《通信原理》复习题.doc

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数字通信原理复习题

填空：

1、一个信道的带宽是4KHz，信噪比为63，利用该信道的通信系统的信道容量

为24Kb/s。

如果信息源的传输率为每分钟6000个四进制码元，则码元传输率为100B，信息传输率为200b/s。

2、基带数字信号是__未经调制的数字脉冲信号__。

数字调制的三种基本方法为_数字调幅_、数字调相和数字调频

３、时分制的多路复用是利用各路信号在信道上占有不同_______________的特征来分开各路信号的。

4、与基带传输不同，频带传输是一种_搬移_频谱的传输方式。

如果8位并行传输的数据码流其每线速率为2400bit/s，则串行传输的数据传信速率为_19200bit/s_。

5、所谓调制就是使得基带信号控制载波的某个或某几个参数，使其按照基带信号的变化规律而变化的过程。

6、眼图用来衡量_码间串扰和噪声对传输系统的影响。

7、设一个模拟信号的频率范围为0至5kHz，则可确定最低抽样频率是__10__kHz.

8、2ASK的解调方法有__非相干解调（包络检测）__和相干解调

数字通信系统中，为了延长通信距离应设___________。

9、数字通信系统中主要性能指标是指有效性、可靠性

八进制系统中，码元速率是1600波特，该系统的信息传输速率Rb=1600×3=4800（bit）。

10、某数字信号的符号传输速率是1200波特，3秒中产生5个误码，误码率是Pe=5/（1200×3）=0.0014

11、模拟调制系统中，PM与FM之间的关系是调制信号积分后进行调相就等于调频，调制信号微分后进行调频就等于调相。

12、线性调制系统的解调方法有和两种。

（相干非相干）

13、所谓相干解调是为了从接收的已调信号中不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波必须保证。

（同频同相）

14、PCM（脉冲编码调制）编码是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式，其最大的特点是把连续输入的模拟信号变换为在时域和振幅上都离散的量，然后将其转化为代码形式传输。

PCM编码通过采样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。

15、错收、漏收、重收的用户数据比特数之和与网路传送的用户数据比特总数的比值，定义为_误码率_

16、一般而言，信噪比是指信号与噪声的  功率之比

17、只有在  二进制情况下，码元的传输速率与信息传输速率才相等。

18、一个能量信号的自相关函数R（τ）与能量谱密度P（w）之间的关系是___傅里叶变换对_______，R（0）的物理意义表示_平均功率____

综合题：

什么是数字基带传输的码间串扰？

数字基带信号通过基带传输系统时，由于系统（主要是信道）传输特性不理想，或者由于信道中加性噪声的影响，使接收端脉冲展宽，延伸到邻近的码元中，从而造成对临近码元的干扰，这种现象就称为码间串扰。

为什么话音编码要采用非均匀量化？

在信号传输过程中，对传输信号进行调制的目的是什么？

首先，由于频率资源的有限性，限制了我们无法用开路信道传输信息。

再者，通信的最终目的是远距离传递信息。

由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号是无法在无线信道或光纤信道上进行长距离传输的。

为了进行长途传输，必须对数字信号进行载波调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

最后，较小的倍频程也保证了良好的带内特性。

所以调制就是将基带信号搬移到信道损耗较小的指定的高频处进行传输（即载波传输），调制后的基带信号称为通带信号，其频率比较高。

简述信道复用的概念及其分类。

信道复用是指在一个信道上同时传输多路信号而互不干扰的一种技术；常用的复用方式有：

时分复用、频分复用和码分复用。

简述线性调制和非线性调制的概念，并指出PM是属于线性调制还是非线性调制？

线性调制是指输出的已调制信号的频谱与调制信号的频谱之间呈线性搬移关系；而非线性调制是指已调制信号的频谱与调制信号的频谱结构有很大的不同，除了频谱搬移之外，还增加了许多新的频率成分。

PM（相位调制）不属于线性调制，属于非线性调制。

PCM通信系统中收端低通的作用是什么?

作用主要是恢复和重建原始的模拟信号，可看作是采样的反变换

什么是均匀量化？

存在哪些缺陷？

如何克服？

均匀量化是指大小信号的量化间隔相同；缺陷主要有：

在量化级数大小适当时，小信号的量化信噪比太小，往往不能满足要求，而大信号的量化信噪比较大，远远的高于要求的标准，为了解决这个问题，通常可以采用非均匀量化的方法。

非均匀量化与均匀量化相比的好处是什么？

非均匀量化根据信号的不同区间确定量化间隔，即与信号的大小有关；当信号幅度较小时，量化间隔小，其量化误差也小；信号幅度大时，量化间隔大，量化误差也大。

与均匀量化相比，非均匀量化实质上是利用适度降低大信号的量化信噪比来提高了小信号的量化信噪比，从而在不增加量化级数的前提下，使信号在较宽的动态范围内量化信噪比都能达到要求。

实现非均匀量化时一般采用什么方法？

实现非均匀量化采用压缩扩张技术。

即在发送端对输入量化器的信号先进行压缩处理，在接收端再进行相应的扩张处理。

下图示出了2DPSK的差分相干解调原理框图，请画出该框图中各处的信号波形uDPSK（t）、u（t）、uDPSK（t－Ts）和S’（t）

已知发送的数字信号为101011，该信号的码元速率为1000Baud，并假设数字基带信号为不归零的方波脉冲：

1）设载波信号为Cos（2π×103t）,画出对应的2ASK信号波形图；

2）设信号‘1’对应的载波频率为1000Hz,‘0’对应的载波频率为3000Hz，画出2FSK信号波形图；

3）设信号‘1’对应的相位差为0，‘0’对应的相位差为π，载波信号为Cos（2π×103t），画出对应的2PSK、2DPSK信号的波形图。

计算题：

1、设一个信号源输出为8进制的等概率符号，码元宽度为100μs，求其码元速率和信息速率。

RB8=1/100*10-6=104（Baud）

Rb=RB8*Log2N=104*3（bit/s）

2、多项式x7+x5+1被生成多项式x3+1所除，求得到的余数多项式。

3、以概率为P1＝1/2，P2＝1/4，P3＝1/8，P4＝1/16，P5＝1/16发送5种消息符号，并且假设每个消息符号的出现是独立的，求每个消息符号的信息量。

4、画出“1011001”的单极性码、曼彻斯特码、差分马彻斯特码的码型图。

5、PCM采用均匀量化，进行二进制编码，设最小的量化级为10mV，编码范围是0V到2.56V，已知抽样脉冲值为0.6V，信号频率范围0～4kHz。

（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差。

（2）用最小抽样速率进行抽样，求传送该PCM信号所需要的最小带宽。

6、已知信噪比为30dB，带宽为3kHz，求信道的最大数据传输速率。

∵10lg（S/N）=30 ∴S/N=1030/10=1000　

　　　　∴C=3klog2（1+1000）≈30kbps　

7、画出“1011001”的单极性码、曼彻斯特码、差分马彻斯特码的码型图。

8、设某基带系统的频率特性是截止频率为100KHz的理想低通滤波器，要求：

1）用乃奎斯特准则分析当码元速率为150Kbaud时，此系统是否会存在码间串扰；

2）当信息速率为400Kbit/s时，才系统采用什么进制的信号时才能满足无码间串扰的条件？

1）BN=100KHzRBmax=2BN=200Kbaud将RBmax与实际的码元速率进行比较，RBmax/RB=200k/150k≠正整数，所以，该系统存在码间串扰；

2）BN=100KHzRBmax=2BN=200Kbaud，设传输的是M进制的基带数字信号，则有：

RBmax/RB=200k/Rb×Log2M=200k/400k×Log2M（Baud）M=4n时，RBmax/RB=正整数，所以，当采用M进制（M=4n）传输时，能够满足无码间串扰的条件

9、一个DBS/FM频分复用系统，副载波采用DSB调制，主载波采用FM调制，FM信号的最大频移为1000KHz，假设传输100路频带限制在3.3KHz的音频信号，且防护频带为0.7KHz，试计算传输信号所需要的带宽。

Fg=0.7KHz,DSB为双边带调制，所以频分复用的带宽为

Ｂｎ＝Ｎｆｍ＋（Ｎ－１）ｆｇ＝１００＊２＊３．３＋９９＊０．７＝７２９．３ＫＨｚ

10、对１０路最高频率为４０００Ｈｚ的话音信号进行ＴＤＭ－ＰＣＭ传输，采样频率为乃奎斯特频率，采样后对每个采样值按照８级量化，并编为自然二进制码，如果码元波形是宽度为τ的矩形脉冲，占空比为０.５，试计算ＴＤＭ－ＰＣＭ基带信号的第一零点带宽。

奎斯特频率ｆｓ＝２ｆｍ＝２＊４０００＝８０００Ｈｚ

二进制码元地速率为ＲＢ＝Ｎｌｏｇ２Ｍｆｓ＝１０＊３＊８０００＝２４００００Ｂａｕｄ

因为二进制码元速率与二进制码元宽度互为倒数，所以有：

Ｔｂ＝１／ＲＢ　

占空比０.５，τ＝０.５Ｔｂ

ＴＤＭ－ＰＣＭ基带信号的第一零点带宽为：

Ｂ＝１／τ＝４８００００Ｈｚ