《數(shù)字通信原理(第二版)》習(xí)題解答

姓名：__________考號：__________一、單選題(共10題)1.數(shù)字通信中，QAM調(diào)制通常用于傳輸哪些類型的信號？()A.話音信號B.數(shù)據(jù)信號C.電視信號D.以上都是2.在數(shù)字通信系統(tǒng)中，以下哪項不是噪聲的來源？()A.信道噪聲B.信號衰減C.發(fā)射機噪聲D.接收機噪聲3.什么是奈奎斯特定理？()A.信號帶寬的最小值定理B.信號帶寬的最大值定理C.信號采樣定理D.信號調(diào)制定理4.在PCM（脈沖編碼調(diào)制）系統(tǒng)中，采樣頻率通常取值為什么？()A.奈奎斯特頻率的一半B.奈奎斯特頻率的兩倍C.奈奎斯特頻率的三倍D.奈奎斯特頻率的四倍5.以下哪種調(diào)制方式適用于傳輸高速數(shù)據(jù)？()A.AM（調(diào)幅）B.FM（調(diào)頻）C.PM（調(diào)相）D.QAM（正交幅度調(diào)制）6.在數(shù)字通信中，以下哪項不是同步誤差的類型？()A.頻率偏移B.相位偏移C.脈沖抖動D.幀同步錯誤7.數(shù)字通信系統(tǒng)中，誤碼率（BER）是指什么？()A.每秒鐘接收到的錯誤碼數(shù)B.每秒鐘傳輸?shù)谋忍財?shù)C.每秒鐘發(fā)送的比特數(shù)D.每秒鐘接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)8.在數(shù)字通信中，以下哪項不是影響通信質(zhì)量的因素？()A.信號功率B.信道帶寬C.信道噪聲D.天氣條件9.在數(shù)字通信中，什么是香農(nóng)公式？()A.信號帶寬的最小值定理B.信號帶寬的最大值定理C.信道容量定理D.信號采樣定理10.以下哪種編碼方式用于提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力？()A.曼徹斯特編碼B.差分編碼C.卷積編碼D.以上都是二、多選題(共5題)11.在數(shù)字通信系統(tǒng)中，以下哪些是影響信道容量的因素？()A.信道帶寬B.信號功率C.信道噪聲D.信號調(diào)制方式12.以下哪些是數(shù)字通信中常用的調(diào)制方式？()A.AM（調(diào)幅）B.FM（調(diào)頻）C.PM（調(diào)相）D.QAM（正交幅度調(diào)制）E.PCM（脈沖編碼調(diào)制）13.以下哪些是數(shù)字信號處理中的基本操作？()A.采樣B.保持C.濾波D.編碼E.解碼14.在數(shù)字通信系統(tǒng)中，以下哪些技術(shù)用于提高信號的抗干擾能力？()A.增強信號功率B.使用編碼技術(shù)C.增加帶寬D.使用差錯控制E.改進調(diào)制方式15.以下哪些是數(shù)字通信中常用的編碼方式？()A.源編碼B.差錯控制編碼C.信道編碼D.感知編碼E.量化編碼三、填空題(共5題)16.在數(shù)字通信中，奈奎斯特采樣定理指出，為了無失真地重建一個信號，采樣頻率至少應(yīng)該是信號最高頻率分量的______倍。17.在PCM（脈沖編碼調(diào)制）系統(tǒng)中，通常采用______位來表示一個采樣值。18.在數(shù)字通信中，香農(nóng)公式描述了在一定的______條件下，信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。19.在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了檢測和糾正傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤，通常采用______編碼技術(shù)。20.在數(shù)字通信中，QAM（正交幅度調(diào)制）調(diào)制方式能夠同時改變信號的______和______，以傳輸更多信息。四、判斷題(共5題)21.在數(shù)字通信系統(tǒng)中，增加信號功率可以增加信道的容量。()A.正確B.錯誤22.所有的數(shù)字調(diào)制方式都可以避免信號的頻譜泄露。()A.正確B.錯誤23.數(shù)字通信中的誤碼率（BER）是衡量通信系統(tǒng)性能的唯一指標(biāo)。()A.正確B.錯誤24.在數(shù)字通信中，PCM（脈沖編碼調(diào)制）是一種無誤差的調(diào)制方式。()A.正確B.錯誤25.在數(shù)字通信中，所有類型的信號都可以通過模擬信號直接進行傳輸。()A.正確B.錯誤五、簡單題(共5題)26.請簡述數(shù)字通信系統(tǒng)中模擬信號數(shù)字化處理的基本步驟。27.解釋什么是數(shù)字通信中的香農(nóng)公式，并說明其意義。28.說明數(shù)字通信中差錯控制編碼的目的是什么，并舉例說明。29.比較PCM和QAM兩種數(shù)字調(diào)制方式的優(yōu)缺點。30.討論數(shù)字通信系統(tǒng)中信道編碼的作用及其在提高通信質(zhì)量中的作用。

《數(shù)字通信原理(第二版)》習(xí)題解答一、單選題(共10題)1.【答案】D【解析】QAM（QuadratureAmplitudeModulation）調(diào)制是一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)，可以同時改變信號的幅度和相位，因此它適用于傳輸數(shù)據(jù)信號，也可以用于傳輸電視信號和話音信號。2.【答案】B【解析】在數(shù)字通信系統(tǒng)中，噪聲的來源包括信道噪聲、發(fā)射機噪聲和接收機噪聲，而信號衰減通常是由于信號在傳輸過程中能量損失所導(dǎo)致的，不屬于噪聲的來源。3.【答案】C【解析】奈奎斯特定理也稱為采樣定理，它表明如果信號的最高頻率分量是f，那么這個信號可以通過采樣頻率至少為2f的采樣來完全重建。4.【答案】B【解析】在PCM系統(tǒng)中，采樣頻率通常取值為奈奎斯特頻率的兩倍，即2f，以確保信號能夠被無失真地重建。5.【答案】D【解析】QAM調(diào)制方式能夠通過改變信號的幅度和相位來傳輸數(shù)據(jù)，適用于高速數(shù)據(jù)傳輸，因為它可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。6.【答案】D【解析】同步誤差通常包括頻率偏移和相位偏移，脈沖抖動也是同步誤差的一種表現(xiàn)。幀同步錯誤通常指數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤，不屬于同步誤差的類型。7.【答案】A【解析】誤碼率（BER）是指單位時間內(nèi)接收到的錯誤碼數(shù)，是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。8.【答案】D【解析】信號功率、信道帶寬和信道噪聲都是影響通信質(zhì)量的因素，而天氣條件主要影響無線電波傳輸，但不是直接決定通信質(zhì)量的因素。9.【答案】C【解析】香農(nóng)公式是香農(nóng)信道容量定理的數(shù)學(xué)表達式，它描述了在給定信道噪聲條件下，信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。10.【答案】D【解析】曼徹斯特編碼、差分編碼和卷積編碼都是用于提高通信系統(tǒng)抗干擾能力的編碼方式。二、多選題(共5題)11.【答案】A,B,C【解析】信道容量受到信道帶寬、信號功率和信道噪聲等因素的影響。帶寬越寬，理論上信道容量越大；信號功率的增加可以提高信噪比，從而增加容量；信道噪聲的存在則限制了信道的容量。12.【答案】B,C,D,E【解析】數(shù)字通信中常用的調(diào)制方式包括調(diào)頻（FM）、調(diào)相（PM）、正交幅度調(diào)制（QAM）和脈沖編碼調(diào)制（PCM）。調(diào)幅（AM）雖然也是調(diào)制方式，但更常用于模擬通信。13.【答案】A,C,D,E【解析】數(shù)字信號處理中的基本操作包括采樣、濾波、編碼和解碼。保持不是數(shù)字信號處理的基本操作，它是模擬信號處理中的一個概念。14.【答案】A,B,D,E【解析】提高數(shù)字通信系統(tǒng)中信號的抗干擾能力可以通過增強信號功率、使用編碼技術(shù)、使用差錯控制和改進調(diào)制方式等方法實現(xiàn)。增加帶寬本身并不能直接提高抗干擾能力。15.【答案】A,B,C,E【解析】數(shù)字通信中常用的編碼方式包括源編碼、差錯控制編碼、信道編碼和量化編碼。感知編碼雖然也是一種編碼方式，但主要用于圖像和音頻信號的壓縮。三、填空題(共5題)16.【答案】兩【解析】奈奎斯特采樣定理指出，為了無失真地重建一個信號，采樣頻率至少應(yīng)該是信號最高頻率分量的兩倍。這是為了避免混疊現(xiàn)象的發(fā)生。17.【答案】8【解析】在PCM系統(tǒng)中，通常采用8位來表示一個采樣值，這樣可以提供256個不同的電平，滿足大多數(shù)語音信號的編碼需求。18.【答案】信噪比【解析】香農(nóng)公式描述了在一定的信噪比條件下，信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。信噪比是指信號功率與噪聲功率的比值，是衡量通信質(zhì)量的重要指標(biāo)。19.【答案】差錯控制【解析】在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了檢測和糾正傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤，通常采用差錯控制編碼技術(shù)。這些編碼技術(shù)包括奇偶校驗、循環(huán)冗余校驗等。20.【答案】幅度，相位【解析】QAM調(diào)制方式能夠同時改變信號的幅度和相位，以傳輸更多信息。這種調(diào)制方式結(jié)合了調(diào)幅和調(diào)相的優(yōu)點，提高了頻譜利用率。四、判斷題(共5題)21.【答案】錯誤【解析】雖然增加信號功率可以提高信噪比，從而提高通信質(zhì)量，但它不會直接增加信道的容量。信道的容量是由帶寬和信噪比決定的，而不是信號功率。22.【答案】錯誤【解析】并非所有的數(shù)字調(diào)制方式都可以避免信號的頻譜泄露。例如，相移鍵控（PSK）調(diào)制和頻率鍵控（FSK）調(diào)制可能會導(dǎo)致頻譜泄露，而正交幅度調(diào)制（QAM）可以較好地控制頻譜泄露。23.【答案】錯誤【解析】誤碼率（BER）是衡量通信系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一，但它并不是唯一的指標(biāo)。通信性能還可能受到信號功率、信噪比、帶寬等多種因素的影響。24.【答案】錯誤【解析】PCM（脈沖編碼調(diào)制）本身是一種編碼方式，它可以無誤差地編碼信號，但并不保證調(diào)制過程本身是無誤差的。在實際通信中，調(diào)制和解調(diào)過程都可能出現(xiàn)誤差。25.【答案】錯誤【解析】在數(shù)字通信中，模擬信號需要通過數(shù)字化過程轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后才能進行傳輸。數(shù)字信號比模擬信號更適合遠距離傳輸，因為數(shù)字信號更容易處理、存儲和傳輸。五、簡答題(共5題)26.【答案】模擬信號數(shù)字化處理的基本步驟包括采樣、量化和編碼。首先對模擬信號進行采樣，以獲得信號的離散時間樣本；然后對采樣值進行量化，將其轉(zhuǎn)換為有限數(shù)量的電平；最后對量化后的信號進行編碼，通常采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）等方法。【解析】模擬信號數(shù)字化處理是數(shù)字通信的基礎(chǔ)，它通過將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，以便于傳輸、處理和存儲。采樣、量化和編碼是這一過程中的關(guān)鍵步驟。27.【答案】香農(nóng)公式是香農(nóng)信道容量定理的數(shù)學(xué)表達式，它描述了在一定的信噪比條件下，信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。公式為C=B*log2(1+S/N)，其中C是信道容量，B是信道帶寬，S/N是信噪比。香農(nóng)公式說明了在給定的帶寬和信噪比條件下，信道可以傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)速率。【解析】香農(nóng)公式是通信理論中的一個重要公式，它揭示了帶寬、信噪比和數(shù)據(jù)傳輸速率之間的關(guān)系。該公式對于設(shè)計通信系統(tǒng)、優(yōu)化通信性能具有重要意義。28.【答案】數(shù)字通信中差錯控制編碼的目的是檢測和糾正傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤，以保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。例如，循環(huán)冗余校驗（CRC）是一種常見的差錯控制編碼方法，它通過在數(shù)據(jù)中添加冗余信息，使得接收端能夠檢測和糾正一定范圍內(nèi)的錯誤。【解析】差錯控制編碼是數(shù)字通信中的一個重要技術(shù)，它通過增加冗余信息來提高通信的可靠性。這些冗余信息使得接收端能夠識別和糾正傳輸過程中可能出現(xiàn)的錯誤，從而保證數(shù)據(jù)的完整性。29.【答案】PCM（脈沖編碼調(diào)制）和QAM（正交幅度調(diào)制）是兩種常見的數(shù)字調(diào)制方式。PCM的優(yōu)點是簡單、抗干擾能力強，但頻譜利用率較低。QAM的優(yōu)點是頻譜利用率高，可以傳輸更多的信息，但復(fù)雜度較高，對信噪比的要求也較高。【解析】PCM和QAM是兩種不同的數(shù)字調(diào)制方式，它們各有優(yōu)缺點。PCM適合于對誤碼率要求較高的場合，而QAM適合于需要高數(shù)據(jù)傳輸速率的場合。在實際應(yīng)用中，選擇哪種調(diào)制方式