通信原理试卷及答案

自测题一一、填空题（每空2分，共计20分）2、已调波t 10sin t 5cos )t 2cos t (cos )t (s •+=传输带宽为 Hz 4π 。

3、已知彩色电视图像由5105⨯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 bps 1058⨯ 。

4、通信系统的误码率为6102-⨯，群同步采用连贯式插入的方法，同步码组位数为5，错码数为2，则漏同步概率大小为 11104-⨯ 。

5、设信号t cos A 9)t (m ω+=，其中V 10A ≤。

若m(t)被均匀量化为60个电平，则所需的二进制码组的位数N 为 6 。

6、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，模拟通信系统通通常采用 信噪比或均方误差 作为可靠性指标。

7、编码信道对信号影响是一种数字序列的变换，即把一种数字序列变成另一种，其模型可用 数字转移序列来描述，常用于数字通信中。

8、对于如下的码组：(000000)、(001110)、(010101)、(011011)、(100011)、(101101)、(110110)、(111000)，若用于纠错，其纠错能力为 仅能纠1个错误 。

9、随参信道对传输信号的影响包括 (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 。

10、10、设二进制码元速率为2B R ，N 进制码元速率为BN R ，且有k 2N =（k 为自然数），则2B R 和BN R 的关系为 N log R R 2BN 2B = 。

二、简答及简要分析题（每题6分，共计30分）1、二进制数字代码为111000000000000101，写出对应的HDB 3码。

答：编码结果为 1-110001-100-11001-1012、简要分析当传码率为B 1043⨯时，图示a 和b 两系统能否实现无码间干扰传输。

答：由图可知，理想低通滤波器的截止频率为Hz1000f s =，对应的无码间干扰的传码率最高为B 1023⨯，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。

3、什么是复用技术？主要类型有哪些？复用与多址技术二者有何异同？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。

4、在模拟信号数字传输中，为什么要对模拟信号进行抽样、量化和编码？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。

5、A 律30/32路PCM 基群系统基群速率为多少？为什么？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 。

三、综合题（50分）16、（15分）已调信号时域表示如下，其中t sin A m mω是调制信号。

m 0c m m 0m A A ,t cos )t sin A A ()t (s ≥ωω+=(1)如果发送该信号，计算)t (s m 的发送功率、载波功率和边频（边带）功率；(2)设信道中白噪声的单边功率谱密度为0n ，计算解调器（同步解调）前后的输入信噪比ii N S 和输出信噪比00N S ； (3)当0A 0=时，)t (s m 为何信号？)t (s m 能否用包络检波法解调？为什么？ 解：(1)信号的发送功率为4A 2A 2)t sin A (2A )t (s S 2m202m m 202m i +=ω+==，其中前者为载波功率，后者为边频（边带）功率。

…………………………（5分）(2) ∵ i S 上已求出，又πω=πω===m 0m 0m 00i n 22n f 2n B n N ∴ m 02m 20i i f 2n 4A 2A N S += ……（3分）又∵2A )t sin A (S 2m2m m 0=ω=， 且m 0i 0f 2n N N ==， ∵m 02m 00f 4n A N S = ……（3分）(3) 当0A 0=时，)t (s m 为DSB 信号，)t (s m 不能否用包络检波法解调，因为有失真。

…………（4分）18、（10分）设一线性分组码的生成矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡011100110111001110010。

(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。

解：(1)由题意知，该生成矩阵不是典型矩阵，将其化为典型生成矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101110011100100111001 其对应的典型监督矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000110010001100101110001101H ，设该线性分组码各位为：0123456a a a a a a a则由监督矩阵可得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⊕⊕=⊕⊕=⊕⊕⊕=⊕⊕0a a a 0a a a 0a a a a 0a a a 0451562456346，所求信息元与监督元的监督关系为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⊕=⊕=⊕⊕=⊕=4505614562463a a a a a a a a a a a a a ……………………………（6分）(2)当收到码组为（1110101）时，设其为B ，则可求得S ]1000[BH T == 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0a 位，所以经译码后的码组为（1110100）。

……………………………………………………………（4分）19、（10分）在PCM 系统中，若采用13折线A 律压缩，设最小的量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为-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。

解：(1) 若设编出码组为87654321c c c c c c c c ，则显然可得：0c 1=（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， ∴100c c c 432= ………………………（2分） 由于要求段内采用自然二进制编码，所以第6段内共有128128256=-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816/128=个量化单位。

经分析计算可知，2812812818128⨯+<<⨯+，∴位于1量化间隔中， ∴0001c c c c 8765= ………………………………………………………（2分） ∴ 编出的码组为01000001c c c c c c c c 87654321=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-140量化单位，∴ 量化误差为2个量化单位。

…………………………………………（2分）(2) ∵该7位码（1000001）对应的数值为136，∴对应的均匀量化11位码为：（00010001000） ……………………………………………（2分） 自测题二一、填空题（每空2分，共计20分）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 传输速率或频带利用率 作为有效性指标。

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，其中 幅度-频率畸变 是指信号中不同频率分量分别受到信道不同的衰减，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。

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 门限效应 现象。

7、在数字基带系统中，采用滚降余弦系统的目的是 便于减小码间干扰和定时提取 。

8、某调频波)t 400sin 8t 2000cos(20)t (s π+π=，信号的带宽为 3600Hz 。

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 64kHz 。

10、设输入抽样器的信号为门函数)t (G τ，宽度ms 20=τ，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 800Hz 。

二、简答及简要分析题（每题6分，共计30分）11、与模拟通信系统相比，数字通信系统有哪些优点？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；(2)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。

12、什么是调制？其作用如何？答：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）；(2)节省通信资源，提高信道带宽利用率；(3)便于复用和无线信道的使用频段合理分配；(4)改善抗噪声性能，提高通信可靠性。

13、设某序列的HDB 3码为10001-100-101-1，试求与之对应的二进制信息代码。

答：原序列：10000000001114、二进制数字系统的码元发送周期为2T s ，通过下图示系统。

X 、Y 、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？ 答：由题意可知，传码率为s T 2，故要实现无码间干扰，Y 应该为s T 1，为了能满足无码间干扰的条件，此时还应该要求s T 21Y Z X Y X =-=-=，故得s T 5.1Z =，所以当s s s T 5.1Z ,T 1Y ,T 21X ===时，可实现无码间干扰。