通信原理習(xí)題答案-西安郵電

-.z.第一章緒論學(xué)習(xí)要求：常用通信術(shù)語(yǔ)；模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的定義；通信系統(tǒng)的組成、分類、和通信方式；數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)；離散消息的信息量、平均信息量〔信源熵〕的計(jì)算；衡量模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)；傳碼率、傳信率、頻帶利用率、平均傳信率和最大傳信率的計(jì)算及其關(guān)系；誤碼率和誤信率的定義及計(jì)算。一、簡(jiǎn)答題1．消息、信息、信號(hào)，通信的含義是什么？通信系統(tǒng)至少包含哪幾局部？2．試畫出模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)的模型圖，并指出各組成局部的主要功能，說明數(shù)字通信系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？3．舉例說明單工、半雙工及全雙工的工作方式及其特點(diǎn)。4．舉例說明如何度量信息量。5．通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)是什么？這些性能指標(biāo)在模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)中指的是什么？二、綜合題1.設(shè)有四個(gè)符號(hào)，其中前三個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的概率分別為1/4，1/8，1/8，且各符號(hào)的出現(xiàn)是相對(duì)獨(dú)立的。試計(jì)算該符號(hào)集的平均信息量。H*1.75bit/符2.一個(gè)由字母A、B、C、D組成的字，對(duì)于傳輸?shù)拿恳粋€(gè)字母用二進(jìn)制脈沖編碼，00代替A、01代替B、10代替C，11代替D，每個(gè)二進(jìn)制脈沖寬度為5ms。不同字母是等可能出現(xiàn)時(shí)，試計(jì)算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾?；假設(shè)每個(gè)字母出現(xiàn)的可能性分別為1 1 1 3PA，PB，PC，PD5 4 4 10試計(jì)算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾?。Rbma*200bit/sRb198.5bit/s3.國(guó)際莫爾斯電碼用“點(diǎn)〞和“劃〞的序列發(fā)送英文字母，“劃〞用持續(xù)3單位的電流脈沖表示，“點(diǎn)〞用持續(xù)1單位的電流脈沖表示；且“劃〞出現(xiàn)的概率是“點(diǎn)〞出現(xiàn)概率的1/3。計(jì)算“點(diǎn)〞和“劃〞的信息量；計(jì)算“點(diǎn)〞和“劃〞的平均信息量。I2bitI.0.415bitH*0.81bit/符4.設(shè)一信息源的輸出由128個(gè)不同的符號(hào)組成，其中16個(gè)出現(xiàn)的概率為1/32，其余112出現(xiàn)的概率為1/224。信息源每秒發(fā)出1000個(gè)符號(hào)，且每個(gè)符號(hào)彼此獨(dú)立。試計(jì)算該信息源的平均信息速率。Rb6405bit/s5.*四進(jìn)制數(shù)字傳輸系統(tǒng)的傳信率為2400b/s，接收端在0.5小時(shí)共收到126個(gè)錯(cuò)誤碼元，試計(jì)算該系統(tǒng)的誤碼率Pe。Pe5.81056．*4ASK系統(tǒng)的4個(gè)振幅值分別為0,1,2,3。這4個(gè)振幅是相互獨(dú)立的；振幅0,1,2,3出現(xiàn)概率分別為：0.4,0.3,0.2,0.1，求各種振幅信號(hào)的平均信息量？設(shè)每個(gè)振幅的持續(xù)時(shí)間〔即碼元寬度〕為1s，求此系統(tǒng)的信息速率？H*1.846bit/符Rb1.846106bit/s7．*離散信源符號(hào)集由4個(gè)符號(hào)組成，其中前三個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的概率分別為1/4、1/8、1/8，且各符號(hào)的出現(xiàn)是相對(duì)獨(dú)立的，信息源以1000B速率傳遞信息，試計(jì)算：該符號(hào)集的平均信息量；傳送1小時(shí)的信息量；傳送1小時(shí)可能到達(dá)的最大信息量。*1.75bit/符6.3106bitIma*7.2106bit8.*通信系統(tǒng)采用脈沖組方式進(jìn)展信息傳送，每個(gè)脈沖組包含4個(gè)信息脈沖和一個(gè)休止脈沖，休止脈沖不傳送信息。每個(gè)信息脈沖和休止脈沖的寬度為2ms，且四個(gè)信息脈沖等概率出現(xiàn)。試計(jì)算：碼元速率；平均信息速率；傳送1小時(shí)可能到達(dá)的最大信息量。RB500BaudRb800bit/sIma*2.88106bit第三章隨機(jī)過程學(xué)習(xí)要求：隨機(jī)過程的根本概念及其數(shù)字特征；平穩(wěn)隨機(jī)過程的定義、各態(tài)歷經(jīng)性；平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)以及和功率譜密度之間的關(guān)系；高斯隨機(jī)過程的定義和性質(zhì)、一維分布特性；平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)時(shí)輸出與輸入的關(guān)系；窄帶隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)表達(dá)式，其包絡(luò)、相位、同相分量、正交分量的統(tǒng)計(jì)特性；正弦波加窄帶高斯隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)特性；白噪聲的定義及其功率譜和自相關(guān)函數(shù)；高斯白噪聲通過理想低通濾波器和理想帶通濾波器。一、簡(jiǎn)答題1．高斯平穩(wěn)隨機(jī)過程有哪些性質(zhì)？其通過線性系統(tǒng)后，輸出過程的均值、自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度會(huì)發(fā)生什么變化？2．什么是窄帶隨機(jī)過程？它的頻譜和波形有什么特點(diǎn)？其同相分量和正交分量有什么特點(diǎn)？3．什么是高斯白噪聲？其頻譜和自相關(guān)函數(shù)有什么特點(diǎn)？其通過理想低通和理想帶通濾波器后功率譜密度、平均功率會(huì)發(fā)生什么變化？舉例說明，并寫出自相關(guān)函數(shù)的表達(dá)式、畫出波形，指明其物理意義。二、綜合題1.設(shè)*是a0，1的高斯隨機(jī)變量，試確定隨機(jī)變量Yc*d的概率密度函數(shù)fy，其中c，d均為常數(shù)。EYdYc21yd2fye*p22c 2c 2.設(shè)一個(gè)隨機(jī)過程t可以表示成t2cos2t式中，是一離散隨機(jī)變量，且P012,P212，試求E1及R0,1。E11R0,123.設(shè)隨機(jī)過程Yt*1cos0t*2sin0t，假設(shè)*1和*2是彼此獨(dú)立且均值為0、方差為2的高斯隨機(jī)變量，試求：〔1〕EYt、EY2t；〔2〕Yt的一維概率密度函數(shù)fy；〔3〕Rtt12,和Btt12,Yt0EY2t21 y2fye*p222Rtt12,2cos0Btt12,2cos04.隨機(jī)過程ztmtcos0t，其中，mt是廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程，且自相關(guān)函數(shù)Rm為1,10Rm1, 010,其它隨機(jī)變量在0,2上服從均勻分布，它與mt彼此統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。證明zt是廣義平穩(wěn)的；繪出自相關(guān)函數(shù)Rz的波形；〔3〕求功率譜密度Pzf及功率S。ZR11121420Sa220S12PZSa25.一個(gè)中心頻率為fc，帶寬為B的理想帶通濾波器如下圖。假設(shè)輸入是均值為0，雙邊功率譜密度為n02的高斯白噪聲，試求：HffcfcfB1求濾波器輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù)；濾波器的輸出噪聲的平均功率；求輸出噪聲的一維概率密度函數(shù)。1RY2 nBSa0 Bcos c 2NnB01 y2fye*p2nB02nB06.低通濾波器分別如下圖，假設(shè)輸入是均值為零，功率譜密度為n02的高斯白噪聲，試求各圖的：RRC輸出噪聲的功率譜密度和自相關(guān)函數(shù)；輸出噪聲的一維概率密度函數(shù)。P0n2102RCRC2212RC2R04nRC0eRC1RCf*2RCe*p2*2n0 n0 7．廣義平穩(wěn)的隨機(jī)過程*t通過以下圖所示線性時(shí)不變系統(tǒng)，*t的自相關(guān)函數(shù)為*R，功率譜密度為*fP，Hf是幅度為1，帶寬為12sT的理想低通濾波器。試求：相減2sTHf*tYt〔1〕寫出系統(tǒng)的總體傳遞函數(shù)；〔2〕Yt的功率譜密度；〔3〕畫出Yt的功率譜〔假設(shè)輸入噪聲為高斯白噪聲，單邊功率譜密度為n0〕。1ej2TsTsH0PY2P*1cos2TTs02nYP2sTsT0sT第四章信道學(xué)習(xí)要求：信道的定義和分類；調(diào)制信道和編碼信道的模型；恒參信道的傳輸特性及其對(duì)所傳信號(hào)的影響；隨參信道的特點(diǎn)，多徑傳播對(duì)所傳信號(hào)的影響；信道容量的概念及香農(nóng)公式；信道噪聲的分類及性質(zhì)。一、簡(jiǎn)答題1．恒參信道無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件是什么？2．隨參信道有什么特點(diǎn)？對(duì)所傳輸?shù)男盘?hào)有什么影響？3．分析兩徑信道的幅頻特性，說明產(chǎn)生頻率選擇性衰落的原因？如何克制？4．什么是信道容量？寫出連續(xù)信道容量的定義并討論。二、綜合題1.設(shè)一條無(wú)線鏈路采用視距傳播的方式通信，其收發(fā)天線架設(shè)的高度都等于40m假設(shè)不考慮大氣折射率的影響，試求其最遠(yuǎn)通信距離。D44.7km2.設(shè)一條天波無(wú)線電信道，用高度等于400Km的電離層反射電磁波，地球的等效半徑等于637043Km，收發(fā)天線均架設(shè)在地平面，試計(jì)算其通信距離大約可以到達(dá)多少千米？D5274km3．設(shè)*恒參信道的幅頻特性和相頻特性分別為HK0td其中，K0和td都是常數(shù)，試確定信號(hào)st通過該信道后輸出信號(hào)的時(shí)域表示式，并討論之。st0Kst0td4．*標(biāo)準(zhǔn)音頻線路帶寬為3.4KHz。假設(shè)信道的信噪比SN30dB，試求這時(shí)的信道容量Ct；在實(shí)際應(yīng)用中，這種線路上最大信息傳輸速率為4800bit/s，試求以此速率傳輸信息時(shí)在理論上所需的最小信噪比。C3.39104bit/sS1.66N5．什么是頻率選擇型衰落？假設(shè)*隨參信道的二徑時(shí)延差=1ms，試從以下幾個(gè)頻率中選擇適宜的載波頻率傳輸信號(hào)?！惨笥型茖?dǎo)分析過程〕1.5khz，2khz，2.5khz2KHz6.一幅黑白圖像含有8105個(gè)像素，每個(gè)像素有16個(gè)亮度等級(jí)。試求每幅黑白圖像的最大平均信息量；假設(shè)每秒傳輸20幅黑白圖像，其信息速率為多少？在〔2〕的條件下，且輸入信道的信噪比為40dB，試計(jì)算傳輸黑白圖像所需要的信道最小帶寬。I幅3.2106bitRb6.4107bit/sB4.8106Hz7.*高斯白噪聲信道，噪聲雙邊功率譜密度為51011W/Hz，信道帶寬為1MHz，信道傳輸衰減為40dB。信道輸入端信號(hào)功率為1023W，試求該信道允許的最高信息速率。在〔1〕的條件下，假設(shè)要傳輸30幅圖片，每幅圖片有30萬(wàn)個(gè)像素，每個(gè)像素有獨(dú)立等概出現(xiàn)的像素64種亮度電平，試求最小傳輸時(shí)間。Rb107bit/st5.4s第五章模擬調(diào)制系統(tǒng)學(xué)習(xí)要求：調(diào)制的定義、目的和分類；線性調(diào)制〔AM、DSB、SSB、VSB〕的調(diào)制和解調(diào)原理；線性調(diào)制信號(hào)的表達(dá)式、頻譜、帶寬以及解調(diào)時(shí)帶通濾波器的特性；線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能及門限效應(yīng)；調(diào)頻〔FM〕、調(diào)相〔PM〕的根本概念；窄帶調(diào)頻和寬帶調(diào)頻的概念，調(diào)頻信號(hào)帶寬的計(jì)算；模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比擬；頻分復(fù)用的概念。一、簡(jiǎn)答題1．什么是載波調(diào)制？調(diào)制有什么目的？2．線性調(diào)制和非線性調(diào)制有什么區(qū)別？舉例說明。3．推導(dǎo)殘留邊帶濾波器傳輸特性應(yīng)滿足的條件。4．什么是門限效應(yīng)？AM信號(hào)采用包絡(luò)檢波時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生門限效應(yīng)？相干解調(diào)存不存在門限效應(yīng)，為什么？二、綜合題1.根據(jù)以下圖所示的調(diào)制信號(hào)波形，試畫出DSB和AM信號(hào)的波形圖，并比擬他們分別通過包絡(luò)檢波器后的波形區(qū)別。mt0tDSBts0tAMts0tmt0tmtA0t2.將DSB-SC信號(hào)通過殘留邊帶濾波器產(chǎn)生殘留邊帶信號(hào)。假設(shè)此濾波器的傳輸函數(shù)Hf如圖所11HffKHz149.51010.5-9.5-10.5-1400.5示〔斜線段為直線〕。當(dāng)調(diào)制信號(hào)mtAsin100tsin6000t時(shí)，試確定所得殘留邊帶信號(hào)的表達(dá)式。AsVSBtm0cos20000t0.55sin20100t0.45sin19900tsin26000t23.*調(diào)制方框圖如圖〔a〕所示。mt的頻譜如圖〔b〕所示，載頻12，1H，且AAM0HH相乘器相乘器理想低通理想低通相乘器相乘器相加器1cost1sint2cost2sint1st2tsstmt〔a〕〔b〕理想低通濾波器的截止頻率為1，試求輸出信號(hào)st，并說明st為何種已調(diào)信號(hào)。1 1stmtcos21tmt?sin21t2 2st為載頻為21的上邊帶信號(hào)4．設(shè)*信道具有均勻的雙邊功率譜密度Pnf0.5103WHz，在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào)帶寬限制在5KHz，而載波頻率100KHz，已調(diào)信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)的功率是10KW。假設(shè)接收機(jī)的輸入信號(hào)在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過一個(gè)理想帶通濾波器。試問：該理想帶通濾波器應(yīng)具有怎樣的傳輸特性H；解調(diào)器輸入端的信噪功率比；〔3〕解調(diào)器輸出端的信噪功率比；〔4〕求接收端輸出噪聲的雙邊功率譜密度，并用圖形表示出來。B10kHz，中心頻率為100kHzSi1000NiS02000N0Pn0f0.25103W/Hz，f5kHzff0nPf0550.2505．音頻信號(hào)mt()經(jīng)調(diào)制和高頻放大后在無(wú)線信道上進(jìn)展傳輸，要求接收機(jī)輸出信噪比為40dB。：由發(fā)射機(jī)輸出端到解調(diào)器輸入端之間總的傳輸功率損耗為60dB，信道中高斯白噪聲的雙邊功率譜密度n21012W/Hz。音頻信號(hào)mt()的最高頻率為5kHz，并且有0mt0，mt2()12，mtma*1試求：SSB調(diào)制時(shí)的發(fā)射機(jī)輸出功率；〔接收端用相干解調(diào)〕100%的AM調(diào)制時(shí)的發(fā)射機(jī)輸出功率；〔非相干解調(diào)〕ST102WST3102W6．*模擬基帶信號(hào)mt的傅氏頻譜如圖a所示，將此信號(hào)送入如圖b的系統(tǒng)，系統(tǒng)輸出為yt，理想高通的截止頻率為fc，理想低通的頻率圍為WW, ，fM理想高通理想低通mtytABCW 0 Wf Acos2ftc Acos2fcWt(a) (b) 畫出yt的傅氏頻譜圖；畫出由yt恢復(fù)出mt的接收框圖，并說明工作原理。ytD理想EF理想mt高通低通4cA4cos2fcWtcos2ftA7．模擬通信系統(tǒng)中，單邊帶信號(hào)通過恒參信道到達(dá)接收端的輸入信號(hào)為sSSBtkmtcosctmtsinct基帶信號(hào)的功率譜密度為,0,mffPm,0,mffffm其中，和fm都是常數(shù)，信道加性高斯白噪聲的雙邊功率譜密度為n02。畫出相移法調(diào)制器的原理框圖；試畫出對(duì)單邊帶信號(hào)進(jìn)展解調(diào)的相干解調(diào)原理框圖；求相干解調(diào)器的輸出信噪比。hH2mt1?2mt1?sin2cmtt1cos2cmttcosctSSBstBPFLPFBPFLPFSSBtsntSSBtsintcosct0tm0tn20SkN0 n08．*單頻調(diào)頻波的振幅為10V，瞬時(shí)頻率為ft106104sin2103tHz此調(diào)頻波的時(shí)域表達(dá)式；此調(diào)頻波的頻率偏移、調(diào)頻指數(shù)和頻帶寬度；假設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻率提高到2103Hz，則調(diào)頻波的頻偏、調(diào)頻指數(shù)和頻帶寬度如何變化？sFMt10cos2106t10cos2103tVf10kHz，mf10，BFM22kHzf 10kHz，mf5，BFM24kHz第六章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)學(xué)習(xí)要求：數(shù)字基帶信號(hào)的常見波形及其功率譜密度；對(duì)數(shù)字基帶系統(tǒng)傳輸碼型的根本要求及其編譯碼；碼間干擾的概念，無(wú)碼間干擾的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與奈奎斯特第一準(zhǔn)則；無(wú)碼間干擾數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能；眼圖及其性能參數(shù)。一、簡(jiǎn)答題1．為什么要研究數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜？占空比與信號(hào)第一零點(diǎn)帶寬之間有什么關(guān)系？2．?dāng)?shù)字基帶信號(hào)的線路碼型有什么要求？簡(jiǎn)述AMI和HDB3碼的編譯碼規(guī)則和優(yōu)缺點(diǎn)。3．碼間串?dāng)_產(chǎn)生的原因是什么？4．為什么基帶系統(tǒng)的最大頻帶利用率是2波特/赫茲？舉例說明傳碼率和奈奎斯特帶寬之間的關(guān)系。5．眼圖位于通信系統(tǒng)的什么位置？為什么要觀察眼圖？二、綜合題1.設(shè)二進(jìn)制符號(hào)序列為10010011，試以矩形脈沖為例，分別畫出相應(yīng)的單極性、雙極性、單極型歸零、雙極性歸零、二進(jìn)制差分波形和四電平波形。2.設(shè)*二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的根本脈沖為三角形脈沖，如下圖。圖中TB為碼元間隔，數(shù)字信息“0〞和“1〞分別用gt的有無(wú)表示，且“0〞和“1〞出現(xiàn)概率相等：gtA02BT2BTt求該數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度，并畫出功率譜密度圖；能否從該數(shù)字基帶信號(hào)中提取碼元同步所需的頻率fB1TB的分量？假設(shè)能，試計(jì)算該分量的功率。22244BBBsBmffPfGmffmfGffsPfBf-Bf02Bf3Bf4Bf5Bf-2Bf-3Bf-4Bf-5Bf可以，PA423．對(duì)于圖中所示的數(shù)字基帶信號(hào)波形，給出以下兩種碼型對(duì)應(yīng)的信息序列a〕雙極性歸零碼〔傳號(hào)取+1，空號(hào)取-1〕；tt0Tb〕HDB3碼tt0T1101110100001100000114．設(shè)基帶傳輸系統(tǒng)的發(fā)送濾波器、信道及接收濾波器組成總特性為H，假設(shè)要求以2TB波特的速率進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸，試驗(yàn)證以下圖所示的各種H能否滿足抽樣點(diǎn)上無(wú)碼間串?dāng)_的條件？11H0BTBT1H03BT3BT1H04BT4BT1H02BT2BT矩形矩形三角形升余弦〔a〕〔b〕〔c〕〔d〕有碼間串?dāng)_有碼間串?dāng)_無(wú)碼間串?dāng)_〔d〕有碼間串?dāng)_5．設(shè)*數(shù)字基帶信號(hào)的傳輸特性H如下圖。其中為*個(gè)常數(shù)01；試檢驗(yàn)該系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)無(wú)碼間串?dāng)_的條件？試求該系統(tǒng)的最高碼元傳輸速率為多大？這時(shí)的系統(tǒng)頻帶利用率為多大？11H00000000.5無(wú)碼間串?dāng)_RBma*0Baud2ma*BHz/ 1+6．為了傳輸碼元速率RB1000Bd的數(shù)字基帶信號(hào)，試問系統(tǒng)采用如下圖的那種傳輸特性較好？并簡(jiǎn)要說明理由。-.z.11H032103210〔b〕0.531031034103410〔a〕〔c〕c系統(tǒng)為最正確選擇T7．基帶系統(tǒng)的總特性HT1cos2,0 ,GTGrHn2T，假設(shè)C1，其它-.z.假設(shè)nt的雙邊帶功率譜密度為0〔瓦/赫茲〕，試確定Gr的輸出噪聲功率；2假設(shè)在抽樣時(shí)刻，接收濾波器的輸出信號(hào)〔不包括噪聲〕以一樣的概率取0，A電平，且輸出噪聲取值V是服從下述概率密度分布的隨機(jī)變量1 VpV= e*p-2>0常數(shù)，求系統(tǒng)誤碼率。Nn00Pe12e*p2AHfHff11201sT4sT2sT3sT1sT2sT3sT4sT要實(shí)現(xiàn)無(wú)碼間干擾傳輸，則該基帶系統(tǒng)的最高碼元傳輸速率、頻帶利用率、滾降系數(shù)各為多少？假設(shè)分別以1Ts、2Ts、3Ts、4Ts的速率進(jìn)展信息傳輸，那些速率能消除碼間干擾？與理想低通特性比擬，由碼元定時(shí)誤差的影響所引起的碼間串?dāng)_是增加還是減小？為什么？2 4fN= Hz，RBma*Baud，ma*1BHz/ ，1TB TB可用1TB、2TB、4TB的速率進(jìn)展信息傳輸減小第七章數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)學(xué)習(xí)要求：二進(jìn)制數(shù)字頻帶系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)框圖及各點(diǎn)波形。二進(jìn)制數(shù)字頻帶信號(hào)的功率譜密度和帶寬。二進(jìn)制數(shù)字頻帶系統(tǒng)的誤碼率。二進(jìn)制數(shù)字頻帶系統(tǒng)的性能比擬多進(jìn)制調(diào)制與二進(jìn)制調(diào)制的區(qū)別及QPSK\QDPSK調(diào)制解調(diào)原理一、簡(jiǎn)答題1．比擬數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制的異同點(diǎn)。2．2FSK信號(hào)的功率譜密度有何特點(diǎn)？為什么可以根據(jù)功率譜密度選擇適宜的解調(diào)方式？3．什么是絕對(duì)調(diào)相和相對(duì)調(diào)相？二者在參考相位的規(guī)定上有何區(qū)別？舉例說明。4．多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制比擬，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？二、綜合題1.設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為0100101，試分別畫出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信號(hào)的波形示意圖，并說明其時(shí)間波形上各有什么特點(diǎn)。2.在*2FSK系統(tǒng)中，載波頻率f01800Hz，f13000Hz，二進(jìn)制碼元速率為600波特。1、0等概。求：假設(shè)信息碼序列為：0101，試畫出2FSK信號(hào)波形圖〔f0和f1代表的信息可自設(shè)定〕；假設(shè)采用非相干解調(diào)法接收此信號(hào)，試畫出解調(diào)系統(tǒng)的框圖及各點(diǎn)的波形草圖；此2FSK信號(hào)的帶寬是多少？并畫出2FSK信號(hào)的頻譜草圖；假設(shè)此2FSK信號(hào)在有效帶寬為6000Hz的信道上傳輸，信道輸出端的信噪比為5倍，系統(tǒng)誤碼率是多少？〔用指數(shù)形式表示〕1800Hz"0""1"3000"1"3000Hz1100t2FSKffPf18003600…………600-600-1800-3600…………12.5611.863310ePe3.*系統(tǒng)采用2ASK方式傳輸數(shù)據(jù)，碼元速率為RB，信道特性為恒參信道，加性高斯白噪聲的均值為零，噪聲單邊功率譜密度為n0。接收端采用相干解調(diào)方式對(duì)該2ASK信號(hào)進(jìn)展解調(diào)，并設(shè)接收信號(hào)振幅為a。試畫出2ASK信號(hào)相干解調(diào)器原理框圖；假設(shè)發(fā)送概率P0P1，試推導(dǎo)最正確判決門限值b*和系統(tǒng)最小誤碼率Pe；假設(shè)發(fā)送概率P0P1，試分析最正確判決門限b*的變化和對(duì)系統(tǒng)誤碼率Pe的影響。BPFLPF抽判tytBPFLPF抽判tyt*tB*kTnt2cosct CPVd*a2，Pemin12erfc22a* a當(dāng)P0P1時(shí)，Vd2* a當(dāng)P0P1時(shí)，Vd24.設(shè)2PSK系統(tǒng)傳輸?shù)拇a元速率為1200B，載波頻率為2400Hz。發(fā)送數(shù)字信息為0100110：畫出一種2PSK信號(hào)調(diào)制器原理框圖，并畫出2PSK信號(hào)的時(shí)間波形；假設(shè)采用相干解調(diào)方式進(jìn)展解調(diào)，試畫出各點(diǎn)時(shí)間波形；假設(shè)采用2DPSK系統(tǒng)傳輸，試構(gòu)成一種2DPSK信號(hào)調(diào)制器原理框圖；假設(shè)采用相干解調(diào)—碼反變換器方式進(jìn)展解調(diào)，試畫出各點(diǎn)時(shí)間波形。cosct相移st2PSKte開關(guān)電路0參考00110t2PSK105．設(shè)*二進(jìn)制已調(diào)信號(hào)的碼元速率rs2400波特，采用同步檢測(cè)法進(jìn)展接收，發(fā)射機(jī)發(fā)送信號(hào)的幅度為a100V，傳輸過程中功率衰減為100dB。信道中加性高斯白噪聲的雙邊功率譜密度n021012W/Hz，試求，〔1)接收信號(hào)幅度；〔2)假設(shè)該已調(diào)信號(hào)為OOK信號(hào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率；〔3)假設(shè)該已調(diào)信號(hào)為2PSK信號(hào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率；〔4)假設(shè)該已調(diào)信號(hào)為2FSK信號(hào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率。A103V1 11erf13PeOOK2erfc1321 11erf52PePSK2 erfc522 21 11erf26PePSK2 2erfc2626．*空間通信系統(tǒng)，碼元傳輸速率為0.5MB，接收機(jī)帶寬為1MHz，地面接收天線增益為40dB，空間站天線增益為6dB。路徑損耗為6010lgddB，d為距離〔Km〕。假設(shè)平均發(fā)射功率為10dB，噪聲雙邊功率譜密度為21012W/Hz，采用2PSK方式傳輸，信噪比為9.1，求傳輸距離d。d1.09104Km7．二進(jìn)制數(shù)字序列為1100101，采用2DPSK調(diào)制，調(diào)制解調(diào)模型分別如題圖a、b所示。設(shè)載波頻率fc2Rb，其中Rb為比特傳輸速率。差分差分編碼數(shù)字信息cosct〔a〕abc帶通濾波器相乘器低通濾波器抽樣判決器延遲TS定時(shí)脈沖輸出2DPSKetdefgh〔b〕設(shè)基帶波形為不歸零的方波，試畫出圖〔a〕中a、b、c三點(diǎn)信號(hào)波形示意圖；圖〔b〕中帶通濾波器的中心頻率和帶寬分別為多少〔考慮過零點(diǎn)帶寬〕？在不考慮信道噪聲和限帶的情況下，畫出d～h各點(diǎn)信號(hào)波形示意圖；圖〔b〕所示解調(diào)器是相干解調(diào)器還是非相干解調(diào)器？為什么？ttatttbc1100110參考100011002bfR，22DPSKbBR非相干解調(diào)第九章數(shù)字信號(hào)的最正確接收學(xué)習(xí)要求：接收信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性和最正確接收準(zhǔn)則；二進(jìn)制確知信號(hào)的最正確接收原理、抗噪聲性能和最正確信號(hào)；實(shí)際接收機(jī)與最正確接收機(jī)的性能比擬；匹配濾波器的傳輸函數(shù)、單位沖激響應(yīng)和輸出信號(hào)；最正確抽樣判決時(shí)刻和最大輸出信噪比；匹配濾波器和最正確相關(guān)接收機(jī)的等效關(guān)系。一、簡(jiǎn)答題1．?dāng)?shù)字信號(hào)的最正確接收以什么指標(biāo)作為準(zhǔn)則？以二進(jìn)制最正確接收為例解釋似然比準(zhǔn)則的含義。2．分析數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)誤碼率和信號(hào)波形的關(guān)系，并寫出二進(jìn)制確知信號(hào)的最正確形式。3．簡(jiǎn)述匹配濾波器的物理可實(shí)現(xiàn)性條件，并指出該條件與抽樣判決時(shí)刻的關(guān)系。4．相關(guān)接收和匹配濾波有什么異同點(diǎn)。二者在什么條件下有一樣的輸出信噪比。二、計(jì)算題1.設(shè)一個(gè)2PSK接收信號(hào)的輸入信噪比Enb010dB，碼元持續(xù)時(shí)間為TB，試比擬最正確接收機(jī)和普通接收機(jī)的誤碼率相差多少，并設(shè)后者的帶通濾波器帶寬為6TB〔Hz〕。兩種接收機(jī)的誤碼率之比為Pe23.41028500Pe1 4.01062.設(shè)一個(gè)二進(jìn)制雙極性信號(hào)最正確基帶傳輸系統(tǒng)號(hào)“0〞和“1〞是等概率發(fā)送的。信元的持續(xù)時(shí)間為TB，波形為幅度等于1的矩形脈沖。系統(tǒng)中加性高斯白噪聲的雙邊帶功率譜密度等于104W/Hz。試問為使誤碼率不大于105，最高傳輸速率可以到達(dá)多高？RB5.56102Baud3．設(shè)二進(jìn)制FSK信號(hào)為：s1(t)Asin1t，0tTs2(t)Asin2t 0tT3且1，221，s1(t)和s2(t)等概出現(xiàn)。T畫出采用相關(guān)器形式的最正確接收機(jī)構(gòu)造；假設(shè)輸入二進(jìn)制碼為10110，試畫出各點(diǎn)工作波形〔至少6處波形〕；假設(shè)最正確接收機(jī)輸入高斯白噪聲的雙邊功率譜密度為n02W/Hz，求系統(tǒng)誤碼率。1 AT2Peerfc 2 4n04.*匹配濾波器的沖激響應(yīng)如下圖，設(shè)噪聲是雙邊功率譜密度為n02的白噪聲。求：ttht0134TT給出與ht匹配的信號(hào)波形st；最正確取樣時(shí)刻t0；〔3〕最大輸出信噪比。110tT34Tht10tT14Tst10tstT14Tt0T2Tr0ma*3n05．*二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)最正確接收機(jī)的組成如以下圖所示：發(fā)送的二進(jìn)制信號(hào)波形分別為st1和s2t，設(shè)信道加性高斯白噪聲的雙邊功率譜密度為n02，發(fā)送信號(hào)st1的波形如下：1st2TTtA-A假設(shè)要使輸出誤碼率最小，試確定最正確信號(hào)s2t；畫出ht1的可能輸出波形；在〔1〕條件下，發(fā)送st1和s2t等概率時(shí)，試求最正確接收機(jī)輸出的最大信噪比r0ma*和最小誤碼率Pe。tt2stAAT2Ttt1yt2ATT2T2Tt2yt2ATT2T2T2012ATerfcPn20ma*02ATrn第十章模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸學(xué)習(xí)要求：抽樣的作用以及低通型抽樣定理；理想抽樣、自然抽樣和平頂抽樣各自的特點(diǎn)；量化的作用，均勻量化和非均勻量化的區(qū)別與聯(lián)系；熟練掌握A律13折線8比特PCM編譯碼原理；時(shí)分復(fù)用的根本概念及合路信號(hào)傳碼率的計(jì)算；30/32路PCM數(shù)字系統(tǒng)的基群幀構(gòu)造。一、簡(jiǎn)答題1．說明什么是奈奎斯特采樣速率和奈奎斯特間隔，并解釋抽樣時(shí)產(chǎn)生頻譜混疊的原因。2．低通采樣定理解決了什么問題？比擬三種采樣的采樣恢復(fù)流程。3．在A律特性中，壓縮率變化對(duì)壓縮效果有什么影響？4．在PCM信號(hào)中，為什么常采用折疊碼進(jìn)展編碼？5．什么是信號(hào)量噪比？其與編碼位數(shù)與系統(tǒng)帶寬之間有什么關(guān)系？6．比擬時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用的優(yōu)缺點(diǎn)。二、綜合題1.一低通信號(hào)mt的頻譜Mf為fMf1200f200Hzf0 其它假設(shè)以fs300Hz的速率對(duì)mt進(jìn)展理想抽樣，試畫出已抽樣信號(hào)mst的頻譜草圖；假設(shè)用fs400Hz的速率對(duì)mt進(jìn)展理想抽樣，試畫出已抽樣信號(hào)mst的頻譜草圖。2.*信號(hào)mt的頻譜M如下圖。將它通過傳輸函數(shù)為H1的濾波器后再進(jìn)展理想抽樣。11101M1212011H1Hmt'mtsmtTt2Hmtstm(a)發(fā)送端(b) 接收端抽樣速率應(yīng)為多少？假設(shè)抽樣速率fs3f1，試畫出已抽樣信號(hào)mst的頻譜；接收端的接收網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有怎樣的傳輸函數(shù)H2，才能由mst不失真地恢復(fù)mt？11sfHz1121,0,HH其它3.采用13折線A律編碼電路，設(shè)接收端收到的碼組為“01010011〞、最小量化間隔為一個(gè)量化單位，并段碼采用折疊二進(jìn)制碼：譯碼器輸出為多少量化單位？對(duì)應(yīng)于該7位碼〔不包括極性碼〕的均勻量化11位碼。3124.對(duì)25路帶寬為4kHz的模擬基帶信號(hào)數(shù)字化，然后進(jìn)展時(shí)分復(fù)用傳輸。采用256級(jí)均勻量化編碼，碼元波形采用占空比為1的矩形脈沖。求信號(hào)的傳碼率；求碼元波形的第一零點(diǎn)帶寬；求奈奎斯特帶寬；求出量化信噪比。Rb1.6106bit/sB1.6106HzfN8105Hz2S16 1.06105Nq5.采用A律13折線8比特編碼器，設(shè)最小量化間隔為1個(gè)量化單位，抽樣的樣值為852量化單位：試求編碼器輸出碼組；計(jì)算譯碼器的量化誤差；試求編碼器中本地譯碼器中的7位非線性碼對(duì)應(yīng)的11位線性碼；試求接收端譯碼器中的7位非線性碼對(duì)應(yīng)的12位線性碼。11010100852848406.對(duì)10路話音信號(hào)進(jìn)展時(shí)分復(fù)用，抽樣速率為8000Hz，采用A律13折線編碼，設(shè)最小量化間隔為1個(gè)單位，*一樣抽脈沖值為－0.985伏，最小量化單位為0.001伏：試求此時(shí)編碼器輸出碼組，并計(jì)算譯碼器輸出量化誤差；寫出對(duì)應(yīng)于7位幅度碼的均勻量化11位碼；該10路信號(hào)時(shí)分復(fù)用后的傳碼率為多少？所需基帶系統(tǒng)的奈奎斯特帶寬為多少？110111009859769RB640kBaudfN=320kHz第十一章過失控制編碼學(xué)習(xí)要求：過失控制方式；最小碼距與糾檢錯(cuò)能力；一維和二維奇偶校驗(yàn)碼；線性分組碼的校正子編碼表、監(jiān)視關(guān)系、生成矩陣與監(jiān)視矩陣、錯(cuò)誤圖樣和譯碼；循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式、監(jiān)視關(guān)系、生成矩陣與監(jiān)視矩陣、錯(cuò)誤圖樣和譯碼。一、簡(jiǎn)答題1．在通信系統(tǒng)