通信原理期末复习题答案复习资料.docx
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通信原理期末复习题答案复习资料
一、填空题
1.信源编码的两大任务为__提高信息传输效率_和__完成A/D转换__。
2.为使基带脉冲传输获得足够小的误码率，必须最大限度地减小码间干扰和随机噪声干扰的影响。
3.对于点对点之间的通信，按信息传送的方向和时间关系，通信方式可以分为__单工通信__,__半双工通信__和__全双工通信___
4.在香农公式中，一个连续信道的信道容量受“三要素”限制，这三要素是__带宽__,___信号功率__,___噪声功率谱密度__
5.离散信道又称编码信道，其模型可用转移概率来表示，而连续信道的信道模型用时变网路来表示。
6.滚降系数是Δf超出奈奎斯特带宽扩展量与fN奈奎斯特带宽的比值。
7.最常见多路复用方法有__频分__、___码分__和___时分__。
8.非均匀量化方法之一是采用压缩扩张技术，其压缩形式均为__对数压缩__形式，实际方法A律为__13折线__，μ律为__15折线__。
9．衡量数字通信系统性能指标是传输速率（有效性）和__差错率（可靠性）_两项指标。
10．八进制数字信号信息传输速率为600b/s，其码元速率为__200b/s__，若传送1小时后，接收到12个错误码元，其误码率为1.67*10^-5。
12．在香农公式中，一个连续信道的信道容量受“三要素”限制，这三要素是_带宽_,__信号功率_,_噪声功率谱密度_。
13．一个均值为零的平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从__瑞利分布__，相位一维分布服从__均匀分布__。
14．最常见的二进制数字调制方式有2ASK（二进制振幅键控）、_2FSK（二进制频移键控）_和_2PSK（二进制相移键控）_。
15．模拟信号转变为数字信号需要经过以下三个过程：
__采样_、__量化__和___编码__。
16．PCM30/32制式中一复帧包含有__16__帧，而每一帧又包含有__32__个路时隙，每一路时隙包含有__8__个位时隙。
17．码组（0011010）的码重为____3___，与码组（0100100）之间的码距为____5___。
18.在数字通信系统中，其重要的质量指标“有效性”和“可靠性”分别对应_传输速率_和_差错率_。
19.为使基带脉冲传输获得足够小的误码率，必须最大限度地减小码间干扰和随机噪声干扰的影响。
20.若八进制信号以20000B速率传送，则10秒钟传输的信息量为__600kbit__，若误码率为10-6，则100秒钟的错码数为____2___。
21.已知（5，1）重复码，它的两个码组分别为00000和11111，若同时用于检错和纠错，能纠正____1____位错码，能检出____3____位错码。
22在数字系统中，以减少码元数目为目的的编码被称为___信源编码__，而通过增加冗余位来提高传输可靠性的编码被称为___信道编码__。
23.在香农公式中，一个连续信道的信道容量受“三要素”限制，这三要素是__带宽__,__信号功率__,___噪声功率谱密度___
24.时分多路通信中，为保证正常通信，要求收、发端时钟频率____相同___，各数字信号的位、路、帧、复帧要绝对___同步___。
25.最常见多路复用方法有__频分复用（FDMA）_、__码分复用（CDMA）_和__时分复用（TDMA）_。
26.高斯白噪声是指噪声的概率密度服从____高斯____分布，功率谱密度服从___均匀___分布。
27．同步包括___载波__同步，___码元__同步，___群__同步和___网___同步。
28．已知二进制代码为11000010100000000101，其相应的AMI码为___+1-10000+10-100000000+10-1___。
29．导致数字系统误码的可能原因有___码间干扰___、___随机噪声干扰__和___传播衰落__。
30．在AM、ΔM、FM、PSK、MSK、DPSK、SSB等信号中能直接在数字基带系统中传输的有_____ΔM______，能直接在数字频带系统中传输的有_____PSK、MSK、DPSK______。
31．已知四个码字：
A1=00000000，A2=00001111，A3=11110000，A4=11111111，d0=______4_____。
若同时用于纠检错，可检出_____2______错码，纠正______1_____错码。
32．信道编码是抗干扰编码，它使得__误码率__下降，信源编码减少多余度编码，它使得__信息传输效率__提高。
33．设有四个信息A、B、C、D分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均住处量H=____1.75____。
34．香农公式为____C=B*log₂（1+S/N）_____。
35、按传输媒介，通信系统可分为有线通信、无线通信。
36、无码间串扰条件是
或
。
p148
37、理想白噪声的功率谱密度
，而自相关函数
。
38、巳知二进制信息码的一段为1011011100110001，设起始参考码元为0，用相邻码元的极性变化表示“1”码，而极性不变表示“0”，则相应的差分码为01101101000100001。
39、已知HDB3码为-1000-1+1000+l-l+l-100-1+l，原信息代码为100011000lll1001l。
40、在码元速率相同条件下，m进制数字调制系统的信息速率是二进制的
倍。
二、选择题
1.散弹噪声、热噪声和宇宙噪声都属于：
C
A．电路噪声 B.自然噪声 C.起伏噪声 D.窄带噪声
2.为了解决连0码而无法提取位同步信号的问题，人们设计了C
A．AMI码 B.多进值码 C.HDB3码 D.差分码
4.已知码元速率为200波特，这里假设2FSK两功率谱主瓣刚好互不重叠。
则2FSK的带宽为：
C
A．200Hz B.400Hz C.800Hz D.1600Hz
5．理想白噪声的单边功率谱密度可以表示为：
D
A．
B.门函数 C.冲击函数 D.常数
6．根据纠错码各码组码元与信息元之间的函数关系来分，纠错码组可以分为：
A
A．线性和非线性码 B.分组和卷积码 C.系统和非系统码 d、二进制和多进制码
7．假设分组码的最小码距为5则它能检测误码的位数至少为：
C
A．2 B.3 C.4 D.5
8．根据山农公式可知为了使信道容量趋于无穷大，不可以采取下列措施：
D
A．噪声功率为零 B.噪声功率谱密度始终为零 C.信号发射功率为无穷大 D.系统带宽为无穷大
9．设一数字传输系统传送8进制码元，码元的传输速率为1200B，此时该系统的信息传输速率为：
C
A．1200bit/sB.4800bit/sC.3600bit/sD.9600bit/s
10．设数字信号的码元传输速率为R，则基带系统的奈奎斯特带宽等于B
A．R（Hz）B.R/2（Hz）C.2R（Hz）D.4R（Hz）
11．对2ASK、2FSK、2PSK三个系统的性能指标进行比较，其中有效性最差的是系统，可靠性最好的是系统。
B
A．2ASK，2FSKB.2FSK，2PSK
C.2ASK，2PSKD.2PSK，2FSK
12．A律13折编码，其斜率为________。
A
A．16、16、8、4、2、1、1/2、1/4B.8、4、2、1
C.1、2、4、8、16、32、64D.以上都不是
13．对于A律13折线PCM编码器而言，7位非线性编码与11位线性编码等效的条件是保证C区间量化间隔相同。
A．大信号B.大部分信号C.小信号D.全部信号
14．在部分相应系统中，采用预编码和相关编码目的之一是。
A
A．避免误码传播现象B.引入受控的码间干扰
C.减少抽判时CK的电平数目D.无码间干扰
15．用HDB3码取代AMI码的目的是：
A
A.解决定时问题B.消除直流分量C.滤除噪声D.提高抗噪声性能
16．下面给出的码组中是7中取3恒比码的是A
A.0100110B.0000101C.0001111D.1010101
17．对于A律13折线PCM编码器而言，7位非线性编码与11位线性编码等效的条件是
保证C区间量化间隔相同。
A.大信号B.大部分信号C.小信号D.全部信号
18．将二进码转换成HDB3码，当两个取代节之间原始传号码的个数为偶数时，后边取代节用_____D_____。
A.-B00-VB.+B00+VC.000VD.不能确定
19．根据抽样定理，如果要对频带限制在fm以下的连续信号进行抽样，
则抽样频率fs必须满足：
A
A.fs≥2fmB.fs≥3fmC.fs≤2fmD.fs≤3fm
20．设一个数字传输系统传送16进制码元，码元的传输速率为1200B，此时该系统的信息传输速率为：
B
A.1200bit/sB.4800bit/sC.3600bit/sD.9600bit/s
21．假设分组码的最小码距为5则它能检测误码的位数至少为：
C
A．2 B.3 C.4 D.5
22．以下差错控制方式中，哪一种不属于检错重发：
D
A．停发等候重发 B.返回重发C.选择重发D.前向纠错
23．设数字信号的码元传输速率为R，则基带系统的奈奎斯特带宽等于B
A．R（Hz）B.R/2（Hz）C.2R（Hz）D.4R（Hz）
24．某二元码序列传信率为2400b/s,若改用八元码序列传送消息，则码元传输速率为_B__。
A．1200BB.800BC.600BD.300B
25．在部分相应系统中，采用预编码和相关编码目的之一是A。
A．避免误码传播现象B.引入受控的码间干扰
C.减少抽判时CK的电平数目D.无码间干扰
三、简答题
1．什么是误码率，什么是误信率，它们之间关系如何？
所谓误码率，是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切起的说， 误码率即是码元在传输系统中被传错的概率。
所谓误信率，又称误比特率，是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例，或者更确切地说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
二者之间的关系：
它们都是表示差错率的。
2．信号量化的目的是什么？
因为模拟信号是时间和幅度都连续变化的，而数字信号时间和幅度都是离散的，为了将模拟信号转化为数字信号，需要对其进行幅度上的量化。
3．简要回答均匀量化与非均匀量化的特点。
均匀量化特点，在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，最大量化误差均为半个量化级，因而小信号时量化信噪比太小，不能满足要求。
非均匀量化特点：
量化级大小随信号大小而变，信号幅度小时量化级小，量化误差也小；信号幅度大时量化级大，量化误差也大，因此增大了小信号的量化信噪比。
4.简要说明数字通信较之模拟通信的优缺点
模拟通信，技术很成熟，就是将模拟信号与载波进行调制，使其带有一定载波特性，又不失模拟信号的独特性，接受端通过低通滤波器，还原初始模拟信号。
而数字信号，首先进行采样，对于采样幅值进行编码（0，1编码），然后进行调制，相移键控等。
接受端还原即可。
区别在于，由于数字通信其传输数字抽样信号，在接受端可以得到还原，所以信号传输率高。
而模拟信号，是对于信号的直接调制，与载波相乘，当传输途中有干扰时，对于系统的冲击，是不可修复的，所以造成失桢。
相对而言，数字通信优于模拟通信。
5.衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？
用传输速率和频带利用率来衡量有效性。
传输速率包括码元传输速率和信息传输速率。
前者是单位时间传送码元的数目；后者是单位时间传递平均信息量。
频带利用率定义为每赫兹内的传输速率。
用差错率来衡量可靠性。
6.何谓严平稳，何谓宽平稳，它们之间的关系如何？
若一个随机过程（t）的任意有限维分布函数与时间起点无关，则称该随机过程是在严格意义下的平稳随机过程，简称严平稳随机过程。
若一个随机过程（t）的均值与t无关，为常数a，自相关函数只与时间间隔有关，则把同时满足上述两个条件的过程定义为广义平稳随机过程。
严平稳随机过程必定是广义平稳的，反之不一定成立。
7.什么是码间串扰，怎样产生的，对通信质量有什么影响
码间串扰是由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。
码间串扰严重时，会造成错误判决。
8.什么是部分响应波形，什么是部分响应系统
有控制的在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值，同时又可以降低对定时精度的要求，通常把这种波形称为部分响应波形。
利用部分响应波形进行的基带传输系统称为部分响应系统。
9.在通信原理中采用差错控制的目的是什么？
由于数字信号在传输过程中受到加性干扰的影响，使信号码元波形变坏，故传输到接收端后可能发生错误判决。
因此需要差错控制来解决加性干扰的影响。
10.说明码率、码重何码距的概念
码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数，一般我们用的单位是kbps即千位每秒。
码重W就是码字中所含码元“1”的数目.两个码组对应位上数字的不同位的个数称为码组的距离，简称码距，又称海明（Hamming）距离。
11．简述HDB3码的优点与缺点。
优点：
由HDB3码确定的基带信号无直流分量，且只有很小的低频分量；HDB3中连0串的数目至多为3个，易于提取定时信号,译码较简单。
缺点：
编码规则复杂
12.简要回答香农公式的在通信系统中的重要意义？
香农公式是在一定的信号带宽限制下，在一定的信噪比之下的数据最大传输速率。
揭示了信道对数据传输率的限制
13.什么是移频键控？
2FSK信号的波形有什么特点。
称数字频率控制，是数字通信中使用较早的一种调制方式，基本原理是利用载波的频率变化来传递数字信息。
2FSK是用数字基带信号控制载波的频率变化，0符号对应于载频ω1，1符号对应于载频ω2，而且ω1和ω2之间的改变是瞬间完成的
四、画图题
1.已知信息代码为1100000110000101，试确定相应的AMI码及HDB3码，并分别画出它们的波形。
大题第一题的AMI码：
1-1000001-1000010-1HDB3码：
1-1B00V-11000V10-1
当为1VB的时候是高电平-1的时候为低电平0的时候就是平的
2．设发送数字信号信息为011011100010，试分别画出OOK,2FSK，2PSK，2DPSK信号波形示意图。
3、采用2DPSK方式传送等概出现的二进制数字信息,已知码元传输速率为1200Band,载波频率为2400HZ
（1）以发送信息110010110为例,画出任意一种适合的2DPSK的波形
（2）提供合适的调制器和解调器原理框图。
类似题
2
五、综合题
五、综合题
1．某信息源的符号由A，B，C，D分别以概率1/4，1/8，1/8，1/2传送，每一消息的出理是相互独立的，试计算其平均信息量。
2．已知某2ASK系统的码元传输速率为103Band，所用的载波信号为
。
1）设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK信号波形示意图；（8分）
2）求2ASK信号的带宽。
3．某抽样值为-624Δ，按A律13折线编8位码，写出极性码、段落码和段内电平码的编码过程。
第一次比较：
Is=-624Δ<0，说明信号为负，故a1=“0”；
第二次比较：
Iw1=128Δ,|Is|=624Δ>Iw1,故a2=“1”；
第三次比较：
Iw2=512Δ,|Is|=624Δ>Iw2,故a3=“1”；
第四次比较：
Iw3=1024Δ,|Is|=624Δ第五次比较：
Iw4=512Δ+8*32Δ=768Δ,|Is|=624Δ第六次比较：
Iw5=512Δ+4*32Δ=640Δ,|Is|=624Δ第七次比较：
Iw6=512Δ+2*32Δ=576Δ,|Is|=624Δ>Iw6,故a7=“1”；
第八次比较：
Iw7=512Δ+3*32Δ=608Δ,|Is|=624Δ>Iw7,故a8=“1”；
所以，所编8位码为：
01100011
4.已知码集合中有8个码组为（000000）、（001110）、（010101）、（011011）、（100011）、（101101）、（110110）、（111000），求该码组的最小码距。
若该码集合用于检错，能检出几位错码？
若用于纠错，能纠正几位错码？
若同时用于检错与纠错，问各能纠、检几位错码。
5、已知（7,4）循环码的生成多项式为g（x）=x3+x2+1
1、试用除法电路实现该（7,4）循环码的编码电路;
2、试求该（7,4）循环码的典型G,H阵;
3、若输入信号码组为0011,求编码后的系统码码组。
6采用13折线A律编码器电路，设接收端收到的码组为“01010011”，最小量化单位为1个单位，并已知段内码为折叠二进码。
1）．问本地译码器输出为多少个单位。
2）．写出七位码对应11位线性码。
7．若采用OOK方式传送二进制数字信息，已知码元传输速率
，接收端解调器输入信号的振幅
，信道加性噪声为高斯白噪声，且单边功率谱密度
。
试求：
（10分）
1）非相关接收时，系统的误码率；
2）相关接收时，系统的误码率。
8、数字基带传输系统的传输特性H（ω）如下图，
1）．当传输速率分别为fb=2w、fb=3w时，画图分析在抽样点上是否有码间串扰？
2）．系统无码间串扰的最大传输速率fbmax=？
通信原理复习资料
一、基本概念
第一章
1、模拟通信系统模型
模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统
2、数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统
3、数字通信的特点
优点：
（1）抗干扰能力强，且噪声不积累
（2）传输差错可控
（3）便于处理、变换、存储
（4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输
（5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻
（6）易于加密处理，且保密性好
缺点：
（1）需要较大的传输带宽
（2）对同步要求高
4、通信系统的分类
（1）按通信业务分类：
电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统
（2）按调制方式分类：
基带传输系统和带通（调制）传输系统
（3）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1
（4）按信号特征分类：
模拟通信系统和数字通信系统
（5）按传输媒介分类：
有线通信系统和无线通信系统
（6）按工作波段分类：
长波通信、中波通信、短波通信
（7）按信号复用方式分类：
频分复用、时分复用、码分复用
5、通信系统的主要性能指标：
有效性和可靠性
有效性：
指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。
可靠性：
指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。
（1）模拟通信系统：
有效性：
可用有效传输频带来度量。
可靠性：
可用接收端最终输出信噪比来度量。
（2）数字通信系统：
有效性：
用传输速率和频带利用率来衡量。
可靠性：
常用误码率和误信率表示。
码元传输速率RB：
定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud）
信息传输速率Rb：
定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒
6、通信的目的：
传递消息中所包含的信息
7、通信方式可分为：
单工、半双工和全双工通信
8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。
一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时，信息源的熵有最大值。
第二章
1、确知信号：
是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。
2、确知信号的类型
（1）按照周期性区分：
周期信号和非周期信号
（2）按照能量区分：
能量信号和功率信号：
特点：
能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于∞
3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。
4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。
5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。
能量信号的自相关函数R（0）等于信号的能量；功率信号的自相关函数R（0）等于信号的平均功率。
第三章
1、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。
2、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：
①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。
3、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。
4、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。
5、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：
正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布；当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。
6、窄带随机过程：
若随机过程ξ（t）的谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频带范围∆f内，即满足∆f<第四章
1、信道分类：
（1）无线信道－电磁波（含光波）
（2）有线信道－电线、光纤
2、无线信道（电磁波）的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。
3、有线信道主要有明线、对称电缆和同轴电缆三种。
4、信道模型的分类：
调制信道和编码信道。
5、调制信道数学模型
－信道输入端信号电压；
－信道输出端的信号电压；
－噪声电压
－调制信道数学模型
◆因k（t）随t变化，故信道称为时变信道。
◆因k（t）与ei（t）相乘，故称其为乘性干扰。
◆因k（t）作随机变化，故又称信道为随参信道。
◆若k（t）变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。
◆乘性干扰特点：
当没有信号时，没有乘性干扰。
6、调制信道分类：
随参信道和恒参信道。
随参信道：
特性随机变化得信道称为随机参量信道，简称随参信道。
恒参信道：
信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小。
称为恒定参量信道，简称恒参信道。
7、编码信道的输入和输出信号是数字序列，编码信道对信号的影响是使传输的数字序列发生变化，即序列中的数字发生错误。
用错误概率来描述编码信道的特性。
8、编码信道中产生错码的原因以及转移概率的大小主要是由于调制信道不理想造成的。
9、恒参信道的主要传输特性通常用振幅～频率特性和相位～频率特性来描述。
10、码间串扰：
在传输数字信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成码间串扰。
11、频率失真：
指由于信道的振幅——频率特性不理想，则信号发生的失真称为频率失真。
12、相位失真：
指由于信道的相位特性不理想使信号产生
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