通信原理 试题

一、理解通信系统的基本概念，组成、分类，数字通信的优点、缺点。

二、掌握信息量的计算。信源熵的

三、性能指标：有效性和可靠性

掌握 信息传输速率，码元传输速率，以及之间的转换关系。根据已知条件会计算码元传输速率与信息传输速率。

掌握误码率定义，会计算误码率意义与计算。什么情况下信源熵取最大值。

重要公式：信息量：                        平均信息量（信源熵）最大熵：等概时：                   信息速率和码元速率的关系             

误码率：

1、如果二进制等概信号，码元宽度为0.5ms,求RB和Rb；四制等概信号，码元宽度为0.5ms,求RB和Rb。

2、某系统经长期测定，其误码率Pe=10-5，系统码元速率为1200B，问在多长时间内可能收到360个错误码元。

3.某离散信源集由四个符号所组成，它们出现的概率分别为1/2、1/4、3/16、1/16，则信源熵是         。若该信源每秒钟发送2000个符号，则码元传输速率为             ，信息传输速率为             。

4.已知：0,1,2,3码等概率出现的四进制数字信号，每秒传输2000个符号,则码元传输速率为             ，信息传输速率为             。在半小时内共接收到116个错误码元，试计算系统Pe的值        。

1.了解随机过程的定义：无穷多个样本函数的集合。随机过程的数字特征：数学期望，方差，相关函数。

2.了解狭义平稳随机过程定义：任意N维分布都与时间起点无关。知道什么样的随机过程是广义（宽）平稳随机过程。

1、平稳随机过程的一维时间无关，二维分布只与时间间隔有关

2、自相关函数与功率谱密度满足互为傅里叶变换关系

3、宽平稳不一定是严平稳，严平稳一定是宽平稳

4、平稳随机过程的平均功率，直流功率，交流功率与自相关函数的关系。

5、平稳随机过程的特性---各态历经性（时间平均代替统计平均）

6.均值为零，方差为   窄带平稳高斯过程，它的同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程，且均值为相等都为0，方差相等都为    ，在同一时刻上得到的同相分量和正交分量是互不相关的或统计的。

7. 窄带高斯随机过程包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。正弦波窄带随机过程包络随从赖斯分布

8.一维高斯随机变量概率密度函数

9.高斯随机过程通过线性系统输出仍未高斯型

10.窄带平稳随机过程通过线性系统输出过程仍为平稳，输出过程的功率谱密度与输入过程的功率谱密度关系。

11.平稳随机过程功率谱的性质。

设输入随机过程是平稳的，求系统输出的功率谱密度。

3-7,3-8

恒参信道：幅频特性，相频特性，无失真传输条件

随参信道：多径传播，快衰落，慢衰落

1.了解信道的概念、分类，以及常见的恒参信道（如明线，对称电缆，同轴电缆，光纤信道，无线电视距中继，卫星中继信道等），理解调制信道和编码信道的数学模型，掌握恒参信道的传输特性及对传输信号的影响。

2.了解常见的随参信道（陆地移动信道，短波电离层反射信道，对流层散射信道等）的特点，掌握随参信道的传输特性及对传输信号的影响。 

3.了解信道中噪声的来源及分类，熟悉和理解有噪离散信道的信息量计算，掌握模拟信道香农容量公式的特点及应用。

1.恒参信道特性

2.随参信道特性

信号的传输衰减随时间变化

信号的传输时延随时间变化

多径传播

3.衰落的原因

快衰落——由多径传播引起

慢衰落——由天气影响

4.多径传播对传输信号的影响

（1）.瑞利型衰落

（2）.频率弥散

（3）.频率选择性衰落 -----相关带宽的概念

5.信道容量

了解离散信道的信道容量

掌握连续信道的信道容量计算及应用

1．某高斯信道的带宽为4kHz，信道中信号功率与噪声单边功率谱密度之比为124kHz。

（1）求该信道的信道容量；

（2）若在该信道中传输一幅              像素的黑白图片（每个象素具有黑白两个电平。设黑白等概，且各像素相互），至少需要多少秒钟？

2.在图片传输中，每帧有          个像素，每个像素分8个亮度电平，设亮度电平等概分布。现在利用带宽为4kHz,信噪比为20dB的信道传输该种图片，至少需要多少时间才能传输一帧图片？

3、黑白电视图像每幅含有3×105个像素，每个像素有16个等概出现的亮度等级。要求每秒钟传输30幅图像，若信道输出信噪比为30dB。试计算传输该黑白图像所需要的信道最小带宽。

4. 已知彩色电视图像由5×105个像素组成。设每个像素有种彩色度，每种彩色度有16个亮度等级。如果所有彩色度和亮度等级的组合机会均等，并统计。

（1）试计算每秒传送100个彩色画面所需的信道容量（2）若接收机的信噪比为30dB，为了传送彩色图像所需的最小信道带宽为多少？（log2x=3.32lgx）

1.了解调制解调的定义、作用、特征和分类等基本概念。

2.理解幅度调制（线性调制）器的基本原理。

3.熟悉常规幅度调制、抑制载波双边带调制、单边带调制、残留边带调制的时频域表示式及波形和频谱图。

4.掌握各种调制和解调方法、原理方框图，功率和带宽的计算等。

5.了解信噪比、调制制度增益等概念的含义。

6.掌握常规幅度调制系统、抑制载波双边带调制系统、单边带调制系统解调器输入、输出信噪比的分析方法。

7.了解频率调制和相位调制等非线性调制的概念，理解其基本原理，记住卡森公式，掌握FM信号的时域表达式。

8.掌握大信噪比和小信噪比条件下频率调制系统的抗噪声性能分析。

9.熟悉各种模拟调制系统的性能比较（重点有效性和可靠性）

10.知道频分复用（FDM）的原理

AM,DSB,SSB,VSB

解调器：相干解调  包络检波

任何线性调制都可使用相干解调

AM信号在满足             条件下可采用包络检波

调频信号的时域表达式：

m(t)为单音信号时：

1.设音频信号的最高频率        ，信道噪声为带限高斯白噪声，其双边功率谱密度为          ，如果进行100%的振幅调制，要求接收机输出信噪比为50dB，分别求

信号传输带宽？接收机收到的信号功率？

2.已知一单音振荡调制AM信号分别求：

信号传输带宽请写出调制信号及载波表示式？

接收机收到的信号功率求调制指数（调幅系数）？

求边带功率对载波功率之比值 ？

   3.已知调频信号                                      若调频灵敏度kF=200Hz/V ，试求：

（1）载频，调频指数和最大频偏

（2）调制信号m(t)

1.了解基带传输的概念、特点和组成。

2.熟悉常用的基带信号波形，了解基带信号的数学表达式及含义。

3.掌握二进制基带信号的功率谱密度。（带宽，会判断有无直流分量，有无位定时信息）。

4.掌握基带传输的常用码型

差分码，AMI码，HDB3码——编码，译码，特点，波形

知道其它码型的编码方法

5.熟悉和理解码间干扰的产生机理及对传输信号的影响，掌握无码间干扰基带传输的条件。会判断给定系统在不同速率下有无码间串扰。会求频带利用率。 

在数字基带传输系统中常采用理想低通，余弦滚降，部分响应等措施来消除码间串扰。 

6.掌握部分响应系统预编码，相关编码，判决过程。（第一类，第四类）以及各部分的作用。

7. 了解均衡的概念、作用和分类，理解利用均衡器消除码间干扰的基本原理，掌握横向滤波器均衡效果的评价指标。

8.了解眼图实现原理。了解无码间干扰系统的抗噪声性能：单极性，双极性比较。

1：数字基带传输系统的传输特性H（f）如下图，试问：

（1）当传输二进制信号，且码元间隔Ts分别为下列情况时，是否会引起码间干扰？   

（a）Ts=0.5ms

（b）Ts=0.75ms

（c）Ts=1ms

（2）对上述不产生码间干扰的情况计算频带利用率。

2.当传输速率为2000Baud时，判断以下各系统能否满足无码间串扰传输，为什么？

3.已知基带传输系统总特性为

奈氏带宽，奈氏间隔，奈氏速率？

传信率？

频带利用率？

6.已知第Ⅰ类部分响应系统波形如图所示。若预编码器输入二进制数字序列an取值为，试写出bn和cn的对应值。

课后习题

1.设发送的码序列为 ，采用2DPSK方式传输。已知码元速率为1200B，载波频率为1800Hz。定义为后一码元起始相位与前一码元结束相位之差：

(1)若代表“0”， 代表“1”，试画出这时的2DPSK信号波形；

(2)若采用差分相干解调方式进行解调，画出解调原理方框图及解调过程中各点波形；

2、已知二进制基带信号为。试求：

（1）若载频为1800Hz，码元速率为1200B，试画出2PSK，2DPSK信号的波形示意图（有关参数可自行假设）。

（2）画出差分相干解调2DPSK信号的系统框图及各点的波形图（注意对齐波形）。 

3、已知二进制基带信号为。试求：

（1）若载频为1800Hz，码元速率为1200B，试画出2PSK，2DPSK信号的波形示意图（有关参数可自行假设）。

（2）画出差分相干解调2DPSK信号的系统框图及各点的波形图（注意对齐波形）。 

（3） 已知解调器输入端的信噪比r=10dB,试求采用差分相干解调器输出的误码率。

4. 设载频为1800Hz，码元速率为1200B，已知发送数据序列为， 试分别画出2ASK,2PSK和2DPSK信号波形。

5．2FSK信号的信道和解调部分的方框图如下图所示。已知信道带宽为2400Hz，信道输出端（图中a点）信噪比为10dB。若2FSK信号的两个载频为f1=1kHz,f2=2kHz，码元速率为300B，试求：

（1）BPF1，BPF2的传输函数

(2)图中b点的信噪比

(3)解调器输出端的误码率（提示：            ）

思考题：7-4,7-7，7-8，7-10,7-12，7-15

习题：7-3,7-5，7-6，7-7,7-20

8-1