通信原理试题精华版资料

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1、1、若给定系统的输入信息速率、给定数字调制信号的平均发送功率，请问下列何种数字调制方式能使误比特率最小并且系统的频带利用率最高？( C )A、OOKB、相位不连续 FSKC、QPSKD、 2PSK2、设 (t ) 为实平稳随机过程，它的自相关函数为 R；则表示函数的平均功率可用( B)式表示。A 、 RB、R 0C、R0 RD、其他3、在 PCM 中，对语声信号采用非均匀量化的理由是( B )A 、小信号出现概率小，大信号出现概率大 ;B、小信号出现概率大，大信号出现概率小C、语声信号均匀分布 ;D、不会引起频谱重叠4、E1 信道使用 32 路信号 (PCM 信号 )复用一条通道， PCM 编

2、码的抽样频率是每秒8000 次，因而总数据率是A 、时分， 1.544Mb/sB 、时分， 2.048Mb/sC、频分， 1.544Mb/sD 、频分， 2.048Mb/s1、信息答：是消息中包含的有效内容2、数字信号答：表示信号的参量只能取有限个值，并且常常不直接与离散消息相对应。3、并行传输答：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输通信1、模拟信号答：信号的某一参量连续取值或有无穷多个值，且直接与连续消息相对应。2、数字信号答：信号的某一参量只能取有限个值，并且常常不直接与离散消息相对应。3、通信答：信息 (或消息 )的传输和交换。 (将信息由一方传输

3、到另一方)。1、什么是码元速率？什么是信息速率？他们之间的关系如何？答：码元传输速率，又称码元速率或传码率。它被定义为每秒钟传送码元的数目，单位为“波特”，常用符号“B”表示。信息传输速率又称为信息速率或传信率。它被定义为每秒钟传递的信息量，单位市比特 /秒，或记为bit/s。在二进制下，码元速率与信息速率在数值上相等，只是单位不同；在N 进制下，设信息速率为Rb(bit/s)，码元速率为RBN（ ），则有Rb= RBN log2N(bit/s)B2、数字通信系统中信源编码与译码的目的是什么？：答：提高信息传输的有效性和完成模 / 数转换3、数字通信有哪些特点？答：数字通信的基本特征是，它传输

4、的信号是“离散”或数字的，从而使数字通信有许多特点。第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上都是可以控制的。第二，当需要保密时，可以有效地对基带信号进行人为“搅乱”，即加上密码。第三，由于数字通信传输的是一个接一个按节拍传送的数字信号单元，即码元，因而接收端必须按与发送端相同的节拍接收。（或：抗干扰能力强，且噪声不积累，传输差错可控，便于处理、变换、存储，便于将来自不同信源的信号综合到一起传输，易于集成，使通信设备微型化，重量轻，易于加密处理，且保密性好；需要较大的传输带宽，对同步要求高。）4、部分响应系统为防止差错传播问题，采用了相应的处理方式；一般部分响应信号是由哪些相应的

5、电路产生的？1答：部分响应信号是由相应的预编码器，相关编码器，发送滤波器，信道，和接收滤波器共同产生的。或如下图：1、简要叙述非均匀量化原理。与均匀量化相比较，非均匀量化的主要优缺点。答：非均匀量化是通过对信号先进行非线性变换后，再均匀量化来实现的。相对于均匀量化，非均匀量化的优点是：改善小信号的量化信噪比，降低编码的位数；缺点是实现相对复杂。2、PCM30/32 路基群复帧结构由几个帧组成？信令信息在每帧的第几个时序传输？第Fi 帧的信令信息相应的作为哪两个时序信道的信令？答： PCM30/32 路基群复帧结构由16 个帧组成，信令信息在第16 个时序传输，第 Fi 帧的信令信息相应的作为第

6、 i 和第 i+16 两个时序信道的信令。3、数字通信有哪些特点？答：数字通信的基本特征是，它传输的信号是“离散”或数字的，从而使数字通信有许多特点。第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上都是可以控制的。第二，当需要保密时，可以有效地对基带信号进行人为“搅乱”，即加上密码。第三，由于数字通信传输的是一个接一个按节拍传送的数字信号单元，即码元，因而接收端必须按与发送端相同的节拍接收。4、部分响应系统为防止差错传播问题，采用了相应的处理方式；一般部分响应信号是由哪些相应的电路产生的？答：部分响应信号是由相应的预编码器，相关编码器，发送滤波器，信道，和接收滤波器共同产生的。1、（

7、8 分）若随机过程 z tm t cos0t，其中， m t 是广义平稳随机过程，其自相关函数Rm为110Rm101是服从均匀分布的随机变量，它m t 与彼此统计独立。（ 1）证明 z t 是广义平0 其他稳的（ 4 分）；（ 2）求出自相关函数 Rz（2 分）（ 3）求功率谱密度 Pz及功率 S（ 2 分）。解：（ 1）欲证随机过程 z t 广义平稳，只需验证 E z t常数， R t1， t1R 即可。因 m t广义平稳，则其均值 E z t常数 a； f12 ； E z tE m t ? cos 0tE m t ? E cos0t， 02m t 与独立2cos0 t cossin1d0a

8、 ?0t sin02Rz t1 ，t 2E z t1z t2E m t1 ? cos0t1? m t2? cos 0 t2E m t1 ? m t 2? E cos0 t1? cos0 t2Rm? 01 cos 0 t1t21? RmRz2cos02可见， z t 的均值与 t 无关，自相关函数只与时间间隔有关，故 z t 广义平稳。211cos2（ 2） Rz1 cos0 ? RmRz1 Rm ? cos01 1cos2220001001其它（ 3）因为 z t广义平稳，所以有 Pz wR2。 Rz 的波形可视为一余弦函数与一三角波的乘积故Pz w1 ?001 Sa2?12221 Sa20S

9、a20S Rz 0142222、（ 8 分）已知 (3,1,3)卷积码编码器如下图所示,试确定 :(1)卷积码的码树图（ 4 分）（ 2）状态转移图（ 4 分）答：33、（ 7 分）已知信号 m t 的最高频率为f m ，由矩形脉冲对 m t 以 f s =2 f m 进行瞬时抽样，矩形脉冲的宽度为2 、幅度为 1，试分别确定已抽样信号及其频谱的表示式。解：矩形脉冲信号的频谱（传输函数）为： H ( ) A2 Sa( ) 2 Sa()，（1 分）理想冲激抽样后的信号频谱为：1M sM 2nnsnsf sM (ns ) （ 2 分）nn瞬时抽样信号频谱的表示式为：nM HM sH( )2 f s

10、Sa()M (ns ) （2 分）nn（2 分）瞬时抽样信号时域的表示式为：mH tm(t)(tnTS )h(t )n4、（ 7 分）请写出与以下消息码对应的AMI 码和 HDB3 码消息码：10000 10000 1100000000l 1AMI 码：-10000+1000 0-1+100000 0 00 -1 +1（3 分）HDB 码：-1 0 0 0 V +1 0 0 0 +V -1 +1-B 0 0 V +B 0 0 +V -l +1 （4 分）5、（ 8 分）已知（ 7，4）循环码的全部码组为（输出码为系统码）0000000， 0001011，0011101，010011101001

11、11， 0101100，0110001，01110101000101， 1001110，1010011，10110001100010， 1101001，1110100，1111111试写出该循环码的生成多项式g x （4 分）和生成矩阵（ 2 分），并将 G 化成典型阵（ 2 分）。解：生成多项式 g x 是一个常数项不为“0”的（n-k）次多项式。因为： nk743；所以： g x x3x 1（ 4 分）；生成矩阵x3 g xx6x 4x31011000G xx2 g xx5x3x 20101100（2 分）xg xx 4x2x1 ，故 G0010110g xx 3x 10001011将其化

12、为典型阵410001011000101Gr1 r3 r40 1 01100r2 r401 00111典型阵 （2 分）0010110001011 I k Q0000101100010116、（ 10 分）采用 13 折线 A 律编码，设最小量化单位为1 个单位，已知抽样值为95 单位；（ 1）试求此时编码器输出编码，并计算量化误差（段内码用自然二进码）（ 8 分）；（ 2）写出对应于该 7 位码（不包括极性码）的均匀量化 11 位码（ 2 分）。7、解：（ 1）极性码 c10 ，又 64 95 128 （ 1 分）8、所以码组位于第四段，段落码为c2 c3c4 011 ；（ 1 分）量化间隔为

13、 4，95 647 43 ，段内码为 c5 c6 c7 c80111（2 分）所以编码器输出为： c1c2 c3c4c5 c6 c7 c800110111 （2 分）量化误差为 1 个单位。 95 - (92 96)2 1（2 分）（ 2）对应的均匀量化11 位码为c1c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8c9c10c1100001011110 （2 分）7、（ 10 分） 2DPSK 传输系统中，载波频率为 1200 H Z ，码元速率为 1200B，已知数字信号序列为 11010。若采用差分相干解调法接收该信号，试画出解调系统原理框图（4 分）和各点的波形（ 6 分）。答：58、（ 8

14、分）画出用相乘电路产生A 方式 QDPSK信号的原理方框图。答：1、（7 分）设z(t)X 1 cos0 tX 2 sin 0 t是一随机过程，若 X1 和 X 2是彼此独立且具有均值为0，方差为2的正态随机变量，试求： E z(t ), E z2 (t); （5 分） z(t ) 的一维分布密度函数f ( z) （2 分）解：（ 1） E Z (t )E X1 cos0t X 2 sin0tcos0 tE( X1 ) sin0tE (X 2 ) 0E Z 2 (t)EX12 cos20tX1 X 2 sin20tX 22 sin20tcos20tE X12sin20tE X1X 2sin20

15、tE X 22因为： X1和X2 相互独立，则： E X1 X2E X1E X 20而：2E X 2E2X EX2所以： E Z 2 (t)cos20t 2sin20t 22（ 2） z(t) 为 X1 和 X 2 的线性组合，即 z(t) 也服从高斯分布1exp( z22 )f ( z)222、（ 8 分）已知 (2,1,3)卷积码编码器的输出与 m1 , m2 和 m3 的关系为 : y1m1m2,试确定 :y2m2m3(1)编码器电路结构图；（4 分） (2)卷积码的码树图。（4 分）解 (1)m j m1y2M 3M 2M1y16(2)00a001000 a11001001a11d01

16、10b1101c10003、（ 8 分）已知信号 m t 的最高频率为 f m ，由矩形脉冲对 m t以 f s =2 f m 进行瞬时抽样，矩形脉冲的宽度为2 、幅度为 1，试分别确定已抽样信号及其频谱的表示式。解：矩形脉冲信号的频谱（传输函数）为：H ()A2 Sa()2 Sa()，（1 分）1nn理想冲激抽样后的信号频谱为：M sMsn sf s M (n s ) （2 分）2nn瞬时抽样信号频谱的表示式为：nM HM sH( ) 2 f sSa()M (ns ) （2 分）nn瞬时抽样信号时域的表示式为：mH tm(t) (tnTS )h(t )（2 分）n4、（ 10 分）设某二进制

17、数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲，如图所示。图中Ts 为码元间隔，数字信息“1”和“0”分别用g t 的有无表示，且“1”和0“”出现的概率相等：（ 1）求该数字基带信号的功率谱密度（6 分）;（ 2）能否从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率f s1 Ts 的分量？若能，试计算该分量的功率（ 4 分）。Ag(t )TSOTS22解：（ 1）由图得g t A 12ttTs（2 分）Ts20 其它 t7g t 的频谱函数 G为 GATs Sa2Ts（2 分）24由题意P0P 1P12且 g1 tg t ， g 2t0 ；所以 G1fG f， G 2f0代入二进制数字基带信号的双边功率谱密度函

18、数式，可得22Psf s P 1 P G1 f G2 ff s PG1 mfs(1 P)G2 mfsf mfs22fs PG mf sf mf sf s P 1 P G ff s A2 Ts2Sa4Tsf s G mfs2f mf s4442A2Ts4TsA24 mfmfs （2 分）（ 2）由二进制数字基带信号的离散谱分量Pv 为：16Sa416Sa2PvA2Sa4 mf mf s （1 分）162当 m1时，ff s ，代入上式得：PvA2Sa4ff sA2Sa44ff s（1 分）16216因为该二进制数字基带信号中存在f s1 Ts的离散谱分量，所以能从该数字基带信号中提取码元同步所需

19、的频率 f s1 Ts的分量。（ 3）该频率分量的功率 S 为A24A2Sa4A 2A 22A2SSa21624 4 4（2 分）165、（ 10 分）已知（ 7， 4）循环码的全部码组为0000000，0001011，0011101，01001110100111，0101100，0110001，01110101000101，1001110，1010011，10110001100010，1101001，1110100，1111111试写出该循环码的生成多项式g x（3 分）和生成矩阵（ 3 分），并将 G 化成典型阵（ 4 分）。解：生成多项式g x 是一个常数项不为“0”的（n-k）次多项式

20、。因为： nk743所以： g xx 3x 1（ 3 分）；生成矩阵x3 g xx6x 4x31011000x2 g xx5x3x 2，故 G0101100G xx 4x2x1001011（3 分）xg x0g xx 3x 10001011将其化为典型阵810001011000101Gr1 r3 r401 0 110 0r2 r40 1 001 11典型阵 （4 分）0010110001011 I k Q0000101100010116、（ 10 分）采用 13 折线 A 律编码，设最小量化单位为1 个单位，已知抽样值为95 单位；（ 1）试求此时编码器输出编码，并计算量化误差（段内码用自然二

21、进码）（8 分）；（ 2）写出对应于该7 位码（不包括极性码）的均匀量化11 位码（ 2 分）。解：（ 1）极性码 c10，又 6495128（1 分）所以码组位于第四段，段落码为 c2 c3c4011 ；（1 分）量化间隔为4，95 64743，段内码为 c5 c6 c7 c80111（2 分）所以编码器输出为： c1c2 c3c4c5 c6 c7 c800110111 （2 分）量化误差为1 个单位。 95 - (9296)2 1（2 分）（ 2）对应的均匀量化11 位码为c1c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8c9c10c1100001011110 （2 分）0010116、（ 10

22、 分）设线性码的生成矩阵为G1 0 0 1 0 1010110（ 1）求监督矩阵 H，确定（ n， k）码中的 n，k。（ 4 分）（ 2）写出监督位的关系式及该（ n，k）码的所有码字。（ 4 分）（ 3）确定最小码距（ 2 分）解：（ 1）将给出的生成矩阵化为典型阵：0010110 1 01 1 01 0 01 0 1G 100101r1r31 1 01 0 1r1 r20 1 01 1 0 I kQ0101100 0 10 1 10 0 10 1 11 0 11 1 0110100所以：Q 110， PQ T0 1 1； HPI r011010；0 1 11 0 1101001故 n 6

23、， k 3。2）监督矩阵 H 已确定了监督关系，由 H ? AT0a5110100a4a4 a2a5010010a3a4 a1；其中， A 为许用码组（码字），01010 01a2a3 a0a5a1a0A a5 a4 a3G ； a5 a4 a3为信息位。计算可得9a 5a 4a 3a 2a 1a 0000000001011A ： 0101100111011001011011101100111110007、（ 10 分） 2DPSK 传输系统中，载波频率为1200 H Z ，码元速率为 1200B，已知数字信号序列为 11010。若采用差分相干解调法接收该信号，试画出解调系统原理框图（4 分）

24、和各点的波形（ 6 分）。答：1，一信息源由 A 、B、 C、D 组成，每一符号独立出现，其出现概率分别为：111, 和 12。试求当信息源4,8,8以 3000B 速率传输时，传送1 分钟的信息量和可能达到的最大信息量分别为多少？答：信息源的镝为： H1log 2 14218log211log 211.75bits / 符号4822105 bits信息量 ITRbTRBH6030001.753.15最大信息量 I maxTRb TRBH max603000log 2 43.6 105 bits2若随机过程 z(t ) m(t) cos(0t) ，其中， m(t ) 是广义平稳随机过程，且自相

25、关函数Rm为110Rm1010其他是服从均匀分布的随机变量，它m t 与彼此统计独立。10（ 1） 证明 z t是广义平稳的；（ 2）求出自相关函数 Rz；解：（ 1）欲证随机过程 z t 广义平稳，只需验证 E z t常数， R t1， t1R即可。因 m t 广义平稳，则其均值 E z t常数 a； f1， 02；2E z tE m t? cos0tE m t? E cos0tm t 与 独立2cos0 t cossin0t sin1d0a ?20Rz t1 ，t 2E z t1 z t2E m t1? cos0t1? m t2 ? cos0 t2E m t1? m t 2? E cos0

26、 t1? cos 0t 2Rm1t1t 2E1t 2Rm? 01 cos 0t1 t2? E cos 20cos 0 t12221 cos 0 ? RmRz2可见， z t 的均值与 t 无关，自相关函数只与时间间隔有关，故 zt 广义平稳。（ 2） Rz1 cos 0? Rm21 1cos 0102Rz1 Rm? cos011cos001220其它3，已知 (3,1,3)卷积码编码器如下图所示,试确定 :(1)卷积码的码树图（ 2）状态转移图答：11,4 、已知信号 m t 的最高频率为 f m ，由矩形脉冲对 m t 以 f s =2 f m 进行瞬时抽样，矩形脉冲的宽度为 2 、幅度为

27、1，试分别确定已抽样信号及其频谱的表示式。解：矩形脉冲信号的频谱（传输函数）为： H ( ) A2 Sa( ) 2 Sa( ) ，理想冲激抽样后的信号频谱为：1M sM 2nnsnsf sM (ns )nn瞬时抽样信号频谱的表示式为：nM HM sH( )2 f sSa()M (n s )nn瞬时抽样信号时域的表示式为：mHtm(t) (t nTS ) h(t )n5、设二进制基带系统的传输函数H为Ts1Ts，2H2cosTs；试证明其单位冲激响应为02，其它h tsin t Ts?cos t Tsst Ts1 4t 2Ts2；并说明用 1 T波特速度传送数据时，抽样时刻上存在码间干扰否？证明

28、：（ 1）由传输函数 H得12jTsjTsTsTs Ts GRTsTs GRe2e2Ts G RTs G R eTsjjH1cos122G R e 2式222244中： GR()1-2TS0-其它因为 g 4t4Sa2;所以，根据对称性可得 : GR2 Sa 2 tTsTsTsTsTs2tTs2tTs1 Sa因此，单位冲激响应为： h tSa2 tTs21 SaTs2Ts22Sa 2 tSa 2 t ?1Sa 2 t 11Sa 2 t4t 2Ts2TsTs1 Ts2 4t 2Ts1 Ts2 4t 2TsTs2Sa 2 t1sint Ts ?cost TsTs1 4t 2 Ts2t Ts1 4t

29、 2 Ts2（ 2）当 Ts 1cosTc0时，222Ts根据奈奎斯第一准则知：RB2Ts1Baud ；2Ts所以，用 1 Ts Baud 速率传送数据不存在码间干扰。6、已知（ 7，4）循环码的全部码组为0000000，0001011，0011101，01001110100111，0101100，0110001，01110101000101，1001110，1010011，10110001100010，1101001，1110100，1111111试写出该循环码的生成多项式g x和生成矩阵，并将 G 化成典型阵。解：生成多项式 g x是一个常数项不为“0”的（n-k）次多项式。因为： nk7

30、43；所以：g xx 3x1；生成矩阵x3 g xx6x 4x31011000G xx2 g xx5x3x 2，故G0101100xg xx 4x2x10010110g xx 3x 10001011将其化为典型阵10001011000101Gr1 r3 r40101100r2 r40100111典型阵0010110001011 I k Q0000101100010117、采用 13 折线 A 律编码，设最小量化单位为1 个单位，已知抽样值为95 单位；（ 1）试求此时编码器输出编码，并计算量化误差（段内码用自然二进码）；（ 2）写出对应于该7 位码（不包括极性码）的均匀量化11 位码。13解：

31、（ 1）极性码 c10 ，又 6495128所以码组位于第四段，段落码为c2 c3c4 011 ；量化间隔为 4，95 64743，段内码为 c5 c6 c7 c8 0111所以编码器输出为： c1c2 c3c4c5 c6 c7 c800110111量化误差为 1 个单位。 95 - (9296)2 1（ 2）对应的均匀量化11 位码为c1c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8c9c10c11000010111108、2DPSK 传输系统中，载波频率为1200 H Z ，码元速率为 1200B，已知数字信号序列为 11010。若采用差分相干解调法接收该信号，试画出解调系统原理框图和各点的波形

32、。答：9、画出用相乘电路产生A 方式 QDPSK信号的原理方框图。10，已知 (2,1,3)卷积码编码器的输出与 m1, m2和 m3的关系为 : y1m1m2,试确定 :y2m2m3(1)编码器电路结构图； (2)卷积码的码树图。14解 (1)m j m1y2M 3M 2M1y1(2)00a001000 a11001001a11d0110b1101c100011，设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲，如图所示。图中 Ts 为码元间隔，数字信息“1”和0“”分别用 g t 的有无表示，且“1”和0“”出现的概率相等：（ 1）求该数字基带信号的功率谱密度（ 2）能否从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率 f s 1 Ts 的分量？若能，试计算该分量的功率。解：（ 1）由图得2Tsg t A 1 Ts tt20其它 tg t 的频谱函数 G为 GATsSaTs24由题意P0P 11P2且 g1 t g t， g 2 t0 ；所以 G1fG f ， G 2 f0代入二进制数字基带信号的双边功率谱密度函数式，可得1522Psf s PG1 mfs (1 P)G2 mfsf mfsf s P 1 P G1 f G2 f22f sP 1 P G ff s PG mf s