通信原理复习资料和练习题（完整版）

的阴影区的垂直高度，表示信号幅度畸变范围；图中央横轴位置对应判决门限电平；抽样时刻上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。

4.写出描述连续信道容量的香农公式，并简要说明信道容量C与B、S、n0之间的关系

?S?S???C?Blog2?1???Blog2?1???NnB??0? ?答：香农公式：

提高信噪比S/N，可增大信道容量C；

C随着B的适当增大而增大，但当B??时，

通过B与S/N的互换，可维持一定的C。 5.AMI码和HDB3码的共同点与不同点

C?1.44Sn0；

AMI码和HDB3码的共同点：不含直流分量、高低频分量较少；易于提取位定时的信息；具有一定的检错能力。适合于用作传输码。

AMI码和HDB3码的不同点：AMI码受信源的统计特性影响较大，尤其是出现长串连0时严重影响时钟的提取；HDB3码解决了AMI码中长串连0的问题，最大连0数不超过3个 6.部分响应系统的优点是什么呢？缺点是什么？（或采用部分响应技术会得到什么好处？需要付出什么代价？）

答：优点：频带利用率高，在理论上可达到2Bd/Hz；时域衰减快，可以放宽对定时信号相位抖动的要求，系统的频率特性不是理想矩形，易于实现 缺点：抗噪声能力比非部分响应系统差 7.什么是2PSK系统的相位模糊现象？

答：从2PSK信号是提取的载波信号存在两种可能的相位，即0相和π相，解调结果与发端的基带信号同相或反相，这就是2PSK系统的相位模糊现象。

8.如何由白噪声得到窄带白噪声，窄带白噪声的功率与其同相分量的功率及正交分量的功率有何关系：

答：将白噪声通过窄带带通滤波器，就可以得到窄带白噪声，窄带白噪声的功率与其同相分量的功率以及正交分量的功率是相同的。

如何评价模拟通信系统和数字通信系统的有效性有可靠性？

答：模拟通信系统：已调信号带宽越小，有效性越好；解调器输出信噪比越高，可靠性越

好；数字通信系统：频带利用率越高，有效性越好；误码率越小，可靠性越好。 9.简述二进制数字调制（2ASK、2FSK、2PSK）系统的抗噪声性能？ 答：

1）频带宽度或频带利用率方面：2FSK系统最不可取。

2）抗加性高斯白噪声方面：相干2PSK性能最好，2FSK次之，OOK最差。 10. 简要非均匀量化原理，与均匀量化相比较，非均匀量化的主要优点和缺点。 答：非均匀量化是指量化间隔不相等的量化。信号小时，量化间隔也小，信号大时，量化间隔也大。优点：能改善小信号的信噪比，减小编码位数和传输带宽。缺点：实现相对复杂些。

11. 简述数字基带传输系统中，造成误码的主要因素和产生原因。

答：码间串扰和信道噪声是造成误码的两大因素，码间串扰是由于基带传输总特性不理想造成的；信道噪声是一种加性随机干扰，来源有很多，主要代表是起伏噪声（如热噪声）。这两类干扰都会对信号的接收判决产生影响。

12. 已知消息代码为1100000100000000101，编出相应的HDB3码，并简述该码的特点。 答：+1-1000-10+1000+1-100-1+10-1，特点：无直流，且高低频分量小，具有宏观检错能力，三电平波形，连“0”数目不超过3个

13. 什么是门限效应？AM包络检波法为什么会产生门限效应？

答：小信噪比时，解调输出信号无法与噪声分开，有用信号“淹没”在噪声之中，这时候输出信噪比不是按比例地随输入信噪比下降，而是急剧恶化，这种现象称为门限效应。由于包络检波法的非线性作用，所以AM信号会产生门限效应。 14. 数字信号的最佳接收准则是什么？其物理含义是什么？ 答：使接收的误码率最小；在接收判决时的信噪比最大。

15. 试说明相干解调和非相干解调在大信噪比和小信噪比时的抗噪声性能。

答：对小信噪比相干解调和噪声性能优于非相干解调，对大信噪比两者噪声性能差不多。非相干解调存在门限效应，而相干解调没有

16. 通信系统的两项重要性能指标“有效性”和“可靠性”分别反映通信系统的什么性能？其相互间存在什么关系？

答：有效性用于反映通信系统的传输的容量大小。 可靠性用于反映通信系统的传输的质量好坏。

通信系统有效性和可靠性是相互矛盾的，即提高有效性则可靠性下降。 17.数字通信系统与模拟通信系统相比具有哪些特点？

答：抗干扰能力强；差错可以控制，从而改善传输可靠性；便于进行各种数字信号处理；保密性强；有利于实现综合业务通信网。 18. 简述无码间干扰条件 的含义？

含义是：把从波形形成输入到接收滤波器输出的传递函数H(ω)的幅频特性在ω轴上以2π/TS为间隔切开，然后分段沿ω轴平移到(-π/TS，π/TS)区内将它们叠加起来，其结果应当为一固定值TS，即叠加后的结果为理想低通特性就可以做到在抽样点上无码间干扰。

计算题

1．设信息源的输出由128个不同的符号组成，其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现的概率为1/224。信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。计算该信息源的平均信息速率。

解：每个符号的平均信息量为：

该信息源的平均信息速率为：

2．某信息源的符号集由A、B、C、D和E组成，舍每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4，1/8，1/8，3/16，5/16。 试求：该信息源符号的平均信息量。

解：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频率分别为0.4，0.3，0.2，0.1.求该信号的平均信息量与信息速率。 解：平均信息量：

4H(x)＝－?p(xi)log2p(xi)

i?1＝―0.4 log20.4―0.3log20.3―0.2log20.2―0.1log20.1 ＝1.846(bit/sym) 信息速率： R1.846b＝

1?10?3＝1864(bit/s) 4．试求下列均匀概率密度函数的数学期望和方差：

?1f(x)???2a?a?x?a ??0其它x 解：E[X]???axx2a??xf(x)dx???a2adx?4a?0?a D[X]???(x?E[X])2f(x)dx??ax2a???a2adx?x3a26a??a3

5．试证明随相信号是广义平稳随机过程。其中，s(t)?Acos(?0t??)A,?0 是常数，相位?在0

~2?上均匀分布的随机变量。 证明： a(t)?E{Acos(?0t??)}?AE{cos?0tcos??sin?0tsin?)}?Acos?0tE{cos?}?Asin?0tE{sin?)} ?Acos??2?102?cos?d??Asin?2?10t0t?02?sin?d??0 ?2(t)?E?[s(t)?a(t)]2??E?[Acos(?0t??)]2? ?A2A22E[1?cos2(?0t??)]? R(t,t??)?E{Acos(?20t??)Acos[?0(t??)??)]} ?A22E[cos?0??cos(2?0t??0??2?)] A2cos?A2?0??E[cos(2?0t??0??2?)] 22A2?2cos?0??R(?)可见，a(t)、?2(t)和R(t,t??)均与时间无关，而R(t,t??)?R(?)仅与时间间隔有关，所以，s(t)是