通原题库(按章整理附答案)

通原题库(按章整理附答案) 第一章 绪论 一、填空 [01-1] 通信是指__________。 答案:信息的传输与交换，P1 [01-2] 十六进制符号的码速率为1200波特 , 则其信息速率为__________b/s。 答案:4800，P13 [02-1] 信息是指__________。 答案:消息中所包含的有效内容，P10 RR[02-2] N进制的信息速率与传码率的关系是__________。 bB RRN,，log答案:，P13 bB2 [03-1] 数字通信系统的可靠性是用__________来度量，而模拟通信系统的可靠性用__________来度量。 答案:差错率，输出信噪比，P13，P12 [03-2] A、B、C、D以概率1/4、1/8、1/8、1/2独立出现，则平均信息量是__________，最大可能平均信息量是__________。 答案:7/4，2，P11 [04-1] 对于点对点之间的通信，按消息传送的方向与时间关系，通信方式可分为__________、__________和__________三种。 答案:单工通信、半双工通信、全双工通信，P8 [04-3] 数字通信系统的差错率有__________和__________两方面的内容。 答案:误码率、误信率，P13 [05-1] 对于点对点之间的通信，按消息传送的方向与时间关系，寻呼机(call机)属于__________通信方式。 答案:单工，P8 [05-3] 通信系统的主要性能指标是__________和__________。 答案:可靠性、有效性，P12 [07-1] 信源的作用是把__________转换成__________。 答案:消息、电信号，P2 [08-1] 发送设备的基本功能是将__________和__________匹配起来。 答案:发送信号、信道，P2 [09-1] 同步是使__________的信号在__________上保持步调一致。 答案:收发两端、时间，P5 [11-1] 接收设备的功能是将__________和__________。 答案:放大信号、反变换，P2 [12-1] 受信者是传送信息的__________，其功能与__________相反。 答案:目的地、信源，P3 [13-1] 基带的含义是指信号的频谱从__________附近开始，如话音信号的频率范围为__________。 答案:零频，300~3400Hz [15-1] 同步是使__________两端的信号在__________上保持步调一致。 答案:收发两端、时间，P5 [16-1] 在数据通信中，按数据代码排列的方式不同，可分为__________和__________。 [19-1] 一个二进制码元的信息量为__________bit，一个M进制码元的信息量为__________bit。 答案:1，logM 2 二、简答题 [02-1] 数字通信的主要优点和缺点是什么, 答案:P5-P6 优点:抗干扰能力强，且噪声不积累;传输差错可控;便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储;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。 缺点:比模拟通信占据更宽的系统频带，系统设备复杂对同步要求高。 [04-1] 数字通信系统有哪些特点, 答案:同上，P5-P6 与模拟通信相比，数字通信更能适应现代社会对通信技术越来越高的要求，其特点是: 1) 抗干扰能力强，且噪声不积累; ii. 差错可控。 iii. 易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理。 iv. 易于集成化。 v. 易于加密处理。 但是，数字通信的许多优点都是用比模拟通信占据更宽的系统频带为代价而换取的。另外，由于数字通信对同步要求高，因而系统设备比较复杂。不过，随着新的宽带传输信道(如光导纤维)的采用、窄带调制技术和超大规模集成电路的发展，数字通信的这些缺点已经弱化，数字通信必将逐步取代模拟通信而占主导地位。 [05-1] 画出通信系统模型图，并说明模型中各部分的具体作用。 答案:P2 通信系统的一般模型如下所示: 信息源——把各种消息转换成原始电信号。 发送设备——产生适合于在信道中传输的信号，即使发送信号的特性和信道特性相匹配。 信道——用于将来自发送设备的信号传送到接收端。 接收设备——从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 受信者——将原始电信号还原成相应的消息。 噪声源——信道中噪声及分散在通信系统其它各处的噪声集中表示。干扰信号的正常传输。 [06-1] 什么是误码率,什么是误信率, 答案:P13 [11-1] 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类, 答案:P8 [12-1] 消息中包含的信息量与哪些因素有关, P10 信息量的多少与接收者收到消息时感到的惊讶程度有关 三、计算题 [01-1] 设一信息源的输出由144个不同的符号组成。其中16个出现的概率为1/32，其余128个出现的概率为1/256。信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源的平均信息速率。 1-6 答案:参照P15， 解:每个符号的平均信息量 11 (bit/symbol) H,，，，,，,16log32128log2562.546.52232256 R,1000已知符号速率B，故平均信息速率 B RRH,，,，,10006.56500 (bit/s) bB [04-1] 某信息源的符号集由A、B、C、D和E组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4、1/8、1/8、3/16和5/16，试求该信息源符号的平均信息量。 答案:P15，1-2 [05-1] 已知八进制数字信号的传输速率为1600波特，试问变换为2进制数字信号时的传输速率为多少, 答案:P13 [06-1] 设有四个消息A、B、C、D分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每一消息的出现是相互独立的，试计算其平均信息量。 答案:P15，1-3 [07-1] 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用连续3单位的电流脉冲表示，点用持续1个单位的电流脉冲表示;且划出现的概率是点出现的概率的1/3，求点和划的信息量及点和划的平均信息量。 答案:P15，1-5，(1.4-2)，(1.4-6) xxx,,[08-1] 某离散信息源输出8个不同的符号，符号速率为2400B，其中4128 PxPxPxPx()()1/16,()1/8,()1/4,,,,个符号出现概率为，其余符号等概出1234 现。(1)求该信息源的平均信息量;(2)求传送1h的信息量。 答案:参照P16，1-8，(1.4-6) RR[09-1] 如果二进制独立等概信号，码元宽度为0.5ms，求和;如改为四进Bb RR制信号，码元宽度为0.5ms，求传码率和独立等概时的传信率。 Bb答案: [10-1] 设某信息源以每秒2000个符号的速率发送消息，信息源由A、B、C、D、E五个信息符号组成，发送A的概率为1/2，发送其余符号的概率相同，且设每一符号出现是相互独立的。求:(1)每一符号的平均信息量;(2)信息源的平均信息速率;(3)可能的最大信息速率。 答案:P11，(1.4-6) [11-1] 一个由字母A，B，C，D组成的字，对于传输的每一字母用二进制脉冲编码，00代替A，01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲宽度为5ms。不同的字母等可能出现时，试计算传输的平均信息速率。 答案:P15，1-4 [12-1] 在强干扰环境下，某电台在5min内共收到正确信息量为355Mbit，假定系统信息速率为1200kbit/s。试问系统误信率是多少, 答案: [13-1] 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400bit/s，接收端在0.5h内共收到216个错误码元，试计算该系统误码率是多少, 答案:P16，1-10 [14-1] 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200Baud，试求该系统的信息速率;若该系统改为传送16进制信号码元，码元速率为2400Baud，则这时的信息速率为多少, 答案:P13 [19-1] 某信息源的符号集由A、B、C、D所组成，各符号间彼此独立，若每个符号的时间宽度为TS=2ms，计算: (1)各符号等概出现时的符号速率和平均信息速率; (2)各符号出现概率分别为1/16，3/16，5/16，7/16时的符号速率和平均信息速率。 答案: [20-1] 一个由字母A、B、C、D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A，01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲的时间宽度为TS=5ms，计算: (1)各字母等概出现时平均信息速率; (2)各符号出现概率分别为1/5，1/4，1/4，3/10时的平均信息速率。 答案:P15，1-4 第三章 随机过程 一、填空 2[01-3] 一个均值为0，方差为σ的窄带平稳高斯过程ξ(t)，则其同相分量的均值和方差分别为__________和__________。 2答案:0，σ，P52 [02-3] 严平稳随机过程的__________与时间起点无关，其一维分布与__________无关，二维分布只与__________有关。 ,,,tt答案:任意有限维分布函数，时间t，时间间隔，P39 21 [03-3] 如果平稳随机过程的各统计平均值等于它的任一样本的相应时间平均值，则称它具有__________性。 答案:各态历经，P40 [05-4] 广义平稳随机过程与狭义平稳随机过程的关系是广义平稳随机过程__________狭义平稳随机过程，狭义平稳随机过程__________广义平稳随机过程。 答案:不一定是，是，P40 [06-2] 随机过程是__________;且随机过程在某一个时刻的取值是__________。 答案:，随机变量，P37 [07-2] 方差等于__________与__________之差。 答案:均方差，均值平方，P38 [08-2] 窄带随机过程指__________远远小于其__________的过程。 答案:频带范围Δf，中心频率f，P50 c [09-2] 白噪声是功率谱密度在__________内都是__________的噪声。 答案:所有频率，常数，P57 [10-2] 平稳随机过程的__________和__________是一对傅立叶变换对。 答案:自相关函数，功率谱密度，P43 [11-2] 一个随机过程的__________与__________无关，则称其为严平稳过程。 答案:任意有限维分布函数，时间起点，P39 [12-2] 若一个过程是严平稳的，则它__________广义平稳的，反之__________。 答案:是，不一定，P40 [13-2] 若一个过程的__________等于对应的__________，则该过程是各态历经的。 答案:统计平均值，时间平均值，P40 [14-2] 若一个过程是各态历经的，则它__________平稳的，反之__________。 答案:是，不一定，P41 [17-1] 通信中的__________和__________都可看作随时间变化的随机过程。 答案:信号，噪声，P36 [18-1] 随机过程具有__________和__________的特点。 答案: [19-2] 高斯过程的一维概率密度函数只取决于__________和__________。 答案:均值，方差，P46，(3.3-5) [20-1] 平稳随机过程通过线性系统后，其输出过程为__________。 答案:平稳随机过程，P49 二、简答题 [02-2] 什么是宽平稳随机过程,平稳随机过程通过线性系统时，输出随机过程和 输入随机过程的数学期望及功率谱密度之间的关系如何, 答案:P40，P48-P49 [04-2] 平稳随机过程通过线性系统时，输出随机过程和输入随机过程的数学期望 及功率谱密度之间有什么关系, 答案:P48-P49 [07-1] 什么是随机过程的数学期望和方差, 答案:P38 [10-1] 何谓各态历经性, 40 答案:P [13-1] 何为严平稳，何为广义平稳, 答案:P39-P40 [14-1] 什么是窄带随机过程,它的表达式是什么, f答:窄带随机过程是指其频带宽度远小于中心频率的随机过程。 ,fc 窄带过程表达式 ,,，，，，，，，，,t,atcos,t，,tat,0,c,, ，，at~随机包络,, 均是随机过程,，，,t~随机相位,, 上式利用三角函数和角公式，可写成 ,t,atcos,tcos,t,sin,tsin,t,,，，，，，，，，cc,,, ,atcos,tcos,t,atsin,tsin,t，，，，，，，，cc,,,, ,,，，，，tcos,t,,tsin,tccsc ，，，，,t ~,t 的同相分量,c 相对于载波cos,t的变化缓慢的多,c，，，，,t ~,t 的正交分量,s [15-1] 什么是白噪声，其频谱和自相关函数有什么特点, ，，,,,,,，,答:所谓白噪声是指它的平均功率谱密度函数在整个频率域内是常数，服 n0w从均匀分布。其功率谱: ; ，，,,P,Hz2 ,,nnn11,,jj,,000自相关函数: ，，，，Reded,,,,,,,,,1,,,,,,22222,, [20-1] 什么是白噪声,它的功率谱密度和自相关函数有什么特点, 1(如果噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数，则该噪声为白噪声。 n0n它的功率谱密度可表示为，为噪声的双边功率谱，，，，，，Pf,W/Hz，,,,f,，,0n2 n0密度，自行关函数为，表明白噪声仅在时才相关，而在任意两个时刻，，，，,,,R,,,02 ，，的随机变量都是不相关的。白噪声的平均功率为R0,,，所以白噪声是一种理想化的噪声形式，在实际中，只要噪声带宽大于系统带宽，就可把噪声视为白噪声。 三、计算题 [01-2] 设RC低通滤波器如图所示，当输入均值为0、功率谱密度为n/2的白噪0声时，求输出过程的功率谱密度和自相关函数。(15分) 1 ,1jC,，，H,, 11，j,CR，jC, n20,,,，，，，，，P,PH, oi2,,，，21，,CR ,，,,n1j0,,RC，，，， R,,P,ed,,eoo,24RC,,, [03-1] 设某随机过程为，其中是一个离散随机变量，且,,,tt,，2cos2,，，，， 1,1,,P,,E，，,1，，试求及。(15分) ,,,,R0,1P0，，，，，，,,,，，222,, ,,E1,E2cos2t，|，，，，,,,t1, ,,,，，，，，，,,P,0,2cos,2，,|，P,,,2cos2,，,|,1,,,,,0,,2,,2 ，，，，，，,,R0,1,E2cos2,t，,,2cos2,t，,|,2,12t,0,t,112 [04-3] 当平稳过程x(t)通过如图所示的线性系统时，试求输出功率谱。 jwt？y(t)=x(t)+x(t-T) H(w)=1+e 2PwHwPwwtPw,，,，()()()2(1cos)()yxx [05-3] 一噪声的功率谱密度为 ,,,,,,，,,,,,k//2/200 P(),,,n0else, 试证明其自相关函数为。 kSa,,,,/2cos，，0 ,,1jj,,,,, PRedRPed,,,,,,,,,,，，，，，，，，,,,,,,,,,2 ,,,,,,，,,Kwww//2/2因为 Pw(),,n0else, ,1j,,RPed,,,,,，，，，,,,,,2 /2/200ww,，,，,,,KK1 jj,,,,,,，,eded,,()/2/2,,00ww,,,,,,,,2 0,,KSaw,,(/2)cos [06-3] 设随机过程可表示为，式中是一个离散随机参量，xtt,，2cos2,,,，，，， 且，试求及。 PP,,,,,,,01/2,/21/2E1R0,1，，，，，，，，xx ztxtxt()cossin,,,,xx[07-4] 设是一随机过程，若和是彼此独立且具有均102012 22，，EztEzt,值为0，方差为的正态随机变量，试求:(1)，，;(2)的,zt，，，，，，，，，，一维分布密度函数;(3)及 Btt,Rtt,，，，，1212 [09-3] 求乘积的自相关函数。已知与是统计独立的平稳ztxtyt,xtyt，，，，，，，，，，随机过程，且它们的自相关函数分别为。 R,R,，，，，xy [10-4] 设随机过程，其中是宽平稳随机过程，且自ztmtt,，cos,,mt，，，，，，，，0 110，,,,,,,相关函数为:，是服从均匀分布的随机变量，且与R,,,，，,m101,,,,,, 彼此统计独立。(1)证明是宽平稳的;(2)绘出自相关函数的波形;(3)mtzt，，，， 求功率谱密度及功率。 a,a,[11-2] 已知噪声的自相关函数，a为常数; nt,,Re，，，，n2 (1)求及; P,S，，n (2)绘出及图形。 R,P,，，，，nn [12-2] 是一个平稳随机过程，它的自相关函数是周期为2s的周期函数。 ,t，， 在区间(s)内，该自相关函数。试求的功率谱密度，,1,1R,,,,1,tP,，，，，，，，，, 并用图形表示。 n/2[13-2] 将一个均值为零、功率谱密度为的高斯白噪声加到一个中心角频率0 B,为、带宽为的理想带通滤波器上，如图所示， C (1)求滤波器输出噪声的自相关函数; (2)写出输出噪声的一维概率密度函数。 [14-2] 下图为单个输入，两个输出的线性滤波器，若输入过程是平稳的，求,t，， 与的互功率谱密度的表示式。 ,t,t，，，，12 [15-2] 证明平稳随机过程的自相关函数满足: xtRR0||,,，，，，，，xx [16-2] 已知和为相互独立的平稳高斯随机过程，的数学期望为xtxtxt，，，，，，121 22,,aa，方差为，的数学期望为，方差为，设， xtxtxtxt,，，，，，，，，，1212212 2试求随机过程的数学期望和方差; axt,，， 试求随机过程的一维概率密度函数。 xtfx，，，， n/2[17-2] 将均值为零，功率谱密度为的高斯白噪声加到如图所示的低通滤波0 器的输入端。试求输出过程的自相关函数和方差。 第四章 信道 一、填空 [01-4] 调制信道按参数的变化规律可分为__________和__________。 答案:恒参信道，随参信道，P72 [02-4] 随参信道传输煤质的三个特点是__________、__________和__________。 对信号的衰耗随时间而变化，传输的时延随时间而变，多径传播 [03-4] 信号在恒参信道中传输时产生的失真主要有__________和__________。 幅频失真，相频失真 [04-2] 香农公式中C、B、S/N的单位分别为_________、_________和__________。 bit/s、Hz、倍 [06-1] 信道是指传输信号的通道，可以是__________，也可以是__________。 有线、无线 [06-3] 调制信道对信号的干扰有两种:__________、__________。 加性干扰、乘性干扰 [07-3] 广义信道可分为__________和__________两类。 调制信道、编码信道 [11-3] 调制信道模型用__________和__________表示信道对信号传输的影响。 加性干扰、乘性干扰 [15-2] 无线信道按传输方式区分基本上有__________、__________和视线传播三种。 地波, 天波 [16-2] 有线信道分为__________和__________两大类。 有线电信道, 有线光信道 [17-2] 信道的数学模型分为__________模型和__________模型。 调制信道,编码信道 [18-2] 由连续信道容量的公式得知:__________、__________是容量的决定因素。 带宽, 信噪比 二、简答题 [01-1] 信道容量是如何定义的,连续信道的信道容量可由香农公式 C=Blog(1+S/N) 来计算，公式中各参数的含义是什么,并指出提高C的有效方2 法。 答案:信道容量是指信道能够传输的最大平均信息速率，P78 P81-P82 信道传输信息的最大信息速率称为信道容量。公式中C为连续信道的信道容量，B为信道带宽，S为信道输出的信号功率，N为信道输出加性带限高斯白噪声功率。要提高信道容量，可以提高信噪比S/N，或者增加信道带宽，但不能无限制地增加，因为信道带宽无限大时，噪声功率也无穷大。 [08-1] 试作出编码信道模型。 答:编码信道对信号的影响是一种数字序列的变换，即把一种数字序列变成另一种数字序列。调制信道对信号影响使发生模拟性变化，称模拟信道。编码信道称数字信道，它将调制信道包含在内。乘性干扰、加性干扰越严重，输出的数字序列出错概率越大。编码信道可用信道转移概率(条件概率)来描述。下图wei二进制无记忆信道模型 编码信道包含调制信道，且特性密切依赖于调制信道。 [16-1] 无线信道有哪些种, 答:可分为短波广播、短波、微波传输、卫星通信、移动通信。 [17-1] 信道模型有哪几种, 答:调制信道 —— 研究的着眼点只关心调制器输出和解调器的输入 编码信道 —— 研究的着眼点只关心编码和译码(数字通信系统) 三、计算题 [02-1] 具有6.5MHz带宽的某高斯信道，若信道中信号功率与噪声单边功率谱密度之比为45.5MHz，试求其信道容量。(10分) 根据香农公式得信道容量 ,,S,,C,Blog1，2,,nB,,0 45.5,,6,6.5，10，log1，,,26.5,, 7,1.95，10bit/s [03-2] 设某恒参信道的等效模型如图所示。试求该信道的群迟延特性及画出它的 群迟延曲线，并说明信号通过该信道时有无群迟延失真,(15分) 1,H，，, 1，j,RC ，，,,,,argtan,RC RC,,，，,, 2，，1，,RC ，，,,为ω的非线性函数，所以信号经过该信道会产生群迟延失真， ，，,, ω -RC 6[04-2] 在传输图片时，每帧约2.55*10个像素。为了接收端能良好的重现，需要12个亮度等级。假定所有的亮度等级等概率出现，信道中的信噪比为30dB。 (a) 若传送一张图片所需时间为1分钟，试问这时所需的信道带宽为多少, (b) 若传送一张图片所需时间改为3分钟，试问这时所需的信道带宽又为多少, 6log122.2510，，2 BkHz,,13.560log10012 6log122.2510，，2 BkHz,,4.5360log1001，2 [05-2] 已知黑白电视图像大约由3*105个像素组成，假设每个像素有10个亮度等级，且它们出现概率是相等的。若要求每秒传送30帧图像，而满意的再现图像所需的信噪比为30dB，试求传输此电视信号所需的最小带宽。 1每个像素的信息量 ,,,loglog103.32bit221/10 每帧图像信息量= 300000，3.32,996Kbit 每秒(30帧/秒)信息量= 996，30,29.9Mb 为了传输的电视图像，信道容量必须 C,29.9Mb29.9Mb 已知 ，，SN,100030d, S，，C,Blog1，,Blog100022 N ,9.95B,29.9M 29.9MB,,3M9.95 图像通信系统的带宽 B,3M [06-2] 具有6.5MHz带宽的高斯信道，若信道中信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz，试求其信道容量。 [07-2] 计算机终端通过电话信道传输数据，电话信道带宽为3.2kHz，信道输出的信噪比为30dB。该终端输出256个符号，且各符号相互独立，等概率出现。计算信道容量，并求出无误码传输的最高符号速率。 [08-2] 假设在一个信道中，采用二进制方式传送数据，码元传输速率为2000B， P,0信道带宽为4000Hz，为了保证错误概率，要求信道输出信噪比SN/31,e (约15dB)，试估计该系统的潜力。 R[09-2] 已知某信道无差错传输的最大信息速率为，信道的带宽为max BR,/2n，设信道中噪声为高斯白噪声，单边功率谱密度为，试求此时系统max0 中信号的平均功率。 [10-2] 已知电话信道的带宽为3.4kHz，试求:(1)接收端信噪比为30dB时的信道容量;(2)若要求信道能传输4800b/s的数据，则接收端要求最小信噪比为多少, 62.2510，[17-1] 某一待传输的图片约含个像元，为了很好的重现图片，需要12个亮度电平。假若所有的这些亮度电平等概率出现。试计算用3min传送一张图片时所需的信道带宽,(设信道中所需信噪功率比为30dB) 5310，[18-1] 黑白电视图像每幅含有个像素，每个像素有16个等概率出现的亮 SNdB/30,度等级。要求每秒钟传送30帧图像。若信号输出，计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽, [19-2] 某一待传输的图片约含2.5*106个像素，为了接收端能良好的重现图片，需要16个亮度电平，假定所有的亮度电平独立等概率出现，信道中的信噪比为30dB，计算用3分钟传送一张这样的图片所需的最小信道带宽。 该图片的信息量为 1,,67I,2.5，10，,log,10(b) ,,216,, 710C,3分钟传送该图片所需信道容量(b/s) t180 7S10,,log1C,B，，，,B，log1，1000由香农公式得 ， B=5.57(kHz) ,,t22N180,, [20-2] 某一待传输的图片约含400万个像素，每个像素有16个亮度等级，且它们独立等概率出现，信道中的信噪比为10dB，信道带宽为3 kHz，计算传送一张这样的图片所需的时间。 该图片的信息量为 1,,67I,4，10，,log,1.6，10(b) ,,216,, 7SI1.6，10,,log1R,C,B，t因为，所以(s) ,,,1540,,bt2N，，R3000，log1，10,,b，，max2 第五章 模拟调制系统 一、填空 [01-5] 模拟线性调制系统中包络检波适用于解调__________信号。 答案:调幅(AM)， [02-5] 对于AM信号，无门限效应的解调方法是__________。 相干解调(同步解调) [05-2] DSB调制系统的调制制度增益为__________，SSB调制系统的调制制度增 益为__________。 2,1 [07-5] 对于同一种调制方式，__________解调设备要比__________解调时复杂。 相干、非相干 [08-3] 调制是指按__________的变化规律去改变__________某些参数的过程。 基带信号、高频载波 [09-3] VSB在频域上来看是介于__________与__________之间的一种调制方式。 SSB、DSB [10-3] 角度调制可分为__________和__________。 频率调制、相位调制 [12-3] 模拟调制分为:__________和__________。 幅度调制、角度调制 [13-3] SSB信号只传输DSB信号中的一个边带，所以频谱__________，效率__________。 最窄、最高 [14-1] 经过调制以后的信号称为已调信号，有两个基本特征:一是__________;二是__________。 携带有信息, 适应在信道中传输 [14-3] VSB是__________与__________之间的一种折中方式。 DSB, SSB [15-3] 解调方法分为:__________和__________。 相干解调, 非相干解调 [16-3] FDM是一种按__________来划分__________的复用方式。 频率, 信道 8st20cos2108cos4000,，，,,tt[19-3] 某调频波为，该已调信号的功率为，，，， __________，调频指数为__________，最大频偏为__________Hz，信号带宽为__________Hz。 200，8，16k，36k [20-2] 用滤波法产生VSB信号时，为了在接收端不失真地恢复信号，残留边带 滤波器的传输函数应满足__________。 ，，，，H,，,，H,,,,常数,,,,ccH 二、简答题 [01-2] 什么是幅度调制,常见的幅度调制有哪些,什么是角度调制,常见的角度调制有哪些, 幅度调制是正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程，常见的幅度调制有调幅(AM)、双边带(DSB)、单边带(SSB)、残留边带(VSB)等调制。角度调制是正弦载波的幅度保持不变，而正弦载波的频率或相位随调制信号变化的过程，常见的角度调制有频率调制(FM)和相位调制(PM)。 [03-2] 什么是门限效应,AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应, 所谓门限效应，就是当包络检波器的输入信噪比降低一个特定的数值后，检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。这种门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，在小信噪比情况下，包络检波器会把有用信号扰乱成噪声。 [05-2] 什么是线性调制,常见的线性调制有哪些, 所谓线性调制:波形上，幅度随基带信号呈正比例变化;频率上，简单搬移。常见的线性调制有:普通调幅AM、双边带信号(DSB—SC)、单边带信号(SSB)、残留边带(VSB)。 [06-2] 什么是门限效应,AM信号采用何种方法解调会产生门限效应, 当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定值后，输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化。这种现象称为门限效应。开始出现门限效应地输入信噪比称为门限值。 理论表明:包络检波器的门限值为: SSi,,i ，(分贝数:) 10lg,0dB门限值,,,1,,NNii,, 说明: 相干解调器解调AM，不存在门限效应。 原因是信号与噪声可分开解调，解调器输出端总量单独存在有用信号项。 大信噪比(小噪声)时，包络检波器与相干解调器性能类似。但对于小信噪比(大噪声)情况，包络检波器不如相干解调器，原因是门限效应。 [09-1] 什么是频分复用, 答:一个信道中同时传送一个信号是极端浪费的。将信号进行调制(即用正信号乘此信号)可使信号频谱搬移，使多路信号互重叠地占据不同的频率范围。 [11-2] 什么是频率调制，什么是相位调制,二者关系如何, 答:将PM、FM的一般关系归纳总结于表中: 瞬时相位 瞬时角频率 瞬时频率调制 瞬时相位偏移，，d,tdt,，，，，,t，，，，,t,,t，,t ，，t,,,，方式 c cdt 偏移dt dm，，tdm，，tPM K，，,，,t，Kmt，，KKmtcPPcPP dtdt tt ，，,，Kmt，，,t，Kmtdt，，FM Kmt，，Kmtdt,cFcF,FF ,,,, [12-2] 什么是频分复用, 答:一个信道中同时传送一个信号是极端浪费的。将信号进行调制(即用正弦信号乘此信号)可使信号频谱搬移，使多路信号互重叠地占据不同的频率范围。 [18-1] DSB和SSB调制系统的抗噪声性能是否相同,为什么, G,1G,2答:从表面上看，，，但不能说双边带系统的抗噪性能优于单边带一倍。SSBDSB B实际上，由于双边带系统的带宽是单边的2倍故噪声功率的输入也大于2倍，尽管GDSB 相差2倍，两者抵消。实际上，双边带和单边的抗噪性能是相同的。 三、计算题 ,,,,,,,,[01-3] 某调制方框图如图(a)。已知m(t)的频谱如图(b)，载频，121H ,且理想低通滤波器的截止频率为，试求输出信号s(t)，并说明s(t)为何种已调1 信号(20分)。 ,11' ，，，，，，st,mtcos,t，mtsin,t11122 ,11' ，，，，，，st,mtsin,t,mtcos,t21122 ,11 ，，，，，，，，，，st,mtcos,,,t,mtsin,,,t212122 所以，S(t)为上边带信号。 图(a) 图(b) [02-2] 若对某一信号用DSB进行传输，设调制信号m(t)的功率谱密度为: ,fnm,ff,,,m，，Pf,2f, mm ,0,f,fm, 试求:(1)接收机的输入信号功率;(6分) (2)接收机的输出信号功率;(6分) n/2(3)若叠加于DSB信号的白噪声具有双边功率谱密度为，解调器的0 f输出端接有截止频率为的理想低通滤波器，求输出信噪功率比是多少,(8m 分) ，，，，st,mtcos,t(1)设已调信号信号 DSBc则接收机的输入信号功率为 ，,1122,,,SstmtPfdf，，，，，，iDSBm,,,22 fn1fmm2,，，,df ,022fm nfmm,4 1,(2)接收机的输出信号为，因此输出信号功率为 ，，，，mtmto2 nf2mm，， S,mt,oo8 N,nB,2nf(3)解调器的输入噪声为 i00m nf10m相干解调器的输出噪声功率为 N,N,oi42 Snom,所以，输出信号功率比为 N4no0 4[07-3] 已知调制信号，载波为，进行mttt,，cos2000cos4000,,cos10,t，，，，，， 单边带调制，是确定该单边带信号的表示式，并画出频谱图。 [08-4] 将调幅波通过滤波器产生残留边带信号，若此滤波器的传输函数如H,，， 右图所示。当调制信号为时，试确定所得的残留mtAtt,，sin100sin6000,,，，,, 边带信号的表达式。 [09-4] 若对某一信号用DSB进行传输，设加至接收机的调制信号的功率谱mt，， fnm密度为:，求:(1)接收机的输入信号功率;(2)接收机,Pfff,,，，mm2fm n/2的输出信号功率;(3)若叠加于DSB信号的白噪声具有双边功率谱密度为，0 f设解调器的输出端接有截止频率为的理想低通滤波器，那么，输出信噪比是m 多少, ,3[11-3] 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度，在该PfWHz,，0.510/，，n 的频带限制信道中传输抑制载波的单边(上边带)带信号，并设调制信号mt，，在5kHz，而载波为100kHz，已调信号的功率为10kW，若接收机的输入信号再加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问: (1)该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性, (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, ,9[12-3] 某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为W，由发射10机输出端到解调器输入端之间的总的传输损耗为100dB，试求: (1)DSB/SC时的发射机输出功率。 (2)SSB/SC时的发射机输出功率。 stAmtt,，cos,，，[13-3] 设被接收的调幅信号为，采用包络解调，其中mt，，，，，，c，， ,fnm,,,ffm,n/2的功率谱密度为:。若一双边功率谱密度为的0，，2fPf,,mm ,0,ff,m, 噪声叠加于已调信号，试求解调器输出的信噪功率比。 ,fnm,,,ffm,[14-3] 设调制信号的功率谱密度为:，若用mt，，，，2fPf,,mm ,0,ff,m,SSB调制方法进行传输(忽略信道的影响)，试求: (1)接收机的输入信号功率; (2)接收机的输出信号功率; n/2(3)若叠加于SSB信号的白噪声的双边功率谱密度为，设解调器的输出0 f端接有截止频率为的理想低通滤波器，那么，输出信噪比为多少, m (4)该系统的调制制度增益为多少, coscos,tt,,,,6[15-1] 已知线性调制信号表达式为:;式中，。试分别画cc出波形图和频谱图。 [15-3] 设有一个频分多路复用系统，副载波用SSB调制，主载波用FM调制。如果有60等幅的音频输入通路，每路频带限制在3.3kHz以下，防护频带为0.7kHz: (1)如果最大频偏为800kHz，试求传输信号的带宽; (2)试分析与第一路相比时第60路输出信噪比降低的程度(假定鉴频器输入的噪声是白噪声，且解调器中无去加重电路)。 ,,,6[16-1] 已知线性调制信号表达式为:;式中，。试10.5sincos，,tt,，，cc 分别画出波形图和频谱图。 [16-3] 试证明当AM信号采用同步检测法进行解调时，其制度增益G与包络检验的结果相同。 [17-3] 已知某单频调频波的振幅是10V，瞬时频率为 643Hz。 ftt,，，1010cos210,，， 试求:(1)此调频波的表达式; (2)调频波的频率偏移，调频指数和频带宽度。 ,3[18-2] 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度，在该PfWHz,，0.510/，，n 信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号的频带限制在5kHz，而mt，， 载波为100kHz，已调信号的功率为10kW，若接收机的输入信号再加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问: (1)该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性, (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, ,2[18-3] 采用包络检波的常规调幅系统中，若噪声功率谱密度为，单510/，WHz频正弦波调制时载波功率为100kW，边带功率为每边带10kW，带通滤波器带宽为4kHz。 (1)求解调输出信噪比; (2)若采用抑制载波双边带系统，其性能优于常规调幅多少分贝, ,3W/Hz，在该信道中传[19-3] 某信道具有均匀的双边噪声功率谱Pf,，0.510，，n输DSB信号设调制信号的频带限制在5KHz，而载波频率为100 KHz，已mt，， 调信号功率为10kW。若接受机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为为 10 KHz的一理想带通滤波器滤波，试问: (1)该理想带通滤波器的中心频率为多少, (2)解调器的输入信噪功率比为多少, (3)解调器的输出信噪功率比为多少, (4)求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。 (1)理想带通滤波器的传输特性如下 ,K,95kHz,f,105kHzH, ，，，其中K为常数，中心频率为100kHz。 ,,0，其他, (2)输入端的噪声功率为 S10000i，，N,2PfB,10,,1000(W) inN10i SSoi,2,2000(3) NNoi N1,3o，，(4)经相干解调后(W)， 所以Pf,,0.25，10(W/Hz) N,N,2.5oino2B4 ，，Pf no ,30.25 ，10 -5 0 5 f/Hz [20-3] 将模拟信号与载波相乘得到抑制载波mtft,sin2,ctAft,sin2,，，，，mcc ff,6双边带调幅(DSB-SC)信号，设。 cm (1)画出DSB-SC信号的波形图; (2)写出DSB-SC信号的傅氏频谱，画出它的振幅频谱图; (3)画出解调框图。 ，，，，，，，，，，，，，，st,mtct,Asin2,ftsin2,ft,Asin2,ftsin12,ft cmccmm波形图如下 s(t) t 1/fm Ac，，，，，，st,Asin2,ftsin12,ft，，(2),cos10,ft,cos14,ft cmmmm2 Ac，，，，，，，，，，Sf,,,,f,5f，,f，5f,,f,7f,,f，7f mmmm4 振幅频谱图如下 |S(f)| A/4 C f/f m-7 -6 -5 0 5 6 7 (3)解调框图如下 ，，st 低通滤波器 输出 x sin12,ft m 第六章 数字基带传输系统 一、填空 [01-6] 能有效克服传输中长连0现象的码型是__________。 答案:HDB3，P142 [02-6] 速率为100Kb/s的二进制信号，理论上最小传输频带为__________KHz。 50 [03-5] 码速率为200Baud，为了不产生码间干扰，允许的等效低通滤波器最高带宽为__________Hz。 100 [03-6] 数字基带传输系统中随着信噪比的增加，误码率将__________。 降低 [06-4] 不使用__________和__________装置而直接传输数字基带信号的系统成为数字基带传输系统。 调制、解调 [08-4] 双极性波形就是__________分别与__________相对应的波形。 二进制符号、正负电位 [09-4] 数字基带传输系统的最高频带利用率是__________。 2B/Hz [10-4] 部分响应系统是指有控制的在某些码元的抽样值引入__________而在某些码元的抽样时刻__________。 码间干扰、无码间干扰 [12-4] 对基带信号传输前的处理或变换的目的是使__________与__________相匹配。 信号的特性、信道的传输特性 [13-4] 数字基带传输系统中，造成误码的两个主要因素是__________和__________。 码间串扰、信道加性噪声 [14-4] 等概条件下，单极性基带系统的最佳判决门限电平是__________，双极性基带系统的最佳判决门限电平是__________。 1/2,0 [15-4] 部分响应技术是__________的引入__________的一种技术。 有控制, 码间串扰 [16-4] 等概双极性码无__________，有利于__________。 直流分量,在信道中传输 [19-4] 在数字通信中，眼图是用实验方法来观察__________和__________对系统性能的影响。 码间干扰，噪声 [20-3] 数字基带系统的传输函数及冲击响应分别为和，写出在抽样时H,ht，，，，刻无码间干扰传输的表达式__________，又设该系统是频带为HzhttkT,W，， 的四进制系统，则此系统无码间干扰时的最高传输速率为__________Baud，这时的系统最高频带利用率为__________bit/s/Hz。 1,k,0,hkT, ，2W，4 ，，,0,k,0, 二、简答题 [03-1] 已知消息代码为100000000011001000001，将其编成HDB3码，并简述HDB3码的特点。 HDB码为+1000+V-B00-V0+1-100+1000+V0-1 3 HDB码的特点是无直流成分，只有很小的低频成分，且使连0串减少到至多3个，有利于定时信号的恢3 复。 [07-2] 数字基带传输的基本结构如何, 答:不经过Modem过程而直接传输数字基带信号的系统称为数字基带传输系统 图中，信道信号形成器:产生适合于信道传输的基带信号 (例如形成升余弦、去直流分量) 信道:(有线)电缆 接收滤波器:滤噪、波形均衡 抽样判决器:在噪声背景下，判定基带信号 [13-2] 与单极性波相比，AMI码有什么优点, 答:AMI码的优点:(用于传输) ? 在“1”，“0”不等概率情况下，也无直流成份，并且在零附近频率的低频分量小，因此，对具有变压或其它交流耦合的传输信道来说，不受影响。 ? 若码元极性与发端相反，收端也能正确接收。 ? 编译码电路简单。 [14-2] 部分响应技术解决了什么问题, 答:有控制的在某些码元抽样时刻引入码间干扰，而在其他抽样时刻又无码间干扰，那么能使，又能降低对定时程度的要求。 ,,2B/Hz [19-1] 简要叙述数字基带传输系统中对传输码型的选取原则。 数字基带信号是代码的电波形，在实际基带传输系统中，并不是所有代码的电波形都能在信道中传输，对传输用的基带信号的主要要求有传输码型的选择和基带脉冲的选择。在选择传输码型时，一般应考虑以下原则: (1) 不含直流成分，且低频分量应尽量少， (2) 含有丰富的定时信息，以便从接收码流中提取定时信息， (3) 功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带， (4) 不受信源统计特性的影响，能适应信源的变化， (5) 具有内在的检错能力，码型具有一定规律性，以便进行宏观监测， (6) 编译码简单，以降低通信延时和成本。 三、计算题 [02-3] 设某数字基带传输系统地传输特性为: ,,,,,,1，cos,,，，,00,H，，,,,0,0其他,, RT试确定该系统最高的码元传输速率及相应码元间隔。(15分) Bs根据奈奎斯特第一准则知， , ,10T,2, Baud， R,,s0B2,2,0 3R,10[03-3] 为了传送码元速率(B)的数字基带信号，试问系统采用图中所画的B 哪一种传输特性较好，并简要说明其理由。(20分) 1、 根据奈奎斯特准则可知，(a)、(b)、(c)均能满足无码间干扰传输。 (1) 频带利用率η 3B=2×10Hz, η=R/B=0.5Baud/Hz aaBa3B=10Hz, η=R/B=1Baud/Hz baBa3B=10Hz, η=R/B=1Baud/Hz aBac (b)和(c)相对于(a)较好 (2)冲激响应“尾巴”衰减快慢程度 233 ，，，，ht,2，10S2，10,taa 33 ，，，，ht,2，10S2，10,tba 233 ，，，，ht,10S2，10,tca (a)和(c)相对于(b)较好 (3)从实现难易程度看，(a)和(c)相对于(b)较易实现 所以，传输特性(c)较好。 [04-4] 已知消息代码为0100001000000000101,试确定相应的AMI码和HDB3码。 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 AMI码 0 +1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 +1 0 -1 HDB码 0 +1 0 0 0 +v -1 0 0 0 -v +B 0 0 +v 0 -1 0 +1 3 [04-5] 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。 a)求该数字基带信号的功率谱密度，并画出功率谱密度图。 b)能否从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率fs=1/Ts的分量,若能，试 计算该分量的功率。 [05-4] 已知消息代码为1110000011000001010，试确定相应的AMI码和HDB3码。 消息代码 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 AMI码 +1 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 0 +1 0 HDB码 +1 -1 +1 0 0 0 +v0 0 -1 +1 –B 0 0 -v 0 +1 0 -1 0 3 [06-4] 为了传送码元速率为1000B的数字基带信号，试问系统采用下图所示的 3哪一种传输特性较好,并简要说明理由。(图中坐标以为一格) 10, [08-5] 设随机二进制序列中的0和1分别由g(t)和-g(t)组成，它们的出现概率分别为P及1-P。(1)求其功率谱密度及功率。(2)若g(t)如下图(a)所示，T为码元宽度，问该序列是否存在离散分量f=1/T,(3)若g(t)改为(b)图所示，回答题(2)所问。 [10-3] 设某数字基带传输系统的传输特性如图所示，其中为常数:,01,,,，， (1)试检验该系统能否实现无码间干扰传输, (2)试求该系统的最大码元传输速率为多少,这时的系统频带利用率为多大, ] 设二进制随机脉冲序列由与组成，出现的概率为P，出现[11-4gtgtgt，，，，，，121 1的概率为1-P。试证明:如果，则脉pktk,,,,与无关，且01gt，，，，2gt()11,gt()2 冲序列将无离散谱。 [12-4] 设某二进制数字基带信号中，数字信息“0”和“1”分别由和gt,gt，，，，表示，且“0”和“1”出现的概率相等，的频谱是升余弦脉冲，即gt，， cos/,tT,,1s。 ,,gtSatT/,，，,,22,214/tTs (1)写出该数字基带信号的功率谱密度表达式，并画出功率谱密度图。 fT,1/(2)从该数字基带信号中能否直接提取频率的位定时分量, ss ,3Ts,10(3)若码元间隔，试求该数字基带信号的传码率及频带宽度。 s [13-4] 设某双极性数字基带信号的基本脉冲波形如图所示，它是一个高度为1， ,,T/3宽度的矩形脉冲。且已知数字信息“1”出现概率为3/4，“0”出现概率s 为1/4， (1)写出该双极性信号的功率谱密度的表达式，并画出功率谱密度图; fT,1/(2)由该双极性信号中能否直接提取频率为的分量,若能，试计算该ss 分量的功率。 [14-4] 某二进制数字基带系统所传输的是单极性基带信号，且数字“1”和“0”出现的概率相等。 (1)若数字信息为“1”时信号在抽样判决时刻的值，且接收滤波器输出AV,1 噪声是均值为0，均方根为0.2V的高斯噪声，试求这时的误码率。 ,5)若要求误码率不大于，试确定A至少应该是多少, (210 [15-4] 若给定低通型信道的带宽为2400Hz，在此信道上进行基带传输，当基带波形形成滤波器特性分别为理想低通、50%余弦滚降、100%余弦滚降时，试问无码间干扰传输的最高码速率及相应的频带利用率各为多少, [16-4] 设基带系统的发送滤波器，信道和接受滤波器总传输特性为，如图H,，， 66所示。，。 ,,,，1710/rads,,,，5110/rads12 R请确定码间干扰为零时的最高码元速率和频带利用率。 B 第七章 数字带通传输系统 一、填空 [01-7] 解决2PSK相干解调中出现的相位模糊问题，有效办法是__________。 答案:差分编码，P189 [03-7] 2ASK信号的带宽是基带信号带宽的__________倍。 2 [05-5] 数字调制信号也称为键控信号，在二进制时有__________、__________、__________三种基本信号。 2ASK、2FSK、2PSK [06-5] 数字调制也可分为__________和__________。 二进制调制、多进制调制 [07-4] 我们把包括__________和__________的传输系统称为频带传输系统。 调制、解调 [11-5] 通常把包括__________和__________过程的数字传输系统称作数字带通传输系统。 调制、解调 [12-5] 等概大信噪比时，2ASK相干解调时，系统误码率为__________，非相干解调时，误码率为__________。 1,r1r14erfce、 242 [13-5] 等概大信噪比时，2FSK相干解调时，系统误码率为__________，非相干解调时，误码率为__________。 1,r1r12erfce、 222 [17-3] __________的非相干解调和__________的非相干解调一样，都存在“门限效应”。 FM信号, AM信号 [17-4] 2ASK和2PSK所需带宽是__________，2FSK所需带宽是__________。 2R, f,f，2RB21B [18-4] 二进制数字调制系统中在抗加性白噪声方面，__________性能最好，__________最差。 相干2PSK,2ASK [20-4] 2ASK信号所需带宽是基带信号的__________倍，2PSK信号所需带宽是基带信号的__________倍。 2，2 二、简答题 [08-2] 什么是数字调制, 答:在实际通信中，有不少信道都不能直接传送基带信号，而必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即所谓调制。数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在收端对载波信号的离散调制参量进行检测。数字调制信号也称键控信号。在二进制时，有 ASK ~ 振幅键控、FSK ~ 移频键控、PSK ~ 移相键控。 [15-2] 什么是数字调制,数字调制的基本方式有哪些, 答:数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在收端对载波信号的离散调制参量进行检测。 数字调制信号也称键控信号。 在二进制时，有 ASK ~ 振幅键控 FSK ~ 移频键控 PSK ~ 移相键控 [16-2] 什么是绝对相移,什么是相对相移, 答:2PSK方式是用二进制数字脉冲序列去控制连续载波的相位。2DPSK方式是用二进制数字脉冲序列去控制连续载波的相对相位(本码元相位与前一码元相位之差)。 [19-2] 2PSK信号和2DPSK信号的功率谱及传输带宽有何特点,他们与2ASK的有何异同, 2ASK信号、2PSK信号 和2DPSK信号的功率谱都可以表示为如下 1 ，，,,，，，，Pf,Pf，f，Pf,fscsc4 ，，fPf其中为载波频率，是数字基带信号(随机脉冲序列)的功率谱密度，包括连续谱cs 和离散谱两部分。可见2ASK信号、2PSK信号 和2DPSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成，传输带宽都是基带信号带宽的2倍。 区别在于， 2PSK中的基带信号是双极性的绝对码随机脉冲序列 ，2DPSK中的基带信号是双极性的相对码随机脉冲序列，因此2DPSK信号的功率谱与2PSK信号的功率谱完全相同，而2ASK中的基带信号是单极性的随机脉冲序列，所以当P=1/2时，2PSK信号和2DPSK信号的功率谱中无离散谱(载波分量)，而2ASK信号的功率谱中一定存在离散谱。 [20-2] 什么是绝对相移,什么是相对相移,它们有何区别, 相移键控利用载波相位的变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。 绝对相移键控是以未调载波的相位作为参考基准，利用载波相位的绝对变化来传递数字信息，相对相移键控是利用前后相邻码元的载波相对相位变化来传递数字信息。 相对相移信号的相位并不直接代表基带信号，前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号，绝对相移在相干解调时存在载波相位模糊度的问题，而相对相移克服了此缺点。 三、计算题 [02-4] 假设在某2DPSK系统中，载波频率为2400H，码元速率为1200Baud，已知发送信息序列为1100010111。 (1)试画出2DPSK信号波形(注:相位偏移可自行假设);(7分) ,, )提供一种合适的调制器和解调器的原理框图。(8分) (2 (1)由题可知，一个码元周期内包括两个载波周期，设参考相位为0，代表数字,,,,“1”， 代表数字“0”， 2DPSK信号波形如图所示 ,,,0 (参考) 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 调制和解调框图 0 载波 ，，et 输出o 抽样判BPF LPF × π 决器 码变换 移相π 延迟 定时脉冲 T s(t) S [05-5] 设码元传输速率为2400B，载波频率为1800Hz，发送数字信息为011010， ,,,0,,,180若相位偏移代表“0”，代表“1”。试画出这时的2DPSK信号波形,(注:在画以上波形时，幅度可自行假设。) 4 解:设初始相位为“0”，相位,表示“1”，相位0表示“0”，则 DPSK信号的序列为(0)0 , 0 0 , , 因为码元速率是载波的4/3 倍，所以一个码元周期内有3/4个载波 [08-3] 已知某2ASK系统的码元传输速率为1000B，所用的载波信号为 3Atcos410,，。(1)设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK信号，， 波形示意图;(2)求2ASK信号的带宽。 [11-5] 在二进制移相键控系统中，已知解调器输入端的信噪比，试分别rdB,10求出相干解调2PSK，相干解调-码变换和差分相干解调2DPSK信号时的系统误码率。 [12-5] 已知数字信息为“1”时，发送信号的功率为1kW,信道衰减为60dB，接 ,4收端解调器的输入噪声功率为W，试求非相干2ASK系统的误码率及相干10 2PSK系统的误码率。 [13-5] 若2PSK相干解调时相乘器所需的相干载波与理想载波有相位差，求相,位差对系统误码率的影响。 [14-5] 在2ASK系统中，已知发送数据“1”的概率为，发送“0”的概率P1，，为，且，采用相干检测，并已知发送“1”时，输入接收端解调P0PP10,，，，，，， 2,器的信号振幅为，输入的窄带高斯噪声的方差为。试证明此时的最佳门限an 2,aP(0)n,,,，xln为。 2(1)aP 8[17-4] 若采用OOK方式传输二进制数字信息，已知码元传输速率，RB,，210接收端解调器输入信号的振幅aV,40,，信道加性噪声为高斯白噪声，且其单 ,20nWHz,，610/边频率谱密度。试求: 0 (1)非相干接收时，系统的误码率; (2)相干接收时，系统的误码率; 6[18-4] 若某2FSK系统的码元传输数率为，数字信息为“1”时的频210，Baud ff率为10MHz，数字信息为“0”时的频率为10.4MHz，输入接收端解调器的10信号振幅为。信道加性噪声为高斯白噪声，且单边功率谱密度aV,40, ,18nWHz,，610/。试求: 0 (1)2FSK信号的频带宽度; (2)非相干接收时，系统的误码率; (3)相干接收时，系统的误码率。 第九章 模拟信号的数字传输 一、填空 [01-8] 信号最高频率150Hz，为了不失真恢复信号，最低抽样频率是________Hz。 300Hz [04-4] 均匀抽样定理表明一个频带限制在内的时间连续信号，如果0,fmt，，，，H 以__________的间隔对它进行等间隔采样，则将被所得到的抽样值mt，， __________。 Tf,1/2，完全确定 H [08-5] 均匀量化的缺点在于无论__________大小如何，__________都固定不变。 抽样值、量化噪声的均方值(或量化噪声功率) [09-5] 脉冲调制可分为__________、__________、__________。 PAM、PDM、PPM [10-1] 传输多路信号有三种方式:__________、__________、__________。 FDMA、TDMA、CDMA [10-5] 非均匀量化是根据信号的不同区间来确定__________。 量化间隔 [14-5] 抽样信号的量化有两种方法:__________和__________。 均匀量化, 非均匀量化 [15-5] ITU对电话信号制定了具有对数特性的非均匀量化建议，即__________和__________。 ,A律,律 A,[16-5] __________和__________的特性近似律和律的特性。 13折线法, 15折线法 ,M[17-5] 电话信号最常用的编码是__________、__________和。 PCM, DPCM [18-3] 多路复用是指在__________信道中同时传输__________信号。 答案:同一，多路独立，P288 [18-5] 离散的模拟信号可以变换成不同的模拟脉冲调制信号，包括PAM、__________和__________。 PDM,PPM [20-5] 模拟信号数字化过程包括三个步骤:__________、__________和 __________。 抽样，量化，编码 二、简答题 [09-2] 什么是量化,为什么要进行量化, 答:利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。 假如模拟抽样值不经量化传输，当信道中的噪声叠加在模拟抽样值上面以后，接收端不可能精确到判别抽样值的大小，噪声叠加在模拟抽样值上的影响是不能消除的，特别是当信号在整个传输系统中采用多个接力站进行多次接力中继时，噪声是积累的，接力中继越多，噪声越大。如果发送端用有限个电平来表示模拟抽样值，且二个电平间隔的一半比噪声的最大幅度还要大，噪声的影响就可消除，特别是多次中继接力传输时，噪声不会积累。抽样是把时间连续的模拟信号变成了时间上离散的模拟信号，量化则进一步把 时间上离散但幅度上仍连续 的信号变成了时间、幅度上都离散的信号。 [10-2] 什么是均匀量化,它的主要缺点是什么, 答:均匀量化的量化间隔是均匀的且每个量化区间的量化电平均取在各个区间的中点。均匀量化的缺点:均匀量化时其量化信噪比随信号电平的减少而下降，因为量化间隔为固定,V Sq值，量化噪声功率的大小与信号无关，当小信号时，()明显下降。对于语音信号来Nq Nq 说，小信号的出现概率大于大信号的出现概率，这就使平均信噪比下降。 [17-2] 什么是奈奎斯特速率和奈奎斯特间隔, ff答:一个频带限制在(0，)HZ内的时间连续信号m(t)，如果以1/2秒的间隔对它进HH行等间隔抽样，则m(t)将被变得到的抽样值完全确定。(指能通过低通滤波器适当地平滑滤 fff波恢复)。或者说抽样速率?2 称2 ~ 奈奎斯特速率、1/2 ~ 奈奎斯特间隔。 HHH [18-2] 什么是量化，其目的是什么, 答:利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。假如模拟抽样值不经量化传输，当信道中的噪声叠加在模拟抽样值上面以后，接收端不可能精确到判别抽样值的大小，噪声叠加在模拟抽样值上的影响是不能消除的，特别是当信号在整个传输系统中采用多个接力站进行多次接力中继时，噪声是积累的，接力中继越多，噪声越大。如果发送端用有限个电平来表示模拟抽样值，且二个电平间隔的一半比噪声的最大幅度还要大，噪声的影响就可消除，特别是多次中继接力传输时，噪声不会积累。 三、计算题 [01-4] 采用13折线A律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲为-95量化单位，试求此时编码器输出码组和量化误差，并写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码(采用自然二进制码)。(15分) 设编码器输出的码组为CCCCCCCC 12345678 因为-95<0,C=0, 1 因为64<95<128, ,信号处于第4段，CCC=011，段内量化间隔为4; 234 因为95=64+4×7+3，信号位于第4段内7量化级，CCCC=0111 5678 所以，C~C=00110111 18 量化误差为1个量化单位。 因为95量化单位对应的量化电平为94量化单位，所以均匀量化11位码为: C,C=00001011100 111 [03-4] 设输入抽样器的信号为门函数，宽度，若忽略其频谱第10Gt,,20ms，，, 个零点以外的频谱分量，试求最小抽样速率。(10分) ,,,,，，GSa，，,Gt的频谱为 ,,,,,2,, ,,,20,当时，有 ,10,,,2 ,Hz f,,500,2 f,2f由抽样定理可知，最小抽样速率为=1000Hz s [06-5] 已知模拟信号抽样值的概率密度如下图所示，若按四电平进行均匀量化，试计算信号量化噪声功率比。 [07-5] 采用13折线A率编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+635单位:(1)试求此时编码其输出的码组，并计算量化误差;(2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。(采用自然二进制码。) [09-5] 利用A率13折线编码电路，设接收端收到的码组为“01010011”，最小量化间隔为一个量化单位，并已知段内码为折叠二进码:(1)试问译码器输出为多少量化单位,(2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 [10-5] 利用A率13折线编码电路，设最小量化间隔为一个量化单位，并已知抽样脉冲值为-95量化单位:(1)试求此时编码其输出码组，并计算量化误差;(2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 ||f,1,||200,,fHz,[15-5] 已知一低通信号的频谱 mtMf,，，，，200, ,0,else, fHz,300(1)假设以的速率对进行理想抽样，试画出已抽样信号的mtmt，，，，ss频谱草图; fHz,400(2)若用的速率抽样，重做上题。 s A,10V[16-5] 设信号，其中。若被均匀量化为41个电mtAt,，9cos,mt，，，， 平，试确定所需的二进制码组的位数和量化间隔。 [17-5] 已知某信号的频谱如图(b)所示，将它通过传输函数为mtM,H,，，，，，，1 的滤波器后，再进行理想抽样。 (1)抽样速率应为多少, ff,3(2)若设抽样速率，试画出已抽样信号的频谱; s1 (3)接受端的接收网络应具有怎样的传输函数，才能由已抽样信号不失H,，，2真的恢复。 mt，， ,,20ms[18-5] 设输入抽样器的信号为门函数，宽度，若忽略其频谱第10Gt，，个零点以外的频率分量，试求最小抽样频率。 [19-4] 已知某信号的频谱如图所示。将它通过传输函数为的mtM,H,，，，，，，1滤波器后再进行理想抽样。 (1)抽样速率应为多少, ff,3)若抽样速率，试画出抽样信号的频谱; (2mt，，s1s ，才能由不失真地(3)接收端的接收网络应具有怎样的传输函数H,mt，，，，2s恢复。 mt，， ,1(1)根据抽样定理，要是最后信号不失真，抽样速率应为。 f,2f,s1,(2)抽样信号频谱如图所示 ，，M, s f3 1 „ „ ,3,,,,3, O ,1111 ，，，，，，H,H,mt(3)在接收端，当=1/，时，可不失真地恢复。 ,,,211 [20-4] 采用13折线A律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲为+635量化单位，试求此时编码器输出码组和量化误差，并写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码(采用自然二进制码)。 设编码器输出的码组为CCCCCCCC 12345678 因为+635>0,C=1, 1 因为512<635<1024, 信号处于第7段，CCC=110，段内量化间隔为32个量化电平; 234 因为635=512+32×3+27，信号位于第7段内3量化级，CCCC=0011 5678 所以，C~C=11100011 18 量化输出为512+32×3+32/2=624个量化单位; 量化误差为635-624=11个量化单位。 因为635量化单位对应的量化电平为624量化单位，对应的均匀量化11位码为: C,C=01001110000111 [11-4] 基带信号的特征是将其频谱从__________开始，占据__________的频带。