通信原理5 调制传输系统的抗噪声性能

通信原理复习题7一、填空题：(每空1分，共30分)1、信源编码的目的是减小信息的冗余度，提高传输的(有效性)；信道编码的目的是增加信息的冗余度，提高传输的(可靠性)。

2、模拟调制系统的抗噪声性能主要用(输出信噪比)来衡量，数字调制系统的抗噪声性能主要用(误码率)来衡量。

3、在信息传输中，出现概率越(小)的消息，其所含的信息量越大；出现概率越(大)的的消息，其所含的信息量越小。

4、变参信道对传输信号的影响可归结为两个基本因素：(乘性干扰)和(加性干扰)的影响。

5、根据香农公式，信道容量C一定时，信道带宽B可以和(信噪比)互换；信息量I一定时，信道宽度B和(时间)互换。

6、把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程叫做(调制)。

7、对AM信号，无门限效应的解调方法是(相干解调)。

8、相干解调要求本地载波和接收到的载波必须保持(同频同相)。

9、PCM过程包括抽样、(量化)、(编码)三个过程。

10、对于低通模拟信号，理论上为了使抽样频率恢复到原来的模拟信号，需要采样频率(大于等于)信号最高频率的两倍。

11、在PCM编码时，美国和日本采用(μ律)压扩特性，中国和欧洲各国采用(A 律)压扩特性，ITU-T规定国际间通信一律采用(A律)。

12、对二进制PCM信号每增加1位码，量化信噪比可提高(6) dB。

13、起补偿作用的可调滤波器称为均衡器，均衡分为(频域均衡)和(时域均衡)。

14、数字基带信号通过基带传输系统时，由于系统传输特性不理想，会使信号发生畸变，在接收端造成判决上的困难，有时会出现误码，这种现象称为(码间串扰)。

15、相对调相２DPSK是为了克服绝对调相2PSK存在的(倒π)现象。

16、(ｎ，k)分组码中，设最小汉明距离为9，则该分组码最多能纠正(4)个比特错误，最多能检测(8)个比特错误。

17、眼图的作用主要是分析(码间串扰)和(加性噪声)对系统性能的影响。

18、HDB3码的全称是三阶高密度双极性码，它克服了AMI的连零过多而丢失同步信息的缺点，使限制的连0的个数不多于(3)个，其中破坏码用(V)表示。

1.1 通信的目的是传递消息中所包含的信息,包括传输和交换.一般通信系统模型如下:按媒质的不同，通信方式可分为两大类：有线通信和无线通信。

1.2按照信号参量的取值方式不同可分为两类：模拟信号和数字信号。

模拟信号的某个参量与消息相对应而连续取值，数字信号的参量是离散取值的。

根据通信系统所传输的是模拟信号还是数字信号，可以相应地把通信系统分成模拟通信系统与数字通信系统。

在短距离的有线传输场合也可使用基带传输的方式。

综上通信系统可分为模拟基带传输系统，模拟调制传输系统，数字基带传输系统，数字调制传输系统。

数字通信的主要优点：(1)抗干扰能力强；(2)便于加密，有利于实现保密通信；(3)易于实现集成化，使通信设备的体积小、功耗低；(4)数字信号便于处理、存储、交换，便于和计算机联接，也便于用计算机进行管理。

1.4通信系统传输的具体对象是消息，其最终的目的在于通过消息的传送使收信者获知信息。

这里的信息指的是收信者在收到消息之前对消息的不确定性。

信息与消息的关系：消息是具体的，而信息是抽象的。

信息量：衡量信息多少的物理量为信息量。

①.信息量的大小与消息所描述事件的出现概率有关。

信息量应该是消息出现概率的单调递减函数。

②.如果收到的不是一个消息，而是若干个互相独立的消息，则总的信息量应该是每个消息的信息量之和。

③对于由有限个符号组成的离散信源来说，随着消息长度的增加，其可能出现的消息数目却是按指数增加的。

平均信息量是指每个符号所含信息量的统计平均值。

1.5 通信系统的质量指标有效性—有效传输带宽，频带宽度越窄，则有效性越好；可靠性—接收端最终的输出信噪比，信噪比越大，通信质量越高。

数字通信系统的有效性用传输速率和频带利用率来衡量。

数字信号由码元组成，定义单位时间传输的码元数为码元速率R s,单位为码元/秒，又称波特；定义单位时间传输的信息量为信息速率R b,单位为比特/秒，又称比特率。

一个二进制码元的信息量为1bit,一个M进制码元的信息量为log2M bit, R b=R s log2M(bit/s)两个传输速率相等的系统如果使用的带宽不同则传输效率也不同，所以频带利用率更本质地反映了数字通信系统的有效性。

第5章 数字基带传输系统5.1 学习指导 5.1.1 要点本章的要点主要有数字基带传输系统结构及各部件功能；基带信号常用波形及其频谱特性；基带传输常用码型的编译及其特点；码间串扰和奈奎斯特第一准则；理想低通传输特性和奈奎斯特带宽；升余弦滚将特性；第一类部分响应系统；无码间串扰基带系统的抗噪声性能；眼图和均衡的概念。

1.数字基带传输系统数字基带传输系统：不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，其基本结构如图5-1所示。

主要有发送滤波器、信道、接收滤波器、同步提取电路以及抽样判决器组成。

发送滤波器用于产生适合于信道中传输的基带信号波形。

信道是基带信号传输媒质（通常为有线信道）。

加性n (t )是均值为零的高斯白噪声。

接收滤波器的功能接收有用信号，滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。

同步提取即从接收信号中提取用来抽样的定位脉冲。

抽样判决器用来对对接收滤波器的输出波形进行抽样、判决和再生（恢复基带信号）。

图5 - 1 数字基带传输系统的原理方框图2.数字基带信号及其频谱特性(1) 数字基带信号数字基带信号用不同的电平或脉冲来表示不同的消息代码。

数字基带信号的单个脉冲有矩形脉冲、余弦脉冲、升余弦脉冲、高斯脉冲等等形式。

常用的基本信号波形有：单极性与双极性波形、不归零码与归零码波形、差分波形、多电平波形等。

数字基带信号通常是一个随机的脉冲序列。

若其各码元波形相同而电平取值不同，则可表示为()()nsn s t a g t nT ∞=-∞=-∑ (5-1)式(5-1)中，a n 是第n 个码元所对应的电平值（随机量）；T s 为码元持续时间；g (t )为某种脉冲波形。

一般情况下，数字基带信号可表示为()()nn s t s t ∞=-∞=∑ (5-2)(2) 基带信号的频谱特性数字基带信号s (t )的频谱特性可以用功率谱密度来描述。

设二进制随机信号为()()nn s t s t ∞=-∞=∑ (5-3)其中()()()12,0()11=S n S g t nT s t g t nT -⎧⎪=⎨-⎪⎩对应“”，以概率P 出现，对应“”，以概率P 出现 则s (t )的功率谱密度为212()(1)()()s S P f f P P G f G f =--+212[()(1)()]()S S S S m f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞+--∑(5-4)式(5-4)中，f s =1/T s 为码元速率；G 1(f )和G 2(f )分别是g 1(t )和g 2(t )的傅里叶变换。

通信原理填空题库按传送信号的复用方式来分，通信系统有 ___________ __ ， ___ ，___ 。

按传输媒介来分，通信系统可分为 和___ __ 。

通信系统按信道中传输的信号不同可以分为 ___ _______ 和_ 。

按工作波段来分，通信分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信和 。

信息是指 。

数据传送方式可以从不同角度进行区分， 若按数据传输的流向和时间关系可分为单工通 信、 和 。

相对于模拟通信，数字通信的缺点是一般需要较大的 ___ ，另外，由于数字通信对同 步要求高，因而系统设备复杂。

信息速率与传码率的关系是 。

1已知消息 x 出现的概率为 p(x)= ，则该消息的信息量Ｉ = bit 。

16一离散信源由 0、1、2、3 四个符号组成，它们出现的概率是 1/2 、1/4 、1/8 、1/8 ，且 每个 符号 出现 独立 ，则 平均 信息 量是 ，最 大可 能平 均信 息 量 通信系统的主要性能指标是 ___ ，_ _ 。

消息出现的概率越小，它所含的信息量越 __ ；不可能事件所含的信息量为 数字通信系统的有效性一般用 __ 来衡量，可靠性用 __ 来衡量。

某四进制系统， 4 秒钟传输 4800 个四进制符号，则此系统的传码率 R B = ，传信率R b =。

通信系统中通信方式分为三种， 广播通信属于 ，使用同一载频的普通无线对 讲机属于 ，电话属于 。

模拟调制系统的抗噪声性能主要用 来衡量；数字调制系统的抗噪声性能主要用 来衡量。

数字通信系统的有效性一般用 __ 来衡量，可靠性用 _ 来衡量。

码元速率相同时， 8 进制的信息速率是二进制的 倍。

每秒传送 N 个 M 进制的码元，则其信息速率为 。

1、2、3、1.2.3. 4、4.5. 6. 7.8. 9. 10. 11. 12. 13.14.15.设在 125 s 内传输 256 个二进制码元， 则码元传输速率为 ；若该信码在 2s 内有3 个码元产生错误， 则误码率为 ；码元速率相同时， 八进制的信息速率是二进制的 倍。

1. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。

（ ）2. 一般说来，通过键控法得到二进制移频建控信号（2FSK ）的相位（ 、 ）与序列 无关。

（ ）3. 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。

（ ）4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。

（ ）5. 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。

（ ）6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道， B 与 可以互换。

（ ）7. 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。

（ ）8. 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。

（ ）9. 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。

（ ）10. 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。

（ ）1. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。

（ ）2. 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。

（ ）3. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若00→n ，则信道容量∞→C 。

（ ）4. 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。

（ ）5. 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。

（ ）6. 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。

（ ）7. 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。

（ ）8. 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。

（ ）9. 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。

（ ）10. 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 ϕ、n θ）与序列n 无关。

（ ）11. 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。

通信原理练习题绪论填空题1．为便于对通信系统进行分析，常采用广义信道，对模拟通信从研究（调制和解调）角度出发，定义为（调制）信道；对数字通信，从研究（编码和译码）角度出发，定义为（编码）信道。

2．在通信传输过程中，基带传输是指（由信源发出的未经调制的基带信号直接在信道中传输），频带传输是指（通过调制将基带信号变为更适合在信道传输的形式）。

3．在数字通信系统中，信源编码是为了（提高系统的有效性），信道编码是为了（提高系统的可靠性）。

4．模拟调制系统的抗噪声性能主要用（输出信噪比）来衡量，数字调制系统的抗噪声性能主要用（误码率或误信率）来衡量。

5．在通信理论中，信息是对（消息）的（统计）特性的一种定理描述；信息采用的最广泛的单位是（比特）。

6．通信系统的主要性能指标通常用（有效性）和（可靠性）来衡量，FSK系统指标具体用（传码率）和（误码率）来衡量，而FM系统指标具体用（有效传输带宽）和（输出信噪比）来衡量。

7．一离散信源输出二进制符号，在（等概）条件下，每个二进制符号携带1比特信息量；在（不等概）条件下，每个二进制符号携带的信息量小于1比特。

8．设每秒传送N个M进制的码元，则信息传输速率为（Nlog2M）比特/秒。

9．在数字通信中，传码率是指（系统每秒传送码元的数目）。

10．在数字通信中，误码率是指（在传输中出现错误码元的概率）。

11．数字通信系统的主要性能指标是（传输速率）和（差错率）。

码元速率R B的定义是（每秒钟传送码元的数目），单位是（Baud），信息速率R b的定义是（每秒钟传递的信息量），单位是（bit/s）。

二、计算填空题1．若传输四进制数字序列，每传输一个码元需时间T i=250×10-6s，其传信率为（8kb/s），码元速率为（4kB）。

2．某通信系统采用八进制数字序列传输方式，其码元速率为9600B，其传信率为（28800b/s），若传输5s，检测到48个码元误码，其误码率为（10-3）。