简答题及答案

四、简答题

1．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。 2．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。 3．什么是误码率？什么是误信率？他们之间关系如何？

4．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？模拟通信和数字通信对应于这两项的具体指标是什么？ 5．什么是码元速率？什么是信息速率？它们的单位分别是什么？他们之间关系如何？ 6．根据如图所示的数字通信系统模型，简述其中各部分与有效性和可靠性两项指标的关系？ 7．如图为传输信道的模型，试写出相互间的关系表达式并作简要解释？ 8．简述恒参信道和随参信道对数字信号传输的影响及克服方法？ 9．何为香农公式中的“三要素”？简述信道容量与“三要素”的关系？ 10．试用香农公式来解释调频方式与调幅方式性能上的优劣关系。

11．对于抑制载波的双边带信号，试简述采用插入导频法和直接法实现载波同步各有何优缺点？

12．设已调制信号的波形如图所示，请指出它们分别属于何种已调制信号，相应的解调分别可采用何种方式。 13．试对AM和DSB可否采用包络检波方式进行解调进行讨论？ 14．在数字基带传输系统中，传输码的结构应具备哪些基本特性？

15．根据传输码应具备的特性，简述NRZ、RZ、AMI、HDB3、可否作为传输码？ 16．试比较传输码AMI码和HDB3码之间的特点？ 17．简述无码间干扰条件 的含义？

18．在数字基带传输系统中，是什么原因导致码间干扰？简述部分响应波形中是否存在码间干扰？

19．部分响应技术具有什么特点？设有一数字码序列为1001010110001，若采用第一类部分响应传输，请写出相关编码后的数字序列？ 20．简述观察眼图的作用？以及正确进行眼图观察的方法？

21．某数字通信系统接收端的组成如图所示，请指出眼图应在那点进行观察？若眼图的线迹宽而不清晰，请判断原因？ 22．模拟和数字调制其原理是一样的，但在实现时为何数字调制却不采用模拟调制电路来实现？

23．一个采用非相干解调方式的数字通信系统是否必须有载波同步和位同步？其同步性能的好坏对通信系统的性能有何影响？ 24．简述为什么实际的数字调相不能采用绝对调相而采用相对调相？ 25．试说明数字相位调制可以采用数字调幅的方式来实现的道理？

26．简述数字调制与模拟调制之间的异同点？多进制调制与二进制调制相比具有什么特点？ 27．试从占用频带和抗干扰方面比较三种数字调制（2PSK、2FSK、2ASK）方式之间的特点？ 28．根据低通型抽样定理试讨论、和时出现的情况（为抽样频率，为信号的最高频率）？ 29．简述平顶抽样带来的失真及弥补方法？

30．试比较冲击抽样、自然抽样和平顶抽样的异同点？

31．简述带通型信号的抽样不易采用低通型抽样定理进行抽样的原因？

32．对于电话信号为什么要采用非均匀量化？非均匀量化各段的改善量分别为多少？ 33．试画出PCM传输方式的基本组成框图？简述各部分的作用？

34．根据PCM传输方式的基本组成，若用于传输电话时，请简述各部分的作用及相应要求？

35．在我国的数字复接等级中，二次群的码元速率为8448kb/s，它是由四个码元速率为2048kb/s的基群复合而成。试解释为什么二次群的

码元速率不是基群码元速率的四倍（8192kb/s）？复接中采用的是什么方式的码速调整？ 36．解释最佳基带传输系统的含义？在理想信道下的最佳基带传输系统的结构具有什么特点？ 37．简述连贯式插入法帧同步的基本方法？

38．为什么直接法载波同步方式要采用“非线性变换+滤波”或“非线性变换+锁相”？

39．一个采用非相干解调方式的数字通信系统是否必须有载波同步和位同步？其同步性能的好坏对通信系统的性能有何影响？ 40．试简述采用插入导频法和直接法实现位同步各有何优缺点？ 五、作图题

1．某调制方框图如图a所示。已知m(t)的频谱如图b，载频 且理想带通滤波器的带宽为。

试求：（1）理想带通滤波器的中心频率为多少；

（2）说明s(t)为何种已调制信号；

（3）画出s(t)的频谱图。

2．根据如图所示的调制信号波形，试画出DSB及AM波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

3．请画出采用单边带调幅的调制器和解调器的组成框图？若基带信号的频谱如图所示，载波频率为64kHz，取下边带（滤波为理想），请

画出已调信号的频谱？

4．若有5个频谱范围均为60kHz～108kHz的信号（已包括防护频带），现将这5个信号采用频分复用的方式合成一个频谱为312kHz～552kHz

的信号。

试求：（1）对应于这5个信号所用的载波频率分别为多少（取上边带）；

（2）画出该频分复用的原理框图； （3）试画出频谱搬移图。

5．设有12路电话信号，每路电话的带宽为4kHz（频谱0kHz～4kHz，已包括防护频带），现将这12路电话信号采用频分复用的方式合成一

个频谱为60Hz～108kHz的信号。

试问：（1）用于12路电话频谱搬移的载波频率分别为多少(取上边带)；

（2）画出频分复用的频谱搬移图（4kHz的电话频谱用三角频谱表示）。

6．设通信系统的模型如下图所示，请在图中标出调制信道和编码信道。请画出一对输入和一对输出时的调制信道数学模型图和二进制编

码信道数学模型图。

7．设有三种传输通道分别如图a、图b和图c所示。

试求：（1）画出这三种传输通道的幅频特性示意图； （2）就失真问题对三种传输通道作简要讨论；

（3）若三种传输通道的输入为一个矩形脉冲，请分别画出相应的输出波形草图。

8．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的单极性非归零码（NRZ）、归零码（RZ）、差分码和双极性归零码的波形。 9．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的NRZ码、RZ码、双极性归零码、AMI码和四电平码的波形。

10．设有一数字码序列为10010000010110000000001，试编为相关码、AMI码和HDB3码？并画分别出编码后的波形？（第一个非零码编

为-1）

11．设部分响应传输系统如图所示，若 为100110100101。请画出各点的波形。 12．请画出眼图的模型结构图，并解释个部分所代表的含义。

13．设发送数字信息序列为11010011，码元速率为。现采用2FSK进行调制，并设 对应“1”；对应“0”；、的初始相位为00。

试求：（1）画出2FSK信号的波形。

（2）计算2FSK信号的带宽和频谱利用率。

14．设发送数字信息序列为11010011，码元速率为 。现采用2FSK进行调制，并设 对应“1”；对应“0”；、的初始相位为00。

试求：（1）画出2FSK信号的波形。

（2）计算2FSK信号的带宽和频谱利用率。 15．设二进制FSK信号为

且等可能出现。 试求：（1）构成相关检测器形式的最佳接收机结构；

（2）画出各点可能的工作波形；

（3）若接收机输入高斯噪声功率谱密度为 ，试求系统的误码率。

16．假设有某2DPSK系统，设发送数字信息序列为110100101，码元速率为 ，载波频率为。

试求：（1）试画出2DPSK信号波形；

（2）试画出采用非相干解调法接收的组成框图； （3）根据框图试画出解调系统的各点波形。

17．设数字序列为100101110，波特为1000B，载波频率为2000Hz。

试求：（1）画出相应得2DPSK的波形；

（2）画出2DPSK传输系统的非线性变换+滤波法载波同步的组成框图； （3）画出以上组成框图中各点的波形图。 18．设发送数字信息序列为011010001，码元速率为，载波频率为4kHz。

试求：（1）分别画出2ASK、2PSK、2DPSK信号的波形（2ASK的规则：“1”有载波、“0”无载波；2PSK的规则：“1”为00、“0”为1800；

2DPSK的规则：“1”变“0”不变，且设相对码参考码元为“0”）。 （2）计算2ASK、2PSK、2DPSK信号的带宽和频谱利用率。

19．已知一低通信号 的频谱为

试求：（1）假设以的速率对进行理想抽样，试画出已抽样信号的频谱草图；

（2）若用 的速率抽样，重做上题；

（3）若用 的速率抽样，重做上题； （4）试比较以上结果。

20．已知 某信号 的频谱如图所示b。将它通过传输函数为 的滤波器后再进行理想抽样如图a所示。

试求：（1）此时抽样速率应为多少；

（2）若用 的速率抽样，画出已抽样信号的频谱；

（3）接收端的 应具有怎样的传输特性才能不失真地恢复。

21．设有一频谱范围为1kHz～6kHz的模拟信号如图所示。

试求：（1）试画出 、和 进行理想抽样后的频谱图；

（2）试对以上三种抽样结果进行讨论，并指出实际抽样时应取哪个频率。 22．设到达接收机输入端的二进制信号码元 的波形如图所示，输入高斯噪声功率谱密度为：

试求：（1）画出匹配滤波器形式的最佳接收机结构；

（2）确定匹配滤波器的单位冲激响应及可能的输出波形。

23．设系统某系统如图(a)，其输入分别如图(b)所示。

试求：（1）绘图解出 的输出波形；

（2）绘图解出 的输出波形；

（3）说明 、是否是的匹配滤波器。 24．设有一数字基带传输系统，传输码采用AMI码。

试问：（1）位同步的实现方法有哪些；

（2）画出非线性变换+滤波法提取位同步信号的组成框图； （3）设数字序列为101100111，根据以上框图画出各点的波形图。

通信原理复习题答案

一、单项选择题

1. B 2. A 3. A 4. D 5. A 6. C 7. B 8. D 9. A 10. A 11. B 12. C 13. A 14. D 15. C 16. D 17. B 18. B 19. B 20. B 21. B 22. D 23. A 24. B 25. C 26. C 27. B 28. B 29. D 30. C 31. D 32. D 33. B 34. A 35. D 36. C 37. B 38. B 39. C 40. A 41. C 42. B 43. C 44. C 45. A 46. A 47. C 48. C 49. C 50. C 51. B 52. D 53. D 54. A 55. C 56. A 57. B 58. D 59. D 60. D 61. D 62. A 63. C 64. C 65. A 66. D 67. D 68. B 69. D 70. A 71. C 72. D 73. A 74. D 75. A 76. A 77. D 78. A 79. A 80. D 二、填空题

1、非电/电，调制/解调 2、

，

3、独立等概 4、模拟通信系统，数字通信系统 5、有效性，可靠性 6、传输速率，差错率 7、调制，解调 8、模拟，数字

9、基带信号，频带信号 10、均匀无限宽，杂乱无章，正态分布 11、热噪声，散弹噪声，宇宙噪声 12、存在，不存在 13、乘性，加性 14、恒参 15、幅频，相频，均衡 16、极化，角度 17、最佳选择，最大功率合并，最大信噪比合并 18、传输损耗随时间变化，传输延时随时间变化，衰落 19、信噪比 20、线性关系

21、调幅，调频，调相 22、线性调制，非线性调制 23、DSB，VSB，SSB 24、包络检波，同步解调 25、SSB，FM，AM 26、大，宽 27、该调制方式的抗干扰，〉 28、门限效应

29、频分复用，时分复用 30、具有一定的检错能力，设备简单 31、4 32、长串连零，取代节，四连零 33、连续谱 34、归零

35、连续谱，离散谱 36、交变波，恒定波 37、0、1，不含有，1/2时钟频率 38、2.048MHz，1.536MHz

39、2bit/s.Hz，1bit/s.Hz 40、滚降，无码间干扰 41、理想低通，滚降，部分相应 42、2B/s.Hz

43、特例，开关 44、频谱利用率，抗干扰能力 45、ASK，FSK，PSK 46、单峰，双峰

47、两彼此正交的调幅信号，调幅 48、固定相位，相位跳变

49、一样，强 50、同步解调，差分解调（延时解调） 51、相位模糊，差分编码 52、模数转换，数模转换

53、抽样，量化，编码 54、脉冲编码调制（PCM），增量调制（ΔM） 55、时间上的离散，幅度上的离散 56、连续，时间 57、模拟，数字 58、连续，离散 59、小信号，大信号 60、24，-12

61、01111111，-2016 62、帧同步码，标志信号 63、32，TS0 64、最大相关，最大信噪比、 65、0，消失 66、输出信噪比最大 67、

，

68、匹配滤波器 69、一样 70、72、

，

，

71、插入导频法，直接法

73、连贯式插入法，间隔式插入法

74、连贯式插入法 75、位同步，帧同步（群同步）

76、插入导频法，直接法 77、载波同步，位同步，帧同步（群同步） 78、码速调整法，水库法 三、是非判断题

1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、× 7、√ 8、× 9、√ 10、√ 11、× 12、× 13、√ 14、× 15、√ 16、× 17、× 18、√ 19、× 20、× 21、√ 22、× 23、√ 24、√ 25、× 26、× 27、√ 28、√ 29、√ 30、√ 31、√ 32、× 33、× 34、× 35、√ 36、× 37、× 38、× 39、× 40、× 四、简答题

1、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。

2、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。 3、误码率是码元在传输中被传错的概率；

误信率是指错误接收的信息量占传输的总信息量的比例。

在二进制时，误码率和误信率在数值上相等；在N进制时，误信率要小于误码率。 4、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。

模拟通信对应有效性的指标为传输带宽，对应有效性的指标为信噪比； 数字通信对应有效性的指标为传输速率，对应有效性的指标为差错率； 5、码元速率

----每秒钟传输的码元数目，单位波特；

信息速率----每秒钟传输的信息量，单位比特/秒（bit/s） 在二进制时，码元速率等于信息速率，只是单位不同；

在多进制时，，M为进制数。 6、信源编码、解码----考虑传输效率；

加密、解密----根据方法不同可能会带来有效性下降；

信道编码、解码----考虑适应信道，提高可靠性为主要目的，有效性将下降；

调制、解调----考虑适应信道，可靠性和有效性相矛盾，占用频带小的调制其可靠性将降低；

信道----传输特性的不理想和噪声的干扰是影响可靠性的主要因素。

7、相互间的关系表达式为：

表达式解释：输出

中

为乘性干扰，主要由信道的传输特性决定；

为加性干扰主要指外界叠加的干扰。

8、恒参信道信号传输的影响是引起幅频特性和相频特性的畸变，从而最终导致产生码间干扰。克服方法主要是采用均衡技术。

随参信道对信号传输的影响是引起衰落，克服方法主要是分集接收。 9、香农公式中“三要素”为：信道带宽、噪声功率谱密度和信号平均功率。

“三要素”的关系：理论上当

时信道容量

；

即使传输带宽无穷大，此时的信道容量也是有限的，因为此时的噪声功率也趋于无穷大。

10、香农公式表示在信道容量一定的情况下，信道带宽越宽（有效性下降），则要求信道提供的信噪比可以越小（可靠性提高），即可以提

高抗干扰能力。对于调幅方式，其占用的频带要比调频方式占用的频带小，而抗干扰能力则要比调频方式的差，这正好符合香农公式所反映的两者间关系

11、插入导频法：插入导频法需要在发送端加导频插入电路，在接收段需加导频提取电路。

直接法：是从接收到的已调信号中提取载波，由于DSB信号其功率谱中不含有载波分量，必须加一非线性电路，然后再提取。 相比较而言，直接法无需在发送端增加任何电路，因此直接法较插入导频法容易实现且对信号传输的影响要小。 12、图a为抑制载波的双边带调幅（DSB）；

图b为双边带调幅（AM）。

图a的解调只能采用同步解调；

图b的解调可以采用包络检波和同步解调。

13、AM已调信号波形的包络即为调制信号，采用包络检波的方式获得AM的包络线即恢复出原始信号；

DSB已调信号波形的包络与调制信号的波形不一样，因此采用包络检波的方式所获得的DSB包络线不是已调信号波形，无法恢复出原始信号。

14、传输码应具备的特性为：①易于时钟提取；②无直流、高频和低频分量要少；③尽可能提高传输码的传输效率；④具有一定的检错能

力；⑤设备简单。

15、NRZ码含有直流且低频丰富，不易时钟提取，无检测差错能力，不适合作为传输码；

RZ码含有直流且低频丰富，可以时钟提取，无检测差错能力，也不适合作为传输码； AMI码无直流、低频少，虽无时钟但易提取，有检测差错能力，可以作为传输码；

HDB3码无直流、低频少，虽无时钟但易提取，有检测差错能力，弥补了AMI码受长串连0的影响但电路略比AMI码复杂，可以作为传输码；

16、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。

17、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。 18、数字基带传输系统中由于传输特性的不理想，即频率特性失真，将引起脉冲信号的拖尾等现象，从而对后面的脉冲产生干扰，即码间

干扰。

部分响应波形是将当前的脉冲响应波形与该脉冲、延时一各码元周期后的响应波形进行叠加的结果，显然在后一位码的位置存在有一个幅度与当前码幅度相等的人为码间干扰，由于该码间干扰是已知的，因此可以消除，也即对于部分响应来讲可以实现无码间干扰传输。

19、特点：人为加入码间干扰，在收端可以消除，带来频谱利用率等于理想低通2B/s.Hz，相应波形的收敛加快从而减小定时抖动和漂移带来的影响。

关编码为：0+2+20-20+200+2+2+20

20、用示波器观察到的眼图可以反映数字脉冲经过传输后的变化和受影响情况以及接收系统对信号识别的相互间关系，如判决点偏离情况、

抽样点偏离情况、过零点畸变情况、噪声和码间干扰情况等；

方法为：示波器采用外触发，即外触发信号用接收时钟，在判决再生器之前测量。 21、眼图应在d点进行观察。

说明噪声较大、或码间干扰较大或噪声和间干扰的共同影响较大。

22、这是由于数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况，因此从调制的原理上看是完全一致的，数字调制不采用模拟调制器来实现的原因

是数字调制可以利用数字信号的开关特性来实现调制，这样可以使实现方便、电路简单。 23、采用非相干解调方式的数字通信系统可以不需要载波同步，但必须有位同步。

位同步的性能好坏将直接影响到抽样判决的结果，最终影响系统的误码率的大小。

24、数字调相系统多采用直接法载波同步方式，因此存在载波相位模糊现象。对于绝对调相的基带码元与载波相位间关系是固定的，因此

载波相位模糊使得解调出的基带信号出现不确定，从而无法实现正常传输；而相对调相是利用载波相位的变化来表示基带码元，因此

载波相位模糊不会影响载波相位的变化，故对相对调相解调出的基带信号不会产生影响。 25、数字相位调制的数学表示为

显然

、

由调制信号确定，由此可见原来载波相位受调制信号控制的调相变成了幅度受调制信号控制的正交调幅。即数字

调相可以用正交调幅来实现。

26、数字调制与模拟调制就调制原理而言完全一样，因为数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况；然而由于数字信号具有开关特性，因

此数字信号的调制可以利用其开关特性来实现，即键控方式，这样可以使调制实现起来简单。

多进制调制相比二进制调制在信息速率相同的情况下，可以获得较高的频谱利用率，进制数越高，频谱利用率也就越高；但抗干扰能力则较二进制有所下降，且进制数越高，抗干扰能力越差。 27、2PSK的表示可写成正交调幅，由此其占用频带与调幅一样为

频带要大于2ASK和2PSK；

2ASK、2FSK和2PSK的抗干扰能力（均为相干解调）为：

，而2FSK的占用频谱为

，因此2FSK占用

2ASK 2FSK 2PSK

显然2PSK的抗干扰性能优于2FSK，2FSK的抗干扰性能优于2ASK。 28、当

时频谱前后相连，采用截止频率为

的理想低通滤波器可以还原出信号；当

时频谱间有一些空隙，同样可以采

用截止频率为的理想低通滤波器还原出信号；在时频谱产生重叠现象，此时还原不出原始信号。显然前两种可以不失真

地还原出原始信号，考虑到理想低通无法实现因此实际可行的为

载波相位模糊不会影响载波相位的变化，故对相对调相解调出的基带信号不会产生影响。 25、数字相位调制的数学表示为

显然

、

由调制信号确定，由此可见原来载波相位受调制信号控制的调相变成了幅度受调制信号控制的正交调幅。即数字

调相可以用正交调幅来实现。

26、数字调制与模拟调制就调制原理而言完全一样，因为数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况；然而由于数字信号具有开关特性，因

此数字信号的调制可以利用其开关特性来实现，即键控方式，这样可以使调制实现起来简单。

多进制调制相比二进制调制在信息速率相同的情况下，可以获得较高的频谱利用率，进制数越高，频谱利用率也就越高；但抗干扰能力则较二进制有所下降，且进制数越高，抗干扰能力越差。 27、2PSK的表示可写成正交调幅，由此其占用频带与调幅一样为

频带要大于2ASK和2PSK；

2ASK、2FSK和2PSK的抗干扰能力（均为相干解调）为：

，而2FSK的占用频谱为

，因此2FSK占用

2ASK 2FSK 2PSK

显然2PSK的抗干扰性能优于2FSK，2FSK的抗干扰性能优于2ASK。 28、当

时频谱前后相连，采用截止频率为

的理想低通滤波器可以还原出信号；当

时频谱间有一些空隙，同样可以采

用截止频率为的理想低通滤波器还原出信号；在时频谱产生重叠现象，此时还原不出原始信号。显然前两种可以不失真

地还原出原始信号，考虑到理想低通无法实现因此实际可行的为

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