中国地址大学北京复习题答案.pdf

1、 提高信息传输效率_和_完成 A/D 转换_。 2、 码间干扰 和 随机噪声干扰 3、 单工通信_,_半双工通信_和_全双工通信_ 4、 f 超出奈奎斯特带宽扩展量 与 fN 奈奎斯特带宽 5、 _频分_、_码分_和_时分_ 6、 _高斯_分布， _均匀_分布。 7、 _瑞利分布_ ， _均匀分布_ 8、 连续谱 和 离散谱 9、 PI()H（） 2 10、 _采样_ 、_量化_ 和 _编码_ 11、 _传输速率_和_差错率_ 12、 _信源编码_、_信道编码_ 13、 _1.75_ 14、 _C=B*log（1+S/N)_ 15、 2 0 n 、 )( 2 0 n 16、 相位模糊 、 差分编码 17、 系统输入信噪比 和 归一化门限值 18、 信号峰值 和 噪声均方根值 19、 幅频失真 和 相频失真 20、 21、 1 ， 4.096Mb/s， 3.072Mb/s 22、 2bit/s.Hz 23、 一样 和 强 二二、简答题、简答题 1、答：答：含义是：把从波形形成输入到接收滤波器输出的传递函数 H()的幅频特性在 轴上以 2/TS 为间隔切开，然后分段沿 轴平移到(-/TS，/TS)区内将它们叠加起来，其结果应 当为一固定值 TS，即叠加后的结果为理想低通特性就可以做到在抽样点上无码间干扰。 2、答：答：数字基带传输系统中由于传输特性的不理想，即频率特性失真，将引起脉冲信号的拖 尾等现象，从而对后面的脉冲产生干扰，即码间干扰。 部分响应波形是将当前的脉冲响应波形与该脉冲、延时一各码元周期后的响应波形进行 叠加的结果， 显然在后一位码的位置存在有一个幅度与当前码幅度相等的人为码间干扰， 由于该码间干扰是已知的，因此可以消除，也即对于部分响应来讲可以实现无码间干扰 传输。 3、答：答：能够获取定时信息；基带无直流成分和只有很小的低频成分；不受信息源统计特性的 影响，即能适应于信息源的变化；尽可能地提高传输码型的传输效率；具有内在的检错能 力等； 4、答：答：2PSK 的表示可写成正交调幅，由此其占用频带与调幅一样为 B=2fs，而2FSK 的占用频谱 为 B=(f2-f1)+2fs，因此2FSK 占用频带要大于2ASK 和2PSK； 2ASK、2FSK 和2PSK 的抗干扰能力（均为相干解调）从误码率的计算公式分别为： 2ASK 4 42 2 1 1r r erfcerfc 2FSK 2 22 2 1 1r r erfcerfc 2PSK r rerfcerfc 2 2 1 1 显然 2PSK 的抗干扰性能优于 2FSK，2FSK 的抗干扰性能优于 2ASK。 5、答：答：码间串扰和信道噪声是造成误码的两大因素。码间串扰是由于基带传输总特性不理想 造成的； 信道噪声是一种加性随机干扰， 来源有很多， 主要代表是起伏噪声 （如热噪声） 。 这两类干扰都会对信号的接收判决产生影响。 6、答：答： 、 有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰,而在其余码元的抽样时刻无码间干扰, 那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值,同时以可以降低对定时精度的要求,通常把 这种波形称为部分响应波形； 好处：使频带利用率达到 2B/Hz，易于实现，时间响应尾部衰减快，对位定时误差要求 不严格。代价：可靠性降低。 7、答：答：广义平稳：任意 n 维分布与时间起点无关 狭义平稳：均值与时间 t 无关，相关函数仅与时间间隔有关 两者关系：狭义平稳一定是广义平稳的，反之不一定成立。 8、答：答：把基带信号转换成适合在信道中传输的已调信号（即实现有效传输、配置信道、减小 天线尺寸） ；实现信道的多路复用，以提高信道利用率；改善系统抗噪声性能（与制式有 关） 。 9、答：答：眼图是实验手段估计基带传输系统性能的一种方法.它是指接收滤波器输出的信号波 形在老示波器上叠加所形成的图形. (1)最佳抽样时刻应是”眼睛”张开最大的时刻表. (2)对定时误差的灵敏度可由眼图的斜率决定,斜率越陡,对定时误码就越灵敏; (3)图中的阴影区的垂直高度表示信号崎变范围; (4)图中央的横轴位置应对应判决门限电平; (5)在抽样时刻上,上下阴影区的间隔距离之半为噪声的容限,即若噪声瞬时值超过这个容限, 则可能发生错误判决. 10、答：答：所谓门限效应，就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器的 输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。 AM 信号采用包络检波法解调在小信噪比的情况下， 解调器输出端没有单独的信号项，会把有用信号扰乱成随机噪声，其本质上是由于包络检 波器的非线性解调作用引起的。 11、答：答：把时间分隔成周期性的帧，每帧再分割成若干个时隙（无论帧或时隙都是互补重 叠） ，再根据一定的时隙分配原则，使各个基带信号在每帧内只能按指定的时隙发送或接 收信息。帧同步的目的是识别每一帧的开始和结束，并将各路信号分开。 12、答：答：在发送端将绝对码转换为相对码，然后进行绝对调相，在接收端再将相对码转换为 绝对码。 三三、画图题画图题 1、已知数字码为 1 0 0 1 0 0 0 0 0 10 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 AMI 码为 -1 0 0 +1 0 0 00 0 -1 0 +1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 +1 HDB3码为 -1 0 0 +1 -1 0 0 -1 0 +1 0 -1 +1 0 0 0 +1 -1 0 0 -1 0 +1 AMI 码波形 HDB3码波形 或 2、 （1）2DPSK 波形： （2）非线性变换+滤波法载波同步的组成框图： （3）组成框图中各点的波形为： 四四、计算题计算题 第一题：第一题：某信源集包含32个符号，各符号等概出现，且相互统计独立。现将该信源发送的一 系列符号通过一带宽为4kHz 的信道进行传输，要求信道的信噪比不小于26dB。 试求： （1）信道容量； （2）无差错传输时的最高符号速率。 第一题解：第一题解：（1）因为，即 所以 （kbit/s） （2）因为 M=32 （bit/符号） （波特） 第二题：第二题：设视频的图像分辨率为个像素，各像素间统计独立，每像素灰度等级为256级（等 概率出现） ，每秒传送25幅画面，且信道输出端的信噪比为30dB，试求传输系统所要求的 最小信道带宽。 第二题解：第二题解： 每个像素的平均信息量为： 一幅图片的平均信息量为： 25幅画面的平均信息量为： 每秒传送25幅画面的平均信息速率 因为信道容量 C R 选取 C=R，所以信道带宽为： 第三题解第三题解： 解解：（1）该理想带通滤波器的中心频率为：带通滤波器的频率范围为95kHz105kHz，因此中心 频率为100kHz； (2)输入噪声功率为W WB Bf fP PN N n ni i 10101010101010105 5. .0 02 2) )( (2 2 3 33 3 设振幅调制信号为 ttmAtS cAM cos 则已调信号功率为： sci PPtm A S 2 2 2 1 2 根据题意：KWAP c 40 2 1 2 KWtmPs10 2 1 2 所以，KWPPS sci 50 输出端噪声功率WBfPN ni 102105105 . 02)(2 33 故有输入信噪比5000 10 1050 3 i i N S （3）在大信噪比条件下，包络检波器输出为： tntmAte c KWKWtmS20102 2 0 WNtnN ic 10 2 0 所以：2000 0 0 N S （4） 5 2 / / 00 ii NS NS G 第四题第四题：设一宽带频率调制系统，载波振幅为100V，频率为100MHZ，调制信号 m(t)的频带限制 在5KHZ， 5000 2 tmV2，Kf=500rad/(sV),最大频偏f=75KHZ，并设信道中噪声功率谱密度是 均匀的，其 Zn HWfP/105 . 0 3 （单边带） 试求： （1）接收机输入端理想带通滤波器的传输特性 H()； （2）解调器输入端的信噪功率比； （3）解调器输出端的信噪功率比。 第四题第四题解解： （1）根据题意可知：15 5 75 m f f f m 调频信号带宽为 Zmf KHfmB1605115212 信号所处频率范围为 100MHZ Z MH 2 16. 0 因此有 其它0 08.10092.99 ZZ MHfMHk H （2）设解调器输入端信号为： t fcFM dmKtAtcosS 所以：5000 2 100 2 1 2 2 ASi WBfPN ni 1601016010 33 所以：2 .31 160 5000 i i N S （3） 37500 8 3 3 0 2 22 0 0 m f fn tmKA N S 第第五五题：题：设某数字基带传输的传输特性如下图所示。其中为某个常数（01） （1）试检验该系统 H()能否实现无码间干扰传输条件？ （2）试求该系统的最大码元速率，这时的系统频谱利用率为多少； 第五题解第五题解：1）很明显，该系统的传输特性的图形是对称的。 根据奈奎斯特准则，当系统能实现无码间干扰传输时， ( )H 应满足： 22 () ( ) 2 0 i s eq HiC TT H T 容易验证，当 0 B R 时，系统是可以实现无码间干扰传输的。 2）系统最大码元传输速率 0 B R 而系统带宽为 (1) 2 BHz 所以系统的最大频带率 0 0 2 (1) 1 2 B R B 第第五五题：题：为了传输码元速率 3 10 () B RBaud 的数字基带信号， 试问系统采用如下图中哪种传 输特性较好，并说明其理由。 0 1 3 4 10 3 4 10 3 2 10 3 2 10 3 10 3 10 第五题解第五题解：根据无码间干扰时系统传输函数 ( )H 应满足的条件分析，图所示的三种传 输函数（a） （b） （c）都能满足以 3 10 () B RBaud 的码元速率无码间干扰传输。此时，需要比 较三种传输函数在频带利用率、单位冲激响应收敛速度、实现难易程度等方面的特性，从而选 出最好的一种传输函数。 1） 传输函数（a）的无码间干扰传输速率 B R 为 3 10 () B RBaud 其频带宽度B为 3 3 4 10 2 10 2 Z BH 系统的频带利用率为 3 3 10 0.5/ 2 10 B Z R Baud H B 2） 传输函数（b）的无码间干扰传输速率 B R 3 10 () B RBaud 其频带宽度B为 3 3 2 10 10 2 Z BH 系统的频带利用率为 3 3 10 1/ 10 B Z R Baud H B 3） 传输函数（c）的无码间干扰传输速率 B R 3 10 () B RBaud 其频带宽度B为 3 3 2 10 10 2 Z BH 系统的频带利用率为 3 3 10 1/ 10 B Z R Baud H B 从频带利用率性能方面比较可得：图（b）和（c）的频带利用率为1 / Z Baud H ，大于传输 函数（a）的频带利用率。传输函数（b）是理想低通特性，其单位冲激相应 ( )Sa x 型，与时间 成反比，尾部收敛速度慢且传输函数难于实现。传输函数（c）是三角形特性，其单位冲激相应 2( ) Sax 型，尾部收敛速度快且传输函数易于实现。 因此，选取传输函数（c）较好。 第第六六题：题：已知矩形、升余弦传输特性如图所示。当采用以下速率传输时，指出哪些无码间干 扰，哪些会引起码间干扰。 (1) RsRs (3) RsRs=3000 B 第六题解第六题解：解：两种传输特性奇对称点的频率都为 f0 =1 kHz。因此： （1）2f0 / Rs = 2，无码间干扰； （2）2f0 / Rs = 1，无码间干扰； （3）2f0 / Rs = 4/3，有码间干扰； （4）2f0 / Rs = 2/3，有码间干扰。 第第六六题：题：设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为 H() ，若要求以 TS/2波特的速率进行数据传输,试检验下图中各种 H()能否满足消除抽样点上码间干扰 条件？ 第六题解第六题解：以 2 s T 波特的速率进行数据传输，系统若要实现无码间干扰传输，则系 统的传输的传输特性应该满足 42 () ( ) 2 0 i s eq HiC TT H T 如图（a） 、 （b） 、 （c） 、 （d）所示 对于图（a）,当 2 T 时， 4 () i s HiC T ，所以不满足码间干扰传输的 条件。 对于图（b） ，当 2 T 时， 4 () i s HiC T ，所以不满足码间干扰传输 的条件。 对于图（c） ，当 2 T 时， 4 () i s HiC T ，所以满足码间干扰传输的条 件。 对于图（d） ，当 2 T 时， 4 () i s HiC T ，所以不满足码间干扰传输 的条件。 第第七七题：题：基带系统采用双极性非归零码，0，1等概，要求误码率为510-5。 （1）求接收机抽样判决器输入端的信噪比； （2） 若已知抽样判决器输入噪声功率为0.1W， 发射机输出端到接收机抽样判决器输入端 信号衰减40dB，求发射功率。 第七题解第七题解: : （1）由 5 5 n n e e 10105 5 2 2 erfcerfc 2 2 1 1 2 2 erfcerfc 2 2 1 1 N N S SA A P P 求得 7575. .2 2 2 2 N N S S ，则 125125. .1515 N N S S （2）抽样判决器输入端信号功率为 S=15.125N=1.5125W，则发射功率为 kWkW 125125. .151510104 4 S SP P 第第八八题题：若某2FSK 系统的码元传输速率为2106B，数字信息为“1”时的频率 f1为10MHz,数 字信息为“0”时的频率为10.4MHz。输入接收端解调器的信号峰值振幅 a=40V。信道加 性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为 n0=610-18W/Hz。试求： （1） 2FSK 信号的第一零点带宽； （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。 第八题解第八题解：（1）2FSK 信号的第一零点带宽为： B=f2fs10.4-10+224.4MHz （2）解调器输入端的噪声功率： Nin0B610-184.4106=2.6410-11W 3 .30 1064. 2 2/)1040( 11 26 i i N S r 8 2 3 .30 2 103 2 1 2 1 eeP r e （3）相干接收时： 9 104)5 . 5()() 2 ( 2 1 QrQ r erfcPe 第九题第九题：在二进制移相键控系统中，已知码元传输速率 RB=2106Hz，接收端解调器输入信号 的功率4010-6W，信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度10-12W/Hz。 试求： （1）相干解调2PSK 信号时的系统误码率； （2）极性比较法解调2DPSK 信号时的系统误码率； （3）差分相干解调2DPSK 信号时的系统误码率。 第九题解第九题解：由题意可知 HzHzR Rf f B Bs s 6 6 10102 2 ， HzHzHzHzf fB B s s 6 66 6 10104 410102 22 22 2 ， 6 612126 6 0 0 2 2 n n 10104 4101010104 4 B Bn n 1010 10104 4 10104040 2 2 6 6- - 6 6 2 2 n n 2 2 a a r r （1）2PSK 信号相干解调时的系统误码率 6 6 e e 10104 41010er