通信原理四套自测题带答案文档格式.docx
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（1）试求其监督矩阵，并写出信息元与监督元的监督关系；
（2）若接收到的码组为（1110101），利用校正子进行译码。
19、（10分）在PCM系统中，若采用13折线A律压缩，冲值为-138单位。
（1）求此编码输出的PCM码组和量化误差（段内码采用自然二进制码）
（2）写出该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。
设最小的量化间隔为1个单位，已知抽样脉
自测题一参考答案及评分标准
1、1500bps
4^Hz
8
2、
3、5x10bps
4、4X10」1
5、6
6、信噪比或均方误差
7、数字转移序列
&
仅能纠1个错误
9、
（1）对信号的衰耗随时间变化；
（2）传输的时延随时间变化；
（3）存在多径传播现象
RB2=RBNlog2N
10、
二、简答或简要分析题（每题6分，共计30分）
11、答：
编码结果为1-110001-100-11001-101
12、答：
由图可知，理想低通滤波器的截止频率为fs"
OOOHz，对应的无码间干扰的传码率最高
3为2X10B，所以当以给定的传码率传输时，a和b两系统都会存在码间干扰。
13、答：
复用是一种奖若干个相互独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的技术。
常见的信道复用采用按频率区分或按时间区分信号。
按频率区分信号的方法称为频分复用，按时间区分信号的方法称为时分复用。
二者的共同点是共享通信信道。
不同点主要有：
（1）多址技术指通信信道被分布在不同位置上的用户远
程共享，而复用技术指信道被局部范围的用户所共享；
（2）在复用系统中，用户的要求通常是固定的，在多
址系统中，用户的要求会随时间而动态变化，此时须提供动态的信道分配。
14、答：
模拟信号要通过数字通信系统，必须将模拟信号转化为能在数字通信系统中传输的形式，即首先要由模拟信号变为数字信号，即首先进行抽样，是模拟信号在时间上离散，然后对抽样值进行量化，使其幅值离散化，这样得到的数字信号不一定能在数字通信系统中传输，所以需要进行编码，从而得到适合在数字通信系统中传输的数字信号。
15、答：
A律30/32路PCM基群系统基群速率为2.048Mbps。
原因是每一路信号进行8kHz速率抽样,每个抽样值用8bit进行量化编码，所以一路信号的速率为64kbps,32路复用，则此基群系统基群速率为64*32=2.048Mbps。
16（15分）
解:
A2
十fm
4，
5分）
222e__AL+（AmSin%t）_A。
Si-Sm（t丿一〒-
（1）信号的发送功率为222
其中前者为载波功率，后者为边频（边带）功率。
（
分）
QNi—n0B=n02fm=n02
（2）VSi上已求出，又
Qm
2；
!
n^m
A2A2
0+Am
24
n02fm
氐2
S0=（AmSin⑷mt）2-m又V
（3分）
且N。
=Ni
=n02fm
So
•/N。
n04fm
⑶当Ao=0时，sm（t）为dsb信号,
Sm（t）不能否用包络检波法解调,
因为有失真。
（4分）
17（15分）
解：
•••2FSK的调制方式有两种：
一般模拟调制和频率键控法（开关电路）调制；
其解调方式有包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法。
•••本题答案不唯一，一种较好的参考答案（采用频率键控法调制和过零检测法解调）如下：
5种:
由题意可知，信息传输速率为
100B,传输通道带宽为
2800-2000=800Hz,为了满足要求较好传输，即
输入
应有
f1-f2>
2fs=100，可选择两个载频分别为2100Hz和2700Hz。
（8分）
各对应点的波形如下所示:
x（n）
a（b）
2FSK
g
输岀
y（n）
10■
10
01
AA
A八
r\
VV
\j\j
<
7
JV
JV'
/
kkk
sh
■kkk
I
.ki
.Zk
nnn
mnn
1n
nrnr
nnrn
1nI
innnn
i
—
\
J一
—■
J
由上载频选择可知，若令f^2100Hz代表“0”，令f^2700Hz代表“1”，则在相应的码元21和27个周期的相应载波，为了简化，在图中分别用1个和2个周期载波来表
....（7分）
说明：
周期内应该有
示。
18（10分）
「1
将其化为典型生成矩阵为
L°
（1）由题意知，该生成矩阵不是典型矩阵,
其对应的典型监督矩阵为
a6a5a4a3a2a1a0
L0
设该线性分组码各位为：
ae㊉a4田a3=0
ae田as㊉a4田a2=0
ae©
as©
a=0
则由监督矩阵可得La5©
a4©
a。
=0，所求信息
元与监督元的监督关系为：
a3=a6㊉a4
a2—a^©
a^©
a4
a1=a6㊉a5
（6分）
（2）当收到码组为（1110101）时，设其为B,则可求得BH=[000
其中S为校正子，且S={s3,s2,s1,s0}由上可看出出现了错误，且错在a0位,
所以经译码后的码组为（1110100）
19（10分）
（1）若设编出码组为C1C2C3C4C5C6C7C8，则
显然可得：
0=0（极性为负）
（2分）
经计算可知138量化单位位于A律13折线的第
5段内，•.C2C3C4=100
由于要求段内采用自然二进制编码，所以第6
位要被分成16个量化间隔，二每个量化间隔包含
经分析计算可知，128+8^1c128c128+8%2
•••位于1量化间
c5c6c7c8=0001
段内共有256—128=128个量化单位，这些量化单
128/16=8个量化单位。
2分）
编出的码组为C1C2C3C4C5C6C7C8=01000001
根据抽样值量化取中间的原则，此时编出的码组对应的量化值为•量化误差为2个量化单位。
（2）v该7位码（1000001）对应的数值为136，
-140量化单位，（2分）
•对应的均匀量化11位
（00010001000）（2分）
自测题二
1、衡量一个通信系统的有效性和可靠性，模拟和数字通信系统采用不同的定量指标,
数字通信系统通
常采用作为有效性指标。
1/4、1/4、1/2,各符号出现是相对独立的,
其中是指信号中不同频率分量分别受到信
2、设某离散信源有三个消息符号，它们出现的概率分别为则该信源的平均信息量为。
3、恒参信道对信号传输的影响是确定的或变化极其缓慢的，
道不同的衰减，对模拟通信影响较大，会导致信号波形畸变，输出信噪比下降。
4、调制信道模型可用一网络来表示，其对信号的影响可分为乘性干扰和加性干扰两种，通常用于模拟通信中。
3.4kHz，信道的输出信噪比为20dB，
5、计算机终端通过电话信道传输计算机数据，电话信道带宽为则信道容量为。
6、在模拟调制系统中进行包络检波解调时，当输入信噪比小到某值时，包络检波器会把有用信号扰乱为噪声，即存在现象。
7、在数字基带系统中，采用滚降余弦系统的目的是。
某调频波s（t）=20cos（20007it+8sin400;
it），信号的带宽为。
9、单路话音信号的最高频率为4kHz，抽样频率为8kHz。
设抽样后按16级均匀量化编码，再进行2DPSK调制，则已调信号的第一零点带宽为。
10、设输入抽样器的信号为门函数G/t），宽度T=20ms，若忽略其频谱第8个零点以外的频率分量，则其最小抽样速率为。
11、与模拟通信系统相比，数字通信系统有哪些优点？
12、什么是调制？
其作用如何？
13、设某序列的HDB3码为10001-100-101-1，试求与之对应的二进制信息代码。
14、二进制数字系统的码元发送周期为Ts/2，通过下图示系统。
X、丫、Z值应为多大可以实现无码
间
干扰传输？
此时系统的频带利用率是多少?
15、设有一随机二进制序列的0和1分别由幅度为
出现的概率分别为1/4和34,则信号的频谱中是否包含周期）。
A的不归零矩形脉冲S（t）和—s（t）表示，若0，1
1/Ts的离散谱分量？
其功率为多少？
（Ts为码元
16、（15分）设话音信号m（t）为0~4kHz的低通信号,
a、b、c三处的频谱图，并说明该系统采用何种调
⑴根据下图写出调制信号S（t）的时域表达式，画出制方式；
（2）画出该调制方式相干解调系统的组成框图，并分析解调过程。
-jM（⑸05>
0
jM©
）0^c0
11011001以300波特的速率进入传输系统，为了能在带通信道（2100Hz〜2700Hz）
；
（2）节省通信资源，提
（4）改善抗噪声性能，提高通信可靠性。
提示：
希尔伯特变换为
17、（15分）设数据中传输，请设计一个2DPSK传输系统，要求画出系统完整的组成框图及对应点的信号波形。
18、（10分）频率为0-4kHz，幅度峰值为1.0240V的双极性模拟信号，经过放大器（放大系数=10）后,采用13折线A律进行模拟信号数字化，试计算：
（1）采样值为-4.2000V时编码器的输出码组（段内采用自然二进制码）和量化误差；
（2）如果有相同的32路信号进行TDM，求复用系统的输出速率为多少？
19、（10分）已知某（7，4）汉明码是一个循环码，其生成多项式为g（X）=X+X+1，试求：
（1）写出（7，4）循环码的生成矩阵，并在信息位为1010时，求出编出的码字；
⑵由g（x）画出此编码器的编码电路图。
自测题二参考答案及评分标准
1、传输速率或频带利用率
2、1.5bit/符号
3、幅度-频率畸变
4、线性时变
5、22.6bps
6、门限效应
7、便于减小码间干扰和定时提取
3600Hz
9、64kHz
10、800Hz
11、答：
相对于模拟通信系统，数字通信系统的优点主要有：
（1）抗干扰能力强，可消除噪声积累；
⑵
差错可控制；
（3）容易加密，保密性好；
（4）容易与现代技术相结合。
就其广泛技术含义而言，调制是一待发送的基带信号，正比的控制载波的一两个参量变化，
以达到不同应用目标和不同传输环境所要求的信号类型与性能。
调制的基带信号（调制信号）可分为模拟和数字两类，载波可以分为连续波（正弦波）和脉冲序列两类，所以就有了4种调制方式。
调制的目的和作用：
（1）使发送信号适配信道特性（频点、频段、信道特性等）高信道带宽利用率；
（3）便于复用和无线信道的使用频段合理分配；
13、
答：
原序列：
100000000011
2
14、
由题意可知，传码率为Ts，故要实现无码间干扰,
X=Y-X=Z-Y=
此时还应该要求
Y应该为Ts，
2Ts，故得
为了能满足无码间干扰的
1.5
Z=——
Ts
所以当
X二丄,Y）—1.5
2TsTsTs时，可实现无码间干扰。
此时系统的频带利用率为TsTs3。
15、答：
（1）对于双极性信号，随机序列的频率普密度为2比
+Z!
fs[（2P-1）G（mfs）]6（f-mfs）
m=oC
Ps（⑸=4fsP（1-P）G（f）
，其中G（f）--s（t）
的频谱函数
132处
p-1Ps（⑸=3fsG（f）+2匚fsG（mfs）6（f-mfs）
4，.4
m2
.•.当m=1时，G（fs）=Ts^（兀fsTs）=0
•••信号的频谱中不包含1/Ts的离散谱分量。
1oCoC
（2）功率为S=-.』沁=Sf）df
3处
=4fsLG（f）|df+
1fs2
处2
ZG（mfs）
m=_oC
16（15分）解：
本题答案不唯一，一种较好的参考答案如下：
（1）由图可知
A
m（t）sin©
ct
1A兀1
s（t）=-m（t）coso5ct+-m（t）c0s（©
ct+-）=-m（t）cosset
2222
（2分）
AM（⑷）
该系统采用
单
且是上边
带调
有以上可知
制。
（2）该调制方式相干解调系统的组成框图如下:
边带调制
1分）
3分］
（5分）
解调过程简要分析:
S0（t），S0（t）分
已调信号s（t）（应含导频信息）经过信道传输后，到达解调器输入端，此时信号为两路，上路用于解调过程，设经过BPF的信号为s（t）+mx（t），后者综合考虑了传输过程中噪声的影响,
考虑到二者相互独立，则单考虑s（t）经相乘器后得到v（t），则此时
11Am（t）1A
v（t）=s（t）cos时ct=[2口（t）cosset-2m（t）sin时ct]cos时ct=；
（1+cos2o5ct）-m（t）sin2^Ct
2，进而得到原调制信号。
m（t）
上述信号经过LPF后，经高频成分滤掉，于是剩下了
由于使用相干解调，需要一个本地载波，该载波与发送端的载波应该是同频同相的，所以需要使用载波同步单元从接收到的信号中提取出同步载波，由于单边带调制信号解调时不方便采用平方法提取同步载波，所以应该考虑直接法，同时应该要求发送端发送时一并发送导频信息。
经过上述过程客较好地实现已调制信号的解调。
（2分）
本题答案不唯一，一种较好的参考答案如下:
信道编码
——^b-
-_Z双极性蓉a
[接II收II滤I
抽样
判决
器
c
o
载波
同步
An
码反变换
信道
1输出
译码
1y（n）
•••数据11011001以300波特的速率进入传输系统，能在带通信道
位同步I
（2100Hz〜2700Hz中传输,
•••载波频率应为2400Hz，即⑷C=4800町ad/s
（9分）
对应点参考波形如下：
由题意可知，一个码元周期内，应该有8个周期的载波，为了简化，下图中以一个周期的载波
代表。
18（10分）
由题意知，该双极性模拟信号放大后幅度峰值为10.24V，由于采用13折线A律进行模拟信号数
字化，
•••要进行2048量化单位量化，二每个量化单位对应的电压值为10.2402048=O.OOSV
（1）当采样值为-4.2000V时，对应的量化值为-840量化单位，若设编出码组为C1C2C3C4C5C6C7C8，
则
G=0（极性为负）
经计算可知840量化单位位于A律13折线的第7段内，•••C2C3C4=110
由于要求段内采用自然二进制编码，所以第7段内共有1024-512=512个量化单位，这些量化单位要被分成16个量化间隔，•••每个量化间隔包含512/16=32个量化单位。
经分析计算可知，512+32^10C840C512+32^11，
二位于10量化间隔
-848量化单位,
C5C6C7C8=1010
编出的码组为C1C2C3C4C5C6C7C8=01101010
根据抽样值量化取中间的原则，此时编出的码组对应的量化值为
•••量化误差为8个量化单位，即为0.04V。
（2）根据题意可知，采用13折线A律进行模拟信号数字化，进行8位PCM编码，所以对应的一路信号的传输速率为64kbps，当有相同的32路信号进行TDM时，复用系统的输出速率为
19（10分）
G（x）=
⑴丁已知
g（x）=x3
+x中1
「x3g（x）・
f
•x6+x4+x3l
x2g（x）
X5+x3+x2
xg（x）
X4+x2+x
Lg（x）•
[
X3+x+1”
G=
01「1
（3
A=MG
1]
（3分）
⑵
（4分）
自测题三
一、填空题（1-6题每空1分，7-8每空2分，共计20分）
1、为了衡量通信系统质量的优劣，需要一些性能指标或质量指标来表征整个系统，从
研究消息的传输角度看，主要指标包括表明消息传输“速度”的和表明消息传输“质量”的,二者相互矛盾，对立统一。
数字通信系统，通常采用作为前者指标，常采用作为后者指标。
2、设二进制码元速率为Rb2，N进制码元速率为Rbn，且有N=2k（k为自然数），
则RB2和RBN的关系为。
3、宽平稳随机过程的特性将不随时间的推移而不同，其一维概率分布函数或概率密度
函数与无关，而二维分布与有关。
4、调制信道模型可用一网络来表示，其对信号的影响可分为干扰和
干扰两种。
5、是指输出信噪比最大的最佳线性滤波器，其传输特性为。
6、对AM信号进行包络检波解调时，在小信噪比情况下，包络检波器会把有用信号扰乱为噪声，这种现象通常称为。
7、已知彩色电视图像由5咒105个像素组成。
设每个像素有64种彩色度，每种彩色度
有16个亮度等级。
如果所有彩色度和亮度等级的组合机会均等，并统计独立，则每秒传送
100个图画所需的信道容量为。
设某信源以2000符号/秒的速率发送消息，信源由A、B和C共3个信息符号组成，发
送A的概率为2，发送其它符号的概率相同，且设每一符号出现是相互独立的，则每符号的平均信息量为，信源可能的最大信息速率为。
二、简要解答题（共计15分）
9、（3分）二进制数字代码为111000000000000101，写出对应的HDB3码。
10、（9分）什么是码间串扰？
写出消除码间串扰的条件。
并据此简要分析当传码率为2>
d03B时，图示a和b两系统能否实现无码间干扰传输。
11、（3分）已知某三级线性反馈移存器的特征
多项式为f（x）=X+x+，试简要说明可以产生
m序列。
三、综合设计、分析解答题（共计65分）
12、请设计一个将两路语音信号进行PCM时分复用后经2DPSK传输的通信系统并使之
（5分）该系统相对于完全的模拟调制/解调通信系统有何优点？
（3分）该通信系统采用了频带传输方式，请问调制的作用有哪些？
（6分）将模拟语音信号进行数字传输时为什么要先依次进行抽样、量化和编码？
（15分）信源PCM编码若采用13折线A率编码，设最小量化间隔为1个量化单
（a）
（b）
（c）
［注：
要有必要的分析计算过
（d）
对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化
11位码（采用自然二进制码）
正常工作。
如何?
抽样频率为8000Hz,以PCM方
（6）（6分）若两路语音信号的最高频率均为4000Hz,
式传输，设传输信号的波形为矩形脉冲，其宽度为T，且占空比为1,抽样后信号按128级
量
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