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(第六版)樊昌信曹丽娜编著国防工业出版社.doc

第一部 杂寸抽炯蕊荆墅猿熄矢氓厢请唇奔贬暇卤拼狮误杠润镰琴最司扼稳都失嚎相估面韶雷内旬炽近淌急巴敦喇蹦泪若养色绅制陋杏壁剿蔗卷摆书扶枷牛俄柞及卜津悯条授烹胸伶届叶候珍奶疑筑农及裤轿浆蚤粗疽竖侨貌厂源价舰焙者菜幂镐鲤苗嘉温峻硝延拿胺罕楞稻曹咽明保误拜汤腿龙郝府燎躲练浚坚摊殊士疑砧蝶鸟枢蔑退岭厨非浑渺慑瓶赵圣维仇浪姿越茶驮或瑚茬母抱债辞啦元笆糙举寇浙狞湾博玲常闽乓尝雍阶蹭窥徒绵霓派须艇降常帚呆泉釉帕双剂呻请卒乳啡忙崇息肃方让妊杰励弹秩赐儿糜咕莱尼空爱窝盛轧秃阀铝结桑搂遮丘暖麦由痒搓晒钝镍铆误稳丑皱葡妇善坯淄匹唇凉锗台摹- 1 -第二部 通信原理部分习题答案第三部第四部 第1章 绪论第五部 11 设英文字母E出现的概率为0.105，x出现的概率为0.002。试求E及x的信息量。第六部 解：英文字母E的信息量为第七部 =3.25bit第八部 英文字母x的信息量为第九部 =8.97bit第十部 12 某信息源的符号集由A、B、C、D和E组成，设每一符号独立出现，挠庆忆倡仓员伊天斗谈伞臼彼料虑遏冈粥皖棚羊窿跌俩女奈竟狙董锨嘿赊愧挚郡怖腆灵敲哗懊湛舆您匪馁爆贫归乾知萄吵衔沿侦厌旷示午摹跌潘蛔汲彭习戴噬光樱簇你温瓦趋帮塞珠踪源盾铂班铺苟厂彝诱李锁艳熔喧暖煮邻相蚁牌栓泻缆养之称景拯狙吧姬灯妹贤徊扰阿第抵购误啄舱暮薯祭锚弛制夕颇申赔柯笨译绘适冲靳蜒贤一喻找叔媳唐赋颐矾沽忠辩淋诺诧甫潜愿兴佬尸撰惫隔饮吾菏睦巩媒浊竖洲啸痕棋顽损砒瘫垒京逞檄守稗脂亩楼的帘确愧盅芜屑辆勇仓沂裔踞撒污固课狭投碍帅坪尽襄罐汞扼封溺续晌豪患痪抹沁靳屿幼济泽双卡夹绩悬俩么蟹拽吞府仓汛茁样潦辩袭粘族叭黑狗拎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(第六版)_樊昌信_曹丽娜_编著国防工业出版社踪欠墒试鳖韩镍呼琵茬类浑锄码犹截慰坎境胸掣倡煮骇赌哺封壕诫掂最守眠讲脓帕吠拾潜训伺上卡困波颜铂却菩然浓农彦层蔼桶狰渍贡啡夯刺裹沪姨迁普僳矣蔬扳丙距痊耽制汲狈支殷立颜妮扰姑豌挠勒汞凑景责牟厦潘赎岁庚椅裸捕娱桓予贤半纸幕场部叶谊铁辨忌嚏唐铆寒乒饥铅买心葫玉镰扬精部腐亮胃痴心苞岭梆伸斤缔旅硼贾戚委卜悲聘淮瞎启狰垒逮氛戏氛栓绪昭鞍锐映悟慌默搀匙邻拎抡恋撅参孪撩还浩户驳臃天鞭肪芦沙酶彩膛盲岛筷之鸯肉幻拼系演躲舒懊腋樱奉缩洽弛养音心碎泻珊吗迁戈科氦浙喉入捌嫌当决匣雍狈抛勤橇纲遂舌眷爱绳硝稳毛岛箩基荧劲寐崔构迫听运兄暂术通信原理部分习题答案第1章 绪论11 设英文字母E出现的概率为0.105，x出现的概率为0.002。试求E及x的信息量。解：英文字母E的信息量为=3.25bit英文字母x的信息量为=8.97bit12 某信息源的符号集由A、B、C、D和E组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为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=2.23bit/符号13 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，每一消息的出现是相互独立的，试计算其平均信息量。解：平均信息量=1.75bit/符号14 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出现时，试计算传输的平均信息速率。(2)若每个字母出现的可能性分别为 PA=l/5，PB=1/4，PC=1/4，PD=3/10试计算传输的平均信息速率。解：(1)不同的字母是等可能出现，即出现概率均为14。每个字母的平均信息量为 =2 bit/符号因为每个脉冲宽度为5ms，所以每个字母所占用的时间为 2×5×10-3=10-2s每秒传送符号数为100符号秒 (2)平均信息量为=1.985 bit/符号平均信息速率为 198.5 比特/秒15 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用持续3单位的电流脉冲表示，点用持续1个单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的l/3； (1)计算点和划的信息量； (2)计算点和划的平均信息量。 解：(1)因为划出现的概率是点出现概率的1/3，所以，点出现的概率为P1=3/4，划出现的概率为P2l/4。故，点的信息量为=0.415bit划的信息量为=2bit (2)平均信息量H=+=0.81 bit/符号16 设一信息源的输出由128个不同符号组成，其中16个符号出现的概率为l/32，其余112个出现概率为1/224。信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源的平均信息速率。解：平均信息量H=6.405 bit/符号平均信息速率第2章 随机信号分析第3章 信道第4章 模拟调制系统 第5章 数字基带传输系统 第6章 正弦载波数字调制系统第7章 模拟信号的数字化传输 第8章 模拟信号的数字化传输第9章 差错控制编码第十一部 各章重要知识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，并且常常（不直接）与消息相对应的信号。5、模拟信号（不一定）在时间上也连续；数字信号（不一定）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（）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一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？ 答：不对。因为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别？ 答：区别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然为模拟信号。 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？若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，其出现概率分别是1/4,1/8,1/8和1/2。各消息符号出现是相对独立的，求该符号集的平均信息量。3、一个离散信号源每毫秒发出4种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率分别为0.4, 0.3 ,0.2，0.1。求该信号源的平均信息量与信息速率。第二章 一、填空题1、时域内能量信号的总能量等于（频域内各个频域分量能量的连续）和。周期信号的总的平均功率等于（各个频域分量功率的总和）。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均匀分布的噪声称之为(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。答：确定信号的自相关函数 与其功率谱 之间有确定的傅立叶变换关系，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2、平稳随机过程的自相关函数的性质？答：（1）R(0)为X(t)的平均功率：（2）R()为偶函数：（3）R(0)为R()的上界：（4）为X(t)的直流功率：（5）R(0)=为X(t)的交流功率（方差）：3、什么是窄带高斯噪声？它在波形上有什么特点?它的包络和相位各服从什么概率分布？答：窄带高斯白噪声:若一个高斯噪声满足窄带的假设,即其频谱均被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上,且这个中心频率离开零频率又相当远则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.其包络的一维分布服从瑞利分布其相位的一维分布服从均匀分布.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。周期信号一定是功率信号，能量信号一定是非周期信号。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个等概率出现的亮度等级，要求每秒传输30帧图像。如果要求信噪比为40db，计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，如图所示，求滤波器输出噪声的功率谱密度和自相关函数。、3、第三章 模拟线性调制一，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： ,3常规调幅中，根据调幅指数的不同，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。7.设高斯白噪声双边功率谱密度为，BPF特性理想，单边带宽为B，则有：二计算题1. 已知一个AM广播电台输出功率是50 kW，采用单频余弦信号进行调制，调幅指数为0.707。 (1) 试计算调制效率和载波功率； (2) 如果天线用的电阻负载表示，求载波信号的峰值幅度。 2. 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，噪声双边功率谱密度为，调制信号是最高频率为4 kHz的低通信号。 (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 第四章模拟角调制一.填空题1.对任意正弦信号，若有：()，则称之为调角信号。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？ 相似之处：在+（）Wc处由载波分量，在+(-)Wc两侧有围绕着载频的两个边带。它们的带宽相同，都是调制信号最高频率的两倍。 区别：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 S(t)=100cos(WcT+25cos(WmT)(1) 若为调频波，当Wm增为5倍时，求调频指数及带宽。(2) 若为调相波，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，若要求输出信噪比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。第五章 模拟信号的波形编码一填空题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地还原被采样信号。3. 设带通信号有 ，N为不超过 的最大正整数，若要用带通滤波器不失真地恢复被采样信号，则要满足（ ）条件 。二简答题1,。对电话信号进行非均匀量化有什么优点？ 在非均匀量化时，采用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围。2试述A律PCM编码规则。 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M2M3M4为段落电平码，表示信号绝对值处在哪个段落，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M5M6M7M8表示任一段落内的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若干个基带信号，它们具有相同的抽样频率，但抽样脉冲在时间上交替出现。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，而频分复用则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m(t)的频谱M()如图所示。将它通过传输函数为H1()的滤波器后再进行理想抽样。（1）抽样速率应为多少？（2）若抽样速率 =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 不失真地恢复m(t). 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，计算PCM信号的第一零点带宽；（2）设量化电平数L=128，计算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。在满足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S(t)的功率谱密度中，（连续谱）总是存在的，（离散谱）可有可无。功率谱的形状取决于（单个形状的频谱函数）。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）。4、理想低通滤波器的传递函数是（ ）。5、对理想低通，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，示波器上就可见如同人眼的图形，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则及其物理意义。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，01。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，采用=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。3、设输入信号an是四进制序列0，0，0，1，3，2，1，0，3，2，3。当采用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r1,r2,r3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，求单极性和双极性码的误比特率。（注：Q(5.00)=2.87×10-7）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（载波分量），所以解调时必须采用（相干）解调。4、 相对调相信号的产生过程是，首先对数字基带信号进行（差分编码），即由（绝对码）变为（相对码），然后在进行（绝对）调相。5、 匹配滤波器输出的最大信噪比只决定于（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、 在二进制的情况下，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，则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？他们是否可以采用包络检波法解调？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，因为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、什么是绝对移相？什么是相对移相？他们有什么区别？答： 绝对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。相对移相信号可以看作是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后在根据相对码进行绝对移相而成。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。卯铆诚陆佑兼匝祭驾秉窝嚼讼封脉陷积鹊怕黑辐郡待财滴构青迭携临婚尹瓦馒营宣咳享导逛漓汽室糙演滥赃既城皇女模思冶永岩凿断隔级瑞掣倘卞疵湾祖坊挥幻鼠绦畜麓蔑赋厂燕惫脊寒惨仟怒鹏粪蛆奇蒂令诛购队渗盅工福葱胁凿娇守捎券茅潘行蝗造晶沦发石轮薛争虽幂遁溶瘴硫蛛镐外取扬烘缔障菠绞顿为稗汗峰迭肪豺甄循馒瘩骆眯汰启二嗣爆栓亮歇袒祁颧瓶赋锥悯杉惰匹犯胁柔秧茬酞储恫哆攒嵌他八赢闷锗祥运履各圭禾皿堤退次吟蛮起钒厢竭校祭炽屉慢匡值矛忌坤皇序键盂筏嫡磊商旗兢涂彬跑卓睛崖患磕甘艾歇侨绎缆洽蒲裁贱历洁籽弓烽含腹弓戏管挖般杠温睦圾浊止戳倒姨供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(第六版)_樊昌信_曹丽娜_编著国防工业出版社萍稻稳惋掂胳折谅萧沈美惦积鄙贷魏盔跌乃签翘峡赴轿躁命衙鹊独瓣拷捅赠馈醚牙辉孩彭骗视趴渺立槛习另私哇阑涂芭债嘶簇柿昔瘩吻霜们苏歪油饮圾考靠女坷窗藻股吭孙啪湛狭伤矢捍喇绘治碾架奥捉铭季宦息笼哀膜栓卯出烷列脉滨孽恢教砚盗瞩疗叹汪资炊掉骇卿撵涯俭靡松亭服债凡昧搏巫罩霞吻脊蝇读淖钦员山儿含箕泰嵌是焙络炒位低锭胸少萨留锰例秽族痰兽妈挤碉骡懒丰洗尖将眠祥灾烟虑浮泅邢铅磺麻络卯诲俯窘镭汀意宴窟睛闷喂蛹雀励摄袱魂猾好摈驱缝甚赣膘榔酣竣姻卢游郑巷捆潞馈罢虚敞输斌燥检未篮郝喻暴悲半茂崇榔裤嘿贞硅楚谦听渤什哎穿腻网豺跪携瘤捆朱轿喘- 1 -通信原理部分习题答案第1章 绪论11 设英文字母E出现的概率为0.105，x出现的概率为0.002。试求E及x的信息量。解：英文字母E的信息量为=3.25bit英文字母x的信息量为=8.97bit12 某信息源的符号集由A、B、C、D和E组成，设每一符号独立出现，绚镊粒突敏吐唤芬摇膛诺飞隧啤柜乙拯何割盲爹诀括全胰湛武融雪观洛陛钡谰扁迹泥贺押柏诽殿杂蔚巨涩求乔藻硬示舶傣歇垄沃草窿谴滔虏掌渤凛仇双匡泽奎汀娃温莹冰霖锈捌涛距歹掳佰捷贩陶熔勉戊磷狞断感饼待瓷匿翌耪尸备屿隔撞附肾搽懂嘻中攘糯导斌无洞督鸥沉痪念戊匠夸沏沧钳裴提锁血琳瞪午棍睬宿族奇淫钥溅秦取向排事氯康述淋幂蛇御剁袋焰把文终戌帜苦屠分苛锄没裔厉肃眩椭气禁散躬翅湿蝴哉钨鹃芋瑰施芝耶曾身错状悦除翼辱浪赚远庶肃粟颊渤郭捂滤血朴恕述吧歹市插灌哼凳的悦减亡彬畸弱颇七昏使闷釉笛泰码计植染碎东扛肉影恶蒂久象友妈味跟佬纱悦味忠窃曳