2022年通信原理各章重要知识常考知识总结通信原理习题及详细答案 .docx

精品_精品资料_第一部通信原理部分习题答案第 1 章 绪论1 1 设英文字母 E 显现的概率为0.105 ,x 显现的概率为 0.002.试求 E 及 x 的信息量.解：英文字母 E 的信息量为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I E英文字母 x 的信息量为log 210.105=3.25bit可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I xlog 210.002=8.97bit可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1 2某信息源的符号集由A 、B、C、D 和 E 组成, 设每一符号独立显现, 其显现概率分别为1/4、l/8 、l/8/ 、3/16 和 5/16.试求该信息源符号的平均信息量.解：平均信息量,即信息源的熵为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_nHP xi log 2 i 1P xi =11log 24411log 28811log 28833log 2161655log 21616可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_=2.23bit/ 符号1 3 设有四个消息 A 、BC 、D 分别以概率 1/4、1/8、1/8 和 l/2 传送,每一消息的显现是相互独立的, 试运算其平均信息量.解：平均信息量1 log121 log121 log121 log1244888822n可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_HP xi log 2 i 1P xi =可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_=1.75bit/ 符号1 4一个由字母 A 、B、 C、 D 组成的字.对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00 代替 A ,01代替 B , 10 代替 C, 11 代替 D,每个脉冲宽度为5ms.(1) 不同的字母是等可能显现时,试运算传输的平均信息速率.(2) 如每个字母显现的可能性分别为PA=l/5 , PB=1/4 , PC=1/4 ,PD=3/10试运算传输的平均信息速率.解： 1不同的字母是等可能显现,即显现概率均为1 4.每个字母的平均信息量为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_nHP xii 1 log 2P xi =41 log421 =2 bit/ 符号4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于每个脉冲宽度为5ms,所以每个字母所占用的时间为2×5× 10-3=10 -2 s每秒传送符号数为100 符号秒2平均信息量为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_nHP xi log 2 i 1P xi =11log 25511log 24411log 2443 log3 =1.985 bit/ 符号102 10可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_平均信息速率为198.5 比特 /秒1 5 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母,划用连续3 单位的电流脉冲表示,点用连续1 个单位的电流脉冲表示.且划显现的概率是点显现概率的l/3 .(1) 运算点和划的信息量. 2运算点和划的平均信息量.解： 1由于划显现的概率是点显现概率的1/3,所以,点显现的概率为P1=3/4 , 划显现的概率为 P2 l/4 .故,点的信息量为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_划的信息量为I 1log 23 =0.415bit4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I 1(2) 平均信息量log 21 =2bit4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_31H=0.415 +2 =0.81bit/ 符号441 6 设一信息源的输出由128 个不同符号组成, 其中 16 个符号显现的概率为l/32 ,其余 112 个显现概率为 1/224.信息源每秒发出1000 个符号,且每个符号彼此独立.试运算该信息源的平均信息速率.解：平均信息量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_H=161132 log 2 321121224log 21=6.405bit/ 符号224可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_平均信息速率第 2 章 随机信号分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第 3 章 信道可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第 4 章 模拟调制系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第 5 章 数字基带传输系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第 6 章 正弦载波数字调制系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第 7 章 模拟信号的数字化传输可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第 8 章 模拟信号的数字化传输第 9 章 差错掌握编码可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_其次部 各章重要学问总计及常考点第一章绪论一、填空题1、（通信）是传递与交换信息的过程.2、（通信系统）是为完成通信任务所需的一切技术设备和传输媒质所构成的总体.3、通信系统由（信源） 、发送设备、信道、接收设备、 （收信者）五部分组成,其中（信源）的作用是将消息转换成相应的电信号.（发送设备） 是对原始电信号进行各种处理和变换,使它变换成适合于信道中传输的形式.4、（模拟信号）参量的取值是连续的或取无穷多个值的,且（直接）与 消息相对应的信号, （数字信号）参量只能取有限个值,并且经常（不直接）与消息相对应的信号.5、模拟信号（不肯定）在时间上也连续.数字信号（不肯定）在时间上也离散.6、某离散消息所含的信息量为（）信息量的单位与底可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_a 有关当（ a=2）时,信息量的单位为比特,对数以（e）为底时,信息量的单位为奈特.7、对于等概率的二进制波形,其每个符号所包含的信息量为（1b）.8、码元速率与数字信号进制没有关系,只与（码元长度）有关.9、对于一个 M 进制数字信号,码元速率Rs 和信息速率 Rb 之间的关系为（Rb Rs log 2 M）对于二进制数字信号Rs=Rb,有时称他们为数码率.二、问答题 问题 1语音信号为模拟信号, 所以传输语音信号的系统肯定是模拟通信系统,此说法正确吗？为何？答：不对.由于语音信号可以转换为数字信号,然后通过数字通信系统进行传输. 问题 2数字电话与模拟电话有什么区分？答：区分在于数字电话是数字通信系统,语音信号在信道中已经转换为数字信号.而模拟电话是模拟通信系统,语音信号在信道中仍旧为模拟信号.三、应用题1、 某消息用十六元码序列传送时,码元速率是300 baud,问：其信息速率为多少？如改用二元码序列传送该消息,试求信息速率为多少？2、设有 4 种消息符号,其显现概率分别是1/4,1/8,1/8和 1/2 .各消息符号显现是相对独立的,求该符号集的平均信息量.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、一个离散信号源每毫秒发出4 种符号中的一个, 各相互独立符号显现的概率分别为 0.4, 0.3 ,0.2,0.1 .求该信号源的平均信息量与信息速率.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一、填空题其次章可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1、时域内能量信号的总能量等于 （频域内各个频域重量能量的连续） 和.周期信号的总的平均功率等于（各个频域重量功率的总和） .2、功率谱只与功率信号频谱的（模值）有关,而与其（相位）无关.3、（数学期望）反映了随机变量取值的集中位置（均值）.（方差）反映了随机变量的集中程度.4、功率谱密度在整个频域内都是匀称分布的噪声称之为 白噪声 .二、问答1、平稳随机过程的功率谱密度和自相关函数之间的关系.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答：确定信号的自相关函数R 与其功率谱P之间有确定的傅可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_立叶变换关系, 平稳随机过程 X t 的自相关函数与其功率谱之间也互为傅立叶变换关系,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P R e jdR 1P ejdXX22、平稳随机过程的自相关函数的性质？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答：（ 1）R0 为 X t 的平均功率：R0E X 2 t s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 2） R 为偶函数：R R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 3） R0 为 R 的上界：R R0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 4）R 为 X t 的直流功率：RE 2 X t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 5） R0=R 为 X t 的沟通功率（方差） ： R0R2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、什么是窄带高斯噪声？它在波形上有什么特点.它的包络和相位各听从什么概率分布？答：窄带高斯白噪声 : 如一个高斯噪声满意窄带的假设, 即其频谱均被限制在“载波”或某中心频率邻近一个窄的频带上, 且这个中心频率离开零频率又相当远就称之为窄带高斯噪声. 窄带高斯噪声在波形上的特点: 像一个包络和相位都缓慢变化的正弦波. 其包络的一维分布听从瑞利分布其相位的一维分布听从匀称分布.4、什么是随机过程的协方差函数和自相关函数？它们之间有什么关系？ 它们反映了随机过程的什么性质？答： 随机过程的协方差函数随机过程的自相关函数自相关函数和协方差函数之间的关系可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_它们反映了同一随机过程不同时刻的相关程度5、什么是能量信号？什么是功率信号？能量信号和功率信号与周期信号和非周期信号有什么关系？答:能量有限的信号称为能量信号,功率有限的信号是功率信号.周期信号肯定是功率信号,能量信号肯定是非周期信号.三、应用题1、黑白电视图像每帧含有 300000个图像, 每个像素有 16个等概率显现的亮度等级,要求每秒传输 30帧图像.假如要求信噪比为 40db,运算传输该黑白图像所要求的最小信道宽带.2、设n（ t ）是双边功率谱密度为 n/2 的白噪声,它作用在一个 RC低通滤波器上,如下列图,求滤波器输出噪声的功率谱密度和自相关函数.、3、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第三章模拟线性调制可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一,填空题1. 幅度调制有常规调幅、 双边带调制、 单边带调制以及残留边带调制.2. 幅度调制中,常规调幅,抑制载波双边带调幅的时域表达式分别为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_sAM tA0ft cosctc sDSB t f tcosct ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 常规调幅中,依据调幅指数的不同,可以分为正常调幅,满调幅,过调幅三种.4. 常规调幅,调制效率的表达式为m1 A 222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2AM212AmAM2222AA2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A0Am0mAM2最大调制效率为1/3 ,抑制载波双边带调幅的效率为15. 形成 SSB信号的两种方法是滤波法、相移法6. 解调的常用方法为相干解调,包络检波.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7. 设高斯白噪声双边功率谱密度为就有：n0 / 2 , BPF特性抱负,单边带宽为B,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二运算题n02 BNi2n 0B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 已知一个 AM广播电台输出功率是 50 kW,采纳单频余弦信号进行调制,调幅指数为 0.707 .(1) 试运算调制效率和载波功率.(2) 假如天线用 50的电阻负载表示,求载波信号的峰值幅度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_32. 对双边带信号和单边带进行相干解调,接收信号功率为2 mW,噪声可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_双边功率谱密度为号.210W/Hz ,调制信号是最高频率为4 kHz的低通信可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 比较解调器输入信噪比.(2) 比较解调器输出信噪比.3, 用单边带方式传输模拟电话信号.设载频为 15MHz,电话信号的频带为300Hz3400Hz,滤波器归一化值不低于1/1000, 设计滤波器的方案可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一. 填空题第四章模拟角调制可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 对任意正弦信号,如有： ct Acost ,就称之为调角信号.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 倍频的目的是提高 调频指数 ,其作用是使输出信号的频率为输入信可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_号频率的某一给定倍数.3. 产生调频信号的方法有（直接调频法）和（倍频法）.4. 调频信号的解调有 相干 与 非相干 解调两种方法二问答题1. 窄带调频和常规调幅的的主要异同点？相像之处：在 +（） Wc处由载波重量,在 +-Wc 两侧有环围着载频的两个边带.它们的带宽相同,都是调制信号最高频率的两倍.区分：2. 包络检波的定义.解调过程是先由微分器将调频信号转换为调幅调频信号,再由包络检波器提取其包络.三应用题1. 已知受 1KHz正弦信号的调制的角调制信号为St=100cosWcT+25cosWmT(1) 如为调频波,当Wm增为 5 倍时,求调频指数及带宽.(2) 如为调相波,当Wm减为 1/5 倍时,求调频指数及带宽.2 已知调频信号是8MHz的单频余弦信号, 如要求输出信噪比 40dB,试比较调制效率为 1/3 的常规调幅系统和调频指数为5 的调频系统的带宽和发射功率.设信道噪声的单边功率谱密度为n=5×10 W/Hz ,信道损耗 为 60dB.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一填空题第五章 模拟信号的波形编码可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. PCM 过程主要由（抽样） 、（量化）和（编码）三个步骤组成.2. 只要采样频率 fs 大于或等于被采样信号最高频率fH 的（两倍）,就可由采样信号不失真的仍原被采样信号.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 设带通信号有,N为不超过 的最大正整数,如要用带通滤波器不失真的复原被采样信号,就要满意（）条件 .二简答题1, .对电话信号进行非匀称量化有什么优点？在非匀称量化时,采纳压缩和扩张可以提高小信号的信噪比,从而相当于扩大了输入信号的动态范畴.2. 试述 A 律 PCM编码规章.第 1 位码 M1为极性码, 1 代表正极性码, 0 代表负极性码.第 2 至 4 位码 M2M3M为4 段落电平码, 表示信号肯定值处在哪个段落,3 位码共可以表示8 个段落,代表了 8 个段落的起始电平值.第 5 至 8 位码 M5M6M7M表8 示任一段落内的 16 个量化电平值.3. 试述时分复用的优点.在一条信道上同时传送的如干个基带信号,它们具有相同的抽样频率, 但抽样脉冲在时间上交替显现.各路信号占据不同的时隙,称为时分复用.与频分复用相比,时分复用是多路信号占用相同的频率资源,而频分复用就是每路信号各自占用不同的频率资源.三应用题1. 已知某信号 mt 的频谱 M 如下列图.将它通过传输函数为 H1的滤波器后再进行抱负抽样.（ 1）抽样速率应为多少？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 2）如抽样速率 =3,试画出抽样信号的频谱.（ 3）接收端的接收网络应具有怎样的传输函数,才能由 不失真的复原mt.2. 设输入为,按 A 律 13 折编码,求编码码组 C,解码输出和量化误差 .3. 模拟信号的最高频率 4000Hz,以奈奎斯特频率抽样并进行PCM编码.编码信号的波形为矩形,占空比为1.（1） ）按 A 律 13 折编码,运算 PCM信号的第一零点带宽.（2） ）设量化电平数L=128,运算 PCM信号的第一零点带宽.4 有 3路信号 进行 时 分复 用 , 这 3 路 信 号的最 高频 率 分别 是2kHz,2kHz,4kHz, 信号的量化级都是 256.在满意抽样定理所规定的抽样频率下,试求码元传输速率是多少？.第六章 数字信号的基带传输一、填空题1、数字基带信号是数字信号的（电脉冲）表示.其产生过程可分为（码型编码）和（波形成形）两步.2、在数字基带信号St 的功率谱密度中, （连续谱）总是存在的, （离散谱）可有可无.功率谱的外形取决于（单个外形的频谱函数）.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、无码间串扰传输的充要条件是仅在 （本码元的抽样时刻） 上有最大值, 而对其它码元抽样时刻信号值无影响, 即在抽样点上不存在 （码间串扰）.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、抱负低通滤波器的传递函数是（S0 , S0T ,T）.T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5、对抱负低通,码元速率为（1/T ）,所需带宽为（ 1/2T ）,最高码元频带利用率为（ 2 baud/ Hz）.通常,我们称1/2T为（奈奎斯特带宽） ,T为（奈奎斯特间隔） .6、对于二进制信号,将（待测的基带信号）加到示波器输入端,（定时信号）作为示波器扫描同步信号,示波器上就可见犹如人眼的图形,谓之眼图.眼睛睁的越（大） ,系统性能越好.二、简答题1、简述奈奎斯特第一准就及其物理意义.2、某数字基带传输系统特性H f 如右图所示.其中 为某个常数, 0 1.试说明该系统能否实现无码间串扰的传输.三、应用题1、已知信号代码为： 10000000011100100001,画出它所对应的单极性非归零码、 AMI 码和 HDB3 码.2、已知信息速率为 64kbit/s,采纳 =0.2 的升余弦滚降频谱信号.（1） ）求它的时域表达式.（2） ）画出它的频谱图.（3） ）求传输带宽和频带利用率.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、设输入信号 an 是四进制序列 0 , 0, 0, 1, 3, 2, 1, 0, 3, 2,3 .当采纳第类部分响应信号时,列表说明全过程.（注： 第类部分响应信号即 r 1,r 2,r 3 分别为 1, 0 , 1）4、基带信号时峰 - 峰值为 5V 的 NRZ码,噪声功率为 0.25W,求单极性和-7双极性码的误比特率. （注： Q5.00=2.87× 10 ）5、下图是一个由 5 级移位寄存器组成的扰码和解码系统.设移位寄存器的初始状态除an-5 =0 外其余均为 1,输入序列 cn 是周期为 6 的序列001100110011,试写出输出序列的前 20 拍序列.第七 章 数字信号的调制传输一、填空题1、数字调制的三种的基本方式为（幅度键控）、（频移键控） 、（相移键控）.2、幅度键控的功率谱宽度是二进制基带信号的（2）倍.3、由于 PSK信号的功率谱中没有（载波重量） ,所以解调时必需采纳（相干）解调.4、相对调信任号的产生过程是,第一对数字基带信号进行（差分编码）,即由（肯定码）变为（相对码） ,然后在进行（肯定）调相.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5、匹配滤波器输出的最大信噪比只打算于（信号能量）与（噪声功率谱密度）之比,而与输入信号的（波形）无关.6、接收机由（匹配滤波器） 、（抽样器）和（判决再生器）组成.7、在二进制的情形下, 1 对应于载波频率f1,0 对应于载波频率f2. 码元速率为 Rs,带宽为 Bb,就 FSK的调频指数 h 为（ h=（ f2-f1）/Rs ）,频带宽带为（ 2Bb+|f2-f1|）.二、 作图1、 已知代传送二元序列为 an=1011010011,试画出 ASK, FSK, PSK和 DPSK信号的波形.三、问答1、2PSK信号和 2DPSK信号可以由哪些方法产生和解调？他们是否可以采纳包络检波法解调？为什么.答： 2PSK信号和 2DPSK信号可以用模拟调制法、键控调制法产生, 用极性比较法, 鉴相法解调 2PSK信号, 用极性比较一码变换法、 差分相干法解调.他们不能用包络检波解调,由于2PSK和 DPSK是用相位而不是用振幅来携带需要传送的信息的.2、什么是肯定移相？什么是相对移相？他们有什么区分？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答： 肯定移相就是用载波的相位直接表示码元.相对移相就是用前后相邻的相对载波相位值表示数字信息.相对移信任号可以看作是把数字信息序列（肯定码）变换成相对码,然后在依据相对码进行肯定移相而成.四、应用题1 、已知 2FSK 信号的两频率f1=2025Hz , f2=2225Hz ,码元速率Rs=300bound,信道有效带宽为3000Hz,信道输出端的信噪比为6db,求：（ 1）2FSK信号传输带宽.（2） ）非相干接收时的误比特率.（3） ）相干接收时的误比特率.2、对于 2ASK信号分别进行非相干接收和相干接收, 数字信号的码元速率 Rs=4800000 bound,接收端的输入信号的幅度 A=1mv , 信道噪声的单边功率谱密度 n=2 × 10 -15 求：（1） ）非相干接收时的误比特率.（2） ）相干接收时的误比特率.可编辑资料 - - - 欢迎下载