《数字通信系统原理》(参考答案)复习要点及题

《数字通信系统原理》复习要点说明：要点以教材中的相关内容为基础，各章小结及习题为重点。

1.通信的概念、通信系统的模型2.通信系统的分类和通信方式、资源3.数字通信的主要特点及数字通信系统4.数字通信技术的现状与未来5.数字通信系统的性能及相关的一些概念6.数字与数据通信7.消息、信号与信息8.信号的频谱分析基础9.随机过程的基本概念10.通信信道及信道容量、常用带宽11.信源及其编码的概念12.模拟信号数字化传输方法13.波形编码（PCM、 ）14.数字基带信号及常用码型15.数字基带传输系统、眼图16.信道编码的概念、基本原理和术语17.信道复用与多址技术的基本概念18.FDM和TDM与数字复接19.帧结构20.数字信号的调制（频带）传输的概念21.数字信号调制系统的技术比较（MASK、MFSK、MPSK）22.同步的基本概念、分类和比较《数字通信系统原理》复习题（上部分）1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源2数字通信系统模型3数字通信的主要特点4简述数字通信技术的现状与未来5什么是数字消息？什么是模拟消息？什么是数字信号？什么是随机信号？什么是模拟信号什么是基带信号？6信道容量的含义？7简述数字通信的主要特点8简述数字通信系统的质量指标9简述数字通信与数据通信的概念与区别10简述信号的分类11简述功率信号和能量信号的含义12简述信道的定义与分类什么是抽样定理？有什么实际意义？13什么是量化？量化的作用是什么？叙述量化是如何进行的。

14画出PCM 通信系统的方框图，由模拟信号得到PCM信号要经过哪几步？模拟题（部分）1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。

（）2．时间上离散的消息一定是数字消息。

（）3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。

（）4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。

（）5．在M元离散信源中，M个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。

（）6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。

（）7．平稳随机过程必定具有各态历经性。

（）8．具有各态历经性的随机过程必定是平稳随机过程。

（）9．平稳随机过程的功率谱密度必定是非负的偶函数。

（）10．平稳随机过程的自相关函数必定是非负的偶函数。

（）11．平稳高斯随机过程通过线性非时变系统后的输出必定是平稳高斯随机过程。

（）12．白噪声任意两个不同时刻的样值是不相关的。

（）13．码元速率一定，满足无码间串扰的基带传输特性是唯一的。

（）14．基带传输系统的带宽在数值上若小于码元速率的一半，该系统不可能没有码间串扰。

（）15．基带数字信号的码元速率越高，传输该信号所需的信道带宽越宽。

（）16．为了不产生码间串扰，必须将表示每一码元的基带脉冲波形时限在一个码元宽度范围内。

（）17．码元速率一定，传输M 进制基带数字信号所需的信道带宽，是传输二进制基带数字信号所需信道带宽的M 2log 倍。

（ ）18．可以直接从等概率双极性基带数字信号中提取收时钟。

（ ） 19．可以直接从单极性归零码基带数字波形中提取收时钟。

（ ） 20．二进制数字基带系统的抗噪声性能优于多进制基带数字系统。

（ ）1． 码元宽度为0.2μS 的四元数字信号，其信息速率为＿＿＿＿＿＿＿＿。

2． 某离散信源一次发出的消息有A 、B 、C 、D 四个可能消息，其出现概率分别为1/4、1/8、1/2、1/8，其熵为＿＿＿＿＿＿＿＿。

3． 上题中，若四个可能消息是等概率的，信源每秒发消息1000次，且各次的消息相互独立，该信源一分钟发出的平均信息量为＿＿＿＿＿＿＿＿。

4． 码元速率为B 41050⨯的数字信号，平均1 分钟错码30个，则误码率为＿＿＿＿＿＿＿＿。

5． 随机过程）（t X ，若满足＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，则称为是广义平稳随机过程。

6． 功率谱密度为2/0n 的白噪声的自相关函数为＿＿＿＿＿＿＿＿。

7． 窄带高斯噪声同相分量的一维分布服从＿＿＿＿＿＿＿＿分布。

8．窄带高斯噪声包络的一维分布服从＿＿＿＿＿＿＿＿分布。

9．写出均值为5、方差为42=σ的高斯概率密度函数＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

10．写出具有上题中概率密度的随机变量小于0的概率＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（用互补误差函数⎰∞-=xu du ex erfc 22)(π表示）11．设基带数字传输系统总的单位冲激响应为)(t h ，码元宽度为S T ，写出满足无码间串扰时，)(t h 应满足的条件：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

12．设基带数字传输系统总的传输函数为)(ωH ，码元宽度为S T ，写出满足无码间串扰时，)(ωH 应满足的条件：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

13．数字基带传输系统中，引起误码的两个主要因素是＿＿＿＿＿＿＿＿。

14．在长途电缆传输中，传输码采用AMI 码或HDB 3 码，是因为这两种码具有如下优点：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

15．HDB 3 码比较AMI 码的优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

16．4进制基带信号的眼图中，在垂直方向有＿＿＿＿＿＿＿＿只眼睛。

17．对于相同的误码率性能，采用二进制双极性码所需的接收机输入信噪比比采用二进制单极性码＿＿＿＿＿＿＿＿。

（①大3dB ；②大6dB ；③小3dB ；④小6dB ）18．设基带系统总的传输函数是带宽为1kHz 的理想低通滤波器特性，则无码间串扰的最高码元速率为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

19．比较八进制与二进制数字基带传输系统，在信息速率相同时，八进制数字信号的带宽为二进制数字信号带宽的＿＿＿＿＿。

（ ①8倍；②1/8倍；③3倍；④1/3倍；⑤1倍） 20．数字通信比较模拟通信的主要优点是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

二、画出数字基带传输系统的方框图，简要说明各方框的作用。

（8分）三、在下图中画出对应二元码为0010110的单极性非归零码、单极性归零码、双极性归零码和差分码波形。

（8分）四、（13前最邻近的V 码为V + ，最邻近的B 码为B + ）（8分） 二元码： 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI 码：HDB 3码：（2）将下面的HDB 3 码（24个）译码为二元码。

HDB 3码： 1 0 -1 1 -1 0 0 -1 1 -1 1 0 0 1 -1 1 -1 0 0 0 -1 0 0 1二元码：五、某数字基带系统总的传输函数如下图中所示。

（8分） （1）该系统无码间串扰传输，最高码元速率为多少？最高的频带利用率为多少？ （2）码元速率分别为B 31010⨯、B 31015⨯、B 31020⨯、B 31030⨯时有无码间串扰？t 单极性非归零码 单极性归零码 双极性归零码差分码 t t t )kHz部分参考答案1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。

（√ ） 2．时间上离散的消息一定是数字消息。

（× ） 3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。

（√ ）4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。

（ × ） 5．在M 元离散信源中，M 个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。

（√ ） 6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。

（√ ） 7．平稳随机过程必定具有各态历经性。

（× ）8．具有各态历经性的随机过程必定是平稳随机过程。

（√ ） 9．平稳随机过程的功率谱密度必定是非负的偶函数。

（√ ） 10．平稳随机过程的自相关函数必定是非负的偶函数。

（× ）11．平稳高斯随机过程通过线性非时变系统后的输出必定是平稳高斯随机过程。

（√ ）12．白噪声任意两个不同时刻的样值是不相关的。

（√ ） 13．码元速率一定，满足无码间串扰的基带传输特性是唯一的。

（× ） 14．基带传输系统的带宽在数值上若小于码元速率的一半，该系统不可能没有码间串扰。

（ √ ）15．基带数字信号的码元速率越高，传输该信号所需的信道带宽越宽。

（√ ） 16．为了不产生码间串扰，必须将表示每一码元的基带脉冲波形时限在一个码元宽度范围内。

（× ）17．码元速率一定，传输M 进制基带数字信号所需的信道带宽，是传输二进制基带数字信号所需信道带宽的M 2log 倍。

（× ）18．可以直接从等概率双极性基带数字信号中提取收时钟。

（× ） 19．可以直接从单极性归零码基带数字波形中提取收时钟。

（√ ） 20．二进制数字基带系统的抗噪声性能优于多进制基带数字系统。

（√ ）一、填空题（每空1分，共20分）1． 码元宽度为0.2μS 的四元数字信号，其信息速率为 107b/S 。

2． 某离散信源一次发出的消息有A 、B 、C 、D 四个可能消息，其出现概率分别为1/4、1/8、1/2、1/8，其熵为 1.75b 。

3． 上题中，若四个可能消息是等概率的，信源每秒发消息1000次，且各次的消息相互独立，该信源一分钟发出的平均信息量为 1.2×105b 。

4． 码元速率为B 41050 的数字信号，平均1 分钟错码30个，则误码率为1×10-6 。

5． 随机过程）（t X ，若满足 E[X(t)]为常数，R[X(t)X(t+τ)]=R(τ)，则称为是广义平稳随机过程。

6． 功率谱密度为2/0n 的白噪声的自相关函数为)(2τδn 。

7． 窄带高斯噪声同相分量的一维分布服从 高斯 分布。

8．窄带高斯噪声包络的一维分布服从 瑞利 分布。

9．写出均值为5、方差为42=σ的高斯概率密度函数82)5(221)(--=x ex f π。

10．写出具有上题中概率密度的随机变量小于0的概率)225(21erfc 。

（用互补误差函数⎰∞-=xu du e x erfc 22)(π表示）11．设基带数字传输系统总的单位冲激响应为)(t h ，码元宽度为S T ，写出满足无码间串扰时，)(t h 应满足的条件：⎩⎨⎧≠==的整数0001)(k k kT h S 。

12．设基带数字传输系统总的传输函数为)(ωH ，码元宽度为S T ，写出满足无码间串扰时，)(ωH 应满足的条件：常数=-∑∞-∞=i ST i H )2(πω。

13．数字基带传输系统中，引起误码的两个主要因素是 码间串扰和噪声干扰。

14．在长途电缆传输中，传输码采用AMI 码或HDB 3 码，是因为这两种码具有如下优点：好的功率谱密度（低频分量小，无直流分量，高频分量也小），具有误码监测能力。

15．HDB 3 码比较AMI 码的优点是不依赖于输入信码，在输出码中保含有丰富的定时信息。