輸出端的信噪功率比為多少?18某線性調制系統(tǒng)的輸出信噪比為20dB,輸出噪聲功率為W,由發(fā)射機輸出端到解調器輸入端之間的總的傳輸損耗為100dB,試求:(1)DSB/SC時的發(fā)射機輸出功率。(2)SSB/SC時的發(fā)射機輸出功率。19設被接收的調幅信號為,采用

16、包絡解調,其中的功率譜密度為:。若一雙邊功率譜密度為的噪聲疊加于已調信號,試求解調器輸出的信噪功率比。20設調制信號的功率譜密度為:,若用SSB調制方法進行傳輸(忽略信道的影響),試求:(1)接收機的輸入信號功率;(2)接收機的輸出信號功率;(3)若疊加于SSB信號的白噪聲的雙邊功率譜密度為,設解調器的輸出端接有截止頻率為的理想低通濾波器,那么,輸出信噪比為多少?(4)該系統(tǒng)的調制制度增益為多少?21設有一個頻分多路復用系統(tǒng),副載波用SSB調制,主載波用FM調制。如果有60等幅的音頻輸入通路,每路頻帶限制在3.3kHz以下,防護頻帶為0.7kHz:(1)如果最大頻偏為800kHz,試求傳輸信號

17、的帶寬;(2)試分析與第一路相比時第60路輸出信噪比降低的程度(假定鑒頻器輸入的噪聲是白噪聲,且解調器中無去加重電路)。22試證明當AM信號采用同步檢測法進行解調時,其制度增益G與包絡檢驗的結果相同。23已知某單頻調頻波的振幅是10V,瞬時頻率為試求:(1)此調頻波的表達式; (2)調頻波的頻率偏移,調頻指數(shù)和頻帶寬度。24采用包絡檢波的常規(guī)調幅系統(tǒng)中,若噪聲功率譜密度為,單頻正弦波調制時載波功率為100kW,邊帶功率為每邊帶10kW,帶通濾波器帶寬為4kHz。(1)求解調輸出信噪比;(2)若采用抑制載波雙邊帶系統(tǒng),其性能優(yōu)于常規(guī)調幅多少分貝?25 設二進制隨機脈沖序列由與組成,出現(xiàn)的概率為P

18、,出現(xiàn)的概率為1-P。試證明:如果,則脈沖序列將無離散譜。26設某二進制數(shù)字基帶信號中,數(shù)字信息“0”和“1”分別由和表示,且“0”和“1”出現(xiàn)的概率相等,的頻譜是升余弦脈沖,即(1)寫出該數(shù)字基帶信號的功率譜密度表達式,并畫出功率譜密度圖。(2)從該數(shù)字基帶信號中能否提取頻率的分量?(3)若碼元間隔,試求該數(shù)字基帶信號的傳碼率及頻帶寬度。27設某雙極性數(shù)字基帶信號的基本脈沖波形如圖所示,它是一個高度為1,寬度的矩形脈沖。且已知數(shù)字信息“1”出現(xiàn)概率為3/4,“0”出現(xiàn)概率為1/4,(1)寫出該雙極性信號的功率譜密度的表達式,并畫出功率譜密度圖;(2)由該雙極性信號中能否直接提取頻率為的分量?

19、若能,試計算該分量的功率。28某二進制數(shù)字基帶系統(tǒng)所傳輸?shù)氖菃螛O性基帶信號,且數(shù)字“1”和“0”出現(xiàn)的概率相等。(1)若數(shù)字信息為“1”時信號在抽樣判決時刻的值,且接受濾波器輸出噪聲是均值為0,均方根為0.2V的高斯噪聲,試求這時的誤碼率。(2)若要求誤碼率不大于,試確定A至少應該是多少?29若給定低通型信道的帶寬為2400Hz,在此信道上進行基帶傳輸,當基帶波形形成濾波器特性分別為理想低通、50%余弦滾降、100%余弦滾降時,試問無碼間干擾傳輸?shù)淖罡叽a速率及相應的頻帶利用率各為多少?30設基帶系統(tǒng)的發(fā)送濾波器,信道和接受濾波器總傳輸特性為,如圖所示。,。請確定碼間干擾為零時的最高碼元速率和頻帶利用率。31若采用OOK方式傳輸二進制數(shù)字信息,已知碼元傳輸速率,接收端解調器輸入信號的振幅,信道加性噪聲為高斯白噪聲,且其單邊頻率譜密度。試求:(1)非相干接收時,系統(tǒng)的誤碼率;(2)相干接收時,系統(tǒng)的誤碼率;32若某2FSK系統(tǒng)的碼元傳輸數(shù)率為,數(shù)字信息為“1”時的頻率為10MHz,數(shù)字信息為“0”時的頻率為10.4MHz,輸入接收端解調器的信號振幅為。信道

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