通信原理練習題

通信原理練習題一、填空題通信系統(tǒng)的性能指標包括系統(tǒng)的有效性和可靠性。常用的通信方式有頻分復用、時分復用、碼分復用和空分復用。如果隨機過程的均值為常數(shù)，自相關(guān)函數(shù)只與時間延遲常數(shù)有關(guān)，則稱此隨機過程為平穩(wěn)隨機過程。在通信系統(tǒng)中同步方式分為同步傳輸和異步傳輸。CMI碼編碼規(guī)則是將信息代碼中的“0”碼編為“01”，而“1”碼交替地編為“11”和“00”。6?白噪聲是功率譜密度在整個頻域內(nèi)都是均勻分布的噪聲，其功率譜密度為n0/2。通信方式可以分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信。廣義信號按照它包括的功能可以分為調(diào)制信道和編碼信道。AMI碼全稱是交替反轉(zhuǎn)碼。如果在無限大時間區(qū)間內(nèi)信號的能量為有限值，則稱該信號為能量信號，能量信號的平均功率S為0。通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸方式可以分為并行傳輸和串行傳輸。如果在無限大時間區(qū)間-：：,：：內(nèi)信號的平均功率為有限值，則稱該信號為功率信號，功率信號的能量E為0。13?當發(fā)送信號的電平為A和一A時，最佳判決電平為0_。抽樣信號的量化分為均勻量化和非均勻量化。按信號可以表示為幾個變量的函數(shù)劃分，可以將信號分為一維信號和 n維信號。16?傳輸2FSK信號所需的第一零點帶寬也f=|￡-f2+2fs。（注：載頻分別為f1和f2,基帶信號的頻率為fs）平穩(wěn)隨機過程通過線性系統(tǒng)后的輸出仍為平穩(wěn)隨機過程。雙相碼的編碼規(guī)則是，0碼編為01，1碼編為10。按輸入信號的不同可以將信道分為數(shù)字信道和模擬信道。根據(jù)載波的不同可以將調(diào)制分為連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制。A律PCM?碼中，量化電平數(shù)為512,編碼位數(shù)為_9_。廣義信道按組成結(jié)構(gòu)可以分為傳輸媒質(zhì)和轉(zhuǎn)換裝置。按信號持續(xù)的時間可以將信號分為時限信號和非時限信號。當無信號的時候加性噪聲是否存在？是_在SSBDSB和VSB中，帶寬最小的是SSB在SSBDSB和VSB中，帶寬最大的是DSB根據(jù)輸入調(diào)制信號的不同可以將調(diào)制信號分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸速率來衡量。雙相碼又稱曼切斯特碼。在整個頻率軸上均勻分布的高斯白噪聲的功率譜密度為 n0/2。按抽樣信號頂部特征可以將抽樣分為自然抽樣和平頂抽樣。在2FSK非相干解調(diào)系統(tǒng)中誤碼率隨輸入信噪比的增大成負指數(shù)規(guī)律下降。二、判斷題根據(jù)載波不同可以將調(diào)制分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。（X）在相干解調(diào)時相干載波必須和調(diào)制時載波同頻同相。（V）模擬通信系統(tǒng)用輸出信噪比來衡量系統(tǒng)可靠性時，信噪比越大，可靠性越好（V）0TOC\o"1-5"\h\z數(shù)字通信系統(tǒng)比模擬通信系統(tǒng)抗干擾能力強。（ V）二進制頻移鍵控制能用模擬調(diào)制法獲得。（X）雙極性碼一定要歸零。（X）線性系統(tǒng)分析中時域分析和頻域分析都滿足疊加定理。（ V）對300?3400Hz的模擬電話信號的抽樣頻率規(guī)定為8000Hz（V）。在確知系統(tǒng)中無失真?zhèn)鬏斠笙到y(tǒng)響應應與輸入信號波形完全相同，幅度也不能衰減。（X）二進制的碼元速率和信息速率在數(shù)量上是相等的（ V）o數(shù)字通信系統(tǒng)具有抗干擾能力強的特點。（ V）AM調(diào)制信號的解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。（ V）o在一定的質(zhì)量要求下，傳輸所要求的頻帶寬度越窄，則有效性越差（ X）o按信號特征可以將通信分為模擬通信和數(shù)字通信。（ V）HDB3碼中最長的連0碼為4個0（X）。非周期矩形信號的頻譜是一個不連續(xù)譜。（X）常規(guī)調(diào)幅信號（AM信號）的包絡與調(diào)制信號成正比（V）o按調(diào)制方式可以將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶傳輸。（ V）傳號差分碼的編碼規(guī)則是遇1碼電平發(fā)生跳變（ V）o

周期矩形信號的頻譜是連續(xù)譜。（X）DSB信號的頻譜可以分為上邊帶和下邊帶兩個部分。（ V）VSB信號的解調(diào)可以采用相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。（ X）傳號差分碼的編碼規(guī)則是遇1碼電平發(fā)生跳變（V）。HDB3碼中連0串不超過4個。（V）25.2FSK是兩路2ASK言號的疊加。（V）HDB3碼中連0串可以超過4個。（X）相對碼是絕對碼的模二運算。（ V）在二進制通信系統(tǒng)中0、等概率出現(xiàn)，則傳送一波形的信息量為1bit。（V）雙極性碼可以不歸零。（ V）三、簡答題簡述無碼間串擾的頻域條件。答:2加

H（w-答:2加

H（w-i Ts2.部分響應技術(shù)的主要優(yōu)點是什么?)=Ts,w<—Ts答：1）可達到2Bd/Hz的理論上最高的頻帶利用率 ；2） 尾瓣衰減快，從而降低對位定時精度的要求；3） 系統(tǒng)的頻率特性并非理想，因而易于實現(xiàn)。簡述調(diào)制信道具有的主要特點是什么？答：（1）有一對（或多對）輸入端，則必然有一對（或多對）輸出端；（2） 絕大多數(shù)信道是線性的，即滿足疊加原理；（3） 信號通過信道需要一定的延遲時間；（4） 信道對信號有損耗；（5） 即使沒有信號輸入，在信道的輸出端仍可能有一定的功率輸出（噪聲）隨參信道傳輸媒質(zhì)通常具有哪些特點？答：（1）對信號的衰耗隨時間隨機變化；（2） 信號傳輸?shù)臅r延隨時間隨機變化；（3） 多徑傳播。通信系統(tǒng)的主要指標是什么？各有何含義？答：通信系統(tǒng)的主要指標有兩個，即有效性和可靠性。有效性是指在給定信道內(nèi)所傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少，或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}，用來衡量系統(tǒng)傳輸?shù)目炻?；可靠性是指接收信息的準確程度，用來衡量系統(tǒng)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

模擬通信系統(tǒng)的有效性可用有效傳輸頻帶寬度來度量，其可靠性可用接收端最終輸出信噪比（如解調(diào)輸出信噪比）來度量。數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性可用碼元傳輸速率、信息傳輸速率和頻帶利用率等指標來度量，其可靠性可用誤碼率和誤比特率來度量。簡述利用圖解法求解卷積運算的步驟有哪些?答：（1）變換；（2）反褶；（3）移位；（4）乘積；（5）積分。簡要說明在中短波無線電廣播系統(tǒng)中，對話音采用常規(guī)振幅調(diào)制（AM的理由。答：發(fā)送端含有直流分量，使得調(diào)制后的包絡與調(diào)制信號成正比，這樣在接收端可以采用包絡檢測法恢復原始信號，電路簡單，因此價格便宜，但發(fā)射端要求發(fā)射的功率提高，這樣通過發(fā)射端的大功率的代價來換取接收端的設備簡單，對用戶有利。簡述無碼間串擾的時域條件答:h(kT答:h(kTs)]hk]I數(shù)簡述周期信號的頻譜具有哪些共性？答：（1）離散性；（2）諧波性；（3）收斂性。四、畫圖及簡答題1.已知二元信息序列為1101000000010010000001畫出它所對應的AMI碼和HDB3碼的波形。nn已知基帶信號為1010011,試畫出單極性歸零碼的波形。解答：畫圖如下1 0 10 0L1fl j-]廠0 __ 已知基帶信號為1010011，試畫出雙極性不歸零碼的波形。解答：畫圖如下E1010011-E已知數(shù)字序列為11100100,設碼元速率和載波頻率相同，1碼初始相位為0,試畫出二進制相移鍵控信號時間波形。解答：畫圖如下5.5.已知基帶信號解答：畫圖如下E1010011-E已知數(shù)字序列為1011001及載波波形如下，試畫出二進制振幅鍵控信號時間波試畫出模擬方法產(chǎn)生2ASK信號的模擬框圖。解答：畫圖如下-載波1s(t)試畫出模擬方法產(chǎn)生解答：畫圖如下2ASK信號的模擬框圖五、計算題1.設一數(shù)字通信系統(tǒng)傳送碼元的速率為 1200Baud。1） 當碼元為二進制時，求該系統(tǒng)的信息速率；2） 當碼元為十六進制時，求該系統(tǒng)的信息速率答：Rb二RslogJbit/s=1200log；=1200bit/sRb二RslogMbit/s=1200log?-4800bit/s2?討論隨機過程t二Acost「:的平穩(wěn)性與各態(tài)歷經(jīng)性。其中A和‘均為隨機變量，兩者統(tǒng)計獨立，■是在°,2二內(nèi)均勻分布的。解：因為E】t丨二EAcost；?鬥=EAEcostcos:E】t丨二EAcost；?鬥=EAEcostcos:-sintsin二EA〔costEcos：X；「sintEsin1二EAcost)cos^dv-sint°sin)2二=0Rt,t嘰］=E「t't■.I=EAcostvAcost.vI2E?AEbos?cos2t亠亠2vIE―A：coseEtos2t亠一2rIf2E2Acos2ILE2(A)cos22 i0cos2tN尹由此可見隨機過程t具有簡明的數(shù)字特征，其數(shù)學期望是常數(shù)，自相關(guān)函數(shù)只與?有關(guān)，所以是寬平穩(wěn)的。又因為- 1T:一何:〒2rtdt=O21TR -lim^Attdt二A2

cos22顯然，該過程滿足平穩(wěn)性條件，但不具備各態(tài)歷經(jīng)性。設隨機過程t~cos「t?無述沁，其中ai和a2是相互獨立的兩個高斯隨機變量，且均值和方差相同，分別為o和二2。試求t的均值和方差及自相關(guān)函數(shù)。解：由題意可知E［：?］=E［:￡2［=0，E% =E:2二；丁EIt丨-E［宀costE［很2sin，t=0DRt丨-E〔2tI-Ei：^2cos2，t*二d2sin2，t*壽22sin2，t=E：『cos2，tE〔：iE〔：：2sin2，tE：22sin2，t-；「2costsin2t-；-2Rti,t2二E〔ti■t21=E一：”2cost1cost2E〔》22sin￡sin，t2=-2cos■t27=二2cos設某2ASK系統(tǒng)中二進制碼元傳輸速率為9600波特，發(fā)送“1”符號和踣0”符號的概率相等，接收端分別采用同步檢測法和包絡檢波法對該 2ASK信號進行解調(diào)。已知接收端輸入信號幅度a=1mV信道等效加性高斯白噪聲的雙邊功率譜密度①=4X10-13W/HZ。試求：同步檢測法解調(diào)時系統(tǒng)總的誤碼率。解：對于2ASK信號，信號功率主要集中在其頻譜的主瓣。因此，接收端帶通濾波器帶寬可取2ASK信號坂普的匸戀才丿匸即B=2RB=2 X9600=19200Hz帶通濾波器輸出噪聲平均功率為21(Tn=—X2B=4X10-13X2X19200=1.536X10-8W2a2 110^ 110》「= = = 怎3255信噪比為 2記21.53610*3.07210」因為信噪比r?32.55，應以同.屛檢測法駕調(diào)時余統(tǒng)門的嘆洱痢為Pe=1 r 1 ~4 1 -8.138 5Pe erfc e- e=2.89102 ［；'4、二r .3.141632.55

設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度10JW/Hz，在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，并設調(diào)制信號m（t）的頻帶限制在5kHz,而載波為100kHz,已調(diào)信號的功率為10kW若接收機的輸入信號在加至解調(diào)器之前,先經(jīng)過帶寬為10kHz的一理想帶通濾波器濾波，試問：（1） 該理想帶通濾波器中心頻率為多大？（2） 解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？解:（1）為了保證信號順利通過和盡可能地濾除帶外噪聲，帶通濾波器的帶寬等于已調(diào)信號帶寬，即B=2fH=25kHz"0kHz，中心頻率為100kHz。帶通濾波器的傳輸特性為(2)k（常數(shù)(2)k（常數(shù)）0Si=10kW(已知)95kHz蘭f<105kHz其他Nj=2Pn（f）B=20.510"1010—10W）宣=1000輸入信噪比 Ni已知信號f（t）二cos（220：t）cos（180；t），用理想低通濾波器來接收抽樣后的信號，試求：1） 無失真恢復f（t）情況下的最低抽樣頻率fs；2） 畫出理想抽樣后的信號頻譜圖。丁d=220兀f1 1102二2=180~「?1f2 -=902兀據(jù)低通信號抽樣定理，最低抽樣頻率 fs=2f1=220Hzo設輸入信號抽樣值ls=+1270△（△為一個量化單位， 表示輸入信號歸一化值的1/2048），采用逐次比較型編碼器,按A律13折線編成8位碼C1C2C3C4C5C6C7的取值。解：編碼過程如下1JC_—Q 「>C11KQCPd-抽樣值是+1270：3=1又ls>lw=128■:C2=1又Is>Iw=512■:C3=1又Is>Iw=1024:C4=1又Is<Iw=1024+864=1563：C5=0又Is<Iw=1024+464=1280C6=0又Is>Iw=1024+264=1152C7=1又Is>Iw=1024+364=1216C8=1Q對于模擬抽樣值+1270厶，編碼的PCM碼組為11110011。8.設碼組的8位PCM編碼為11100100,求該，碼組對應的