通信原理复习题答案

通通信原理复习题答案1绪论一、填空题1．调制和解调、调制、编码和译码、编码。2．由信源发出的未经调制的基带信号直接在信道中传输、通过调制将基带信号变为更适合在信道传输的形式。3．提高系统的有效性、提高系统的可靠性。4．输出信噪比、误码率或误信率。5．消息、统计、比特。6．有效性、可靠性、传码率、误码率、有效传输带宽、输出信噪比。7．等概、不等概。8．Nlog2M。9．系统每秒传送码元的数目。10．在传输中出现错误码元的概率。11．传输速率、差错率、每秒钟传送码元的数目、Baud、每秒钟传递的信息量、bit/s。二、计算填空题1．8kb/s、4kB。2．28800b/s、10-3。3．2.4kb/s、800B。4．20。5．10-4。6．200B、600b/s。7．1.75、1.75k。三、简答题1．答：误码率是码元在传输系统中被传错的概率。误信率是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。对二进制码元传输系统，两者在数值上相等。多进制时，误码率和误信率在数值上不等。2．略。四、计算题1．解：（1）此信源平均每个符号包含的信息熵为：符/75.181log8181log8141log4121log21)(log)()(2222412bitspspSHiii（2）若信源每隔10ms发出一个符号，则每秒能否发送100个符号，此信源平均每秒输出的信息量为175bps。3随机过程一、填空题1．接近中心频率0的正弦波，但其振幅和相位都在缓慢的波动、)(sin)()(cos)()(00ttnttntnsc。2．数学期望、方差、自相关函数。3．随机过程的自相关函数与它的功率谱密度是一对傅立叶变换。4．取值随机变化、时间的函数。5．时间间隔、起点。6．高斯白噪声。7．“窄带”指噪声宽度cff，cf是中心频率；“高斯”指瞬时幅度值服从高斯分布；“白”指噪声的功率谱密度服从均匀分布。二、计算填空题1．])(1[1220RCn、RCeRCn40。2．)]()([200。3．42A。4．)]50()50([2)]150()150([2jj。5．)]()([200j。6．)cos1)((2TSx。三、简答题1．答：若随机过程的数学期望及方差与时间无关，而其相关函数仅与时间间隔有关，则此随机过程为广义平稳随机过程。若随机过程的任意n维概率密度函数与时间起点无关，即),,,;,,,(),,,;,,,(21212121nnnnnntttxxxftttxxxf称该随机过程为狭义平稳随机过程。关系：广义狭义一定，广义狭义不一定。见课本P15。2．答：“各态历经”的意思是说，从随机过程中得到的任一实现，好像它经历了随机过程的所有可能状态。见课本P15。3．答：三者相同。见课本P24。4信道一、填空题1．调制和解调、调制、编码和译码、编码。2．恒参信道、变参信道。3．差错、转换概率。4．时变线性网络、数字信号的转换概率。5．幅度―频率畸变、相位―频率畸变。6．02)(ftjkefH。7．传输媒介随气象条件和时间的变化而变化、多径传输。8．乘性干扰、加性干扰。9．①④⑥、②③⑤。10．变。11．多径传播、多径传播。12．它的功率谱密度在全频域),(是常数。13．起伏。14．电子在类似于电阻一类的导体中随机热骚动、真空和半导体器件中电子发射的不均匀性。15．信噪比、不能。16．信道传输信息的最大速率。17．增大信道带宽、山农信息。18．限带限功率的连续AWGN信道。AWGN：AdditiveWhiteGaussianNoise，加性白高斯噪声。二、计算填空题1．99.66kbit/s。2．99.66kbit/s。3．49.83kbit/s、15。4．19.5Mbit/s。三、简答题2．答：变参信道中传输媒介的参数随气象条件和时间的变化而变化，于是使传输信号的衰减不断地变化，但变化比较缓慢，称为慢衰落。另外，由于变参信道的传输媒介经过多径传输，使接收点合成的信号强弱也随时间不断地变化，但引起的变化较快，称为快衰落。由于变参信道衰落的影响，使传输信号产生频率选择衰落和时间弥散，而引起码间串扰。3．答：多径传播和信道的时变特性。信号经多径传播后的接收信号将是衰减和时延都随时间变化的各路径信号的合成，因而产生衰落。4．答：信道的时延特性是指信号经信道传输后产生时间延迟的特性。信道的群时延特性是指非单一频率的信号经过信道时，信号频谱中的不同频率分量将产生不同的群延迟，即它们到达接收端的时间不一样，从而引起信号畸变的特性。单纯的时延并不使信号产生失真；群时延畸变使信号产生线性畸变。四、计算题1．解：（1）由题设知信噪比SNR=1000，于是香农信道容量sbitkSNRBC/89.33)10001(log104.3)1(log232（2）信源符号集合中的元素为256，每个符号出现概率256/1/1npi，每个信源符号载荷的信息量为bitnppXHii8loglog)(22。这样，无误码传输最高符号速率423681089.33)(3XHCR（符号/秒）五、证明题1．答：山农信道容量公式：)1(log02BnSBC。)1(log0200BnSnSSBnC当B时，信道容量)1(loglim0200BnSSBnnSCB利用关系式44.1log)1(log1lim220exxx。这里的x相当于BnS0，当B，则0x。所以得到0020044.1)1(loglimnSBnSSBnnSCB所以，当0nS保持一定时，即使B，由于N也趋向无穷大，所以C是有限值。5模拟调制系统一、填空题1．相干解调、包络检波器。2．同相、)(21tf、cos)(21tf。3．相同。4．使解调器输出的基带信号信噪比下降，使信号产生畸变。5．非相干解调、非线性器件的非线性解调作用。6．VSB、FM。7．角度调制、带宽宽、抗噪声性能强。8．增大、增大。9．线性、微分。10．非相干、将幅度恒定的调频波变成调幅调频波、幅度。11．调制信号、载波信号。12．电路简单、门限效应。13．mnoffffP2)(、提高输出信噪比。14．FM、SSB、AM和DSB、DSB和SSB。二、计算填空题1．130kHz。2．K、2mk、22A、Hzkm)1(、22A。3．VtttSFM)102sin10102cos(10)(36。三、简答题1．答：所谓“门限效应”，就是输入信噪比下降到某一值时，它的输出信噪比随之急剧下降的现象。AM调制在非相干解调（包络检波）的情况下会出现门限效应。2．略。四、计算题1．解：（1）)(ts由两个正交载波的DSB及一个导频组成，这两个DSB的中心频率相同，带宽分别是10kHz和20kHz，因此总带宽是20kHz。（2）解调器中的窄带滤波器中心频率是10MHz，该窄带滤波器的作用是提取同频同相的相干载波。（3）低通滤波器LPF1的带宽是5kHz，LPF2的带宽是10kHz。（4）设上面那个乘法器的输出是)(tya，则)2cos1(212sin)(21)2cos1)((21coscossin)(cos)(cos]cossin)(cos)([cos)()(2212222121tKttKmttKmtKtttKmttKmtKtKttmttmtKtstycccccccccccca)(tya通过低通滤波器LPF1和隔直流电路后，输出)(21)(11tKmty。设下面那个乘法器的输出是)(tyb，则tKttKmttKmttKttKmtttKmtKtKttmttmtKtstyccccccccccccca2sin21)2cos1)((212sin)(21cossinsin)(sincos)(sin]cossin)(cos)([sin)()(221222121)(tyb通过低通滤波器LPF2后，输出)(21)(22tKmty。2．解：（1）平均功率WRAS15010212122（2）瞬时相位偏移：)102sin(4)(3tt瞬时频率偏移：)102cos(108)()(33tdttdt最大频率偏移：Hzkf4（3）传输带宽：HzkffBm10)14(2)(2。（4）最大相位偏移：rad4。3．解：（1）该理想带通滤波器中心频率为kHz100，其传输函数的频域表达式为：其他,010595,)(kHzfkHzKH（2）解调器输入端的噪声功率WBfPNni101010105.02)(233信号功率kWSi10信噪比dBNSii301000/（3）双边带信号解调时制度增益G=2，故解调器输出端的新噪功率比为2000//iiooNSGNS6数字基带传输系统一、填空题1．单极性归零码、双极性归零码。2．发送滤波器、抽样判决器。3．波形、形状。4．三阶高密度双极性码、连零过多而丢失同步信息、3、B、V、B’。5．不变。6．低频截止、频带窄、易提取同步。7．连续谱、离散谱。8．越大、越小。9．传输特性不良、加性噪声的影响。10．1/Ts。11．0,00,1)(kkkTh。12．msfm21、skbfm/2、kHzfm、2B/Hz。13．码间串扰、噪声。14．眼睛张开最大，痕线又细又清楚。15．接收端抽样判决、波形补偿、横向。16．减少或消除码间串扰、提高频带利用率。二、计算填空题1．0000100001100001。2．101000011100001011。3．10011011、11012112。4．0111001、1122101。三、简答题1．答：极性相反的原因：为了该码型无直流分量；补信码B’作用：标志四个连零符号。插入情况：保证相邻V码满足极性交替的规律，当两个相邻V脉冲之间的传号为偶数时，插入补信码B’。2．答：码间串扰是指前面码元对后面码元的影响。无码间串扰的条件：)(H满足：其他,04,0)8()(sisTCTiHH改善措施：均衡，部分响应。四、作图题答：示波器观测到的眼图如下所示。五、综合题。1．解：（1）设输入为)(tx，输出为)(ty，则)2(21)()(21)(txtxtxty)(21)()(21)(42fXefXefXfYfjfj)()()(fXfYfH当sff时，0)(fH；当sff时)cos1()2cos1()(21)1(212121)(2222222442sfjfjfjfjfjfjfjfjfjfjffefeeeeeeeeefHffH~)(曲线如下图所示（2）该升余弦滚降特性的带宽是sf，若通过此系统的码元速率为sf时，频带利用率HzB/1＝带宽码元速率2．解：该滤波器的等效传输函数如下图所示：由奈奎斯特第一准则可知，该滤波器的码元速率最大为2000波特。（1）（a）中的码元速率不会产生码间串扰，因为该滤波器的等效传输函数满足低通特性，其带宽为1000Hz。（2）（c）和（d）的码元速率根本不能用，因为它们大于该滤波器的最高码元速率。（3）（b）中的码元速率低于滤波器的最高码元速率，但不满足无码间串扰传输条件。（4）此滤波器允许的最高码元速率为2000波特。以最高码元速率传输数据时，频带利用率是1波特/Hz。7数字带通传输系统一、填空题1．2PSK、2ASK和2PSK、2FSK和2PSK。2．2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK。3．单极性不归零，AM、载频、上、下边带。4．双极性不归零、方波、DSB。5．两个振荡器是相互独立的。6．克服相位模糊现象。