通信原理 期末复习

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1、各章习题详解各章习题详解 电气学院 电子工程系 林林 霏霏 lfsdu123lfsdu123 考试介绍 n考试方式：闭卷 n成绩评定：70%考试成绩 + 10%实验 成绩+ 20%平时成绩 n题目类型 n填空题 n选择题 n简答题 n综合计算题 第一章 复习 通信系统组成：三个模型 信息量： 主要 性能指标 模拟系统 数字系统 有效传输带宽B SO/NO 有效性 传输速率：RB,Rb，定义 频带利用率：B, b，定义 可靠性: Pe ,Pb 典型例题1 n信息量及平均信息量的考察 n某信源符号集由A、B、C、D、E，F组成，设 每个符号独立出现，其出现概率分别为1/2， 1/4, 1/8，1/

2、16，1/32，1/32。试求 n（1）每个符号的信息量分别为多少？ n（2）该信息源符号的平均信息量。 n（3）该信源的最大可能平均信息量，条件是什 么？ n课后题16. 典型例题2 n码元速率和信息速率的定义及关系 n四进制系统中每秒传输1000个四进制符 号，求此系统的码元速率和各符号独立等 概时的信息速率。 n课后题19. 典型例题3 n误码率与误信率概念的考察 n课后题110 第3章 随机过程 n随机过程概念 n随机过程的数字特征 n期望； n方差； n自相关函数 n宽（广义）平稳随机过程的条件 n功率谱密度与自相关函数的关系 n平稳过程的平均功率 n时域； n频域 n输出随机过程的

3、功率谱密度 n窄带随机过程 n两种表达式 n同相与正交分量的统计特征； n包络与相位的统计特征。 n正弦波加窄带随机过程 n两种表达式； n包络的统计特征。 n白噪声 n功率谱密度； n自相关函数 n带通白噪声（窄带高斯白噪声） n功率谱密度； n自相关函数； n平均功率。 典型例题 n一个随机过程满足宽平稳的条件是什么？ n已知噪声n(t)的自相关函数为 ，则 该信号的平均功率为S=_。 n窄带高斯噪声有哪两种表示方法？它们各 具有什么样的统计特性？ 第4章 信道 n信道的分类 n信道模型 n调制信道模型：线性网络 n乘性干扰，加性干扰 n恒参信道，随参信道 n编码信道模型 n转移概率、二进

4、制编码信道模型误码率公式 第4章 信道 n信道特性对信号传输的影响 n随参信道：多径传播（概念） n信道容量 n信道容量公式及其意义 nAWGN信道中最大信息速率 n带宽、信号功率与噪声功率谱密度三种参数的变化对 信道容量的影响。 典型例题1 n1.彩色电视图像有5105个像素组成，每 个像素有64种彩色度，每种色度有16个亮 度等级。如果所有才色度与亮度相互独立 ，且出现机会均等； n计算1秒传送100个画面所需要的信道容 量； n若S/N=30dB，传送所需要的带宽是多 少？ 典型例题2 n一幅图像在电话线上实现传真传输，大约 2.25 105个像素，每个像素有12个亮度等 级，亮度等概率

5、，电话电路具有3kHz的带宽 和30dB的信噪比，试求在该电话线上传输 一张传真图片需要的最小时间。 n分析： n一幅传真图的信息量是多少？I=? n信息速率是多少？（不超过信道容量,C=? ） n所需时间等于多少？t=I/Rb 第5章 模拟调制系统 n幅度调制原理 n幅度调制抗噪声性能分析 n角调制原理 n调频系统抗噪声性能分析 AM信号的产生与解调 相干解调 包络检波 包络检波器 sAM(t) mo(t) AM信号时域与频域波形图 双边带调制 解调 DSB信号的产生与解调 载波、基带信号、DSB信号及它们的频谱 滤波法产生SSB信号及相干解调 SSB-SC的频谱 边带滤波器 幅度调制信号的

6、表示 调制 方式 时域表示频域表示 AM DSB SSB VSB 角调制 nPM波： KP，由调制电路结构确定的每输入单位幅度信号所引 起的已调波相位偏移量，单位为 rad/V nFM波： Kf，由调制电路结构确定的每输入单位幅度信号所引 起的已调波频率偏移量，单位为 rad/(s.V)或Hz/V FM频谱、带宽 nNBFM带宽： n近似为2fm nWBFM带宽： n卡森公式 有效性与可靠性 调制系统带宽G输出信 噪比 门限 效应 应 用 DSB 相干解调 2fH2无 SSB 相干解调 fH1无 AM 包络检波 2fH 有 AM相干 无 FM 单频基带 信号 2(mf+1)fH 3mf2(mf

7、+1) 有 典型例题（简答） n什么是门限效应？门限效应的有无取决于什么 ？ n若已知调制信号频率为fm，调幅信号AM为 100%调制。在接收功率Si相等， 信道噪声功率 谱密度n0相同时，试比较AM与DSB系统的有效 性与可靠性的高低。（可靠性能的比较给出数学 推导） nDSB与SSB系统的抗噪声性能是否一致，请给 出理由。 nDSB或SSB信号能否采用包络检波器解调？为 什么？ 典型例题（计算） n课后题51； n课后题59. 第6章 数字基带传输系统 n基本的数字基带信号波形的绘制 n二进制数字基带信号的功率谱密度 连续谱 离散谱 基带传输的常用传输码型 nAMI码的编译码 nHDB3码

8、的编译码 数字基带传输系统模型 d(t) n(t) GT() C() GR () 抽样 判决器 GR() s(t) nR(t) r(t) 设输入基带信号： 系统总特性： r(t)在第K个码元抽样时刻的取值: ISI 抽样时刻无ISI条件：奈奎斯特第一准则 n频域条件：奈奎斯特第一准则 时域条件 无码间串扰的传输特性的设计 n理想低通特性 n奈奎斯特带宽； n奈奎斯特速率； n最高频带利用率。 n余弦滚降系统 n最高频带利用率 n如何衡量基带传输系统以某速率传输时 的性能？ n有无ISI n频带利用率 n拖尾长短或时域波形衰减快慢h(t)t n物理实现的难易程度 6.5 无ISI基带系统的误码率

9、分析 抗噪声性能分析模型 n(t):AWGN nR(t)是什么随机过程？瞬时值的一维概率密度函数 抽样时刻x(t)的值x(kTs)如何表示？分发送“0”，发送“1”两种情况 0 抽样值的概率密度曲线 )( 0 xf)( 1 xf d V ) 1/0(P)0/1 (P x AA- 采用双极性传输时抽样时刻接受信号的值： 基带传输系统总的误码率可表示为： 最佳判决门限及0、1等概时的系统误码率 6.7 部分响应系统 n第I类部分响应系统 n手段与目的； n波形图； n预编码相关编码模2判决 典型例题（简答） n课后题61； n课后题67； nHDB3码的波形如下图所示，还原出其对应的消息 代码序列

10、 HDB3码： 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 消息码： 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 典型例题 n试分析双（单）极性数字基带传输系统 的抗噪声性能； n课后题611； n课后题612； n课后题613。 第7章 数字带通传输系统 n二进制数字调制的原理 n基本概念 n时域表示（表达式及波形） nPSD及带宽 n调制与解调（原理框图及波形） n误码率（抗AWGN噪声性能） n分析模型、噪声模型及表示 n分析方法、步骤 nP(1/0),P(0/1);f0(x),f1(x); n利用第三章结论及概率论知识 n分析结果：误

11、码率公式 典型例题 n若采用OOK方式传送二进制数字信息， 已知码元速率RB =4106 B，接收端解调 器输入信号振幅a=100V，信道噪声为加 性高斯白噪声，其单边功率谱密度n0 2.510-17W/Hz.求： n（1）非相干接收时，系统的误码率； n（2）相干接收时，系统的误码率。 典型例题 nP205，例题72； n在电话信道传输数字信号时，采用2FSK调制方式。已 知码元传输速率为1200 B，载频分别为1200 Hz（对应 “1”码）和2400 Hz（对应“0”码）。发送的二进制信息 符号为101110。 n（1）试画出2FSK调制器原理框图和发送信号时间 波形； n（2）若接收端

12、采用相干解调，画出解调器原理框图 和各点波形。（至少包括5个波形）； n（3）当解调器输入信噪比为10dB时，试计算解调 器输出的误码率。 典型例题 n设发送的绝对码序列为 011010，采用 2DPSK系统传输。已知载波频率为2400Hz， 码元速率为1200 Baud。 n（1）将绝对码转化成相对码，并画出2DPSK 已调信号波形； n（2）画出功率谱密度示意图； n（3）接收端采用差分相干解调，画出解调系 统原理图； n（4）画出解调系统的各点波形. 典型例题 n设发送的绝对码序列为10110，采用2DPSK 方式传输。已知码元速率为3600B，载波频率为 3600Hz。 n（1）画出一

13、种调制原理框图；并画出已调波 形。（=，表示“1”） n（2）若采用相干解调-码反变换方式进行解调 ，画出解调原理框图。 n（3）若接收端信号功率为1mW，信道噪声单 边功率谱密度为10-8W/Hz,计算系统误码率。 典型例题 n已知数字信息1011010， 码元速率为1200波 特，载波频率为1200Hz，解调器输入端信噪比 r=10dB n（1）请分别画出 2PSK、2DPSK的波形； n（2）采用2PSK传输时的系统误码率； n（3）采用2DPSK传输，差分相干解调时的系 统误码率。 典型例题 n二进制数字调制系统性能的比较 n可靠性（误码率）； n有效性（带宽）； n对信道特性变化的敏

14、感性。 第9章 模拟信号的数字传输 n理想抽样 n内容； n抽样信号时域、频域波形特点； n恢复。 n实际抽样（PAM） n曲顶抽样； n平顶抽样。 量化间隔为： 量化区间终点： 量化电平取量化区间中点： 均匀量化 均匀量化的缺点 脉冲编码调制 n系统组成 n码型选择、位数选择、码位安排 n编码、译码 n抗噪声性能 典型例题（简答） n给出A律13折线中x轴、y轴各段的长度 与斜率，并说明13折线名称的由来； n简述理想抽样与实际抽样（PAM）的联 系与区别。 n载波； n带宽； n信号的恢复。 典型例题 n已知抽样值取值范围为-5,5V,某时刻 抽样值为+1.2V，对该抽样值进行A律 PCM

15、编码，试求： n（1）编码输出码组； n（2）量化误差； n（3）7位幅度码对应的11位线性码。 典型例题 n一模拟信号被抽样,量化编码为PCM信号 ,量化电平级数为128,且另加1bit作为码字 的同步码。该PCM信号在滚降系数=1,带 宽B=24KHz的信道中传输.试求: n（1）通过信道码元传输速率. n（2）模拟信号的最高频率是多少? 典型例题 n课后题910； n课后题913。 第10章 数字信号的最佳接收 n数字信号的最佳接收 n最小错误概率 n似然比准则（最大似然比准则） n相关接收机 n最大信噪比 n匹配滤波器 n冲激响应 n最大输出信噪比 n匹配滤波器接收机 n理想信道最佳传输系统 典型例题 n某二进制数字传输系统采用匹配滤波器构成 最佳接收机。接收机两个输入信号 和 波形如图所示。 n（1）试画出匹配滤波器形式的最佳接收机原 理图，并确定接收机两个匹配滤波器的单位冲激 响应的时间波形；