通信原理习题课2013(课堂).ppt

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1、2020/11/5 1 通信原理 2020/11/5 2 祝福祖国繁荣富强，人民安居乐业 2020/11/5 3 2020/11/5 4 选择题 数字通信中，（ ）是表示其速率的量。 A、误码率 B、误信率 C、传信率 设高斯信道的带宽为 250KHz，信号与噪声的 功率比为 63，利用这种信道的理想通信系统 的传信率是（ ） 。 A、 1500K bps B、 1000K bps C、 3000K bps 设基带信号为 m(t)，载波频率为 fc，则单边带 上边带信号的一般表示式为（ ） A、 B、 C、 D、 )2c o s ()(1)( tftmAts c )2s in ()()2c o

2、 s ()()( tftmtftmts cc )2c o s ()()( tftAmts c 2020/11/5 5 以下信道中，（ ）随参信道 A、无线电视距中继信道 B 、卫星中继信道 C 、移动信道 D、以上所有 模拟调制信号的相干解调是值接收端采用（ ）进行解调 A 、 鉴频器 B、 包络检波器 C、与发送端同频同相的本地载波 D、插入大载波的方法 以下信号中，（ ）一定是功率信号 限时信号 非限时信号 周期信号 非周期不限时信号 A律十三折线编码器输出的 8位码字 b7b6b5b4b3b2b1b0,若 b7=0， 则代表被量化的信号值为（ ） b6b5b4是段内码。 111所在段落的

3、 长度是 110 所在段落长度的（ ）倍， 111所在段落是 001所在段落长度 的（ ）倍，在每个段落内，最后一个小段的段内码是 （ ） A 、 0 B、 正值 C、负值 D、不确定 A 、 0.5 B、 2 C、 4 D、 16 A 、 4 B、 128 C、 16 D、 64 A 、 0000 B、 1111 C、 0111 D、 1000 2020/11/5 6 填空题 1、消息出现的概率（ ） 其所含的信息量越大。出现的概率（ ），其所 含的信息量越小。 2、在数字通信中，最直观和最合理的准则是（ ）。 3、码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的（ ）倍，（等概时）。 4、平稳随

4、机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其一维分布与（ ） 无关，二维分布只与（ ）相关。 5、信道容量 C是指（），设信道带宽为 BHz， S为 信号的平均功率 ， N为噪声 功率，香农公式可表示为（ ）。 6、某单音调频信号 s（ t） =10cos（ 108t+10cos2000t） v ，则已调信号的功 率为（ ）调频指数为（ ），最大频偏为（ ） Hz，该信号的带宽为（ ）。 7、在 等概 条件下，八元离散信源能达到最大熵是，若该信源每秒钟发送 2000 个符号，则该系统的信息速率为。 最小差错概率准则 ， 信道传输信息的速率的最大值， 50W， 10 10k， 22K 3bit/符号

5、 6k bit/s 2020/11/5 7 8、对最高频率为 fH的调制信号 m（ t）分别进行 AM、 DSB、 SSB调制， 相应已调信号的带宽分别为（ ）、（ ）、（ ） 9、设系统带宽为 W Hz，则该系统无码间干扰时最高传码率为（ ）波特 10、 PSK是用码元载波（ ）的来传输信息， DSP是用前后码元载波的 （ ） 来传输信息，它可克服 PSK的（ ）缺点 11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起 的（ ），二是传输中叠加的（ ） 12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时， A律对数压缩特性采 用 （ ）折线近似， u律对数压缩特性采用（ ）折线近似。

6、 2fH、 2fH、 fH 2W 相位 相位差 码间串扰 加性噪声 13 15 2020/11/5 8 对于二进制系统，误码率等于误比特率 （ ） 模拟调制系统中个，调频和调相的本质是相同的 （ ） BPSK信号在接收端因为载波同步系统中的分频，可能产生载波相位 状态转移。发生对信号的错误解调，这种现象称为（ ）。 在 2DPSK系统中，载频为 1800Hz，码元速率为 1800baud。已知发送 数据序列为 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0，且规定 0, 1,0 表示数字 表示数字 若参考相位取 0，写出相对码，画出 2DPSK信号的波形， 并构成其调制器原理框图。 在残留边带调制系统

7、中，为了不失真地恢复信号，其传输 函数 H(w)应满足（ ） 在解调过程中，哪种解调方式会产生门限效应，产生门限 效应的原因是什么？ 2020/11/5 9 简单题 信息代码为 100000000001100001 ，试写出传 号差分码， AMI码， HDB3码（第一个非零码 编为 +1） 基带传输，频带传输 简述均匀量化和非均匀量化，并比较优、缺 点。 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 A M I H D B 3 A M I H D B 3 + 1 0 0 0 + V - B 0 0 - V 0 0 + 1 - 1 + B 0 0 + V - 1 + 1

8、 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 1 + 1 0 0 0 0 - 1 + 1 0 0 0 + 1 - 1 0 0 - 1 0 0 + 1 - 1 + 1 0 0 + 1 - 1 2020/11/5 10 计算题 某数字通信系统用正弦载波的四个相位 0、 /2 、 、 3/2来 传输信息，这四个相位是互相独立的。 (1) 每秒钟内 0、 /2、 、 3/2出现的次数分别为 500、 125、 125、 250， 求此通信系统的码速率和信息速率； (2) 每秒钟内这四个相位出现的次数都为 250，求此通信系统的码速率 和信息速率。 解： (1) 每秒钟传输 1000个相位，即每秒钟传输

9、 1000个符号，故 RB=1000 Baud 每个符号出现的概率分别为 P(0)=1/2,P(/2) =1/8, P()=1/8, P(3/2)=1/4 ， 每个符号所含的平均信息量为 H(X)=(1/2 1+1/8 3+1/8 3+1/4 2)bit/符号 =1.75 bit/符号 信息速率 Rb=(1000 1.75)bit/s=1750 bit/s (2) 每秒钟传输的相位数仍为 1000，故 RB=1000 Baud 此时四个符号出现的概率相等，故 H(X)=2 bit/符号 Rb=(1000 2)bit/s=2000 bit/s 2020/11/5 11 2020/11/5 12

10、2020/11/5 13 2020/11/5 14 方差 方差常记为 2( t )。这里也把任意时刻 t1直接写成了 t 2)()()( tatEtD 2 1 2 22 22 22 )(),( )()( )(2)( 2 tadxtxfx tatE tatEtatE tattatEtD 所以，方差等于均方值与均值平方之差，它表示随 机过程在时刻 t 对于均值 a ( t )的偏离程度。 均方值 均值平方 2020/11/5 15 随机过程 数学期望，方差 自相关函数 P42 高斯过程，窄带随机过程，白噪声 2020/11/5 16 计算题 设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成的总 特

11、性为 H (f) ，若要求以 2400波特的速率进行传输，图中何种 H (f)满足抽样点无码间干扰的条件？（ ） i s CT iH )2( ST 2020/11/5 17 卡森公式 2020/11/5 18 计算题 已知信号 f(t)=6.4 sin(8000 t),按照奈奎斯特 速率抽样后，进行 64个电平均匀量化编码， 采用自然二进制码 1、量化间隔 2、求码元传输速率 答，量化间隔， 12.8/64=0.2 码元传输速率 f抽 8Khz。一秒抽 8000个脉冲，每一个脉冲 64 2N,N=6, 所以，每秒传？状态， 6 8000， 48000B 2020/11/5 19 调制和基带传输

12、 无码间串扰的条件，奈奎斯特第一准则， P152 几种模拟调制信号的表达式。 AM、 FM带宽。 AM信号带宽为 BAM 2 fm FM信号带宽 BFM 2（ fm） 例子 f 2020/11/5 20 信道容量是指： 信道传输信息的速率的最大 值 ，香农公式可表示为 设调制信号为 f（ t）载波为，则抑制载波双边 带调幅信号的时域表达式为，频域表达式为。 )()(21 cc FF ttf cc o s)( )1(log 2 NSBC 2020/11/5 21 传送一幅图像，约含 6 106 个像素，为了重 现图像，每个像素需 256个亮度电平，设这些 亮度电平等概率出现，若用一分钟传送一幅

13、这样图像，信道中信噪功率比为 30dB，所需 要的信道带宽为（ 80KHz ）。 答案： 每像素信息量： log2256bit=8bit 一幅图像的信息量： 6 106 8 48 106bit 每秒信息量： C=8 105bit/s B=C/log2(1+1000) 8 105/log2210=8 104Hz=80 KHz 2020/11/5 22 2PSK和 2ASK的频谱特性十分相似，带宽也 是信号带宽的 2倍 (p190) 2DPSK和 2PSK信号的功率谱密度完全一样， 信号带宽 B2DPSK=B2PSK=2fs 2020/11/5 23 六、设在某 2DPSK系统中，载波频率 240

14、0Hz，码元速率为 1200Baud，已知相对码序列为 111001 。 试画出 2DPSK信号波形（注：相位偏移可自行假设）； 若采用差分相干解调法接收该信号时，试画出解调系统的各 点波形； （ 3） 若发送信息符号 0和 1为双极性脉冲且概率相等，试求 2DPSK信号的功率谱密度。已知随机基带序列的功率谱公式 为： 带通滤波器器相乘器低通滤波器延迟 TS抽样判决器 答： (1) 设 =0表示数字 0 , =表示数字 1 0 0 1 0 1 数字信息 1 1 1 0 0 1 相对码 s m sssss mffmfGPmfPGffGfGPPffP 2 21 2 21 )()1()()1( 20

15、20/11/5 24 0 0 1 0 1 数字信息 1 1 1 0 0 1 相对码 2020/11/5 25 设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度 在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号 m（ t） 的频带限制在 5K Hz，而载波为 100 K Hz，已调信号的功率为 10KW。若接 收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问： （ 1）该理想带通滤波器中心频率多大？（ 2）解调器输入端的信噪功率比 为多少？（ 3）解调器输出端的信噪功率比为多少？ ( kH z )5.1025211000 f WBfPN ni 101010105.02)(2 33

16、 1 0 0 010 1010 3 i i N S 2000 0 0 i iD S B NSGNS Zn HWfP /105.0 3 解：（ 1）单边带信号的载频为 100kHz，带宽 B 2fh=10kHz，为使信号顺利通过， 理想带通滤波器的中心频率为 (2)解调器输入端的噪声与已调信号的带宽相同， 已知 Si=10kW，所以 2020/11/5 26 带通滤波器的中心频率应为 fc+1/2基带带宽的 一半 2020/11/5 27 计算题 模拟信号采用 13折线 A律进行编码，若模拟信号的一个抽样 脉冲值为 +635量化单位，计算 1、对应的 8位 PCM码组为？，量化误差为？ 1 11

17、0 0011 ，量化误差 27。 2、写出其对应的 11位线性码 01 001 100 000 注意，问题是问 写出编码输出对应的 11位码。译码输出时，加了段 内间隔的一半 ,有个误差 . 量化误差，是计算编码输出量化误差还是译码输出的量化误差 樊昌信版教材 及参考资料上计算量化误差时都是按照绝对值算的， 以后参加其它考试时，注意教材要求的不同 量化误差 输入值 -输出值 有的教材 输出值 -输入值 2020/11/5 28 其他教材 采用 13折线 A律编码，最小量化间隔为 1个量化单位，已知 抽样脉冲值为 -95量化单位： （ 1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差； （ 2）写出对

18、应于该 7位码的均匀量化 11位码。 解：（ 1）已知抽样脉冲值 I0 -95，设码组的 8位码分别为 C1C2C3C4C5C6C7C8。 因为 I064，且 I00，故 C1 1 （ 1分） 又因为 I0512，且 I01024，故位于第 7段，段落码 C2C3C4 110 （分） 第 7段内的量化间隔为 32，由 I0 512 32 3+27， I0位于第 7段第 3个量 化级， C5C6C7C8 0011 （ 2分） 因此，输出码组为 C1C2C3C4C5C6C7C8 1 110 0011 （ 2分） 量化误差为： 27（个量化单位） （分） （ 2）对应于该 7位码的均匀量化 11位码

19、为：是写出 608对应的二进制 C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11 01 0 0110 0000 （分） 2020/11/5 31 在模拟信号数字化传输系统中，模拟话音信号 m(t) 的 带宽为 4000kHz，对其进行 13折线 A律编码。已知编码 器的输入信号范围为 8169824 75.3102048 10v 输入抽样脉冲幅度为 +3.984375V，最小量化间隔为 1个单位。 段内码采用折叠二进制编码 （ 1）试求编码器的输出码组，并计算量化误差试求对应该 码组的线性码（不带极性码） 1 110 1001 误差 816-800=16 0111 0110 0101 010

20、0 0011 0010 0001 0000 1000 1001 1010 512 800 544 2020/11/5 32 较复杂题型 已知某模拟信号是限带的平稳过程，其一维概率密 度函数 p (x) 如图所示，对此模拟信号按奈氏速率取 样后经过了一个 4电平均匀量化器的量化。试求出： (1)图中的 a = p (0) =? (2)量化器输入信号的平均功率； (3)量化器输出信号的平均功率； (4)量化噪声的平均功率。 p (x) x -4 +4 a 2020/11/5 33 量化值： -3， -1 ， 1， 3。 (1) a = p (0) =1/4 怎么算出来的？ 2020/11/5 34

21、 某单音调频信号 S(t)=20cos2 108 t+8cos4000tV，则已调 信号的功率为（ ）调频指数为（ ），最大频偏为（ ） Hz， 该信号的带宽为（ ）。 K H zf t tw tf t dt td tw tt 16m a x 4 00 0s i n1 60 00 2 )( )( 4 00 0s i n4 00 08 )( )( 4 00 0c o s8)( Fm=2000Hz， mf=8. Bfm=2（ mf+1） fm=36 KHz Mf表示最大的相位偏移（ p105） f=mf fm， FM的带宽，卡森 公式 2（ f+fm ） 2020/11/5 35 多练习 2、采用

22、 13折线 A律编译码电路，设接收端收到的码 为 0101 0011，若已知段内码为自然二进制码，最小 量化单位为 1个单位。 (1)求译码器输出为多少单位电平 ? (2)写出对应 7位码 (不包括极性码 )的均匀量化 11位码。 解：（ 1） 极性码 C7=0 故为负极性 段落码为： C6 C5 C4=101 在第六段起始电平为 256 段内码为： C3 C2 C1 C0 =0011 总量化电平为 256 +3 16 +8 =312 ? （ 2）对应该七位码的均匀 11位码为 00 100 110 000 （ 304 没有译码器对应 7位码，译码器输出的就是量化电压 2020/11/5 36

23、 信号功率的计算方法 S(t)的表达式 T dttsTtsP 0 22 )(1)( 信号的功率谱密度 能量 0k2c osk 2c os2c os)( 2 1 )( 2 1 2c os)()( 2 1 )2c os1)( 2 1 c os)()( 22 22222 为某个常数），可视为（似于缓慢，其时间的平均类 变化对于后面这一项中的振幅相 tw twtwtmtm twtmtmtwtmttmtsS c cc cccmi 2020/11/5 37 2020/11/5 38 2020/11/5 39 已知发射功率，已知信道衰减，计算解调器 输入端的信号功率。这种更容易。 2020/11/5 40

24、自己练习做 将一个 6MHz视频信号输入至调制器，调制器 的载频 fc=500MHz,请计算下列各调制信号传 输带宽： 若调制方式是 AM；写出 AM信号的表达式 若调制方式 FM，频偏为 12MHz； 对视频信号进行抽样，抽样速率是 14MHz/s，每 个抽样值按 16个电平量化），再进行二进制编码， 然后通过升余弦滤波（滚降因子 0.2），进行 PSK调制。 2020/11/5 41 通信系统的质量评价指标 会计算平均信息量 几种典型随机信号的概念特征 基带传输，频带传输 会写 AM， FM， PM的表达式，会计算各种已调波 的带宽 会判断基带传输系统无码间串扰的最高码元速率， 会计算频带利用率 会进行码型转换 会 A律十三折线 PCM编译码方法，会计算量化误差、 量噪功率 了解最佳基带传输系统发送滤波器， 接收滤波器和 基带传输系统的应满足的条件