通信原理练习题

通信原理练习题

一、填空题

1.通信系统的性能指标包括系统的 有效性 和 可靠性 。

2.常用的通信方式有频分复用、时分复用、码分复用和空分复用。

3.如果随机过程的均值为常数，自相关函数只与时间延迟常数有关，则称此随机过程为平稳随机过程。

4.在通信系统中同步方式分为同步传输和异步传输。

5. CMI 码编码规则是将信息代码中的“0”码编为“01”，而“1”码交替地编为“11”和“00”。

6．白噪声是功率谱密度在整个频域内都是均匀分布的噪声，其功率谱密度为

2/0n 。

7.通信方式可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信。 8.广义信号按照它包括的功能可以分为调制信道和编码信道。 9.AMI 码全称是交替反转码。

10.如果在无限大时间区间()∞∞-,内信号的能量为有限值，则称该信号为能量信号，能量信号的平均功率S 为0。

11.通信系统中数据的传输方式可以分为并行传输和串行传输。

12.如果在无限大时间区间()∞∞-,内信号的平均功率为有限值，则称该信号为功率信号，功率信号的能量E 为0。

13．当发送信号的电平为A 和－A 时，最佳判决电平为 0 。 14.抽样信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。

15.按信号可以表示为几个变量的函数划分，可以将信号分为一维信号和n 维信号。

16．传输2FSK 信号所需的第一零点带宽=?f s f f f 221+-。（注：载频分别为

),21s f f f 基带信号的频率为和

17.平稳随机过程通过线性系统后的输出仍为平稳随机过程。 18.双相码的编码规则是，0码编为01，1码编为10。 19.按输入信号的不同可以将信道分为数字信道和模拟信道。 20.根据载波的不同可以将调制分为连续波调制和脉冲调制。

21.A律PCM编码中，量化电平数为512，编码位数为 9 。

22.广义信道按组成结构可以分为传输媒质和转换装置。

23.按信号持续的时间可以将信号分为时限信号和非时限信号。

24.当无信号的时候加性噪声是否存在？是。

25. 在SSB、DSB和VSB中，带宽最小的是SSB。

26.在SSB、DSB和VSB中，带宽最大的是DSB。

27.根据输入调制信号的不同可以将调制信号分为模拟调制和数字调制。

28.数字通信系统的有效性用传输速率来衡量。

29.双相码又称曼切斯特码。

30.在整个频率轴上均匀分布的高斯白噪声的功率谱密度为2/

n。

31.按抽样信号顶部特征可以将抽样分为自然抽样和平顶抽样。

32.在2FSK非相干解调系统中误码率随输入信噪比的增大成负指数规律下降。

二、判断题

1.根据载波不同可以将调制分为调幅、调频和调相。（ X ）

2.在相干解调时相干载波必须和调制时载波同频同相。（√）

3.模拟通信系统用输出信噪比来衡量系统可靠性时，信噪比越大，可靠性越好（√）。

4.数字通信系统比模拟通信系统抗干扰能力强。（√）

5.二进制频移键控制能用模拟调制法获得。（ X ）

6.双极性码一定要归零。（ X ）

7.线性系统分析中时域分析和频域分析都满足叠加定理。（√）

8.对300～3400Hz的模拟电话信号的抽样频率规定为8000Hz（√）。

9.在确知系统中无失真传输要求系统响应应与输入信号波形完全相同，幅度也不能衰减。（X）

10.二进制的码元速率和信息速率在数量上是相等的（√）。

11.数字通信系统具有抗干扰能力强的特点。（√）

12.AM调制信号的解调有相干解调和非相干解调两种。（√）。

13.在一定的质量要求下，传输所要求的频带宽度越窄，则有效性越差（ X ）。

14.按信号特征可以将通信分为模拟通信和数字通信。（√）

15.HDB3码中最长的连0码为4个0（ X ）。

16.非周期矩形信号的频谱是一个不连续谱。（ X ）

17.常规调幅信号（AM信号）的包络与调制信号成正比（√）。

18.按调制方式可以将通信系统分为基带传输和频带传输。（√）

19.传号差分码的编码规则是遇1码电平发生跳变（√）。

20.周期矩形信号的频谱是连续谱。（ X ）

21.DSB 信号的频谱可以分为上边带和下边带两个部分。（ √ ） 22.VSB 信号的解调可以采用相干解调和非相干解调两种。（ X ） 23.传号差分码的编码规则是遇1码电平发生跳变（ √ ）。 24.HDB3码中连0串不超过4个。（ √ ） 25.2FSK 是两路2ASK 信号的叠加。（ √ ） 26.HDB3码中连0串可以超过4个。（ X ） 27.相对码是绝对码的模二运算。（ √ ）

28.在二进制通信系统中0、1等概率出现，则传送一波形的信息量为1bit 。（ √ ） 29.双极性码可以不归零。（ √ ） 三、简答题

1.简述无码间串扰的频域条件。 答：

2.部分响应技术的主要优点是什么？

答：1）可达到2Bd/Hz 的理论上最高的频带利用率 ；

2）尾瓣衰减快，从而降低对位定时精度的要求； 3）系统的频率特性并非理想，因而易于实现。

3.简述调制信道具有的主要特点是什么？

答：（1）有一对（或多对）输入端，则必然有一对（或多对）输出端； （2）绝大多数信道是线性的，即满足叠加原理； （3）信号通过信道需要一定的延迟时间； （4）信道对信号有损耗；

（5）即使没有信号输入，在信道的输出端仍可能有一定的功率输出（噪声）。 4.随参信道传输媒质通常具有哪些特点？ 答：（1）对信号的衰耗随时间随机变化； （2）信号传输的时延随时间随机变化； （3）多径传播。

5.通信系统的主要指标是什么？各有何含义？

答：通信系统的主要指标有两个，即有效性和可靠性。有效性是指在给定信道内所传输的信息内容的多少，或者说是传输的“速度”问题，用来衡量系统传输的快慢；可靠性是指接收信息的准确程度，用来衡量系统传输的质量。

S

s s i

T w T T i w H π

π≤=+

∑,)2(

模拟通信系统的有效性可用有效传输频带宽度来度量，其可靠性可用接收端最终输出信噪比（如解调输出信噪比）来度量。

数字通信系统的有效性可用码元传输速率、信息传输速率和频带利用率等指标来度量，其可靠性可用误码率和误比特率来度量。 6.简述利用图解法求解卷积运算的步骤有哪些？

答：（1）变换；（2）反褶；(3）移位；（4）乘积；（5）积分。 7.简要说明在中短波无线电广播系统中，对话音采用常规振幅调制（AM ）的理由。 答：发送端含有直流分量，使得调制后的包络与调制信号成正比，这样在接收端可以采用包络检测法恢复原始信号，电路简单，因此价格便宜，但发射端要求发射的功率提高，这样通过发射端的大功率的代价来换取接收端的设备简单，对用户有利。

8.

简述无码间串扰的时域条件。 答：

9.简述周期信号的频谱具有哪些共性？

答：（1）离散性；（2）谐波性；（3）收敛性。

四、画图及简答题

1.已知二元信息序列为1101000000010010000001，画出它所对应的AMI 码和HDB3码的波形。

2.已知基带信号为1010011，试画出单极性归零码的波形。 解答：画图如下

3.已知基带信号为1010011，试画出双极性不归零码的波形。 解答：画图如下

4.已知数字序列为11100100，设码元速率和载波频率相同，1码初始相位为0，试画出二进制相移键控信号时间波形。

1010011

E +E -0

()0

0s k k h kT h k =?≡=?≠?常数

解答：画图如下

5.已知基带信号为1010011，试画出单极性不归零码的波形。 解答：画图如下

6.已知数字序列为1011001及载波波形如下，试画出二进制振幅键控信号时间波

形。

解答：画图如下

7.试画出模拟方法产生2ASK 信号的模拟框图。 解答：画图如下

8.试画出模拟方法产生

2ASK 信号的模拟框图。 解答：画图如下

1010011E +E -

五、计算题

1.设一数字通信系统传送码元的速率为1200 Baud 。

1) 当码元为二进制时，求该系统的信息速率； 2) 当码元为十六进制时，求该系统的信息速率。 答：

s bit R R M

s b /log 2=s bit /1200log 120022=?= s bit R R M s b /log 2=s bit /4800

log 1200162=?= 2．讨论随机过程()()?ξ+=t A t cos 的平稳性与各态历经性。其中A 和?均为随机

变量，两者统计独立，?是在()π2,0内均匀分布的。 解：因为

()[]()[]()()()()()[]

()0

sin sin cos cos 2sin sin cos cos sin sin cos cos cos 2020=???

?

??

-=-=-=+=??ππθθθθπ?????ξd t d t A E tE tE A E t t E A E t A E t E

()()()[]

()()[]()()[]()()[]{}()()()τθπθττθττθττθτθτξξτπcos 2

2122cos cos 222cos cos 2

22cos cos 2cos cos ,220

222A E d t A E t E A E t E A E t A t A E t t E t t R =

???

???+++=+++=+++=++?+=+=+? 由此可见随机过程()t ξ具有简明的数字特征，其数学期望是常数，自相关函数只与τ有关，所以是宽平稳的。

又因为

()()()()τ

τξξξαcos 2

1lim

1

lim 2

22

22A

dt t t T R dt t T T

T T T

T T =+===??-∞→-

∞→

显然，该过程满足平稳性条件，但不具备各态历经性。

3.设随机过程()t a t a t ωωξcos cos 21+=，其中1a 和2a 是相互独立的两个高斯随机

变量，且均值和方差相同，分别为0和2

σ。试求()t ξ的均值和方差及自相关函

数。

解：由题意可知

()()021==ααE E ，()()

22

22

1σαα==E E

()[]()()0sin cos 21=+=t E t E t E ωαωαξ

()[]()[

](

)

()

()()()

(

)

2

2

2

2

22

22122

122

22122

12sin cos sin 2sin cos sin 2sin cos σωωσωαωααωαωαωααωαξξ=+=++=++==t

t t

E t E E t E t

t t E t E t D

()()()[]

()

()

()

ωτ

σωσωωαωωαξξξcos cos sin sin cos cos ,2122

212

221212121=-=+==t t t t E t t E t t E t t R

4.设某2ASK 系统中二进制码元传输速率为9600波特， 发送“1”符号和 “0”符号的概率相等，接收端分别采用同步检测法和包络检波法对该2ASK 信号进行解调。已知接收端输入信号幅度a=1mV ，信道等效加性高斯白噪声的双边功率谱密度 =4×10-13W/Hz 。 试求:同步检测法解调时系统总的误码率。 解：对于

2ASK 信号，信号功率主要集中在其频谱的主瓣。因此，接收端带通滤波器带宽可取2ASK 信号频谱的主瓣宽度，即 B=2RB=2×9600=19200 Hz

带通滤波器输出噪声平均功率为

σ2n = ×2B=4×10-13×2×19200=1.536×10-8W

信噪比为

因为信噪比r ≈32.55， 所以同步检测法解调时系统总的误码率为

Pe=

20

n 2

1

55.3210072.310110536.1210128

6

8622≈??=???==----n a r σ5

138.841089.255.321416.311421---?=?=≈??

????e e r r erfc r π

5. 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度

Hz W f P n /105.0)(3

-?=，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号)(t m 的频带限制在5kHz ，而载波为100kHz ，已调信号的功率为10kW 。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为10kHz 的一理想带通滤波器滤波，试问： （1）该理想带通滤波器中心频率为多大? （2）解调器输入端的信噪功率比为多少？

解：（1）为了保证信号顺利通过和尽可能地滤除带外噪声，带通滤波器的带宽等于已调信号带宽，即kHz kHz f B H 10522=?==，中心频率为100kHz 。带通滤波器的传输特性为

??

?≤≤=其他常数010595)()(kHz

f kHz K f H

（2） kW S i 10=（已知）

)(101010105.02)(23

3W B f P N n i =????=?=-

输入信噪比 1000

=i i

N S

6.已知信号)180cos()220cos()(t t t f ππ+=，用理想低通滤波器来接收抽样后的信号，试求：

1) 无失真恢复)(t f 情况下的最低抽样频率s f ； 2) 画出理想抽样后的信号频谱图。

902180110

22201

22111==

∴===∴=π

ωπ

ωπ

ω

π

ωf f

据低通信号抽样定理，最低抽样频率s f ＝21f ＝220Hz 。

7.设输入信号抽样值Is=+1270Δ（Δ为一个量化单位， 表示输入信号归一化值的1/2048），采用逐次比较型编码器, 按A 律13折线编成8位码C1C2C3C4C5C6C7C8的取值。 解：编码过程如下

抽样值是+1270?∴C1=1

又 Is>Iw=128?

∴C2=1

又 Is>Iw=512?

∴C3=1

又 Is>Iw=1024?

∴C4=1

又 Is

∴C5=0

又 Is

∴C6=0

又 Is>Iw=1024+2?64=1152?

∴C7=1

又 Is>Iw=1024+3?64=1216?

∴C8=1

∴对于模拟抽样值+1270?，编码的PCM码组为 1 111 0011。

8.设码组的8位PCM编码为11100100，求该，码组对应的量化电平是多少？。解：有题目可知

极性码C1=1，则样值为正极性；

段落码C2C3C4=110，则落在第7段，由各段落长短及起始电平表可知，该段起始电平为512Δ，小段量化间隔为32Δ；

段内码C5C6C7C8=0100，由段内码的确定表可知，落在序号为4的小段内，该小段内起始电平为32Δ?4=128Δ；

∴量化电平为512Δ+128Δ+32Δ÷2=+656Δ。

9.已知二进制信号在3分钟内共传送了72000个码元，问码元速率和信息速率各为多少？

解：

码元速率为

信息速率为

72000

400() 360

B

R Bd ==

′

400(/)

b

R bit s

=