通信原理練習(xí)題

1、第一章緒論一、填空題1、數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是有效性 和可靠性。碼元速率Rb定義是 每秒傳送碼元的數(shù)目,單位Baud信息速率定義是每秒鐘傳送的信息量，單位bit/s。2、數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸速率衡量，可靠性用差錯(cuò)率 衡量3、模擬通信系統(tǒng)的有效性用傳輸帶寬衡量，可靠性用信噪比 衡量3bit/符號(hào)，若該信源每秒鐘發(fā)送2000個(gè)符號(hào)，則該系統(tǒng)的信4、在等概條件下，八元離散信源能達(dá)到最大熵是息速率為6k bit/s。5、通信系統(tǒng)的有效性衡量指標(biāo)對(duì)于模擬通信系統(tǒng)為6、通信系統(tǒng)的可靠性衡量指標(biāo)對(duì)于模擬通信系統(tǒng)為傳輸帶寬，對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)為傳輸速率信噪比 對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)為差錯(cuò)率 。7、一個(gè)M進(jìn)

2、制基帶信號(hào)，碼元周期為Ts秒，則傳碼率為 1/Ts波特，若碼元等概出現(xiàn)，一個(gè)碼元所含信息量為log2M (bit)8、通信系統(tǒng)模型中有兩個(gè)變換，它們分別是非電量與電量 之間的變換和 基帶信號(hào)與頻帶信號(hào) 之間的變換9、模擬信號(hào)是指信號(hào)的參量可連續(xù)取值的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)是指信號(hào)的參量可離散取值的信號(hào)10根據(jù)信道中所傳輸信號(hào)特征的不同，通信系統(tǒng)可分為模擬 通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)二、畫圖1、畫出模擬通信系統(tǒng)的一般模型。2、畫岀通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型。三、計(jì)算題1、對(duì)于二電平數(shù)字信號(hào)，每秒傳輸300個(gè)碼元，問(wèn)此傳碼率 Rb等于多少？若該數(shù)字信號(hào) 0和1出現(xiàn)是獨(dú)立等概率的，那么傳信率Rb等于多少?0.1ms。計(jì)

3、2、現(xiàn)有一個(gè)由8個(gè)等概符號(hào)組成的信源消息符號(hào)集，各符號(hào)間相互獨(dú)立，每個(gè)符號(hào)的寬度為算:（1）平均信息量；（2）碼元速率和平均信息速率；（3）該信源工作2小時(shí)后所獲得的信息量；（4）若把各符號(hào)編成二進(jìn)制比特后再進(jìn)行傳輸，在工作2小時(shí)后發(fā)現(xiàn)了 27個(gè)差錯(cuò)比特（若每符號(hào)至多出錯(cuò)1位），求傳輸?shù)恼`比特率和誤符號(hào)率。解：（1）H = log2 M = log2 8 = 3（bit /符號(hào)）（2）Ts=o.ims，所以 Rb =* =10000Baud（3）I =Rb t =30 1032 3600 =216Mbit/s275（4） 誤比特率 Pb6 =1.25 10216"02小時(shí)傳送的碼元數(shù)

4、為 N =RBt =10000 2 3600 = 7.2 107275誤碼率為：Pe-=3.75 1072漢1063、（ 8分）某消息源的符號(hào)集由32個(gè)等概的符號(hào)組成，每符號(hào)寬度為2ms，編為5位。設(shè)該消息源以編組方式發(fā)送消息，每組 30個(gè)符號(hào)，再間歇15ms，然后再發(fā)送下一組，試：（1）、求信息傳輸速率；（2）、若傳輸1小時(shí)后發(fā)現(xiàn)有72個(gè)符號(hào)出錯(cuò)。若每符號(hào)至多出錯(cuò)1位，且間歇期無(wú)差錯(cuò)，求誤信率和誤碼率。解：（1）由于32個(gè)符號(hào)等概，因而每一個(gè)符號(hào)的信息量J = log2 32 = 5bit每組信息量I =30I1 = 150bit，I150每組占用時(shí)間 T =30Ts，15=75ms . R

5、b- =2Kbi/tsT 75漢 10' 6（2） 1小時(shí)傳送的信息量為 I二Rb t = 2000 3600 =7.2 10 bit72呂誤信率Pb6 =107.2X06碼元速率為RB = R 5 = 2000/5 =400 Baud誤碼率為72400 3600=5 10*4、已知四進(jìn)制離散等概信源（ 0，1, 2, 3），求發(fā)送每一符號(hào)時(shí)所傳送的信息量？若每一個(gè)符號(hào)的寬度為 1ms，求相應(yīng)的碼元速率 Rb。信息速率Rb。1解：每一符號(hào)岀現(xiàn)的概率為：P（x）：4每一符號(hào)所含的信息量為I = log24 二 2(bit)T = 1ms，所以碼元速率為:RB411000 BaudT信息速

6、率為：Rb =RB4 I =1000 2 =2000(bit/s)5、某信息源由64個(gè)不同的符號(hào)所組成，各個(gè)符號(hào)間相互獨(dú)立，其中32個(gè)符號(hào)的岀現(xiàn)概率均為1/128 ,16個(gè)符號(hào)的岀現(xiàn)概率均為 1/64 ,其余16個(gè)符號(hào)的岀現(xiàn)概率均為1/32?，F(xiàn)在該信息源以每秒 2000個(gè)符號(hào)的速率發(fā)送信息，試求：(1) 、每個(gè)符號(hào)的平均信息量和信息源發(fā)出的平均信息速率；(2) 、當(dāng)各符號(hào)出現(xiàn)概率滿足什么條件時(shí)，信息源發(fā)出的平均信息速率最高？最高信息速率是多少？解：(1)每個(gè)符號(hào)的平均信息量為：平均信息速率為：Rb = Rb H = 2000 5.75 = 11.5(kbit/s)(2)當(dāng)個(gè)符號(hào)等概出現(xiàn)時(shí)，信息

7、源發(fā)出的平均信息速率最高。6、一個(gè)由字母 A、B、C、D組成的字。對(duì)于傳輸?shù)拿恳粋€(gè)子母用二進(jìn)制脈沖編碼，00代替A，01代替B,10代替C，11代替D，每個(gè)脈沖寬度為 5ms。(1) 不同字母是等概出現(xiàn)的，計(jì)算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾省?2) 若每個(gè)字母岀現(xiàn)的可能性分別為：1/4、1 /& 1 /& 1/2,計(jì)算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾?。解：每個(gè)符號(hào)所含信息量為H =log24=2(bit/符號(hào))所以碼元速率為：RB1- =200 Baud5 101 1 1 1 1(2) H P log 2 log 2 4 log 2 8 log 2 8 log2 2 =1.75(bit) iP 4882

8、7、如果二進(jìn)制等概信號(hào)，碼元寬度為0.5ms，求Rb和Rb；有四進(jìn)制信號(hào)，碼元寬度為0.5ms，求傳碼率RB和獨(dú)立等概時(shí)的傳信率Rb解：二進(jìn)制碼元速率為10.5 10；二 2000B信息速率為 Rb 二 RB log 2 2 二 2000bit / s四進(jìn)制碼元速率為Rb信息速率為 Rb = RB log 2 4 二4000bit / s第二章隨機(jī)信號(hào)分析一填空題1、 窄帶隨機(jī)過(guò)程可表示為:(t) cosp: (t)和 c(t)coss(t)sinct。2、 廣義平均隨機(jī)過(guò)程的數(shù)學(xué)期望、方差與 時(shí)間無(wú)關(guān)，自相關(guān)函數(shù)只與 時(shí)間間隔 有關(guān)。3、 隨機(jī)過(guò)程的基本特征是：它是時(shí)間 的函數(shù)，但是在 某一

9、時(shí)刻 上的值卻是不確定的，是一個(gè)隨機(jī)變量4、 隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特征可通過(guò)它的分布特征或數(shù)字特征來(lái)描述。25、 一個(gè)均值為零方差為 匚n的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程，它的同相分量和正交分量均是平穩(wěn)高斯 過(guò)程。而且均值為0，方差為”6、 一個(gè)均值為零方差為匚n的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程，其包絡(luò)的一維分布服從瑞利分布，相位的一維分布服從均勻 分布。7、 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的各態(tài)歷經(jīng)性可以把統(tǒng)計(jì)平均簡(jiǎn)化為時(shí)間平均，從而大大簡(jiǎn)化了運(yùn)算。二簡(jiǎn)答題通信系統(tǒng)中的信道噪聲常簡(jiǎn)化為平穩(wěn)的加性高斯白噪聲，試解釋平穩(wěn)、加性、高斯、白這四個(gè)術(shù)語(yǔ)的含義。答案：平穩(wěn)：統(tǒng)計(jì)特性與時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)；加性：以疊加到信號(hào)上去的形式出現(xiàn)；高斯：噪聲的概率密度函數(shù)

10、為高斯分布；白：噪聲的功率譜密度為均勻（常數(shù)）第三章信道一填空題1、 在隨參信道中，發(fā)生瑞利衰落的原因是多徑傳播，發(fā)生頻率選擇性衰落的原因是多徑傳播。2、 當(dāng)無(wú)信號(hào)時(shí)，加性噪聲是否存在？是 乘性噪聲是否存在？否3、 香農(nóng)公式應(yīng)用的條件是：信號(hào)的概率密度函數(shù)為高斯或正態(tài) 分布，信道噪聲為 加性高斯白 噪聲。4、 隨參信道的傳輸媒質(zhì)具有三個(gè)特點(diǎn)是對(duì)信號(hào)的衰耗隨時(shí)間變化、傳輸?shù)臅r(shí)延隨時(shí)間變化、多徑傳播 。5、狹義信道是指 傳輸媒質(zhì)。6、 廣義信道按照它包含的功能可分為：調(diào)制信道和編碼信道。調(diào)制信道是指從 調(diào)制器輸岀 到解調(diào)器輸入 的部分。7、 根據(jù)乘性干擾的特性，調(diào)制信道可分為恒參信道 和 隨參 信

11、道，其中，光纖信道（無(wú)線電視距中繼、衛(wèi)星中繼信道）是一種 恒建信道，短波電離層反射信道（對(duì)流層散射信道）是一種隨參 信道。8、 信道容量是指：信道傳輸信息的速率的最大值，香農(nóng)公式給岀了在一定條件下，理論上信道單位時(shí)間內(nèi)可能傳輸?shù)男畔⒘康臉O限值。9、 香農(nóng)公式給岀了在 高斯白噪聲 背景條件下，當(dāng) B、S/N、給定時(shí)，無(wú)碼間干擾傳輸 時(shí),信息速率 的理論極限S值表示為：C = B log 2 （1）N10、 調(diào)制信道的范圍是從調(diào)制輸出 端到解調(diào)器輸入 端，它通常是一種 模擬信道。11、 “加性高斯白噪聲” 中的“加”是指與信號(hào)相加的形式岀現(xiàn) ，“高斯”是指概率密度分布為正態(tài)分布 ，“白” 是指功率

12、譜均勻。12、簡(jiǎn)答：隨參信道傳輸媒質(zhì)的特點(diǎn)？答：對(duì)信號(hào)的衰耗隨時(shí)間變化、傳輸?shù)臅r(shí)延隨時(shí)間變化、多徑傳播第四章模擬調(diào)制系統(tǒng)一填空題81、 某調(diào)頻波st =20cos2 10寸 8COS4000二t,已調(diào)信號(hào)的功率為200W ，調(diào)制指數(shù)為 _8_最大偏頻 為16KHZ 信號(hào)帶寬為 36KHZ 。2、 在AM、DSB、SSB、FM中，SSB的有效性最好，F(xiàn)M 的可靠性最好， AM 與DSB的有效性相同，SSB 與DSB的可靠性相同。3、 包絡(luò)檢波器因解調(diào)的非線性，而存在 門限 效應(yīng)，為克服之，要求在檢波器輸入端滿足大信噪比 條件。4、 在AM 廣播系統(tǒng)中，規(guī)定每個(gè)電臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)帶寬為9KHz。這意味著其

13、音頻信號(hào)最高頻率是4.5KHZ在FM廣播系統(tǒng)中，規(guī)定每個(gè)電臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)帶寬為180 K H z調(diào)頻指數(shù)為5。這意味著其音頻信號(hào)最高頻率為：15KHZ5、 解調(diào)系統(tǒng)的門限效應(yīng)是指：當(dāng)包絡(luò)檢波器的輸入信噪比 降低到一個(gè)特定值以下時(shí)，檢波器的輸岀信噪比出現(xiàn)急劇下降的現(xiàn)象。6、 若調(diào)制信號(hào)為單頻余弦信號(hào)，則AM調(diào)制的調(diào)制效率最大為1/3 ，DSB-SC調(diào)制的調(diào)制效率為 _。7、 抑制載波的雙邊帶幅度調(diào)制相干解調(diào)的信噪比增益為，單邊帶幅度調(diào)制相干解調(diào)的信噪比增益為8、 對(duì)最高頻率為fH的調(diào)制信號(hào) m(t)分別進(jìn)行AM、DSB、SSB和FM調(diào)制，相應(yīng)已調(diào)信號(hào)的帶寬分別為2俎、2£h、fH和2(1+m

14、a f9、設(shè)調(diào)制信號(hào)為f (t)載波為COS ct，則抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為f (t)COS ct，頻域表達(dá)式為一F(c"c)，F(xiàn) (；.-:；%)。210、設(shè)調(diào)制信號(hào)為f t載波經(jīng)調(diào)制信號(hào)調(diào)制后的表達(dá)式為：st =At cosct t =0 1其中 'c為載波角頻率，厲為載波初相位。若：(t)為常數(shù)，A(t)隨f(t)成比例變化，則稱為 幅度 調(diào)制：若A(t)為常數(shù),：(t)隨f(t)成比例變化，則稱為 相位 調(diào)制：若 A(t)為常數(shù)，;：(t)的導(dǎo)數(shù)隨f(t)成比例變化，則稱為 頻率調(diào)制。二作圖題1、 已知調(diào)制信號(hào) m t = cos20001載波為2cos

15、104二t，分別畫岀am、dsb、ssb(下邊帶)信號(hào)的頻譜。2、 某低通信號(hào)的頻譜如圖1所示畫岀AM、DSB和SSB (上邊帶)信號(hào)的頻譜。(載波頻率為 3 c,且3 c>3 0)。三、簡(jiǎn)答題:簡(jiǎn)述常規(guī)幅度調(diào)制(AM )、抑制載波雙邊帶調(diào)制(DSB )和單邊帶調(diào)制(SSB)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)AM 優(yōu)點(diǎn)：利用包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)，設(shè)備較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：調(diào)制效率低，頻帶利用率低DSB優(yōu)點(diǎn)：調(diào)制效率高缺點(diǎn)：頻帶利用率低，相干解調(diào)設(shè)備復(fù)雜。SSB優(yōu)點(diǎn)：頻帶利用率高；缺點(diǎn)： 利用濾波法產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)時(shí)，對(duì)濾波器要求較高，甚至難以實(shí)現(xiàn)，解調(diào)設(shè)備復(fù)雜四、計(jì)算題。1設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度3Pn f =0

16、.5 10-W/Hz在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào) m (t)的頻帶限制在5K H Z，而載波為100 K H Z,已調(diào)信號(hào)的功率為10KW。若接收機(jī)的輸入信號(hào)在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過(guò)帶寬為10 K Hz的理想帶通濾波器濾波，試問(wèn)：(1)該理想帶通濾波器中心頻率多大？(2)解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？(3)解調(diào)器輸岀端的信噪功率比為多少？(4)求出解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度。解：(1)帶通濾波器的中心頻率為f°=100kHz(2) 信號(hào)帶寬為 B=2 X 5kHz=10KHz輸入信號(hào)噪聲功率 Ni=2Pn(f) X B=10W已知S=10kW，所以 色=1&#

17、176;漢1°3 =1000Ni10(3) 雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為G= 2,所以 色=2 § =2000N°Ni11(4) N0 Ni 2 Pn(f) 2 fH 二 fHPn(f)44N01又 N。=2Pn(f) fH 所以 Pn0 ( f )0Pn(f)=0.25 10/ Hz2 fH22、若對(duì)某一信號(hào)用 DSB進(jìn)行傳輸，設(shè)加至接收機(jī)的調(diào)制信號(hào)m (t)之功率譜密度為:Pm2 fm0試求:03)若疊加于 DSB信號(hào)的白噪聲具有雙邊功率(1)接收機(jī)的輸入信號(hào)功率；(2)接收機(jī)的輸岀信號(hào)功率;譜密度為n0/2，設(shè)解調(diào)器的輸出端接有截止頻率為fm的理想低通濾波器，

18、那么，輸出信噪功率比為多少?解:(1)11 .Jm(f)df 二df fm(2)相干解調(diào)之后，接收機(jī)的輸岀信號(hào)m0(t) =2m(t)因此，輸岀信號(hào)功率 S0 = m2(t) =*m2(t)=吉nm fm(3)解調(diào)器輸入噪聲功率為 Nj二n0B =2n0fm對(duì)于相干解調(diào)，解調(diào)器輸岀噪聲功率n0 =：1 Nj =：2N0fm因此，輸出信號(hào)功率比S0nmfm/8n mNo n°fm/2 4n°33、設(shè)某信道具有均勻的的雙邊噪聲功率譜密度Pn f 1=0.5 10-W/Hz在該信道中傳輸抑制載波的單邊帶(上邊帶)信號(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào)m( t)的頻帶限制在 5K Hz，而載波為100

19、 K Hz，已調(diào)信號(hào)的功率為10KW若接收機(jī)的輸入信號(hào)在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過(guò)一理想帶通濾波器濾波，試問(wèn)：(1)該理想帶通濾波器中心頻率多大？ (2)解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？(3)解調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少？解：(1)單邊帶信號(hào)的載頻為100kHz，帶寬B 5kHz，為使信號(hào)順利通過(guò)，理想帶通濾波器的中心頻率為= 1001 5 =102.5(kH z)(2)解調(diào)器輸入端的噪聲與已調(diào)信號(hào)信號(hào)的帶寬相同,3=2000已知 Si=10kW，所以 _SL =10 10Ni(3)由于單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為G= 1,因此解調(diào)器輸岀端的信噪比魚=2000N° Ni4設(shè)調(diào)制信號(hào) m

20、(t)之功率譜密度為:nm* 2¥f< f0f> fmm若用SSB調(diào)制方式進(jìn)行傳輸(忽略信道的影響)，試求:3)若疊加于SSB信號(hào)的白噪聲的雙邊功率譜(1) 接收機(jī)的輸入信號(hào)功率；(2)接收機(jī)的輸岀信號(hào)功率;密度為n°/2，設(shè)解調(diào)器的輸岀端接有截止頻率為fm的理想低通濾波器，那么，輸岀信噪功率比為多少?1 , 1 解：(1)設(shè) SSB 已調(diào)信號(hào) SSSB(t )= m(t bos國(guó)ct 士一m(t Sinct2 2則接收機(jī)輸入信號(hào)功率$ =1 m211 2 ' 一血匸df二44 L0 2 fm6, 1 ,(2) 相干解調(diào)后，接收機(jī)的輸岀信號(hào)m0 t m

21、t4因此：S) = m0 t1 m21 二 nm fm163211(3) 相干解調(diào)時(shí)，輸岀噪聲功率：N0 Njn0fm44因此，輸岀信噪比： 魚 =nm fm / 32!m_N0n°fm/48n°35設(shè)某信道具有均勻的的雙邊噪聲功率譜密度Pn f i； = 0.5 10W/Hz在該信道中傳輸振幅調(diào)制信號(hào)， 并設(shè)調(diào)制信號(hào)m( t)的頻帶限制在 5K Hz，而載頻為100 K Hz，邊帶功率為10KW，載波功率為40KW。若接收機(jī) 的輸入信號(hào)先經(jīng)過(guò)一個(gè)合適的理想帶通濾波器，然后再加至包絡(luò)檢波器進(jìn)行解調(diào)。試求：(1)解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？(2)解調(diào)器輸岀端的信噪功率比為

22、多少？(3)制度增益 G ？解：(1)設(shè)振幅調(diào)制信號(hào)為 Sam t A Amt Icos ct則已調(diào)信號(hào)功率為：根據(jù)題意：Pc = 1a40KW PS =*m2 t =10KW所以，S = Pc PS =50KW輸岀端噪聲功率 叫=2R(f)=2 0.5 10- 5 103 2 =10W350 i 10故有輸入信噪比i5000M 10(2)在大信噪比條件下，包絡(luò)檢波器輸岀為：eti=A m t nc t所以：魚=2000N。(3)G S0/N02一 S / N - 5加上Pm(f )=*2 fm0噪功率比為多少？6設(shè)被接收的調(diào)幅信號(hào)為：sm t -Amt Icos ct，采用包絡(luò)檢波法解調(diào)，其

23、中m(t)的功率密度為m，若一雙邊功率譜密度為no/2的噪聲疊加于已調(diào)信號(hào)，試求解調(diào)器輸入端的信fm解：在大信噪比條件下，包絡(luò)檢波器輸岀為：e t = A m t nc t其中mt為有用信號(hào)，噪聲分量nc t是解調(diào)器輸入噪聲的同相分量，有所以：S0nm fm / 2 nmN02n°fm4n°7、設(shè)一寬帶頻率調(diào)制系統(tǒng)，載波振幅為100 V，頻率為100MH Z，調(diào)制信號(hào) m (t)的頻帶限制在 5K Hz，m2 t = 5000V2，Kf=500二rad/(sV),最大頻偏訐=75KH z，并設(shè)信道中噪聲功率譜密度是均勻的，其Pn f =0.5 10”W/HZ (單邊帶)，試

24、求:(1)接收機(jī)輸入端理想帶通濾波器的傳輸特性(2 )解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少?（3 ）解調(diào)器輸岀端的信噪功率比為多少?解：（1）根據(jù)題意可知： mf蘭=75=155調(diào)頻信號(hào)帶寬為 B =2 mf 1 fm =2 15 1 5 =160KH Z信號(hào)所處頻率范圍為 100MH z _ 0.162 MHz因此有(2)設(shè)解調(diào)器輸入端信號(hào)為:Sfm (t )= Acosfct + JwKfmW所以:2SA21002= 5000 Nj =Pn f 410- 160 103 =1 6W2所以:S 二5000 =31.2Ni 160(3)S0 3A2Kf m2 t0帚 3375008 二 n°

25、;fmNo8、對(duì)模擬調(diào)制系統(tǒng)，已知調(diào)制信號(hào)頻率為10KHZ，信道噪聲單邊功率譜密度為10-10W/Hz。若要求接收機(jī)輸岀信噪比為20dB，試求下列情況下的接收機(jī)輸入信號(hào)功率。1、DSB2、SSB 3、AM ( 100% 調(diào)制)4、FM (.計(jì)=50KH z)解：fm =10KHz n0 =10”W/Hz，S0N000，".Ni又苻，所以Si T°° GSo/No(1)DSBB 二2fm，Ni又G=2，SNi = 100G(2)SSBB 二fm，Ni又G=1，S= 100Nl二 n0B =1(W)二n °B =2 n°fm =2(W)= 100(

26、W)= 100(W) G2(3)AM（m-.二1）對(duì)單音頻調(diào)制G J- 22+m；Ni 與 DSB 相同.Si =100M =300(W)G(4) FM ( _f = 50kHz)mff =5f mB =2(mif 1) fm -120kHz , N n0B=12W對(duì)單音頻調(diào)制：G = 3m； (mf 1) = 4509設(shè)模擬調(diào)制系統(tǒng)信道和接收模型如下圖。已知信道噪聲n (t)為加性高斯白噪聲，單邊功率密度為n0=10-6W/H Z； sm t為已調(diào)信號(hào)，載波頻率fc=1MH Z，對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào) m t的最高頻率為fH =5 KHz帶通濾波器為理想，試分別計(jì)算 DSB( S=1KW，相干解調(diào))

27、、USB( Si=1KW，相干解調(diào))、 AM (兩邊帶功率 Pf=10KW， 載波功率Pc=4KW，包絡(luò)檢波)三種情況的下列參數(shù)：(1) 帶通濾波器的中心頻率f0、帶寬B ；(2) 解調(diào)器輸入端信噪比Si/Ni ；(3) 調(diào)制制度增益G ；(4) 解調(diào)器輸入端信噪比S0/N0。解：DSB(1) f° = fc =1MHz， B =2和二10kHz(2)Ni二 n0B =10 10 103 =10(mW)10(3)=2(4)S0USB(2)(3)(4)AM :(2)-G 色=2 105N。Ni(1) f。fcfH = 1.0025MHz，2Nj = n0B =5( mW)G =1S0N

28、0=°V2105二 fc =1MHz，B = fH 二 5kHzB = 2fH = 10kHzNi = n°B=10” 10 103=10(mW)S Pc Pf = 5kW§5 10=5 105Ni 1010°(3) AM 空10.2 Gam = 2 am =0.4FC +Pf4+1(4) 乞二G 宣=0.4 5 102 105N°Nj第五章數(shù)字基帶傳輸一填空題1、 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，眼圖是用實(shí)驗(yàn)方法觀察碼間干擾 和 噪聲 對(duì)系統(tǒng)性能的影響。2、 已知信息代碼為，其AMI 碼為 HDB3 碼為 +1000+V-B00-V0+1-100+1000

29、+V0-1 。3、 采用部分響應(yīng)技術(shù)可提高頻帶利用率，并使沖激響應(yīng)尾巴衰減加快，這是由于有控制的在某些碼元抽樣時(shí)刻引入碼間干擾 ，而在 其余碼元的抽樣時(shí)刻無(wú)碼間干擾，對(duì)輸入序列進(jìn)行預(yù)編碼是為了防止差錯(cuò)傳播。4、 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，接收端采用均衡器的目的是減少或消除碼間干擾。5、 時(shí)域均衡器實(shí)際上是一個(gè)橫向?yàn)V波器，當(dāng)其抽頭數(shù)為 5時(shí)，可以在 4個(gè)抽樣點(diǎn)上清除碼間干擾。6、 時(shí)域均衡器的均衡效果一般用峰值畸變準(zhǔn)則和均方畸變準(zhǔn)則來(lái)衡量。7、 設(shè)系統(tǒng)帶寬為 W，則該系統(tǒng)無(wú)碼間干擾時(shí)最高傳碼率為2W 波特。8、若系統(tǒng)傳輸特性為 H （ ），碼元速率為1 ，則無(wú)碼間干擾的條件為 '、H v） =

30、Ts I乞，改善/ TsisL碼間干擾的方法有 部分響應(yīng)技術(shù) 和時(shí)域均衡。簡(jiǎn)答題1、奈氏第一準(zhǔn)則，奈氏第二準(zhǔn)則；第一準(zhǔn)則：若基帶系統(tǒng)的總傳輸特性HC，）滿足H （ ¥）=Ts I|- T，則系統(tǒng)不存在碼間干擾。i第二準(zhǔn)則：有控制的在某些碼元抽樣時(shí)刻引入碼間干擾，而在 其余碼元的抽樣時(shí)刻無(wú)碼間干擾，那么就能使頻帶利用率提高到理論上的最大值，同時(shí)又降低對(duì)定時(shí)精度的要求。2、什么是眼圖？簡(jiǎn)單敘述眼圖和系統(tǒng)性能之間的關(guān)系？眼圖：是指利用實(shí)驗(yàn)的方法估計(jì)和改善傳輸系統(tǒng)性能時(shí)，在示波器上觀察到的像人的眼睛一樣的圖形。最佳抽樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)眼睛張開(kāi)最大時(shí)刻；對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度有眼圖斜邊的斜率決定；圖的陰影

31、區(qū)的垂直高度，表示信號(hào)幅度畸變范圍；圖中央橫軸位置對(duì)應(yīng)判決門限電平；抽樣時(shí)刻上，上下陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲容限。3、碼間干擾是如何產(chǎn)生的？如何消除碼間干擾？ （5分）（1）前一個(gè)碼元的波形進(jìn)入到后續(xù)碼元的時(shí)間區(qū)域，對(duì)后續(xù)碼元的抽樣判決產(chǎn)生干擾，稱為碼間干擾。（2）要消除碼間干擾：選用合適的傳輸系統(tǒng)，使其總的傳輸特性滿足消除碼間干擾可采?。哼x用合適的基帶傳輸系統(tǒng)，使其總的傳輸特性滿足；H（.,.蘭）=T 巨二；或根據(jù)奈奎斯特第二準(zhǔn)則，在某些碼元的抽樣iTsTs時(shí)刻引入碼間干擾，而在其余碼元抽樣時(shí)刻無(wú)碼間干擾。三、畫圖1、設(shè)二進(jìn)制符號(hào)序列為，試以矩形脈沖為例，分別畫出相應(yīng)的單極性碼波形，雙極性

32、碼波形，單極性歸零碼波 形，雙極性歸零碼波形。2、已知信息代碼為，試確定相應(yīng)的AMI碼及DB3碼,并畫岀相應(yīng)的波形。3、設(shè)信息序列為,試編為HDB3碼（第一個(gè)非零碼編為+ 1 ），畫岀圖形。4、設(shè)信息序列為,試編為HDB3碼（第一個(gè)非零碼編為-1），并畫岀波形。5、知信息代碼為:，編為HDB3碼（第一個(gè)編為 +1 ）四、計(jì)算題1、設(shè)有一個(gè)三抽頭的時(shí)域均衡器，如圖，x t在各抽樣點(diǎn)的值依次為 X, =1/8，x=1/3,xo =1,X1 =1/4,x .2 =1/16 （在其他抽樣點(diǎn)均為 o）。試求輸入波形 x t峰值的畸變值及時(shí)域均衡器輸出波形y t峰值的畸變值。1 2解：Xk的峰值畸變值為

33、Dx'X。i =2Xi1 1=-+-8337由公式y(tǒng)k = ' Cixk X 得到 i =_Ny3 =CX264其余yk 為 0，輸岀波形yk的峰值畸變值為:2、一隨機(jī)二進(jìn)制序列為，符號(hào)1 1+ + 416481 ”對(duì)應(yīng)的基帶波形為升余弦波形，持續(xù)時(shí)間為Ts;符號(hào)“ 0”對(duì)應(yīng)的基帶波形恰好與“ 1”相反:（1）當(dāng)示波器掃描周期 To=Ts時(shí),試畫岀眼圖;（2）當(dāng)T0=2Ts時(shí)，試畫岀眼圖;（3）比較兩種眼圖的下述指標(biāo)：最佳抽樣判決時(shí)刻、判決門限電平及噪聲容限值。第六章數(shù)字調(diào)制傳輸一填空題1、 若二進(jìn)制數(shù)字信息速率為fbbit/s，則2PSK信號(hào)功率譜密度主瓣寬度為 _2fb_

34、, 2ASK信號(hào)功率譜密度主瓣 寬度為_(kāi)2f。2、 為了解決2PSK相干解調(diào)恢復(fù)載波相位模糊問(wèn)題，可以采取以下措施差分編碼。_3、 PSK是用碼元載波的 相位來(lái)傳輸信息:DSP是用前后碼元載波的相位差 來(lái)傳輸信息，它可克服 PSK的相位模糊缺點(diǎn)。畫圖1、設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為，試分別畫岀00K、2FSK、2PSK及2DPSK信號(hào)的波形示意圖。(對(duì)2FSK信號(hào)，“ 0”對(duì)應(yīng) Ts=2Tc，1”對(duì)應(yīng)Ts=Tc；其余信號(hào)Ts=Tc，其中Ts為碼元周期,Tc為載波周期；對(duì)2DPSK信號(hào)，.廠二0代表“ 0”、盤卸=180°代表“1”，參考相位為 0。)0 110 11 1 0 0 0 1 0OOK

35、2、已知某OOK系統(tǒng)的碼元傳2FSK 3輸速率為10 B，所用的載波信號(hào)2PSK為 Acos 4 二 106t :2DPSK(1)設(shè)所傳送的數(shù)字信息為011001，試畫岀相應(yīng)的 OOK信號(hào)波形示意圖(2)求OOK信號(hào)的第一零點(diǎn)帶寬。解：(1)由題意可知：Rb =103Band.因此碼元周期t - 1 _10s103載波頻率fc =2 106 HZ .載波周期Tc1齊A2匯10620002000個(gè)周期這說(shuō)明在一個(gè)碼元周期內(nèi)有2000個(gè)載波周期，用兩個(gè)載波周期代表(2)2RB =2000Hz3、時(shí)載頻為1800KH Z，碼元速率為1200B，發(fā)送數(shù)字信息為 011010 :(1)若相位偏移.廠=0

36、代表“ 0"、.： -180°代表“ 1”，試畫岀這時(shí)的 2DPSK信號(hào)波形;(2)又若.廠-2700代表“ 0”、C - 900代表“1”，則這時(shí)的2DPSK信號(hào)的波形有如何?fc = 1800kHz，Rb =1200B，因此，一個(gè)碼元周期包括1.5個(gè)載波周期(1)厶,=0代表“ 0”，厶=180代表“ 1(2).廠=270代表“ 0”，#我=90代表“14、設(shè)發(fā)送數(shù)字信息序列為，碼元速率為lOOOBd ,現(xiàn)采用鍵控法產(chǎn)生 2FSK信號(hào)，并設(shè)f1=1KH z,對(duì)應(yīng)“1f2=1.5 KH z,對(duì)應(yīng)“ 0”。若兩振蕩器輸岀振蕩初相均為0,畫岀2FSK信號(hào)波形，并計(jì)算其帶寬和頻

37、率利用率。5、設(shè)信息代碼為，信息速率為1kbit/s，載波頻率為1KHz，并假設(shè)初始相位為 00，試畫岀2DPSK信號(hào)波形和4DPSK信號(hào)波形。其中，對(duì) 2DPSK規(guī)定0° （對(duì)應(yīng)“ 0”）L丨180° （對(duì)應(yīng)“ 1”）； 簡(jiǎn)答1、什么是數(shù)字調(diào)制？它和模擬調(diào)制有哪些異同點(diǎn)？數(shù)字調(diào)制：以數(shù)字信號(hào)為基帶信號(hào)改變載波某些參量的調(diào)制。相同點(diǎn)：調(diào)制目的相同，都是進(jìn)行頻譜搬移，以適合信道傳輸；調(diào)制種類相同，都是通過(guò)改變載波的幅度、相位或頻率達(dá)到調(diào)制的目的；不同點(diǎn)：模擬調(diào)制是以模擬信號(hào)對(duì)載波參量作連續(xù)調(diào)制；數(shù)字調(diào)制是以數(shù)字信號(hào)對(duì)載波參量作離散調(diào)制。第七章 模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸一填空題1、

38、 抽樣是把時(shí)間連續(xù)、幅值連續(xù)的信號(hào)變換為時(shí)間離散，幅值連續(xù)的信號(hào)，量化是把幅值連續(xù)的信 號(hào)變換為幅值 離散 的信號(hào)。2、 非均勻量化的目的是提高小信號(hào)的量化SNR，其代價(jià)是減少了大信號(hào)的量化SNR3、 與PCM比，DPCM的優(yōu)點(diǎn)是可以減少 碼位數(shù)/傳輸速率，其理論基礎(chǔ)是利用了模擬信號(hào)的相關(guān)性。4、 對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行線性PCM編碼時(shí)，取抽樣頻率為8KHz，編碼為8位，則信息傳輸速率為64kbit/s5、 簡(jiǎn)單增量調(diào)制中所發(fā)生的兩種量化噪聲是一般量化噪聲和 過(guò)載量化噪聲。6、 若量化電平數(shù)為 64需要的編碼位數(shù)是 _5，若量化電平數(shù)為 128 ,需要的編碼位數(shù)為6 。7、 非均勻量化的對(duì)數(shù)壓縮特性采

39、用折線近似時(shí)，A律對(duì)數(shù)壓縮特性采用13_折線近似，律對(duì)數(shù)壓縮特性采用15_折線近似。8、常見(jiàn)信道的復(fù)用方式有 時(shí)分 復(fù)用和頻分 復(fù)用和碼分復(fù)用。二簡(jiǎn)答題1、DM系統(tǒng)在什么條件下不過(guò)載？PCM系統(tǒng)在什么條件下不過(guò)載？在DM系統(tǒng)中，只要積分器輸岀的階梯波（或斜變波）電壓波形的變化斜率不小于輸入信號(hào)的變化斜率，就不 會(huì)岀現(xiàn)過(guò)載。在PCM系統(tǒng)中，只要輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化范圍不超岀量化器的動(dòng)態(tài)范圍，就不會(huì)岀現(xiàn)過(guò)載。2、什么是低通抽樣定理？什么是帶通型信號(hào)的抽樣定理?低通抽樣定理：一個(gè)頻帶限制在(0, J)內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)m(t)，如果以T乞12fH的時(shí)間間隔對(duì)它進(jìn)行等間隔抽樣，則m(t)將被所得到的抽樣值

40、完全確定。帶通抽樣定理：一個(gè)頻帶限制在(fL，fH)內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào) m(t)，如果抽樣頻率滿足 fs _2B(1 k/n)，其中n是不大于fH/B的最大正整數(shù)，0<k<1，貝U m(t)將被所得到的抽樣值完全確定。3、什么是差分脈沖編碼調(diào)制？什么是增量調(diào)制？差分脈沖編碼調(diào)制：就是利用抽樣值之間的相關(guān)性，利用前面若干個(gè)時(shí)刻的樣值來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的抽樣值，對(duì)預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的差值進(jìn)行編碼，稱為差分脈沖編碼調(diào)制。增量調(diào)制：當(dāng)抽樣頻率遠(yuǎn)大于奈奎斯特頻率時(shí)，樣值之間的關(guān)聯(lián)程度增強(qiáng)，可以僅用一位編碼表示抽樣時(shí)刻波形的變化趨勢(shì)，這種編碼稱為增量調(diào)制。4、什么是時(shí)分復(fù)用？它與頻分復(fù)用有什么區(qū)別？時(shí)分

41、復(fù)用是按時(shí)間分割多路信號(hào)的方法，即將時(shí)間劃分成若干互不交疊的時(shí)間段，每路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)時(shí)段。頻分復(fù)用是按頻率分割多路信號(hào)的方法，即將信道的可用頻帶分成若干互不交疊的頻段，每路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)頻段。時(shí)分復(fù)用在時(shí)域上個(gè)路信號(hào)是分離的，但在頻域上個(gè)路信號(hào)頻譜是混疊的；頻分復(fù)用在頻域上個(gè)路信號(hào)是分離的，但在時(shí)域上個(gè)路信號(hào)頻譜是混疊的5、簡(jiǎn)述脈沖編碼調(diào)制的主要過(guò)程。抽樣是把時(shí)間連續(xù)、幅值連續(xù)的信號(hào)變換為時(shí)間離散，幅值連續(xù)的脈沖信號(hào)；量化是把時(shí)間離散、幅值連續(xù)的脈沖信號(hào)變換為幅值離散、時(shí)間離散的多電平脈沖信號(hào)；編碼是把幅值、時(shí)間均離散的多電平脈沖信號(hào)用一組數(shù)字序列表示。計(jì)算題1、某低通信號(hào)的頻譜如圖1所

42、示，若采用脈沖編碼調(diào)制，最低抽樣頻率為多少？畫出抽樣頻率為最低抽樣頻率時(shí)，抽樣信號(hào)的頻譜。2、已知一基帶信號(hào) m(t) = cos2t ' 2cos4二t，對(duì)其進(jìn)行理想抽樣：(1) 為了在接收端能不失真地從已抽樣信號(hào)中恢復(fù)源信號(hào)m(t)，抽樣間隔應(yīng)如何選擇？(2) 若抽樣間隔取為 0.2s，畫岀已抽樣信號(hào)頻譜。解：(1)基帶信號(hào)最高頻率仃=2Hz，由抽樣定理可知，fs _2» =4Hz，抽樣間隔1 1Ts0.25sfs2fH（2） M （，）二二、.（，_ 2二）亠肩（心亠 2二）2二、.（，_ 4二）亠”（心亠 4 ）1抽樣信號(hào)頻譜為 Ms（）M（- ns）, Ts =0.

43、2s，飛=2二 fs =10 :T s3、已知某信號(hào) mt的頻譜 M 如圖。將它通過(guò)傳輸函數(shù)為H的濾波器后再進(jìn)行理想抽樣（1）抽樣速率是多少？（2） 若抽樣速率為 fs =3人，試畫岀已抽樣信號(hào) ms t的頻譜；解：（1）經(jīng)濾波后的信號(hào) m（t）的頻譜為M （，） =M （，）H（ ），如圖所示，由抽樣定理可知2 二 二f < 200H Z其他（2）若 fs =3=，則 Ms（，）二 fs' M （丫： - 2nfs）二 fM （丫： -3n “）4、已知一低通信號(hào) m t的頻譜M f為：M f =200I 0（1） 假設(shè)以fs =300Hz的速率對(duì) mt進(jìn)行理想抽樣，試畫岀已抽

44、樣信號(hào)ms t的頻譜草圖（2）若用fs =400Hz的速率抽樣，重做上題。解：（ 1）已知抽樣信號(hào) m$（t）二m（t）、T（t），所以 Ms（ J = fs' M （，-n，s）當(dāng) fs =300Hz 時(shí)，Ms（ ）=300、 M（600"）（2） 若 f400Hz，Ms（ J=400' M（ -800n二）6、采用13折線A律編碼，設(shè)最小量化間隔為1個(gè)單位，已知抽樣脈沖值為 +635單位：（1）試求此時(shí)編碼器輸出碼組，并計(jì)算量化誤差；（2）寫岀對(duì)應(yīng)于該 7位碼的均勻量化 11位碼。（采用自然二進(jìn)制碼）解：（1）已知抽樣脈沖值I o=+ 635，設(shè)碼組的8位碼分別為

45、 C1C2C3C4C5C6C7C8。因?yàn)閘o>O，故C1= 1又因?yàn)閘o>512，且lov1O24，故位于第 7段，C2C3C4= 110第7段內(nèi)的量化間隔為 32，由Iq= 512 + 3X 32+ 27知，I。位于第7段第3量化級(jí)，C5C6C7C8= 0011 因此，輸岀碼組為 C1C2C3C4C5C6C7C8 =譯碼輸岀為 512 + 3 X 32 + 32/2= 624，量化誤差為：635-624 = 11 （單位）(2)對(duì)應(yīng)于該7位碼的均勻量化 11位碼為：C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11 =7、 采用13折線A律編碼電路，設(shè)接收端收到的碼組為“0101

46、0011 ”最小量化間隔為 1個(gè)量化單位，并已知 段內(nèi)碼改用折疊二進(jìn)碼：(1) 試問(wèn)譯碼器輸出為多少量化單位；(2) 寫岀對(duì)應(yīng)于該 7位碼的均勻量化 11位碼。解：接收端的碼組為 c1c2c3c4c5c6c7c8 =01010011由C0信號(hào)為負(fù)值。由 C2C3C4 =101信號(hào)位于第六段，起始電平為256，量化間隔為16。由段內(nèi)碼為折疊二進(jìn)制碼，C5C6C7C8 =00111知誤碼輸岀為：lw 二-(256 4 1616) = -3282(2)對(duì)應(yīng)于該7位碼的均勻量化 11位碼為8、 采用13折線A律編碼，最小量化間隔為1個(gè)量化單位，已知抽樣脈沖值為-95量化單位：(1) 試求此時(shí)編碼器輸出

47、碼組，并計(jì)算量化誤差；(2) 寫岀對(duì)應(yīng)于該 7位碼的均勻量化 11位碼。解：(1)已知抽樣脈沖值10= -95，設(shè)碼組的8位碼分別為C1C2C3C4C5C6C7C8.因?yàn)閘o<0，故C1 = 0又因?yàn)?°>64，且lo<128，故位于第 4段，段落碼 C2C3C4= 011第4段內(nèi)的量化間隔為 4，由l0= 64+ 7X 4+ 3知，I。位于第4段第7量化級(jí)，C5C6C7C8 = 0111 因此，輸岀碼組為 C1C2C3C4C5C6C7C8 = 00110111譯碼輸岀 -(64+7 X 4 + 2/ 2) = -94，量化誤差為：-95 (-94) = -1 (單位)(2)對(duì)應(yīng)于該7位碼的均勻量化 11位碼為：C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11 = 000010111109、 采用13折線A律編碼，歸一化 1分為2048個(gè)量化單位 厶。設(shè)岀入信號(hào)樣值 x為+1270 ，求：(1)編碼碼組；(2)