通信原理习题课完整版本.ppt

19 03 2020 1 通信原理 19 03 2020 2 祝福祖国繁荣富强 人民安居乐业 19 03 2020 3 Thankyou Goodluck 19 03 2020 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 1500KbpsB 1000KbpsC 3000Kbps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 19 03 2020 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 0B 正值C 负值D 不确定A 0 5B 2C 4D 16A 4B 128C 16D 64A 0000B 1111C 0111D 1000 19 03 2020 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 108 t 10cos2000 t 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 1010k 22K3bit 符号6kbit s 19 03 2020 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WHz 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 2fH 2fH fH2W相位相位差码间串扰 加性噪声 13 15 19 03 2020 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1011100100 且规定 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 19 03 2020 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 19 03 2020 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1000个符号 故RB 1000Baud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 75bit 符号信息速率Rb 1000 1 75 bit s 1750bit s 2 每秒钟传输的相位数仍为1000 故RB 1000Baud此时四个符号出现的概率相等 故H X 2bit 符号Rb 1000 2 bit s 2000bit s 19 03 2020 11 19 03 2020 12 19 03 2020 13 19 03 2020 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 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 19 03 2020 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 19 03 2020 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 19 03 2020 17 卡森公式 19 03 2020 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 19 03 2020 19 调制和基带传输 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 2fmFM信号带宽BFM 2 fm 例子 19 03 2020 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 19 03 2020 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 sB C log2 1 1000 8 105 log2210 8 104Hz 80KHz 19 03 2020 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 19 03 2020 23 六 设在某2DPSK系统中 载波频率2400Hz 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100101数字信息111001相对码 19 03 2020 24 00101数字信息111001相对码 19 03 2020 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5KHz 而载波为100KHz 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 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 19 03 2020 26 带通滤波器的中心频率应为fc 1 2基带带宽的一半 19 03 2020 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 11100011 量化误差27 2 写出其对应的11位线性码01001100000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 19 03 2020 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I0 128 故位于第4段 段落码C2C3C4 011第4段内的量化间隔为4 由I0 64 7 4 3知 I0位于第4段第7量化级 C5C6C7C8 0111因此 输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C8 00110111译码输出 64 7 4 2 2 94 量化误差为 95 94 1 单位 2 对应于该7位码的均匀量化11位码为 C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11 00001011110 19 03 2020 29 书上9 10 采用13折线A律编码电路 设接收端收到的码组为 01010011 最小量化间隔为1个量化单位 并已知段内码采用折叠二进制码 问译码器输出为多少量化单位 试写出对应于该7位码 不包括极性码 的均匀量化11位码收到的码组 0 极性为负 101 256开始的那段 0011 不含极性码 01011011非均匀量化代表的是320 320用均匀量化的化 对应的11位码是00101000000 段内码0011对应第五级 256 16 4 8 328 译码输出为 328个量化单位 折叠码编码01110110010101000011 PCM编码中只有一个不带极性的七位码 译码输出是电平值 19 03 2020 30 六 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 635量化单位 1 试求此时编码器输出码组 并计算量化误差 2 写出对应于该7位码的均匀量化11位码 解 1 已知抽样脉冲值I0 635 设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8 因为I0 0 故C1 1 1分 又因为I0 512 且I0 1024 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 11100011 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位码为 是写出608对应的二进制C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11 01001100000 分 19 03 2020 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 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 11101001误差816 800 16 512 800 544 19 03 2020 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 4 4 a 19 03 2020 33 量化值 3 1 1 3 1 a p 0 1 4 怎么算出来的 19 03 2020 34 某单音调频信号S t 20cos 2 108 t 8cos4000 t 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 Fm 2000Hz mf 8 Bfm 2 mf 1 fm 36KHz 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 19 03 2020 35 多练习 2 采用13折线A律编译码电路 设接收端收到的码为01010011 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 C6C5C4 101在第六段起始电