(成都大学)通信原理期末复习题及部分答案

1. 调制信道对信号的干扰分为 乘性干扰 和 加性干扰 两种。

2. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 恒参信道 和 随参信道 两大类。

3. 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有：产生瑞利型衰落、引起频率弥散 、造成频率选择性衰落 。

4. 常见的随机噪声可分为 单频噪声 、 脉冲噪声 和 起伏噪声 三类。

5. 数字基带信号()t S

的功率谱密度()ωS P 可能包括两部分即 连续谱 和 离散谱 。

6. 二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为 振幅键控 、 频率键控 和 相位键控 。

7. 模拟信号是利用 抽样 、 量化 和 编码 来实现其数字传输的。

8. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 模数转换器 、 数字传输系统 和 数模转换器 。 9.

在数字通信中，同步分为 载波同步 、 位同步 、 群同步 和 网同步 。 10. 通信系统按调制方式可分 连续波调制系统 和 脉冲调制系统 ；按信号特征可分为 模拟通

信系统 和 数字通信系统 。

11. 若系统功率传输函数为()ωH

，则系统输出功率谱密度()()ωξO

P 与输入功率谱密度()()ωξI

P 关系

为

()()ωξ

O

P ＝ ()()ωξI

P ｜H （W ）｜2

12. 随参信道的传输媒质的三个特点分别为 对信号的耗衰随时间而变、传输的时延随时间而变、多径传

播 。

13. 二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为 模拟幅度调制法 和 键控法 。 14. 衡量通信系统的质量指标主要有 有效性 和 可靠性 ，具体对数字通信系统而言，前者

常用 码率 来衡量，后者常用 误码率 来衡量。

15. 在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的 码间串扰 ，二是传输中叠加

的 加性噪声 。

16. 根据香农公式，理想解调器的输入信噪比i i

N S 和带宽c B 与输出信噪比o o N S 和带宽s B 之间满足

c B lb(1+ i i N S ) = s B lb(1+ o o N S ) 。

17. 包络检波法的系统误码率取决于 系统输入信噪比 和 归一化门限值 。 18. 基带传输系统的总误码率依赖于 信号峰值 和 噪声均方根值 之比。

19. 一个连续信道的信道容量受 信道带宽 、 噪声单边功率谱密度 、 信道输出的信

号功率 “三要素”的限制。

20. 起伏噪声可分为 热噪声 、 散弹噪声 及 宇宙噪声 。 21. 恒参信道的传输特性通常可以用 幅频失真 和 相频失真 来表征。

22. 信道传输信息的速率与 单位时间传送的符号数目 、 信息源的概率分布 以及 信

道干扰的概率分布 有关。

23. 设一分组码（010111），则它的码长是 6 ，码重是 4 ，该分组码与另一分组码（110010）

的码距是 3 。

24. 通断键控信号（OOK ）的基本的解调方法有 非相干解调 及 相干解调 。

25. 一个均值为零的平稳高斯窄带随机过程的包络的一维分布是 端利分布 ，而其相位的一维分布

是 均匀分布 。

26. 数字通信系统的主要性能指标是 传输速率 和 差错率 。

1. 信息与消息在概念上是一致的，即信息就是消息，消息就是信息。（ ⅹ ）

2. 若

()t X 是平稳的，则()1t X 与()C t X +1具有相同的统计特性（C 为常数）

（ √ ）

3. 对于数字基带信号()t S

的功率谱密度的连续谱部分总是存在的，而离散谱可有可无。（ √ ）

4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。（ ⅹ ）

5. 窄带高斯随机过程的包络和相位过程是两个相互独立的随机过程。（ ⅹ ）

6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若信源的信息速率R 小于或等于信道容量C ，则理论上可实现无误差传输。（ √ ）

7. 小信噪比时，调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度将随传输带宽的增加而增加。（ ⅹ ）

8. 一种编码的检错和纠错能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。（ √ ） 9.

码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。（ⅹ ）

10. 设随机过程

()t X 与()t Y 独立，则()()()t Y t X t Z =的一维概率密度()()()t y f t x f t z f y x z ;;;=。

（ ）

11. 平稳随机过程的自相关函数具有任意的形状。（ ⅹ ） 12. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道， B 与N

S

可以互换。（ ⅹ ）

13. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若增加信道带宽B ，则信道容量C 无限制地增加。（ ⅹ ）

14. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若0

→n

，则信道容量∞→C 。（ √ ）

15. 恒参信道对信号传输的影响是变化极其缓慢的，因此，可以认为它等效于一个时变的线性网络。（ⅹ ） 16. 在大信噪比情况下，AM 信号检波器的调制制度增益随基带信号的支流分量的减少而减少。（ ⅹ） 17. 任何一个采用线性调制的频带传输系统，总可以由一个等效的基带传输系统所替代。（√ ） 18. 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。（√ ）

19. 一种编码的检错和纠错能力与该编码的最大码距的大小有直接关系。（ ⅹ） 20. 一般说来，通过键控法得到二进制移频键控信号（2FSK ）的相位（n ?、n θ）与序列n 无关。

（√ ）

若[])()(11t m t X E

X =，[])()(22t m t Y E Y =，()()[]()()2121t m t m t Y t X E Y X =，则随机过程()t X 与

()t Y （ A ）。

（A ）

不相关；（B ）正交；（C ）独立。 1.

平稳随机过程的自相关函数()τx

R 是（ C ）。

（A ）

只为正的偶函数；（B ）只为负的奇函数；（C ）可正可负的偶函数。 2. 下列属于线性调制的是（ C ）。

（A ）相移键控；（B ）频移键控；（C ）振幅键控。

4.

平稳随机过程的功率谱密度()ωx

S 为（ A ）。

（A ）

非负的实的偶函数；（B ）负的偶函数；（C ）可正可负的偶函数。 5.

在数字基带传输系统中，设发送1符号和0符号的概率分别为()1P

和()0P ，抽样时刻样值分

别为

A 和0，为了使输出误码率最小，最佳判决门限应为（ ）

。 （A ）

2

A

；

（B ）

()()10ln

222

P P A A n σ+； （C ）

()()

10ln 22

P P A A n σ+； （D ）

()()

10ln 222

P P A A n σ+。 6. 窄带噪声()t n

的同相分量()t n c 与正交分量()t n s 具有如下性质：（ A ）。

（A ）()t n c 与()t n s 都具有低通性质；（B ）()t n c 与()t n s 都具有带通性质； （C ）()t n c

与()t n s

7.

（ A ）。 1.

功率谱密度分别为

()ωx S ，试问f ()

ωx S 是否：

(1)必须是偶函数；(2)定

()t X 的概率密度函数；(6) 能够确定()t X 的自相关函数；(7)能够确定()t X 的功率谱密度。

上述对()x f x

成立的有 ；()τx R 成立的有 ；()ωx S 成立的有 ；

2. 随机过程的样本函数是（ A ）

（A ） 确定的时间函数；（B ）随机函数；（C ）随机变量的函数。 3. 线形调制系统的调制制度增益（ D ） （A ） 与调制方式有关，与解调方式无关； （B ） 与调制方式无关，与解调方式有关； （C ） 与调制方式无关，与解调方式无关； （D ） 与调制方式有关，与解调方式有关。 4. 平稳随机过程

()t X 的均方值为（ B ）

（A ） 负的；（B ）非负的常量；（C ）时间t 的函数。

9. 下列哪一种信号的传输带宽与AM 信号传输带宽相同（ B ） （A ） 基带信号；（B ）双边带信号；（C ）单边带信号；（D ）残留边带信号。 10.

在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK 、2FSK 、2PSK 从优到差的次序为（ D ）

（A ） 2FSK 、2ASK 、2PSK ；（C ）2ASK 、2FSK 、2PSK ； （B ） 2ASK 、2PSK 、2FSK ；（D ）2PSK 、2FSK 、2ASK 。

11. 传输速率为9600 B 的二进制数码流，所需的最小传输带宽为 （ B ） 。

（A ）3.2 kHz

（B ）4.8 kHz （C ）1.6 kHz （D ）9.6 kHz

12. 在相同的大信噪比下，通断键控信号（OOK ）同步检测时的误码率比包络检波时的误码率

（A ） 。（A ）

低； （B ）高； （C ）一样； （D ）没有可比性

13. 下列属于线性调制的是 （ A ）（A ）振幅键控（B ）频移键控；（C ）相移键控；（D ）角度

调制。

18采用同步解调残留边带信号时，只要残留边带滤波器的截止特性在载频处具有 C 特性，就能够准确

地恢复所需的基带信号。 （A ）互补 （B ）对称 （C ）互补对称

（D ）没有特殊要求

19对于AM 调制系统，在大信噪比情况，采用包络检波器解调时的性能比同步检测器时的性能 D 。

（A ）高 （B ）低 （C ）相等 （D ）几乎一样 20通断键控信号（OOK ）的带宽是基带脉冲波形带宽的 B 倍。 （A ）1

（B ）2

（C ）3

（D ）2/3

21下列哪一种信号的传输带宽与AM 信号传输带宽相同 B 。

（B ） 基带信号；（B ）双边带信号；（C ）单边带信号；（D ）残留边带信号。

25一个随机过程是平稳随机过程的充分必要条件是 B 。

（A ） 随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数与时间间隔无关； （B ） 随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数仅与时间间隔有关； （C ） 随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔无关； （D ） 随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔有关；

1.设二进制序列为110010101110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码、双极性码、单极性归零码和双极性归零码。

2.分别画出模拟、数字和模拟信号数字传输系统的模型。

3.设发送数字信息为1100110，则画出2ASK 、2FSK 、2PSK 和2DPSK 的波形示意图。

4.已知数字信息

{}1011010=n a ，分别以下列两种情况画出2PSK ，2DPSK 的波形以及写出相对码{}n b 。

（1）码元速率为1200 B ，载波频率为1200 Hz ； （2）码元速率为1200 B ，载波频率为1800 Hz ； 1.

什么是门限效应？AM 信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？

当包络检波的信噪比低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。 因为，门限效应是包络检波的非线性解调引起的，而AM 信号才用了包络检波法，所以会产生门限效应。 2.

简述二进制数字调制（2ASK 、2FSK 、2PSK ）系统的抗噪声性能？

答：1）相干检测时，在相同误码率条件下，对信噪比

的要求是：2PSK 比2FSK 小3dB ，2FSK 比2ASK 小3dB ；2）非相干检测时，在相同误码率条件下，对信噪比

的要求是：2DPSK 比2FSK 小3dB ，2FSK 比2ASK

小3dB 。 反过来，若信噪比一定，2PSK 系统的误码率低于2FSK 系统，2FSK 系统的误码率低于2ASK 系统。 因此，从抗加性白噪声上讲，相干2PSK 性能最好，2FSK 次之，2ASK 最差。

3.什么是“倒π现象”？为什么二进制移相键控信号会出现“倒π现象”？

答：在数字调制系统中，如果采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化（0相位变π相位或π相位变0相位），则恢复的数字信息就会发生0变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。而实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉，就会在接受端发生错误的恢复，这种现象就称为“倒π现象”。因为二进制移相键控信号采用是绝对移相方式，所以就可能出现“倒π现象”。

4.衡量数据通信系统的主要性能指标是什么？具体用什么来表述？

5.窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么？

答：“窄带”是指系统的频带比起中心频率来小得多的系统；“高斯”是指噪声的概率密度函数服从正态分布；“白”是指噪声的功率谱密度服从均匀分布。

6.消除码间干扰的方法有几种，并说明它们的思想？

答：

7.为什么DSB信号的解调器使信噪比改善一倍？

因为它采用同步解调，使输入噪声中的一个正交分量N I（T）被消除的缘故。

8.数字通信有哪些主要优点？

9.随参信道对所传信号有何影响？如何改善？

10.无码间干扰时，基带传输系统的误码率取决于什么？怎样才能降低系统的误码率？

之比，而与采用什么样的信号形式答：基带传输系统的误码率依赖于信号峰值A与噪声均方根值n

无关，但这里的信号形式必须是能够消除码间干扰的。

若比值

n

A

σ越大，则误码率就越小。

11. 什么是绝对移相？什么是相对移相？它们有何区别？

答：绝对移相方式：利用码元的载波相位值去表示数字信息的一种方式。相对移相方式：利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数信息的一种方式。区别：在数字调制系统中，采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化（0相位变π相位或π相位变0相位），则恢复的数字信息就会发生0变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。而实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉，就会在接受端发生错误的恢复，这种现象就称为“倒π现象”。 12. 什么是眼图？由眼图模型可以说明基带传输系统的哪些性能？

答：眼图是指用示波器显示用实验手段估计系统性能的图形，因为在传输 二进制信号波形时，它很像人的眼睛。

它能说明基带传输系统的性能有：

1） 最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻；

2） 对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越陡，对定时误差就越灵敏； 3） 图的阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围； 4） 图中央的横轴位置应对应判决门限电平；

在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限（或称噪声边际），即若噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。

13. DSB 调制系统和SSB 调制系统的抗噪性能是否相同？为什么？ 答：相同。

因为单边带信号所需带宽仅仅是双边带的一半。因而，在噪声功率谱密度相同的情况下，双边带解调器的输入噪声功率是单边带的二倍，从而也使双边带解调器输出噪声功率比单边带的大一倍。因此，尽管双边带解调器的制度增益比单边带的大，但它的实际解调性能不会优于单边带的解调性能。不难看出，如果解调器的输入噪声功率谱密度相同，输入的信号功率也相同，则双边带和单边带在解调器输出端的信噪比是相等的。这就是说，从抗噪声的观点看，单边带的解调性能和双边带是相同的。元相对相位的差唯一决定信息符号，这样避免了绝对移相方式中的“倒π现象”。

14. 为什么双边带解调器的调制制度增益是单边带的二倍？

答：

1．黑白电视机图像每幅含有5

103?个像素，每个像素有16个等概率出现的亮度等级。要求每秒种传输30帧图像。若信道输出N

S

=30dB ，计算传输该黑白电视图像所要求信道的最小带宽。

2．设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度()3105.0-?=f P n W/Hz,在该信道中传输抑制载波的双边

带信号，并设调制信号()t m

的频带限制在5kHz ，而载波为100kHz ，已调信号的功率为10kW 。若接收机的

输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：

（1） 该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性()ωH ；

（2） 解调器输入端的信噪功率比为多少？ （3） 解调器输出端的信噪功率比为多少？

（4） 求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。

3．设随机二进制脉冲序列码元间隔为b

T，经过理想抽样以后，送到如下图中的几种滤波器，指出哪种会引起码间串扰，哪种不会引起码间串扰，说明理由。

)

(ω

H

b

T

π3

-

b

T

π3

)

(ω

H

b

T

π2

-

b

T

π2

O O

)

(a)

(b

ωω

3

4．设最高频率为3 kHz 的话音信号经DSB 调制后，在

300=f MHz 的高频信道上传递10 km 。信道传输的功率

衰耗为10 dB/km ，信道中存在高斯白噪声，其双边功率谱密度为160

102-=n W/Hz ，要求接收输出信噪比

40≥o o N S dB 。

（1

（2（35．一种设输入随机过程其功率谱密度为()ωx P 谱密度()ωy P 。1

6．已知滤波器的()ωH

具有如下图所示的特性（码元速率变化时特性不变），当采用以下码元速率时（假

设码元经过了理想抽样才加到滤波器）：

(a) 码元速率1000

=b

f Baud ；(b)码元速率4000

=b

f Baud ；(c) 码元速率1500

=b

f Baud ；

(d) 码元速率3000

=b

f Baud 。问：

)

(f H 1000

O

Hz

f 1000

-1

2

7．已知二进制数字信号每个码元占有的时间为1ms，1、0码等概率出现，求（1）码元速率；（2）每秒种的信息量；（3）信息速率。

8．设基带系统的发送滤波器,信道及接收滤波器组成的总特性为H(ω).若要求以2/Ts波特的速率进行数据传输,试检验图所示各种H(ω)能否满足抽样点上无码间串扰的条件.

s s

s s s s s s

9.某通信系统如图（a）所示，其中f1(t)和f2(t)分别为要传送的基带信号，它们的频谱分别如图(b)、

(c)中所示。

33

c1

6

2

=2410rad/s,210010/,

210/.

c

rad s

rad s

πωπ

ωπ

Ω??=??

=?

+FM

cos(2t)

Ω

cos c1

ωt

cos c

ωt

2

f1(t)

f(t)

2

f(t)S m1(t)

ωω

Ω

ΩΩΩ

00

--

11

F1(ω)F(ω)

2

S(t)

m2

求解：（1）写出f(t)的频谱表达式，并画出频谱图；

（2）写出S m1(t)的频谱表达式，并画出频谱图；

（3）若调频指数m f=7，求S m2(t)的信号带宽；

（4）画出一个由S m2(t)恢复f1(t)和f2(t)的原理性方框图。