通信原理試題集及答案

一、是非題 1 、 在單邊帶信號中插入強載波，可用包絡檢波法解調(diào)出基帶信號。（對） 2 、 對于調(diào)頻信號，也可以用其上邊帶或下邊帶傳輸信息。（錯） 3 、 不管 m(t) 是什么信號，在 m(t)cos ω ct 的頻譜中都沒有離散譜 fc. （錯） 4 、 在數(shù)字通信中，若無碼間串擾，則誤碼率為 0 。（錯） 5 、 若寬帶調(diào)頻信號的基帶信號最高頻率增大一倍，則調(diào)頻信號帶寬也增大一倍。（錯） 6 、 單極性數(shù)字信號的連 0 碼時間越長，要求位同步器的同步保持時間也越長。（對） 7 、只要無誤碼，則 PCM 接收機輸出模擬信號中就無噪聲（錯）‘ 8 、數(shù)字基帶系統(tǒng)的頻帶利用率不可能大于 2bit/(s.Hz)( 錯 ) 9 、在頻帶利用率方面 QPSK 通信系統(tǒng)優(yōu)于 2PSK 通信系統(tǒng)（對） 二、填空題 1 、 模擬通信系統(tǒng)中，可靠性最好的是（ FM ），有效性最好的是（ SSB ）。 2 、 在 FM 通信系統(tǒng)中，采用預加重和去加重技術(shù)的目的是（提高解調(diào)器輸出信噪比）。 3 、 時分復用的話路數(shù)越多，信息速率（越大）。 4 、在 2ASK 、 2FSK 、 2PSK 、 2DPSK 通信系統(tǒng)中，可靠性最好的是（ 2PSK ），有效性最好的是（ 2ASK 、 2PSK ） 5 、均勻量化器的量化信噪比與編碼位數(shù)的關(guān)系是（編碼位數(shù)增加 1 位，量化信噪比增大 6dB ），非均勻量化器可以提高（?。┬盘柕牧炕旁氡取?( 式 9.4.10) 信號量噪比：（ S/N ） dB =20lg M =20lg2 N (N 為編碼位數(shù) ) 編碼位數(shù)增加一位，（ S/N ） dB =20lg M =20lg2 （ N+1 ） -20lg2 N =20lg2=6dB 6 、改善 FM 系統(tǒng)抗噪聲性能的有效措施是（采用預加重技術(shù)和去加重技術(shù)） 7 、若信息速率為 Wbit/s, 則 2PSK 、 4PSK 信號的譜零點帶寬分別為（）和（） Hz PSK 信號為雙極性不歸零碼，對基帶信號 R B =1/Ts=fs=R b /log2 M , B=fs= R b /log2 M 對調(diào)制信號：帶寬為 B 調(diào) =2B=2 R b /log2 M =2W/ log2 M 對 2PSK ：帶寬為： 2W 對 4PSK ：帶寬為： 2W/ log2 M =2W/2=W 8 、設基帶系統(tǒng)使用了五抽頭的預置式自動均衡器，則此系統(tǒng)沖激響應的抽樣值等于 0 的個數(shù)最少為（ 4 ），不等于 0 的個數(shù)最少為（ 1 ） 8 、通過眼圖，可以觀察到（碼間串擾）和（噪聲）的大小 9 、調(diào)頻信號 20cos(2*10 8 π +8cos400 π t) 的最大頻偏為（ 1600 ） Hz ，帶寬為（ 3600 ） Hz P1 05 ： m f 為最大相位偏移，由調(diào)頻信號可知其最大相位偏移為 8 ， m f =8, 調(diào)制信號的頻率： f m =400 π /2 π =200 所以最在頻偏Δ f=m f × f m =8200=1600. B=2 （ m f +1 ） f m =3600Hz 10 、當無信號時，加性噪聲是否存在？（存在），乘性噪聲是否還存在？（不存在） 11 、設基帶信號的最高頻率為 3.4kHz 的語音信號，則 AM 信號帶寬為（ 6.8kHz ）， SSB 信號帶寬為（ 3.4kHz ）， DSB 信號帶寬為（ 6.8kHz ）。 12 、設信息速率為 1.2kbit/s ，則 2ASK 信號和 4DPSK 信號的頻譜過零點帶寬分別為（）和（）。 PSK 信號為雙極性不歸零碼，對基帶信號 R B =1/Ts=fs=R b /log2 M , B=fs= R b /log2 M 對調(diào)制信號：帶寬為 B 調(diào) =2B=2 R b /log2 M =2W/ log2 M 對 2PSK ：帶寬為： 2W 對 4PSK ：帶寬為： 2W/ log2 M =2W/2=W 13 、廣義平穩(wěn)隨機過程的兩個特點分別是（數(shù)學期望、方差與時間無關(guān)）和（自相關(guān)函數(shù)只與時間間隔有關(guān)）。 14 、線性 PCM 編碼器的抽樣信號頻率為 8kHz, 當信息速率由 80kbit/s 下降到 56kbit/s 時，量化信噪比增大（ -18 ） dB. 參考題 5 15 、對 FM 、 AM 、 DSB 、 SSB 通信系統(tǒng)，按可靠性好壞，排列次序為（ FM ， DSB （ SSB ）、 AM ），按有效性好壞，排列次序為（ SSB 、 AM （ DSB ）、 FM ）。 16 、對于 2DSK 、 2ASK 、 2FSK 通信系統(tǒng)，按可靠性好壞，排列次序為（ 2DPSK 、 2ASK 、 2FSK ），按有效性好壞，排列次序為（ 2DPSK （ 2ASK ）、 2FSK ）。 17 、均勻量化器的量化噪聲功率與信號大小（無）關(guān)，適用于動態(tài)范圍（小）的信號，非均勻量化器可以改善（小）信號的量化信噪比，適用于動態(tài)范圍（大）的信號。 18 、模擬通信系統(tǒng)中，已調(diào)信號帶寬與有效性之間關(guān)系是（已調(diào)信號帶寬越小，有效性越好；）。接收輸出信噪比與可靠性之間的關(guān)系是（接收機輸出信噪比越高，可靠性越好；） 19 、某調(diào)頻信號的時域表達式為 10cos(2*10 6 π t+5sin2*10 3 π t), 此信號的帶寬為（ 12kHz ），當調(diào)頻靈敏度為 5KHz/V 時，基帶信號的時域表達式為（ cos(2*10 3 π t ） . 解： P1 05 ： m f 為最大相位偏移，由調(diào)頻信號可知其最大相位偏移為 5 ， m f =5, 調(diào)制信號的頻率： f m =2000 π /2 π =1000 B=2 （ m f +1 ） f m =12KHz 20 、在 AM 、 SSB 和 FM 系統(tǒng)中，有效性最好的是（ SSB ），可靠性最好的是（ FM ） 21 、對某模擬信號進行線性 PCM 編碼，設抽樣頻率為 8kHz, 編碼位數(shù)為 7 ，則此 PCM 信號的信息速率為（ 56kbit/s ）。當抽樣頻率不變而編碼位數(shù)由 7 增大到 12 時，量化信噪比提高（ 30 ） dB 參考題 5 22 、設信息速率為 2.048Mbit/s, 則 2DPSK 信號帶寬為（ 4.096Mbit/s, ）， QPSK 信號的帶寬為（ 2.048Mbit/s, ）。 參考題 7 23 、語音對數(shù)壓縮的二個國際標準分別是（ A 律）和（ u 律）。我國采用的是（ A 律） 24 、模擬通信系統(tǒng)可采用的一種復用方式為（頻分復用）。數(shù)字通信系統(tǒng)可采用的一種復用方式為（時分復用）。 25 、設 R b =4Mbit/s ，四進制系統(tǒng)接收機抽樣判決器的定時信號（即位同步信號）的重復頻率為（ 2MHz ）。 位同步信號與碼元速率相同 即計算四進行信息的碼速率 R B =R b /log2 M =2Mbit/s 26 、幀同步的作用是（用來提供一幀信號的起始時刻，以便正確地分接出各路信號）。 27 、單邊帶信號相干解調(diào)器中，若本地載波與發(fā)送端載波同頻但不同相，對解調(diào)輸出的影響是（失真）和（信噪比下降）。 28 、若要傳送最高頻率為 7KHz 的音頻信號，采用常規(guī)調(diào)幅時需要的信道帶寬為（ 14kHz ）；采用調(diào)頻指數(shù)為 6 的調(diào)頻時，需要的信道帶寬為（ 98kHz ）， AM:B=2f H FM:B=2(m f +1)f m 29 、四相調(diào)制相干解調(diào)系統(tǒng)中發(fā)送端通常采用差分編碼，其目的是（克服相位模糊現(xiàn)象）。 30 、例也出兩種含有豐富定時信息的碼型（ HDB3 ）和（ CMI （或雙相碼，密勒碼、雙極性歸零碼等））。 31 、速率為 100kbit/s 的二進制基帶傳輸系統(tǒng)，理論上最小傳輸帶寬為（ 50kHz ）。 P151:R B =R b =1/T s =100kbit/s B=1/2T s =50kHz 32 、加性高斯白噪聲的含義是（噪聲與信號是相加的關(guān)系）、（功率譜密度在整個頻率軸上為常數(shù)）和（具有正態(tài)分布的概率密度函數(shù)）。 33 、若二進制信息速率為 R b (bit/s) ，在傳號和空號獨立等概的情況下，雙極性歸零（半占空）碼序列和 AMI 碼（半占空 RZ ）的功率譜密度主瓣寬度分別為（） Hz 和（） Hz 。 參考 P140 34 、設二進制信息速率為 9Mbit/s, 則 QPSK 和 8PSK 功率譜主瓣寬度分別為（ B=2R B =2*4.5=9MHz ）和（ 2R B =6MHz ）（假設數(shù)字調(diào)制器不采用頻譜成形限帶濾波） 參考題 7 35 、碼元速率相同時，八進進制的信息速率是二進制的（ 3 ）倍（等概時）。 36 、 AM 調(diào)制在（非相干解調(diào)）情況下會出現(xiàn)門限效應。 37 、 13 折線 A 律編碼器，最小量化級為 1 單位，已知抽樣脈沖值為 -318 單位，則編碼器的輸出碼級為（ 01010011 ）。 38 、通信系統(tǒng)常用的復用技術(shù)有（頻分復用、時分復用和碼分復用）。 39 、衡量均衡效果的兩個準則是（最小峰值畸變）準則和（最小均方畸變）準則。 40 、 11 位巴克碼其局部自相關(guān)函數(shù)的最大值為（ 11 ）。 41 、點對點多路模擬通信系統(tǒng)只能采用（頻分多路）復用技術(shù)。 42 、在八進制系統(tǒng)中每秒傳輸 1000 個八進制符號，則此系統(tǒng)的碼速率 R B 為（ 1000Baud ），信息速率 R b 為（ 3000bit/s ）。 43 、鑒頻器輸出噪聲的功率譜密度與頻譜的定性關(guān)系是（噪聲功率譜密度與頻率平方成正比），采用預加重和去加重的目的是（提高解調(diào)器的輸出信噪比）。 44 、對于滾降系統(tǒng) a=0.5 的幅度滾降低通網(wǎng)絡，每 Hz 可傳輸?shù)淖畲蟠a速率為（ 2/1.5=1.333Baud ）。 45 、 3 抽頭迫零時域均衡器能夠消除（ 2 ）個抽樣點的稱號間干擾。 46 、 2ASK 信號的帶寬是基帶信號帶寬的（ 2 ）倍。 47 、若增量編碼器輸入信號為直流且幅度為量階的 0.5 倍，則編碼結(jié)果為（ 101010 ……）。 當信號 x(t) 平坦時，交替出現(xiàn)“ 1 ”碼和“ 0 ”碼。 48 、線性 PCM 編碼器的抽樣信號頻率為 8kHz ，信息速率由 32kbps 增加到 64kbps 時，量化信噪比增加（ 6 × 4=24 ） dB. 參考題 5 49 、設 R b 為 2Mbit/s ，采用 QPSK 調(diào)制，接收機抽樣判決器的定時信號的重復頻率為（ 1MHz ）。 參考題 25 50 、一個性能良好的二進制基帶系統(tǒng)的眼圖應該是（在采樣時刻眼要睜得大）、（輪廓線細）的圖形。 51 、有 4 種最基本的數(shù)字基帶碼型：單極性 NRZ ，雙極性 NRZ ，單極性 RZ 和雙極性 RZ ，（單極性）碼波形有直流，且接收端判決電平不確定，因而應用受限；（雙極性）碼波形等概時無直流，且接收端判決電平固定為零，因而應用廣泛，與 NRZ 碼波形相比，（歸零碼）碼波形的主要缺點是帶寬大，主要優(yōu)點是位與位之間易于分清；（單極性 RZ ）碼波形存在 fn 離散分量，可用于位定時。 參考書 P140 52 、對 2ASK 、 2FSK 和 2PSK 三種系統(tǒng)的性能進行比較，其中有效性最差的是（ 2FSK ）系統(tǒng)，可靠性最好的是（ 2PSK ）系統(tǒng)。 53 、白噪聲在（任意兩個時刻）上，隨機變量之間不相關(guān)。 參考書 P57 54 、調(diào)制信道分為（恒參信道）和（隨參信道）。 55 、對 DSB 信號，當采用插入導頻法進行載波同步時，插入的條件是（載頻處正交插入） 56 、殘留邊帶濾波器的傳輸特性 H( ω ) 應滿足（在載頻兩邊具有互補對稱特性）。 57 、當調(diào)頻指數(shù)滿足（ m f <<1 ）時稱為窄帶調(diào)頻。 參考式（ 5.3-24 ） 58 、某調(diào)頻信號的時域表達式為 10cos(10 6 π t+8sin10 3 π t), 此信號的功率為（ A 2 /2=100/2=50W ），調(diào)頻指數(shù)為（ m f =8 ），基帶信號的時域表達式為（ ). m f 為最大相位偏移，由調(diào)頻信號可知其最大相位偏移為 8 ， m f =8, 調(diào)制信號的頻率： f m =1000 π /2 π =500 59 、已知信息代碼為 100000000010000011 ，其對應的 HDB3 碼為（ +1000+1-100-10+1000+10-1+1 ）。 60 、雙極性基帶信號，當滿足（等概時）條件時，其功率譜中無離散譜分量。 61 、已知絕對碼序列為 00111010 ，其相對碼序列為（“ 1 ” 11010011 ）。 a n 為絕對碼， b n 為相對碼， 62 、 2PSK 信號在接收端因為載波同步系統(tǒng)中的分頻，可能產(chǎn)生載波相位狀態(tài)轉(zhuǎn)移，發(fā)生對信號的錯誤解調(diào)，這種現(xiàn)象稱為（相位模糊現(xiàn)象）。 63 、數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)的最高頻帶利用率是（ 1 ） Baud/Hz,8PSK 系統(tǒng)的信息傳輸速率為 1500bit/s ，其無碼間干擾傳輸?shù)淖钚挒椋?500Hz ）。 η B =1=R B /B=(R b /log2 M )/B=1 B= R b /log2 M = R b /3=500Hz 64 、若一低通信號 m(t) 頻帶范圍為 0~108kHz ，則可以無失真恢復信號的最小采樣頻率為（ 216kHz ）。 65 、改善小信號的量化信噪比，通?？刹捎茫▔簲U）技術(shù)。 66 、在 PCM30/32 路基群幀結(jié)構(gòu)中， TS0 用來傳輸（幀同步信息）。 TS16 用來傳輸（信令信息）。 67 、二進制數(shù)字信號最佳接收的似然比準則為（） 68 、調(diào)制信道的范圍為（從發(fā)送端調(diào)制器輸出端至接收端解調(diào)器輸入端） 69 、“單個碼元呈矩形包絡“的 300 波特 2FSK 信號，兩個發(fā)信頻率是 f1=800Hz,f2=1800Hz, 那么該 2FSK 信號占用帶寬為（ 1600Hz ）（以譜的第一零點進行計算）。 B=|f 2 -f 1 |+2f s = 70 、先驗概率相等的 2PSK 信號解調(diào)，若抽樣判決器輸入端信號的峰 - 峰值為 10V ，那么該判決器的判決電平應取為（ 0V ）。 71 、隨參信道的傳輸媒質(zhì)具有 3 個特點（對信號的衰減隨時間變化）、（傳輸?shù)臅r延隨時間變化）和多徑傳播。 72 、對一個頻帶限制在（ 0 ， 4 ） KHz 的時間連續(xù)信號進行抽樣時，應要求抽樣間隔不大于 （ 1/8000s ）。 73 、已知絕對碼序列為 10011001 ，則相對碼序列為（ 11101110 或 00010001 ）。 a n 為絕對碼， b n 為相對碼， 74 、在理想信道下的最佳基帶傳輸系統(tǒng)，發(fā)送濾波器 G T ( ω ) ，接收濾波器 G R ( ω ) 和系統(tǒng)總的傳輸函數(shù) H( ω ) 三者之間滿足（ G T ( ω )= G R ( ω )= H 1/2 ( ω ) ）。 75 、自相關(guān)函數(shù) n 0 δ (t)/2 為的白噪聲通過傳輸特性為 ke -j ω t d ,| ω | ≤ω H （ t d 為常數(shù)）的系統(tǒng)后的功率譜密度為（ n 0 k 2 /2, | ω | ≤ω H ） . 輸出信號的功率譜密度等輸入信號的功率譜密度乘以系統(tǒng)傳輸函數(shù)的模的平方 76 、采用部分響應技術(shù)可提高頻帶利用率，并使沖激響應尾巴衰減加快，這是由于（有控制的引入碼間串擾）。 77 、頻分復用的各路信號在（頻率）不重疊，時分復用的各路信號在（時間）不重疊。 78 、在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中，采用 4PSK 調(diào)制方式傳輸，無碼間串擾時通達到的最高頻帶利用率是（ 2 ） bit/(s.Hz) 對調(diào)制信號，最大頻帶利用率為η B =1baud/Hz= η b = η B log2 M bit/(s.Hz) 79 ． 2PAM 的兩個電壓是 ± 1 ， 4PAM 的四個電壓是 ± 1 及 ± 3 。假設各符號等概出現(xiàn)，那么 4PAM 的平均發(fā)送功率是 2PAM 的 ( 5 ) 倍， 4PAM 的頻帶利用率是 2PAM 的 ( 2) 倍。 平均功率為 R （ 0 ） =E （ x 2 (t) ） 80 ．某二進制信源中連續(xù)出現(xiàn)的 0 的個數(shù)最多是 6 個，此信源經(jīng)過 AMI 、 HDB3 、數(shù)字分相碼編碼后，編碼結(jié)果中連續(xù)出現(xiàn)的 0 的個數(shù)最多分別是 ( 6 ) 、 ( 3 ) 及 ( 2 ) 個。 數(shù)字分相碼即雙相碼或曼徹斯特碼 81 ．二進制 PAM 信號的眼圖中，居中的水平線一般對應最佳判決門限。如果已知發(fā)送 + A 的機會比發(fā)送 ? A 的機會多，那么最佳判決門限應該 ( 降低 ) 。 參考式（ 6.5-19 ） 82 ．若基帶系統(tǒng)的帶寬是 1MHz ，則采用 8PAM 進行無碼間干擾傳輸時的最高信息速率是 ( 6) Mb/s 。 對調(diào)制信號，最大頻帶利用率為η B =1baud/Hz η b = η B log2 M bit/(s.Hz)= log2 M bit/(s.Hz) η b =R b /2B R b = η b × 2B= log2 M × 2 MHz=6 MHz 83 ．如果升余弦滾降系統(tǒng)的滾降系數(shù) α 越小，則相應的系統(tǒng)總的沖激響應 x(t) 的拖尾衰減越 ( 慢 ) ，當 α =0 時拖尾按 1/ t 的 ( 1) 次方速度衰減。 84 ．對于傳輸信道所引入的碼間干擾，一種基本的解決方法是采用 ( 時域均衡 ) 。 85 ．在高信噪比下。接收端觀察到的眼圖的閉合程度的大小反映 ( 碼間串擾 ) 的大小。 86 、二進制序列經(jīng)過 HDB3 碼編碼后連續(xù)出現(xiàn)的 0 符號個數(shù)最多是（ 3 ） 個。 87 ．信源信息速率是 4000bit/s ，采用 QPSK 傳輸時符號速率是（ 2 ） k 波特。如果此 QPSK 調(diào)制采用了滾降系數(shù)為 1 的升余弦頻譜成形，那么發(fā)送信號的帶寬是（ 4 ） kHz ，此時的頻帶利 用率為 （ 1 ） bit/s/Hz 。 88 ．某模擬基帶信號的頻譜范圍為 0~1kHz 。對其按奈奎斯特速率進行取樣，再經(jīng)過 A 律十三折線編碼，那么編碼后的數(shù)據(jù)速率為（ 16 ） kbit/s 。 f s =2kHz, 一個抽樣值編碼為 8 位碼，所以數(shù)據(jù)速率為 2 × 8=16 kbit/s 89 ．設數(shù)據(jù)序列是速率為 1kbit/s 的獨立等概二進制序列，則對應的雙極性不歸零信號的主瓣帶寬是（ 1 ） kHz 。若將此信號調(diào)制為 QPSK ，則已調(diào)信號的主瓣帶寬為（ 1 ） ；若將此信號調(diào)制為 2DPSK ，則已調(diào)信號的主瓣帶寬為（ 2 ） 。 參考書 P140 ，及習題 7 90 、同步可分為 ------------- 、 ---------------- 、 -------------- 和 ----------------- 。 三、簡答題 1 、部分響應系統(tǒng)的優(yōu)點是什么呢？缺點是什么？（或采用部分響應技術(shù)會得到什么好處？需要付出什么代價？） 答：優(yōu)點：頻帶利用率高，在理論上可達到 2Bd/Hz ；時域衰減快，可以放寬對定時信號相位抖動的要求，系統(tǒng)的頻率特性不是理想矩形，易于實現(xiàn) 缺點：抗噪聲能力比非部分響應系統(tǒng)差。 2 、什么是 2PSK 系統(tǒng)的相位模糊現(xiàn)象？ 答：從 2PSK 信號是提取的載波信號存在兩種可能的相位，即 0 相和π相，解調(diào)結(jié)果與發(fā)端的基帶信號同相或反相，這就是 2PSK 系統(tǒng)的相位模糊現(xiàn)象。 3 、在設計數(shù)字通信接收機輸入端帶通濾波器的頻率特性時，應考慮哪些因素？（至少給出兩個因素并說明它們與頻率特性的關(guān)系） 答：數(shù)字通信接收機輸入端帶通濾波器的帶寬應盡量小，以盡可能多地濾除信道噪聲，提高帶通濾波器輸出信噪比，減小誤碼率；另外整個通信系統(tǒng)的頻率特性應滿足無碼間串擾的要求，而通信系統(tǒng)的頻率特性與接收機輸入端帶通濾波器的頻率特性有關(guān)，所以設計此帶通濾波器時應滿足無碼間串擾的條件下，盡量減小濾波器的帶寬。 4 、如何由白噪聲得到窄帶白噪聲，窄帶白噪聲的功率與其同相分量的功率及正交分量的功率有何關(guān)系： 答：將白噪聲通過窄帶帶通濾波器，就可以得到窄帶白噪聲，窄帶白噪聲的功率與其同相分量的功率以及正交分量的功率是相同的。 5 、定性說明誤碼率與碼間串擾、信噪比、位同步信號相位抖動大小及碼速率之間的關(guān)系。 答：碼間串擾越大，誤碼率越大；信噪比越大，誤碼率越大；位同步信號相位抖動越大，誤碼率越大；碼速率越大，誤碼率越大。 6 、最佳接收機的誤碼率通常小于非最佳接收機的誤碼率，為什么？試加以解釋。 7 、如何評價模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性有可靠性？ 答：模擬通信系統(tǒng)：已調(diào)信號帶寬越小，有效性越好；解調(diào)器輸出信噪比越高，可靠性越好；數(shù)字通信系統(tǒng)：頻帶利用率越高，有效性越好；誤碼率越小，可靠性越好。 8 、 FM 通信系統(tǒng)中采用預加重 / 去加重技術(shù)可達到什么目的？為什么？ 答：其目的是為了提高解調(diào)器的輸出信噪比。因為鑒頻器輸出噪聲功率譜密度與噪聲頻率平方成正比，對此噪聲進行去加重處理可以降低高頻噪聲，從而減小解調(diào)器輸出噪聲功率。預加重器用以增強基帶信號的高頻成分，使去加重器輸出基帶信號不失真，功率不變。 9 、在 2FSK 通信系統(tǒng)中，若 1 碼和 0 碼對應的信號幅度不相同，當無噪聲時，對傳輸信息有影響嗎？為什么？ 答：無影響，因為信息是通過兩個頻率傳輸?shù)?，與信號幅度無關(guān)。 10 、升余弦滾降信號的時域和頻域衰減速度有何特點？ 答：升余弦滾降信號的時域衰減速度快，頻域衰減速度慢。 11 、時域均衡中橫向濾波器的抽頭級數(shù)與什么因素有關(guān)？ 答：抽頭級數(shù)與輸入信號碼間串擾個數(shù)有關(guān)，若有 2N 個碼間串擾值，則抽頭級數(shù)應該為 2N+1 。 12 、什么是廣義平穩(wěn)？什么是狹義平穩(wěn)？它們之間有什么關(guān)系？ 答：廣義平穩(wěn)過程：均值和方差為常數(shù)，自相關(guān)函數(shù)只與時間間隔有關(guān)。狹義平穩(wěn)過程： 1 到 N 等于無窮階概率密度函數(shù)均與時間原點無關(guān)。狹義平穩(wěn)是廣義平穩(wěn)和特例，廣義平穩(wěn)不一定是狹義平穩(wěn)。 13 、數(shù)字基帶信號碼型變換的目的是什么？常用碼型換有哪些？ 答：便于在數(shù)字基帶信道中傳輸和接收判決。 HDB3 、 CMI 、 AMI 等。 14 、簡要敘述匹配濾波器的原理，若匹配濾波器輸入信號頻譜為 s(f) ，信號能量為 E, 高斯噪聲的雙邊功率譜密度為 n 0 /2 ，試給出匹配濾波器的傳輸函數(shù) H （ f ）和輸出最大信噪比。 答：對于特定的濾形的輸入信號，匹配濾波器能在判決時間 t 0 提供最大的輸出信噪比。 H(f)=s*(f)e -j2 π ft 0 ， r 0max =2E/n 0 。 15 、試定性說明相干解調(diào)和非相干解調(diào)在大信噪比和小信噪比時的抗噪聲性能。 答：對小信噪比相干解調(diào)和噪聲性能優(yōu)于非相干解調(diào)，對大信噪比兩者噪聲性能差不多。非相干解調(diào)存在門限效應，而相干解調(diào)沒有。 16 、為什么 PCM 編碼要用對數(shù)量化？ A 律和 u 律 PCM 量化特性為什么要用折線代替對數(shù)特性？ 答：對數(shù)量化可達到“小信號量階小，大信號量階大”的要求，改善小信號時的量化信噪比，擴大對輸入信號的允許動態(tài)范圍。用折線代替對數(shù)特性是為了能用數(shù)字電路來實現(xiàn)。 17 、試畫出 2DPSK 信號差分解調(diào)的原理框圖，和相干解調(diào)相比其噪聲性能哪種方法好，為什么？ 答：相干解調(diào)比差分相干解調(diào)噪聲性能好，因為它的本地載波包含的噪聲小，而后者是用前一碼元的波形來代替本地載波，包含了信道噪聲。 18 、 QPSK 信號是不是恒定包絡調(diào)制信號？試定性說明 QPSK 信號經(jīng)非線性放大器后，產(chǎn)生信號頻譜擴展的原因。 答：不是恒定包絡。當 QPSK 信號出現(xiàn) 180 度相位跳變時，經(jīng)過發(fā)送濾波器后，信號包絡會過零，如果此信號再經(jīng)非線性放大器，原本下降的包絡會被提升，即帶外高頻分量增大，信號頻譜擴展。 19 、試畫出第一類部分響應編碼基帶傳輸系統(tǒng)的原理框圖，如果發(fā)送端的四進制信碼為 000132103231 ，試寫出預編碼器和相關(guān)編碼器輸出的信號序列。 答： b k =a k -b k-1 (mod L) C k =b k +b k-1 ( 算術(shù)加 ) 接收： a k =c k (mod L), L 為進制數(shù) a k :000132103231 b k :000120130210 c k :000132143231 接收 a k :000132103231 20 、 設計數(shù)字通信接收機輸入帶通濾波器頻率特性時應考慮哪些因素？ BPF 的通帶應等于信號的有效頻率范圍，讓信號不受影響地通過，而輸入噪聲功率最小。 21 、簡要敘述數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中傳輸碼的要求（至少三項）？ 22 、什么是奈奎斯特速率？什么是奈奎斯特帶寬？ 答：奈奎斯特速率是能消除碼間串擾的最大碼速率；又稱為等效帶寬。當碼速率等于它的兩倍時無碼間串擾。 23 、數(shù)字信號的最佳接收準則是什么？其物理含義是什么？ 答：使接收的誤碼率最??；在接收判決時的信噪比最大。 24 、通信系統(tǒng)調(diào)制器的作用是什么？何謂線性調(diào)制？何謂非線性調(diào)制？ 答：讓載波的參數(shù)隨調(diào)制信號的變化而變化；已調(diào)波的頻譜是調(diào)制信號的頻譜經(jīng)過平移和濾波而得到的；已調(diào)波的頻譜與調(diào)制信號的頻譜沒有對應關(guān)系。 25 、簡述眼圖如何能反映基帶信號的傳輸質(zhì)量，寫出至少三個衡指標。 P157 26 、簡述隨參信道的特點： 答：信號傳輸延時隨時間而變；對信號的衰減隨時間而變；存在多徑傳輸現(xiàn)象。 27 、窄帶高斯白噪聲中的“窄帶”、“高斯”、“白”的含義各是什么？ 答：窄帶的含義是：頻帶寬度 B 遠小于中心頻率 fc ，中心頻率 fc 遠離零頻；高斯的含義是噪聲的瞬時值服從正態(tài)分布；白的含義是噪聲的功率譜密度在通帶范圍 B 內(nèi)是平坦的為一常數(shù)。 28 、什么是門限效應？ AM 包絡檢波法為什么會產(chǎn)生門限效應？ 答：小信噪比時，解調(diào)輸出信號無法與噪聲分開，有用信號“淹沒”在噪聲之中，這時候輸出信噪比不是按比例地隨輸入信噪比下降，而是急劇惡化，這種現(xiàn)象稱為門限效應。由于包絡檢波法的非線性作用，所以 AM 信號會產(chǎn)生門限效應。 29 、已知消息代碼為 1100000100000000101 ，編出相應的 HDB3 碼，并簡述該碼的特點。 答： +1-1000-10+1000+1-100-1+10-1 ，特點：無直流，且高低頻分量小，具有宏觀檢錯能力，三電平波形，連“ 0 ”數(shù)目不超過 3 個。 30 、簡要非均勻量化原理，與均勻量化相比較，非均勻量化的主要優(yōu)點和缺點。 答：非均勻量化是指量化間隔不相等的量化。信號小時，量化間隔也小，信號大時，量化間隔也大。優(yōu)點：能改善小信號的信噪比，減小編碼位數(shù)和傳輸帶寬。缺點：實現(xiàn)相對復雜些。 31 、試畫出逐次比較型編碼器的原理框圖，并簡要說明該編碼器的工作原理。 32 、什么是最佳基帶系統(tǒng)，理想信道下的最佳基帶系統(tǒng)應滿足哪些條件？ 答：能消除碼間串擾且誤碼率最小的基帶系統(tǒng)稱為最佳基帶系統(tǒng)。 33 、簡述數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，造成誤碼的主要因素和產(chǎn)生原因。 答：碼間串擾和信道噪聲是造成誤碼的兩大因素，碼間串擾是由于基帶傳輸總特性不理想造成的；信道噪聲是一種加性隨機干擾，來源有很多，主要代表是起伏噪聲（如熱噪聲）。這兩類干擾都會對信號的接收判決產(chǎn)生影響。 34 、簡述無碼間串擾的時域和頻域條件。 35 、簡述多進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的特點。 答：特點是可以獲得比二進制數(shù)字調(diào)制更高的頻帶利用率，減小帶寬，但是這些受益的代價是需要增加信號功率和實現(xiàn)的復雜度。 36 、簡述通信系統(tǒng)中采用調(diào)制的目的。 答：把基帶信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號（即實現(xiàn)有效傳輸、配置信道、減小天線尺寸）；實現(xiàn)信道的多路利用，以提高信道利用率；改善系統(tǒng)抗噪聲性能（與制式有關(guān)）。 37 、在脈沖編碼調(diào)制中，與自然二進制相比，選用折疊二進制碼的主要優(yōu)點是什么？ 答：簡化編碼過程；在有誤的情況下，對小信號的影響小。 三、選擇題 1. 下列哪種解調(diào)方式對判決的門限敏感（ A ） A 、相干 2ASK B 、相干 2FSK C 、相干 2PSK D 、差分相干解調(diào) 2. 用窄帶波波器在以下哪種數(shù)字基帶信號（ 1 ， 0 等概）可直接提取同步信號（ B ） P140 A 、單極性碼 B 、單極性歸零碼 C 、雙極性碼 D 、雙極性歸零碼 3. 在相同的碼元傳輸速率下，以下哪種線路碼型頻帶利用率低（ D ） P144 A 、曼徹斯特碼 B 、 HDB3 碼 C 、 AMI 碼 D 、 5B6B 碼 4. 一個隨機信號的功率譜密度為 M( ω ) ，它通過一個理想微分電路后，其功率譜密度為（ C ） 5. 非均勻量化時，量化間隔的大小與（ A ）成正比。 A 、信號的幅度 B 、信號的帶寬 C 、信號的功率 D 、信號的平均幅度 6. 高斯白噪聲通過線性系統(tǒng)，其輸出分布為（ A ） A 、高斯分布 B 、瑞利分布 C 、廣義瑞利分布 D 、均勻分布 7. 頻分復用方式，若從節(jié)約頻帶的角度考慮，最好選擇（ C ）調(diào)制方式 A 、 DSB B 、 VSB C 、 SSB D 、 AM 8. 下面列出的方式當中，（ D ）屬于非線性調(diào)制。 A 、 SSB B 、 DSB C 、 VSB D 、 FM 9. 下面（ C ）情況下，會發(fā)生解調(diào)門限效應。 A 、 SSB 解調(diào) B 、 DSB 同步檢波 C 、 FM 信號的鑒頻解調(diào) D 、 VSB 同步檢測解調(diào) FM 信號的鑒頻解調(diào)為非相干解調(diào) 10. 恒參信道相位畸變，對模擬通信質(zhì)量影響（ B ） A 、很大 B 、不顯著 C 、顯著 D 、不存在 11. 某二進制隨機信號的功率譜密度為： 該信號（ B ） A 、含 fs 諧波分量 B 、不含 fs 諧波分量 C 、不含直流分量 D 、含 2fs 諧波分量 12. 在抗加性高斯白噪聲方面，性能最好的調(diào)制制度是（ C ） A 、 2FSK B 、 2ASK C 、 2PSK D 、 2DPSK 13. 相同傳碼率條件下，下面四種方式中（ C ）的頻帶利用率最低 A 、 2ASK B 、 2PSK C 、 2FSK D 、 2DPSK 14. 設基帶信號 m(t) ，載波頻率為 fc ，則單邊帶下邊帶信號的一般表示式為（ B ） 15. 窄帶噪聲 n(t) 的同相分量和正交分量具有如下性質(zhì)（ A ） A 、都具有低通性質(zhì) B 、都具有帶通性質(zhì) C 、都具有帶阻性質(zhì) D 、都具有高通性質(zhì) 16. 在多路載波電路系統(tǒng)中，采用單邊帶頻分多路方式進行復用，其一個標準的 12 路基群信號的副載波間隔是（ C ） A 、 3.8kHz B 、 4kHz C 、 8kHz D 、 10kHz 17. 在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中，采用 8PSK 調(diào)制方式傳輸，無碼間串擾時能達到的最高頻帶利用率是（ A ） Baud/Hz A 、 1 B 、 2 C 、 3 D 、 4 18. 設加性高斯白噪聲的單邊功率譜密度為 n 0 ，輸入信號的能量為 E ，則匹配濾波器在 t=T 時刻輸出最大信噪比為（ C ）。 A 、 E/2n 0 B 、 E/n 0 C 、 2E/n 0 D 、 4E/n 0 05 級通信原理計算題 四、（ 8 分）已知調(diào)頻信號 調(diào)制器的調(diào)頻靈敏度為 200Hz/V ，試求： 1 ）載頻 f c ;2) 調(diào)頻指數(shù) m f ； 3 ）最大頻偏Δ f ； 4 ）調(diào)制信號 m(t); 解：載波 fc=10 6 π /2 π =5 × 10 5 調(diào)頻指數(shù) m f =8 調(diào)制信號的頻率： f m =1000 π /2 π =500 所以最在頻偏Δ f=m f × f m =8 × 500=4000. 五、（ 12 分） 設基帶傳輸系統(tǒng)的頻率特性如圖所示，若要求以 2/T s （ Bd ） 的速率進行數(shù)據(jù)傳輸，試驗證下圖中各 H( ω ) 是否滿足消除抽樣點上碼間串擾的條件？ 六、（ 10 分）設輸入電話信號抽樣值的歸一化動態(tài)范圍在 -1 至 +1 之間，將此動態(tài)范圍劃分為 4096 個量化單位，即將 1/2048 作為 1 個量化單位，當輸入抽樣值為 +1270 個量化單位時，求 1 ）用逐次比較法編碼將其按照 13 折線 A 律特性編碼的碼組？ 2 ）接收端譯碼輸出等于多少個量化單位？ 3 ）畫出用于電話信號編碼的逐次比較法非均勻編碼器原理方框圖。 七、（ 10 分）設發(fā)送的絕對碼序列為 0110110 ，采用 2DPSK 方式傳輸，已知碼元傳輸速率為 3600B ，載波頻率為 3600Hz ， 1 ）試構(gòu)成一種 2DPSK 信號調(diào)制器原理框圖； 2 ）畫出采用差分相干方式進行解調(diào)的原理框圖和各點的時間波形（要求 0 發(fā)“ 0 ”碼， π發(fā)“ 1 ”碼）。 【 例 6-3 】待傳送二元數(shù)字序列 {a k }=1011010011 ： (1) 試畫出 QPSK 信號波形。假定 f c =R b =1/T s ， 4 種雙比特碼 00 ， 10 ， 11 ， 01 分別用相位偏移 0 ，π /2 ，π， 3 π /2 的振蕩波形表示； 解： (1) QPSK 信號波形如下圖所示。 【 例 6-4 】 已知電話信道可用的信號傳輸頻帶為 600 ～ 3000 Hz ，取載頻為 1800 Hz ， 試說明： (1) 采用α =1 升余弦滾降基帶信號時， QPSK 調(diào)制可以傳輸 2400 bit/s 數(shù)據(jù)； (2) 采用α =0.5 升余弦滾降基帶信號時， 8PSK 調(diào)制可以傳輸 4800 bit/s 數(shù)據(jù)； (3) 畫出 (1) 和 (2) 傳輸系統(tǒng)的頻率特性草圖。 解： (1) 信道帶寬為 B c =(3000-600) Hz=2400 Hz α =1 時 QPSK 系統(tǒng)的頻帶利用率 η b = bps/Hz=1 bps/Hz 數(shù)據(jù)傳輸速率 R b =B c ·η b =2400 × 1 bit/s=2400 bit/s (2) α =0.5 時 8PSK 系統(tǒng)的頻帶利用率 η b = =2 bps/Hz 數(shù)據(jù)傳輸速率 R b =B c ·η b =2400 × 2 bit/s=4800 bit/s (3) (1) 和 (2) 傳輸系統(tǒng)的頻率特性草圖如下圖 (a) 和 (b) 所示。 【 例 7-4 】若對 12 路語音信號 ( 每路信號的最高頻率均為 4 kHz) 進行抽樣和時分復用，將所得脈沖用 PCM 基帶系統(tǒng)傳輸，信號占空比為 1 ： (1) 抽樣后信號按 8 級量化，求 PCM 信號譜零點帶寬及最小信道帶寬； (2) 抽樣后信號按 128 級量化，求 PCM 信號譜零點帶寬及最小信道帶寬。 解： (1) R b =(12 × 8 × log 2 8) kbit/s=288 kbit/s 頻零點帶寬為 B s = =R b =288 kHz 最小信道帶寬為 B c = R b =144 kHz (2) R b =(12 × 8 × log 2 128) kbit/s=672 kbit/s B s = =R b =672 kHz B c = R b =336 kHz 16 、將 -350 △編為 8 位 PCM 碼，并計算發(fā)端和收端量化誤差 . 解： 1 ）① -350 △〈 0 ，故 a 1=0 ② 350 △位于 256 △ ~512 △之間，為第 6 大段，故 a 2 a 3 a 4 =101 ③第 6 大段起始電平為 256 △，段長為 256 △，分為 16 小段，則每一小段長度為 256 △ /16=16 △，（ 350 △ -256 △） /16 △≈ 5.9 ，為第 6 小段 , 故 a 5 a 6 a 7 a 8 =0101 8 位 PCM 碼為 01010101 2 ）發(fā)端量化誤差 =| 樣值電平 | — 碼字電平 =350 △ -{ 大段起始電平 + （ 8a5+4a6+2a7+a8 ）×小段長 } =350 △ -[256+5 × 16 △ ] =350 △ -336 △ =14 △ 收端量化誤差 =| 樣值電平 | — 解碼電平 =| 樣值電平 |- （碼字電平 +0.5 ×小段長） =350 △ -[336 △ +0.5 × 16 △ ] =6 △ 17 、某設備未過載電平的最大值為 4096mv ，有一幅度為 2000mv 的樣值通過 A 律 13 折線逐次對分編碼器，寫出編碼器編碼過程及輸出的 8 位 PCM 碼。 解： 4096mv/2000mv=2048 △ /X, 則 X=1000 △ 1000 △ >0, 則 a1=1 1000 △ >128 △ , 則 a2=1 1000 △ >512 △ , 則 a3=1 1000 △ <1024 △ , 則 a4=0, a2a3a4 為 110, 第 7 大段 , 起始電平為 512 △ , 段落差為 512 △ 1000 △ >512 △ +512 △ /2=768 △ , 則 a5=1 1000 △ >512 △ +512 △ /2+512 △ /4=896 △ , 則 a6=1 1000 △ >512 △ +512 △ /2+512 △ /4+512 △ /8=960 △ , 則 a7=1 1000 △ >512 △ +512 △ /2+512 △ /4+512 △ /8+512 △ /16=992 △ , 則 a8=1 8 位 PCM 碼為 11101111 。