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2013通信原理期末练习卷单项选择题（每小题3分，共21分） 3. 提出部分响应系统的目的是为了提高频带利用率，并（ B ）。A. 消除码间干扰B. 加速传输波形的尾巴衰减C降低噪声的影响D. 使得传输波形的频谱变成理想低通特性4. 高斯白噪声通过窄带理想带通滤波器后为窄带高斯噪声，后者包络的一维分布为（C ）。A. 高斯分布B. 莱斯分布C. 瑞利分布D. 均匀分布。5. 在AM、DSB、SSB、VSB等4个通信系统中，有效性最好的通信系统是（ D ）。A. AM B. VSBC. DSBD. SSB6. 设基带信号为，载波角频率为，为的希尔伯特变换，则DSB信号的一般表示式为（ B ）。A. B. C. D.。 7.2DPSK中，若采用差分编码加2PSK绝对相移键控的方法进行调制，an为绝对码，bn为相对码，则解调端码型反变换应该是（ C ）：A. B.C.D. 二、填空题（每小题2分，共20分）1对于AM系统，无门限效应的解调方法是_相干解调_。2.已知FM波的表达式(V)，可求出载波频率为_106Hz_ ，已调波的卡森带宽为_11_kHz ，单位电阻上已调波的功率为_50_W 。3. 在传输数字信号时，如果时域上波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成 码间干扰 。4. 多径传播会引起 频率选择性 衰落5. 带宽为6.5MHz的某高斯信道，若信道中的信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz，则其信道容量为。6. 双极性基带信号，当满足 等概 条件时，其功率谱无离散谱分量。7. 2DPSK,2ASK,2PSK,和2FSK,采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能从好到坏排列顺序为 2PSK, 2DPSK, 2FSK，2ASK 。8. 2DPSK调制解调系统是为了解决2PSK系统中的 倒 现象而提出来 的。综合题（包括计算题、问答题和画图题，共59分）已知信息代码为 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI码、HDB3码。并分别画出它们的波形图。(8分)答：1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI码： +1 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 (2分)HDB3码：+1 -1 +1 0 0 0 +V 0 -1 +1 B 0 0 -V +1 -1 （2分）波形图如下：（各2分）信息码：AMI码：HDB3码：(0码参考)5. 某线性调制系统的输出信噪比为30dB,输出噪声功率为10-9W,由发射机输出到解调器输入端总的传输损耗为60dB，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。 (10分)答：（1）已知，传输损耗 接收机的输出功率So为： 当采用DSB/SC时，接收机的输入功率为： 发射机的输出功率为： （2）当采用SSB/SC时，接收机的输入功率为：发射机的输出功率为：1、数字通信系统的有效性用 传输频带利用率 衡量，可靠性用 差错率 衡量。2、模拟信号是指信号的参量可 连续 取值的信号，数字信号是指信号的参量可 离散 取值的信号。3、广义平均随机过程的数学期望、方差与 时间 无关，自相关函数只与时间间隔有关。4、一个均值为零方差为的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。5、当无信号时，加性噪声是否存在？ 是 乘性噪声是否存在？ 否 。6、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：。7、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。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 2fH 、 2fH 、 fH 。9、设系统带宽为W，则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。10、PSK是用码元载波的相位来传输信息，DSP是用前后码元载波的 相位差 来传输信息，它可克服PSK的相位模糊缺点。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 码间串扰，二是传输中叠加的 加性噪声 。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 13 折线近似，律对数压缩特性采用15 折线近似。二、简答题（总分18，共4小题）2、简述脉冲编码调制的主要过程。(6分) 抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系？（6分） 最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻；对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定；图的阴影区的垂直高度，表示信号幅度畸变范围；图中央横轴位置对应判决门限电平；抽样时刻上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。4、简述低通抽样定理。（3分）一个频带限制在（0，fH）内的时间连续信号m(t)，如果以的时间间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定2、设信息序列为100000000001100001，试编为AMI 码和HDB3码（第一个非零码编为+1），并画出相应波形。（6分）3、设发送数字信息为110010101100，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。(对2FSK信号,“0”对应Ts=2Tc，“1”对应Ts=Tc；其余信号Ts=Tc，其中Ts为码元周期，Tc为载波周期；对2DPSK信号，代表“0”、代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，代表“0”、代表“1”。)（8分）四、（总分12分）现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms。计算：（1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。解：解：（1） （分）（2）Ts=0.1ms ，所以（分）（3）（分）（4）误比特率 （分） 2小时传送的码元数为误码率为：（分）三、简答题(每题2分，共计20分)1. FSK：调制信号控制不同频率载波传输的调制方法。2. 全双工通信：通信双方可以同时进行发送和接收信息的工作方式。3. 白噪声：噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数4. 平稳随机过程：随机过程在任意有限维分布函数与时间起点无关6. 线性调制：时域里幅度随基带信号变化，频率内频谱是基带信号频谱的线性搬移的调制方法。7. 数字信号最佳接收：数字信号最佳接收是以错误概率最小作为最佳的准则。8. 差分脉冲编码调制：差错控制编码就是在信息码元序列中加入监督码元。. 眼图：通过示波器观察接收端的基带信号的波形，从而估计和调整系统性能10、差错控制编码:答：差错控制编码就是在信息码元序列中加入监督码元。一、填空题(每空1分，共计20分)1、已知某数字传输系统传送二进制码元的速率为1200B/s，码元等概率出现，该系统的信息速率为 1200bit/s ；若该系统改成传送16进制信号码元，码元等概率出现，码元速率为2400B/s，则这时的系统信息速率为 9600bit/s。2、已调波是 SSB 调幅方式。其调制信号f(t)为，载波C(t)= 。解调时，相干载波为时，可解调恢复原信号。4、4个独立信源的最高频率分别为1 kHz、1 kHz、2 kHz、2 kHz，采用时分复用方式进行传输，每路信号均采用8位二进制数PCM编码。该系统中满足抽样定理的最小抽样频率为4KHz ，一帧中包含 4 路抽样信号集，每个时隙占有的时间宽度为 62.5微秒 ，每个码元宽度为 7.8125微秒 ，码元传输速率为 128Kb/s 。5、PSK系统的基带调制信号码型为 双极性非归零 码型，波形为 方波 ，PSK信号相当于模拟调制的 DSB 或 相位 调制方式，传输带宽为 2Rb 。2、已知信息代码为1010000011000011，试确定相应的数字双相码、AMI码以及HDB3码。(6分)解：信息代码:1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1数字双相码:10 01 10 01 01 01 01 01 10 10 01 01 01 01 10 10(2分)AMI码: +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1(2分)HDB3码：+1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1(2分)某分组码的最小码距是16，该码用于纠错，可保证纠正7 位错。若用于检错，可保证检出15 位错。 3、数字通信的特点优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累（2）传输差错可控（6）易于加密处理，且保密性好缺点：（1）需要较大的传输带宽（2）对同步要求高4、通信系统的分类（2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统（4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统（5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统（6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信（7）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。带宽利用率可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。（错码率）（1）模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。（2）数字通信系统：有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。码元传输速率RB：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud）信息传输速率Rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒6、通信的目的：传递消息中所包含的信息7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。4、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。5、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布；当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。6、窄带随机过程：若随机过程x(t)的谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频带范围Df 内，即满足Df fc的条件，且 fc 远离零频率，则称该x(t)为窄带随机过程。 10、码间串扰：在传输数字信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成码间串扰。21、噪声对于信号的传输时有害的，它能使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着信息的传输速率。24、信道容量 指信道能够传输的最大平均信息速率4、调制的目的：（为什么要进行载波调制？）（1）提高无线通信时的天线辐射效率。（2）把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。（3）扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。5、AMI码：全称传号交替反转码；编码规则：将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“-1”，而“0”(空号)保持不变。AMI码的优点：没有直流成分，且高、低频分量少，编译码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况AMI码的缺点：当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。6、HDB3码：全称3阶高密度双极性码它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。 编码规则：（1）检查消息码中“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替；（2）连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以V称为破坏脉冲)，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为+1或-1； （4）B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求； （5）V码后面的传号码极性也要交替。 7、码间串扰的原因：（1）码间串扰 （2）信道加性噪声8、码间串扰：是指由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成的干扰。 9、码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。10、眼图：是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。 4、基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。 振幅键控 频移键控 相移键控5、振幅键控（2ASK）：是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。6、2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。7、2ASK信号解调方法 ：非相干解调（包络检波法） 和 相干解调（同步检测法）8、频移键控：是利用载波的频率变化来传递数字信息。9、2FSK信号的产生方法：（1）采用模拟调频电路来实现： （2）采用键控法来实现。10、2FSK信号的解调方法：非相干解调和相干解调。11、相移键控（2PSK）：利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。12、二进制绝对相移方式：以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式。13、二进制差分相移键控（2DPSK）：是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。相应的2DPSK信号的波形如下：14、通信系统的抗噪声性能是指：系统克服加性噪声影响的能力。15、在数字通信系统中可能使码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量1、数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。2、模拟信号抽样、量化、编码过程。（1）模拟信号首先被抽样。（通常抽样是按照等时间间隔进行的，）模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但其取值仍然是连续的，是离散模拟信号。（2）第二步是量化。量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值的离散的，所以量化信号是数字信号。（3）第三步是编码。最基本和最常用的编码方法是脉冲编码调制（PCM），它将量化后的信号变成二进制码元。13、PCM系统中的噪声有两种：量化噪声和加性噪声。ASK-又称幅移键控法：载波幅度是随着调制信号而变化的。调制方法：用相乘器实现调制器。调制类型：2ASK,MASK。解调方法：相干法，非相干法类型：MASK，又称多进制数字调制法PSK-又称相移键控法：根据数字基带信号的两个电平使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法产生PSK信号的两种方法：调相法：将基带数字信号（双极性）与载波信号直接相乘的方法：选择法：用数字基带信号去对相位相差180度的两个载波进行选择解调方法：只能采用相干解调。类型：二进制相移键控（2PSK)，多进制相移键控（MPSK)。FSK-又称频移键控法：FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是： 实现起来较容易，抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。FSK就是用数字信号去调制载波的频率调制方法：2FSK可看作是两个不同载波频率的ASK以调信号之和。解调方法：相干法和非相干法。类型：二进制移频键控(2FSK)，多进制移频键控(MFSK)。QAM-又称正交幅度调制法：在二进制ASK系统中，其频带利用率是1bit/sHz，若利用正交载波调制技术传输ASK信号，可使频带利用率提高一倍。如果再把多进制与其它技术结合起来，还可进一步提高频带利用率。能够完成这种任务的技术称为正交幅度调制（QAM）。它是利用正交载波对两路信号分别进行双边带抑制载波调幅形成的MSK-又称最小移频键控法：实现MSK调制的过程为先将输入的基带信号进行差分编码，后将其分成I、Q两路，并互相交错一个码元宽度，再用加权函数cos（t/2Tb）和sin（t/2Tb）分别对I、Q两路数据加权，最后将两路数据分别用正交载波调制。MSK使用相干载波最佳接收机解调。GMSK-又称高斯滤波最小移频键控法：是使用高斯滤波器的连续相位移频键控，