山東大學通信原理試卷及答案

自測題一一、填空題(每空2分，共計20分)TOC\o"1-5"\h\z1、設某離散信源有三個消息符號，它們出現(xiàn)的概率分別為1/4、1/2、1/2，各符號出現(xiàn)是相對獨立的。若信息源以1000B的速率發(fā)送符號，信息傳輸速率為 。2、已調波s(t)二(cost+cos2t)cos5t?sin1Ot傳輸帶寬為 。3、 已知彩色電視圖像由5X105個像素組成。設每個像素有64種彩色度，每種彩色度有16個亮度等級。如果所有彩色度和亮度等級的組合機會均等，并統(tǒng)計獨立，則每秒傳送100個圖畫所需的信道容量4、 通信系統(tǒng)的誤碼率為2X10一6，群同步采用連貫式插入的方法，同步碼組位數(shù)為5,錯碼數(shù)為2,則漏同步概率大小為. 。5、 設信號m(t)二9+Acos，其中A<10V。若m(t)被均勻量化為60個電平，則所需的二進制碼組的位數(shù)N為 。6、 衡量一個通信系統(tǒng)的有效性和可靠性，模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)采用不同的定量指標，模擬通信系統(tǒng)通通常采用 作為可靠性指標。7、 編碼信道對信號影響是一種數(shù)字序列的變換，即把一種數(shù)字序列變成另一種，其模型可用 來描述，常用于數(shù)字通信中。8、 對于如下的碼組：(000000)、(001110)、(010101)、(011011)、(100011)、(101101)、(110110)、(111000)，若用于糾錯，其糾錯能力為 。9、 隨參信道對傳輸信號的影響包括 10、設二進制碼元速率為RB2，N進制碼元速率為Rbn，且有N二2k(k為自然數(shù))，則RB2和Rbn的艮為 。、簡答及簡要分析題(每題6分，共計30分)1、二進制數(shù)字代碼為111000000000000101，寫出對應的HDB3碼。2、簡要分析當傳碼率為4X103B時，圖示a和b兩系統(tǒng)能否實現(xiàn)無碼間干擾傳輸。3、 什么是復用技術？主要類型有哪些？復用與多址技術二者有何異同？4、 在模擬信號數(shù)字傳輸中，為什么要對模擬信號進行抽樣、量化和編碼？5、 A律30/32路PCM基群系統(tǒng)基群速率為多少？為什么？三、綜合題(50分)16、(15分)已調信號時域表示如下，其中Amsin?mt是調制信號。s(t)二(A+Asin?t)cos?t,A>Am 0mmc0m如果發(fā)送該信號，計算sm(t)的發(fā)送功率、載波功率和邊頻(邊帶)功率；SinN設信道中白噪聲的單邊功率譜密度為0，計算解調器(同步解調)前后的輸入信噪比i和輸出信噪比S—0-N0；A二0s(t) s(t)當0時，m為何信號？m能否用包絡檢波法解調？為什么？17、(15分)設數(shù)據(jù)11011001以100波特的速率進入傳輸系統(tǒng)，為了能在帶通信道(2000Hz?2800Hz)中傳輸,請設計一個2FSK傳輸系統(tǒng)，要求畫出系統(tǒng)完整的組成框圖及對應點的信號波形。-0100111-0011101100111018、（10分）設一線性分組碼的生成矩陣為 。（1） 試求其監(jiān)督矩陣，并寫出信息元與監(jiān)督元的監(jiān)督關系；（2） 若接收到的碼組為（1110101），利用校正子進行譯碼。19、 （10分）在PCM系統(tǒng)中，若采用13折線A律壓縮，設最小的量化間隔為1個單位，已知抽樣脈沖值為-138單位。（1） 求此編碼輸出的PCM碼組和量化誤差（段內碼采用自然二進制碼）；（2） 寫出該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼。自測題一參考答案及評分標準、填空題(每空2分，共計20分)1、 1500bps4兀Hz2、35x108bps4、 4x10-ii5、 66、 信噪比或均方誤差7、數(shù)字轉移序列8、僅能糾1個錯誤9、 (1)對信號的衰耗隨時間變化；(2)傳輸?shù)臅r延隨時間變化；(3)存在多徑傳播現(xiàn)象R二RlogN10、 B2BN2二、簡答或簡要分析題(每題6分，共計30分)11、答：編碼結果為1-110001-100-11001-10112、 答：由圖可知，理想低通濾波器的截止頻率為fs—1000HZ，對應的無碼間干擾的傳碼率最高為X103B，所以當以給定的傳碼率傳輸時，a和b兩系統(tǒng)都會存在碼間干擾。13、 答：復用是一種獎若干個相互獨立的信號合并為一個可在同一信道上傳輸?shù)膹秃闲盘柕募夹g。常見的信道復用采用按頻率區(qū)分或按時間區(qū)分信號。按頻率區(qū)分信號的方法稱為頻分復用，按時間區(qū)分信號的方法稱為時分復用。二者的共同點是共享通信信道。不同點主要有：(1)多址技術指通信信道被分布在不同位置上的用戶遠程共享，而復用技術指信道被局部范圍的用戶所共享；(2)在復用系統(tǒng)中，用戶的要求通常是固定的，在多址系統(tǒng)中，用戶的要求會隨時間而動態(tài)變化，此時須提供動態(tài)的信道分配。14、 答：模擬信號要通過數(shù)字通信系統(tǒng)，必須將模擬信號轉化為能在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)男问?，即首先要由模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，即首先進行抽樣，是模擬信號在時間上離散，然后對抽樣值進行量化，使其幅值離散化，這樣得到的數(shù)字信號不一定能在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸，所以需要進行編碼，從而得到適合在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)字信號。15、 答：A律30/32路PCM基群系統(tǒng)基群速率為2.048Mbps。原因是每一路信號進行8kHz速率抽樣，每個抽樣值用8bit進行量化編碼，所以一路信號的速率為64kbps，32路復用，則此基群系統(tǒng)基群速率為64*32=2.048Mbps。三、綜合題(50分)16(15分) 解：S(1)信號的發(fā)送功率為i其中前者為載波功率，后者為邊頻(邊帶)S(1)信號的發(fā)送功率為i其中前者為載波功率，后者為邊頻(邊帶)/、A2 (Asin?t)2=s2(t)= 0+m m m22功率。A2A25分)⑵???3分)Si⑵???3分)Si上已求出，又N=nB=n2fi0 0mS——iNiA2A20+m24n2f0mS=(AsinwS=(Asinwt)20mm又???A2 m2N=N=n2f

且0i0m，S A2―= m—..Nn4f? 0 0m 分)A=0s(t) s(t)當0時，m為DSB信號，m不能否用包絡檢波法解調，因為有失真。???????4分)17(15分)解：?2FSK的調制方式有兩種：一般模擬調制和頻率鍵控法(開關電路)調制；其解調方式有5種：包絡檢

波法、相干解調法、鑒頻法、過零檢測法及差分檢波法。.??本題答案不唯一，一種較好的參考答案（采用頻率鍵控法調制和過零檢測法解調）如下:f1f2波法、相干解調法、鑒頻法、過零檢測法及差分檢波法。.??本題答案不唯一，一種較好的參考答案（采用頻率鍵控法調制和過零檢測法解調）如下:f1f2由題意可知，信息傳輸速率為100B，傳輸通道帶寬為2800-2000=800Hz,為了滿足要求較好傳輸，即應有If-f|>2f=10011 21s ，可選擇兩個載頻分別為2100Hz和2700Hz。8分）各對應點的波形如下所示:8分）各對應點的波形如下所示:周期內應該有21和27個周期的相應載波，為了簡化，在圖中分別用1個和2個周期載波來表示。 ???????（7分）18（10分）_1001110_01001110011101解:（1）由題意知，該生成矩陣不是典型矩陣，將其化為典型生成矩陣為「1011000「1110100H二1100010aaaaaaa，設該線性分組碼各位為: 6543210其對應的典型監(jiān)督矩陣為0110001

aaaaaaa，設該線性分組碼各位為: 6543210其對應的典型監(jiān)督矩陣為a十a(chǎn)十a(chǎn)=06 4 3a十a(chǎn)十a(chǎn)十a(chǎn)=0< 6 5 4 2a十a(chǎn)十a(chǎn)=0651a十a(chǎn)十a(chǎn)=0則由監(jiān)督矩陣可得 5 4 0 ，所求信息元與監(jiān)督元的監(jiān)督關系為a=a十a(chǎn)TOC\o"1-5"\h\z3 6 4a=a 十a(chǎn)十a(chǎn)< 2 6 5 4a=a十a(chǎn)1 6 5a=a十a(chǎn)0 5 46分）⑵當收到碼組為（1110101）時，設其為B,則可求得BHt=[0 0 0 衡量一個通信系統(tǒng)的有效性和可靠性，模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)采用不同的定量指標，數(shù)字通信系統(tǒng)通常采用 作為有效性指標。 設某離散信源有三個消息符號，它們出現(xiàn)的概率分別為1/4、1/4、1/2，各符號出現(xiàn)是相對獨立的，則該信源的平均信息量為 。恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊懯谴_定的或變化極其緩慢的，其中 是指信號中不同頻率分量分別受到信道不同的衰減，對模擬通信影響較大，會導致信號波形畸變，輸出信噪比下降。 衡量一個通信系統(tǒng)的有效性和可靠性，模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)采用不同的定量指標，數(shù)字通信系統(tǒng)通常采用 作為有效性指標。 設某離散信源有三個消息符號，它們出現(xiàn)的概率分別為1/4、1/4、1/2，各符號出現(xiàn)是相對獨立的，則該信源的平均信息量為 。恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊懯谴_定的或變化極其緩慢的，其中 是指信號中不同頻率分量分別受到信道不同的衰減，對模擬通信影響較大，會導致信號波形畸變，輸出信噪比下降。調制信道模型可用一 網(wǎng)絡來表示，其對信號的影響可分為乘性干擾和加性干擾兩種，通常用于模擬通信中。 計算機終端通過電話信道傳輸計算機數(shù)據(jù)，電話信道帶寬為3.4kHz，信道的輸出信噪比為20dB，則信道容量為 。 在模擬調制系統(tǒng)中進行包絡檢波解調時，當輸入信噪比小到某值時，包絡檢波器會把有用信號擾亂為噪聲，即存在 現(xiàn)象。a其中S為校正子，且S={s3,s2,s1,s0}，由上可看出出現(xiàn)了錯誤，且錯在0位，所以經(jīng)譯碼后的碼組為（1110100）。 ??????????????????分）19（10分）6c7c8，則極性為負）cccccc解：（1）6c7c8，則極性為負）顯然可得：1ccc=100234ccc=100234經(jīng)計算可知138量化單位位于A律13折線的第5段內,（2分）由于要求段內采用自然二進制編碼，所以第6段內共有256—128=128個量化單位，這些量化單位要被分成16個量化間隔， .每個量化間隔包含128/16=8個量化單位。經(jīng)分析計算可知，128+8X1<128<128+8X?.?該7位碼（1000001）對應的數(shù)值為?.?該7位碼（1000001）對應的數(shù)值為136，.?.對應的均勻量化11位碼為：（00010001000）.位于1.位于1量化間隔中，2分）cccc=000156782分）（2）2分）（2）2分）自測題二、填空題（每空2分，共計20分）cccccccc=01000001.編出的碼組為12345678根據(jù)抽樣值量化取中間的原則，此時編出的碼組對應的量化值為-140量化單位.量化誤差為2個量化單位。 ????????TOC\o"1-5"\h\z7、在數(shù)字基帶系統(tǒng)中，采用滾降余弦系統(tǒng)的目的是 。8、 某調頻波s（t）二20cos（2000M+8sin400皿），信號的帶寬為9、 單路話音信號的最高頻率為4kHz，抽樣頻率為8kHz。設抽樣后按16級均勻量化編碼，再進行2DPSK調制，則已調信號的第一零點帶寬為 。10、 設輸入抽樣器的信號為門函數(shù)Gt（t），寬度T=20mS，若忽略其頻譜第8個零點以外的頻率分量，則其最小抽樣速率為. 。二、簡答及簡要分析題（每題6分，共計30分）11、 與模擬通信系統(tǒng)相比，數(shù)字通信系統(tǒng)有哪些優(yōu)點？12、 什么是調制？其作用如何？13、 設某序列的HDB3碼為10001-100-101-1，試求與之對應的二進制信息代碼。T/'214、 二進制數(shù)字系統(tǒng)的碼元發(fā)送周期為S，，通過下圖示系統(tǒng)。X、Y、Z值應為多大可以實現(xiàn)無碼間干擾傳輸？此時系統(tǒng)的頻帶利用率是多少？15、設有一隨機二進制序列的0和1分別由幅度為A的不歸零矩形脈沖S（t）和—S（t）表示，若0,1出現(xiàn)1/T T的概率分別為1/4和3/4,則信號的頻譜中是否包含.s的離散譜分量？其功率為多少？（s為碼元周期）。三、綜合題（50分）16、（15分）設話音信號m（t）為0~4kHz的低通信號，（1） 根據(jù)下圖寫出調制信號S（t）的時域表達式，畫出a、b、c三處的頻譜圖，并說明該系統(tǒng)采用何種調制方式；（2） 畫出該調制方式相干解調系統(tǒng)的組成框圖，并分析解調過程。MCco）=「.jM⑹）20提示：希爾伯特變換為 〔jM（O） O<017、 （15分）設數(shù)據(jù)11011001以300波特的速率進入傳輸系統(tǒng)，為了能在帶通信道（2100Hz?2700Hz）中傳輸,請設計一個2DPSK傳輸系統(tǒng)，要求畫出系統(tǒng)完整的組成框圖及對應點的信號波形。18、 （10分）頻率為0-4kHz，幅度峰值為1.0240V的雙極性模擬信號，經(jīng)過放大器（放大系數(shù)=10）后，采用13折線A律進行模擬信號數(shù)字化，試計算：（1） 采樣值為-4.2000V時編碼器的輸出碼組（段內采用自然二進制碼）和量化誤差；（2） 如果有相同的32路信號進行TDM,求復用系統(tǒng)的輸出速率為多少？19、 （10分）已知某（7,4）漢明碼是一個循環(huán)碼，其生成多項式為g（X）二X3+X+1，試求：（1） 寫出（7，4）循環(huán)碼的生成矩陣，并在信息位為1010時，求出編出的碼字；（2） 由g（x）畫出此編碼器的編碼電路圖。自測題二參考答案及評分標準、填空題(每空2分，共計20分)1、傳輸速率或頻帶利用率2、 1.5bit/符號3、 幅度-頻率畸變4、線性時變5、 22.6bps6、 門限效應7、便于減小碼間干擾和定時提取8、 3600Hz9、 64kHz10、800Hz二、簡答或簡要分析題(每題6分，共計30分)11、答：相對于模擬通信系統(tǒng)，數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點主要有：(1)抗干擾能力強，可消除噪聲積累；(2)差錯可控制；(3)容易加密，保密性好；(4)容易與現(xiàn)代技術相結合。12、答：就其廣泛技術含義而言，調制是一待發(fā)送的基帶信號，正比的控制載波的一兩個參量變化，以達到不同應用目標和不同傳輸環(huán)境所要求的信號類型與性能。調制的基帶信號(調制信號)可分為模擬和數(shù)字兩類，載波可以分為連續(xù)波(正弦波)和脈沖序列兩類，所以就有了4種調制方式。調制的目的和作用：(1)使發(fā)送信號適配信道特性(頻點、頻段、信道特性等)；(2)節(jié)省通信資源，提高信道帶寬利用率；(3)便于復用和無線信道的使用頻段合理分配；(4)改善抗噪聲性能，提高通信可靠性。13、答：原序列：100000000011211.5111.5Z=X= ,Y=,Z=T2TTT亠，故得 s，所以當 sss時，12Ts14、答：由題意可知，傳碼率為Ts,故要實現(xiàn)無碼間干擾，Y應該為T12TsX二Y-X二Z-Y二此時還應該要求可實現(xiàn)無碼間干擾。-2一15=4b/hzTT3TOC\o"1-5"\h\z此時系統(tǒng)的頻帶利用率為ss 。15、答：(1)對于雙極性信號，隨機序列的頻率普密度為其中G(f)--s(t)的頻譜P(?)=4fP(1-P)|G(f)|2+Y|f[(2P—l)G(mf)]|25(f—mf)其中G(f)--s(t)的頻譜s s s s sm函數(shù)4 1 2-f|G(f)|2+Y_f?G(mf)8(f—mf)m=-8.?.當m=m=-8.?.當m=1時，叫)=丁5馴丁)=0???信號的頻譜中不包含1Ts的離散譜分量。S=—J8P(w)dw=J8P(f)df=4fJ8G(f)|df+if2EG(mf)24s s時，co(2)功率為 2兀-84s-8三、綜合題(50分)16(15分)解：本題答案不唯一，一種較好的參考答案如下(1)由圖可知-8$s(t)=1m(t)cos?t+1m(t)cos(?t+)=1m(t)cos?t一1m(t)sin?t2 c2 c2 2 c2 c?(2分)*M(?)?（3分）有以上可知，該系統(tǒng)采用單邊帶調制，且是上邊帶調制。（1分）（2）該調制方式相干解調系統(tǒng)的組成框圖如下：其余3其余3分］（5分）解調過程簡要分析：已調信號s（t）（應含導頻信息）經(jīng)過信道傳輸后，到達解調器輸入端，此時信號為So（t）,So（t）分兩路,上路用于解調過程，設經(jīng)過BPF的信號為S（t）+mx（t），后者綜合考慮了傳輸過程中噪聲的影響，考慮到二者相互獨立，則單考慮s（t）經(jīng)相乘器后得到v（t），則此時.. .. 「1/、 1存、. 、 m(t)" _ . 1axv(t)=s(t)cos?t=[—m(t)cos?t-m(t)sm?t]cos?t= (1+cos2?t)-m(t)sin2?tc2c2cc2c4cm(t)上述信號經(jīng)過LPF后，經(jīng)高頻成分濾掉，于是剩下了2，進而得到原調制信號。 2分）由于使用相干解調，需要一個本地載波，該載波與發(fā)送端的載波應該是同頻同相的，所以需要使用載波同步單元從接收到的信號中提取出同步載波，由于單邊帶調制信號解調時不方便采用平方法提取同步載波，所以應該考慮直接法，同時應該要求發(fā)送端發(fā)送時一并發(fā)送導頻信息。經(jīng)過上述過程客較好地實現(xiàn)已調制信號的解調。 ???????（2分）17（15分）解：本題答案不唯一，一種較好的參考答案如下：信道編碼碼變換碼變換雙極性發(fā)送濾波器一-II載波cos?tc接收濾波器」信道編碼碼變換碼變換雙極性發(fā)送濾波器一-II載波cos?tc接收濾波器」^^1^^1^^^1?.?數(shù)據(jù)11011001以300波特的速率進入傳輸系統(tǒng)，能在帶通信道（2100Hz?2700Hz）中傳輸,?二4800兀rad/s???載波頻率應為2400Hz，即c??????????????????????（9分）對應點參考波形如下：說明：由題意可知，一個碼元周期內，應該有8個周期的載波，為了簡化，下圖中以一個周期的載波代表。?（6分）18（10分）解：由題意知，該雙極性模擬信號放大后幅度峰值為10.24V,由于采用13折線A律進行模擬信號數(shù)字化,10.2402048二0.005V要進行2048量化單位量化，.?.每個量化單位對應的電壓值為 -cccccccc（1）當采樣值為-4.2000V時，對應的量化值為-840量化單位，若設編出碼組為12345678，貝c=0顯然可得：1（極性為負）???????????????????????????????（2分）ccc二110經(jīng)計算可知840量化單位位于A律13折線的第7段內，234 （2分）由于要求段內采用自然二進制編碼，所以第7段內共有1°24-512二512個量化單位，這些量化單位要被分成16個量化間隔，???每個量化間隔包含512/16=32個量化單位。經(jīng)分析計算可知，512+32X10<840<512+32X11,一 cccc二1010.位于10量化間隔中，. 5678 ?????????????????????????（2分）二01101010cccccccc二01101010編出的碼組為12345678根據(jù)抽樣值量化取中間的原則，此時編出的碼組對應的量化值為-848量化單位，???量化誤差為8個量化單位，即為0.04V。 2分）（2）根據(jù)題意可知，采用13折線A律進行模擬信號數(shù)字化，進行8位PCM編碼，所以對應的一路信號的傳輸速率為64kbps，當有相同的32路信號進行TDM時，復用系統(tǒng)的輸出速率為

64kx32=2.048Mbps19(10分)X3g(X)X6+X64kx32=2.048Mbps19(10分)X3g(X)X6+X4+X3G(x)=X2g(X)——X5+X3+X2xg(x)X4+X2+X解：⑴丁已知g（X）二X3+X+1，..._g(x)_X3+X+1-1011000「「100010「010110001001110010110001011000010110001011編出的MG二[1010011]2分）⑵：?已知g（X）二X3+X+13分）

字3分）編碼器的編碼電路圖如下:4分）自測題三、填空題（1-6題每空1分，7-8每空2分，共計20分）1、為了衡量通信系統(tǒng)質量的優(yōu)劣，需要一些性能指標或質量指標來表征整個系統(tǒng)，從研究消息的傳輸角度看，主要指標包括表明消息傳輸“速度”的.和表明消息傳輸“質量”的.,二者相互矛盾，對立統(tǒng)一。數(shù)字通信系統(tǒng)，通常采用.作為前者指標,常采用.作為后者指標。2、 設二進制碼元速率為RB2,N進制碼元速率為Rbn，且有N二2k（k為自然數(shù)），則RB2和Rbn的關系為 。3、寬平穩(wěn)隨機過程的 特性將不隨時間的推移而不同，其一維概率分布函數(shù)或概率密度函數(shù)與 無關，而二維分布與 有關。4、 調制信道模型可用一 網(wǎng)絡來表示，其對信號的影響可分為干擾和 干擾兩種。5、 是指輸出信噪比最大的最佳線性濾波器，其傳輸特性為 。6、 對AM信號進行包絡檢波解調時，在小信噪比情況下，包絡檢波器會把有用信號擾亂為噪聲，這種現(xiàn)象通常稱為 。

7、已知彩色電視圖像由5x105個像素組成。設每個像素有64種彩色度，每種彩色度有16個亮度等級。如果所有彩色度和亮度等級的組合機會均等，并統(tǒng)計獨立，則每秒傳送100個圖畫所需的信道容量為 。8、設某信源以2000符號/秒的速率發(fā)送消息，信源由A、B和C共3個信息符號組成，發(fā)送A1的概率為2，發(fā)送其它符號的概率相同，且設每一符號出現(xiàn)是相互獨立的，則每符號的平均信息量為. ，信源可能的最大信息速率為 。二、簡要解答題（共計15分）9、 （3分）二進制數(shù)字代碼為111000000000000101，寫出對應的HDB3碼。10、 （9分）什么是碼間串擾？寫出消除碼間串擾的條件。并據(jù)此簡要分析當傳碼率為2x103B時，圖示a和b兩系統(tǒng)能否實現(xiàn)無碼間干擾傳輸。11、（3分）已知某三級線性反饋移存器的特征多項式為f（x）=x3+x+1，試簡要說明可以產(chǎn)生m序列。三、綜合設計、分析解答題（共計65分）12、請設計一個將兩路語音信號進行PCM時分復用后經(jīng)2DPSK傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)并使之正常工作。（1） （6分）給出該通信系統(tǒng)較完整的一般原理框圖（提示：該系統(tǒng)需包含信源編/譯碼、信道編/譯碼、調制/解調及同步等部分）；（2） （5分）該系統(tǒng)相對于完全的模擬調制/解調通信系統(tǒng)有何優(yōu)點？（3） （3分）該通信系統(tǒng)采用了頻帶傳輸方式，請問調制的作用有哪些？（4） （6分）將模擬語音信號進行數(shù)字傳輸時為什么要先依次進行抽樣、量化和編碼？（5） （15分）信源PCM編碼若采用13折線A率編碼，設最小量化間隔為1個量化單位，已知某抽樣脈沖值為+636單位，請問：（a） 該編碼方式是均勻量化編碼還是非均勻量化編碼？有何優(yōu)點？（b） 該編碼用的碼型是自然二進制碼還是折疊二進制碼？有何優(yōu)點？（c） 此時編碼器輸出碼組是什么？量化誤差為多少？［注：要有必要的分析計算過程］（d） 對應于該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼（采用自然二進制碼）如何？（6） （6分）若兩路語音信號的最高頻率均為4000Hz,抽樣頻率為8000Hz，以PCM方式傳輸，設傳輸信號的波形為矩形脈沖，其寬度為t,且占空比為1,抽樣后信號按128級量化，請計算PCM二進制基帶信號第一零點頻寬為多少？（7） （6分）在發(fā)送端和接收端都需要位同步和幀同步，二者各有何作用？各如何產(chǎn)生？（8） （7分）信道編碼時若采用（7，4）漢明碼，且已知線性碼監(jiān)督矩陣為_1110100H=11010101011001（a） 求該編碼的典型生成矩陣；（b） 若某信息組為1010，求對應的編碼碼組；（9） （4分）2DPSK的工作原理是怎樣的？與2PSK相比，有何優(yōu)點？R二106B(7分)在該2DPSK調制/解調系統(tǒng)中，若已知碼元速率為B ，接收機輸入端得高斯白噪聲的單邊功率譜密度no=2X10_L0W/Hz，今要求系統(tǒng)的誤碼率不大于10一5，試求：接收端帶通濾波器(BPF)輸出的噪聲功率；采用極性比較法解調時接收機輸入端所需的信號功率。自測題三參考答案及評分標準、填空題(1-6題每空1分，7-8每空2分，共計20分)1、有效性、可靠性、傳輸速率或頻帶利用率、差錯率2、RB2=2、RB2=RlogNBN2（或RB2=kRBN）3、 統(tǒng)計、時間t、時間間隔T4、 線性時變、乘性、加性5、 匹配濾波器、H(何=K*(何e-妙06、 門限效應7、 5xIO8bps8、 1.5比特/符號、2000log23bps[或約3170bps]二、簡要解答題(共計15分)9、 (3分)對應HDB3編碼結果為+1-1+1000+V-B00-V+B00+V-10+110、 (9分)答：所謂碼間串擾是指接收信號中在某個抽樣時刻的信號除了該時刻對應的碼元基本波形外還有其他碼元在本時刻有值存在，這些值的總和(代數(shù)和)就稱為碼間串擾。消除碼間串擾系統(tǒng)就應該滿足奈奎斯特第一準則，即：H （①H （①）=<eq2H（3+2九）=T

T

is0H（①）=<eqs樹〉Ts岡>nRB由圖可知，a系統(tǒng)理想低通濾波器的截止頻率為fs=1000Hz，對應的無碼間干擾的傳碼率最高為2x103B，所以當以給定的傳碼率傳輸時，a和b兩系統(tǒng)都可實現(xiàn)無碼間干擾傳輸。11、(3分)答：由于(a)f(x)是既約的，(b)f(x)可除盡x7+1，(c)f(x)除不盡xq+1，(q<7)，所以f(x)是一個本原多項式，所以可以產(chǎn)生m序列。三、綜合設計、分析解答題(共計65分)(1)(6分)該通信系統(tǒng)較完整的一般原理框圖如下

A/D轉換模擬信源抽樣量化編碼抽樣量化編碼同步復接信道編碼位同步幀同步接收濾波器信道譯碼分接器〕步抽樣判決解調系統(tǒng)卜譯碼及LPFI D/A轉換譯碼及LPFA/D轉換模擬信源抽樣量化編碼抽樣量化編碼同步復接信道編碼位同步幀同步接收濾波器信道譯碼分接器〕步抽樣判決解調系統(tǒng)卜譯碼及LPFI D/A轉換譯碼及LPFm；(t)打m2(t)_2模擬信宿（2）（5分）（a）該系統(tǒng)抗干擾能力強；（b）該系統(tǒng)傳輸差錯可控制，可改善傳輸質量；（c）便于用現(xiàn)代DSP技術對信息加工和處理；（d）便于高保密度的加密處理；（e）可綜合傳遞各種信息，能增加通信系統(tǒng)的靈活性和通用性。（3）（3分）（a）將基帶信號變換為適合在信道中傳輸?shù)念l帶已調信號（即頻譜搬移）（b）實現(xiàn)信道的多路復用（頻分復用）；（c）改善系統(tǒng)抗噪聲性能（抗干擾）。（4）（6分）語音信號是模擬信號，現(xiàn)在要用數(shù)字通信系統(tǒng)來傳輸，所以首先要把模擬信號變換為數(shù)字信號，第一步要先把語音信號時間離散化，即進行抽樣，抽樣要滿足抽樣定理；第二步再進行幅值離散化，即量化。這樣得到的數(shù)字信號不一定適合在數(shù)字系統(tǒng)中傳輸，所以還要進行編碼。（5）（15分）[3+3+6+3]（a） 該編碼是非均勻量化編碼，這種編碼有兩個優(yōu)點：一是可提高（改善）小信號的量噪比，適當降低大信號的信噪比；二來可提高非均勻分布的概率密度信號的平均量噪比，并使動態(tài)范圍擴大。（b） PCM編碼采用的是折疊二進制碼，這樣有兩個優(yōu)點：一來可以簡化編碼過程；二來有利于減小平均量化噪聲，因為話音信號小幅度出現(xiàn)的概率比大幅度的大。（c） 此時編碼器輸出的碼組是：11100011；量化誤差為：12若設編出碼組為C1C2C3C4C5C6C7C8，則顯然可得：c1二1（極性為正）經(jīng)計算可知636量化單位位于A律13折線的第7段內，???c2c3c4二110由于要求段內采用自然二進制編碼，所以第7段內共有1024-512=512個量化單位，這些量化單位要被分成16個量化間隔，???每個量化間隔包含512/16二32個量化單位。經(jīng)分析計算可知，512+32x3<636<512+32x4???位于3量化間隔中，???C5C6C7C8二0011???編出的碼組為C1C2C3C4C5C6C7C8=11100011根據(jù)抽樣值量化取中間的原則，此時編出的碼組對應的量化值為+624量化單位，?量化誤差為12個量化單位。（d） ???該7位碼（11100011）對應的數(shù)值為+624,?對應的均勻量化11位碼為：01001110000。6）（6分）[4+2]s?s???由題意可知，抽樣間隔為8000???每路信號每個抽樣值占用的時間為8000又???抽樣后信號按128級量化，即用7位編碼表示，且傳輸信號的波形為矩形脈沖，其寬度為T，且占空比為1T二(一1-2)十7二-s8000 8000x2x7二8x2x7kHz二112kHz?PCM二進制基帶信號第一零點頻寬為112kHz。（7）（6分）[3+3]發(fā)端的位同步是為了正確的抽樣，而幀同步是為了能正確復接，兩路信號實現(xiàn)時分復用后傳輸；收端的位同步有多種用途，既可以為幀同步提供輸入，更主要的是保證每個相關單元能正常工作，正確確定每一位的開始和結束，收端幀同步是為了正確分接，把時分復用的混合信號正確分成兩路單獨信號。發(fā)端的同步信號可由發(fā)端時鐘分頻得到；收端的同步信號要采用合適的方法從收到的信號中提取。8）（7分）[4+3]「1(a)V??為典型監(jiān)督矩陣，?「111]「1110]110Pt=11011011011，?011PTL?典型生成矩陣為（b）當信息組為1010，對應的編碼碼組為：1010010（9）（4分）[2+2]2DPSK的工作原理是：利用前后（相鄰）碼元的相對載波相位值來表示數(shù)字信息，即2DPSK波形前后碼元相對相位差唯一確定信息符號。這樣解調時2DPSK信號并不依賴于某一固定的載波相位參考值，只要前后碼元的相對相位關系不變化，即可依次正確恢復數(shù)字信息，避免了2PSK的反向工作現(xiàn)象。10）（7分）[3+4]（a）接收端帶通濾波器（BPF）輸出的噪聲功率:b2=nB=2nR=2x2x10-i0x106=4x10-4Wn0 0Bf(b)V■??f 采用極性比較法解調時有：Pe凝2Pe=1-erf<r1-erf4r<10-5即erfcQr<10-5???查補誤差函數(shù)表可得：'廠-3-13，即廠-9?8

現(xiàn)取r=9.8，則有：現(xiàn)取r=9.8，則有：a2=9.8???采用極性比較法解調時接收機輸入端所需的信號功率為:a2P= =9.8xb2=9.8x4x10-4=3.92x10-3Ws2n自測題四、簡答題（每題5分，共計15分）1、 相對于模擬通信系統(tǒng)，數(shù)字通信有哪些優(yōu)點？2、 什么是調制？作用如何？3、寫出描述連續(xù)信道容量的香農(nóng)公式，并簡要說明信道容量C與B、S、n0之間的關系。二、模擬通信系統(tǒng)綜合設計、分析解答題（共計20分）P（f）=0.5x10-3W/Hz4、設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度少丿 厶，在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號（DSB信號），并設調制信號m（t）的頻帶限制在5kHz，而載波為100kHz，已調信號的功率為1°kW。若接收機的輸入信號在加至解調器之前，先經(jīng)過一理想帶通濾波器濾波。請解答以下問題:（1） （5分）若采用相干解調（即同步檢測），做出此通信系統(tǒng)的原理圖；（2） （4分）該理想帶通濾波器的中心頻率和通帶寬度為多大？（3） （3分）解調器輸入端信噪功率比為多少？（4） （3分）解調器輸出端信噪功率比為多少？（5） （5分）求出解調器輸出端噪聲功率譜密度，并用圖形表示出來。三、數(shù)字基帶通信系統(tǒng)綜合設計、分析解答題（共計25分）5、請設計一數(shù)字基帶通信系統(tǒng)，實現(xiàn)兩路數(shù)字基帶信號時分復用傳輸通信，并解答以下問題。（1） （5分）給出該通信系統(tǒng)較完整的一般原理框圖；HDB（2）（5分）若同步復接后輸出的一信息段為1000010000110000000011，給出對應的 3編碼結果并簡要說明該碼的特點；（3） （5分）設基帶傳輸系統(tǒng)的發(fā)送濾波器、信道和接收濾波器組成總特性為H（O），若要2求以Ts波特的速率進行數(shù)據(jù)傳輸，試驗證圖示H（°）能否滿足抽樣點上無碼間串擾的條件［注：要有必要分析過程］；H(o)（4）（10分）為了提高系統(tǒng)的可靠性，可進行差錯控制編碼，信道編碼時若采用（7，3）線性分組碼，且已知該碼生成矩陣為_1001110G=01001110011101（a）（3分）求該編碼的典型監(jiān)督矩陣；（b）（3分）若某信息組為101，求對應的編碼碼組；（c）（4分）該線性分組碼的檢、糾錯能力如何？四、數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)綜合設計、分析解答題（共計40分）6、請設計一個將兩路語音信號進行時分復用后經(jīng)2FSK傳輸?shù)恼９ぷ魍ㄐ畔到y(tǒng)并解答以下問題。（1）（5分）給出該通信系統(tǒng)較完整的一般原理框圖；（2） （20分）若信源編碼采用13折線A律編碼。已知編碼器的輸入信號范圍為土10V，若某時刻某輸入抽樣脈沖幅度為+3.10V，最小量化間隔為1個量化單位，請問：（a）（3分）該輸入抽樣值對應多少量化單位？（b） （6分）此時編碼器輸出碼組是什么？量化誤差為多少？［注：要有必要的分析計算過程］（c） （3分）對應于該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼（采用自然二進制碼）如何？（d） （4分）該編碼方式采用的哪種量化編碼？有何優(yōu)點？（e） （4分）該編碼用的哪種碼型？有何優(yōu)點？（3） （5分）若兩路語音信號的最高頻率均為4000Hz,抽樣頻率為8000Hz,以PCM方式傳輸，設傳輸信號的波形為矩形脈沖，其寬度為t,且占空比為1,抽樣后信號按128級量化，請計算PCM二進制基帶信號第一零點頻寬為多少？（4） （4分）若該2FSK傳輸系統(tǒng)接收端采用過零檢測法進行解調，請給出簡要的解調原理框圖；（5） （6分）若該2FSK通信系統(tǒng)接收端采用包絡檢波解調，傳輸信道等效帶寬為2400Hz，2FSK信號的頻率分別為f1=980HZ，f2=1580HZ，碼元速率RB=300B，且接收端輸入（即信道輸出端）的信噪比為6dB（即4倍）。試求：（a） 2FSK信號的帶寬；1P=_e-r/2（b） 此時系統(tǒng)的誤碼率。［提示：e2 ］自測題四參考答案及評分標準一、簡答題（每題5分，共計15分）1、答：（1）抗干擾能力強，且噪聲不積累；（2）傳輸差錯可控制；（3）便于進行信號加工、處理、變換和存儲，從而可將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸；（4）便于集成，使通信設備小型化；（5）易于加密處理，且保密性好。2、答：調制就是用調制信號（基帶信號）去控制載波（或高頻信號）的參數(shù)的過程，即使制載波（或高頻信號）的參數(shù)按照調制信號的變化而變化。從頻域角度上說，就是把基帶信號的頻譜搬移執(zhí)較高的載頻附近的過程。調制的功能主要有3個：（1）把基帶信號轉換為適合在信道中傳輸?shù)囊颜{信號（即實現(xiàn)有效傳輸、配置信道、減小天線尺寸等）；（2）實現(xiàn)信道的多路復用，以提高信道利用率；（3）改善系統(tǒng)抗噪聲性能。3、答：香農(nóng)公式提高信噪比系統(tǒng)抗噪聲性能。3、答：香農(nóng)公式提高信噪比S/N(S)C=Blog211+S21 N丿可增大信道容量C；(=Blog21+S]n0B丿SCt1.44C隨著B的適當增大而增大，但當Bfg時， n0；通過B與S/N的互換，可維持一定的C。二、模擬通信系統(tǒng)綜合設計、分析解答題（共計20分）4、解：（1）（5分）若采用相干解調（即同步檢測），做出此通信系統(tǒng)的原理圖2）（4分）為了保證信號順利通過和盡可能地濾除噪聲，帶通濾波器的寬度等于已調信號的帶寬，即

B二2fH二2X5kHZ二10kHZ，中心頻率為100kHz。H（f）=<帶通濾波器的傳輸特性為：K95kHz<|f|<105H（f）=<帶通濾波器的傳輸特性為：others0others3)(3分)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"S=10kW 川?/i (已知)\o"CurrentDocument"N=nB=2P(f)?B=2x0.5x10-3x10x103=10W又丁i0 n'7S-L=1000N???解調器輸入端信噪功率比 ，4）（3分）解調器輸出端信噪功率比為多少？

GdsbGdsb=2,SS亠=2-L=2000Ni二2.5Wi5二2.5WiNo???相干解調時有o???解調器輸出端噪聲功率譜密度N 1Pno(f)=f=0.25x10-3W/Hz=-P(f),|f|<5kHzno 2fH 2n功率譜密度如圖：AP(f)"no0.25x10-3—5 0 5*f/kHz三、數(shù)字基帶通信系統(tǒng)綜合設計、分析解答題（共計25分）AP(f)"no0.25x10-3—5 0 5*f/kHz三、數(shù)字基帶通信系統(tǒng)綜合設計、分析解答題（共計25分）5、解：（1）（5分）給出該通信系統(tǒng)較完整的一般原理框圖；位同步數(shù)字信源信道譯碼x；(n)片x；(n).2數(shù)字信宿幀同步2）（5分）HDB答：對應的3編碼結果：-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+B00+V-1+1或相反該碼優(yōu)點：無直流，且高、低頻分量??；有宏觀檢錯能力；連0個數(shù)不超過3個，有利于定時信息的提取。缺點：編碼過程較復雜。3）（5分）RB答：??RB答：???由題意可知Ts，Heq(3)=<根據(jù)奈奎斯特第一準則，即：H（3+2兀Ri）=C岡SRB B0 31>兀RrH（3+2兀R）+H（3）+H（3—2兀R） i二一1,0,1站可得 B B，即對應 時的結果如下：???可知不滿足奈奎斯特第一準則,即不能滿足抽樣點上無碼間串擾的條件。4）（10分）（???可知不滿足奈奎斯特第一準則,即不能滿足抽樣點上無碼間串擾的條件。4）（10分）（a）（3分）???生成矩陣為典型生成矩陣，???「1易得典型監(jiān)督矩陣為0H=[PI]=b）（3分）對應的編碼碼組為A=MG=101-=[1010011]c）（4分）由題可知該編碼組的最小碼距d0d>e+1 、,、 、,、若只用于檢錯（滿足0 ）可檢1位或2位或3位錯；若只用于糾錯（滿足d0>2t+】）可糾正1位錯；d>e+t+1e>t若同時用于檢錯和糾錯可（滿足0 ）糾正1位錯且同時檢出2位錯。四、數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)綜合設計、分析解答題（共計40分）6、解：（1）（5分）給出該通信系統(tǒng)較完整的一般原理框圖；同步IL.— J接收濾波器a2FSK同步IL.— J接收濾波器a2FSK解調載波'位同步 一?幀同步2）（20分）（a）（3分）該輸入抽樣值對應量化單位為（該輸入抽樣值對應量化單位為（b）（6分）噲X20485若設編出碼組為C1C2C3C4C5C6C7C8，則顯然可得：'1=1（極性為正）...512<635<1024,位于a律13折線的第7段內，.??C2C3C4二110..512+32x3<635<512+32x4.,???位于3量化間隔中，???于6°7C8二0011???編出的碼組為C1C2C3C4C5C6C7C8二11100011根據(jù)抽樣值量化取中間的原則，此時編出的碼組對應的量化值為32512+32x3+二6242???量化誤差為635一624=11個量化單位。（c）（3分）.該7位碼（11100011）對應的數(shù)值為+624，?對應的均勻量化11位碼為：01001110000。（d）（4分）該編碼是非均勻量化編碼，這種編碼有兩個優(yōu)點：一是可提高（改善）小信號的量噪比，適當降低大信號的信噪比；二來可提高非均勻分布的概率密度信號的平均量噪比，并使動態(tài)范圍擴大。（e）（4分）PCM編碼采用的是折疊二進制碼，這樣有兩個優(yōu)點：一來可以簡化編碼過程；二來有利于減小平均量化噪聲，因為話音信號小幅度出現(xiàn)的概率比大幅度的大。（3）（5分）1s.由題意可知，抽樣間隔為8000 ，?每路信號每個抽樣值占用的時間為

8000又???抽樣后信號按128級量化，即用7位編碼表示，且傳輸信號的波形為矩形脈沖，其寬度為T，且占空比為1T二（」十2）十7二-s8000 8000x2x7??Bf二1二8x2x7kHz二112kHzfT??.??pcm二進制基帶信號第一零點頻寬為112kHz。4）（4分）采用過零檢測法進行解調的解調原理框圖如下；4）（4分）采用過零檢測法進行解調的解調原理框圖如下；定時脈沖5）（6分）a）（2分）f=丄該2FSK信號的帶寬為：T該2FSK信號的帶寬為：B2fsk=\f2-fj+2fs=1580-980+2x300=1200Hz（b）（4分）???2FSK接收系統(tǒng)中上下之路帶通濾波器的帶寬近似為B=2fs=2RB=600Hz，僅是信道等效帶寬（2400Hz）的1/4。???噪聲功率也減小為1/4,因而帶通濾波器輸出端的信噪比r比輸入信噪比提高了4倍。又???接收機輸入端信噪比為6dB（即4倍），???帶通濾波器輸出端的信噪比應為r=4x4=161P二—e-r/2二0.5e-8二1.7x10-4?此時系統(tǒng)的誤碼率e2 。數(shù)字通信原理試卷九單項選擇題（2分/題）1、選用 傳輸形式，系統(tǒng)的頻帶利用率最高a、理想低通b、余弦滾降c、直線滾將d、升余弦2、 如果一個線性系統(tǒng)的輸入隨機過程是高斯的，那么線性系統(tǒng)的輸出服從：a、均勻分布b、高斯分布c、瑞利分布d、萊斯分布3、 設輸入FM解調器的噪聲是窄帶高斯白噪聲，則鑒頻器輸出的噪聲功率譜密度與頻率f的關系為：a、無關，仍為白噪聲b、正比c、反比d、與f2正比

4、設x(t)為調制信號，調頻波的表示式為嚴"+?呼妙丿，則fm調制方式的a、瞬時角頻率偏移為：a、c、叫+認)5、 窄帶噪聲的同相分量nc(t)和正交分量ns(t)它們都具有如下的性質：a、低通b、帶通c、帶限d、高通6、 傳輸速率為9600B的數(shù)據(jù)流，所需要的最小傳輸帶寬為：a、1.6kHzb、3.2kHzc、4.8kHzd、9.6kHz7、 設r為接收機輸入端信噪比，2DPSK調制系統(tǒng)差分解調的誤碼率計算公式為：&、?阮(阿) 匕、卜也-咗) c、卜如") d、卜曲R8、 對于AM編碼過程，過載量化噪聲通常發(fā)生在：a、信號幅值較大時b、信號頻率較大時c、噪聲較大時d、信號斜率較大時9、利用平方變換法提取載波同步時，在電路中是由 部件造成載波同步的“相位模糊”：a、帶通濾波器b、平方率部件c、窄帶濾波器d、2分頻器10、 位同步脈沖是由控制電路輸出的脈沖經(jīng)過n次分頻得到，而一個碼元重復頻率為fb,這時位同步帶寬為：a、広血b、加加c、蓋妙d、f的11、 假設分組碼的最小碼距為8則它能檢測誤碼的位數(shù)至少為：a、6b、7c、8d、912、 以下哪一個碼字屬于碼長為5的奇監(jiān)督碼a、10001b、10010c、10011d、1010013、 符號集為A、B、C、D,它們相