通信原理作业及答案

1、数字通信的特点有哪些？答：数字通信具有以下几个主要特点。

（1）抗干扰能力强，无噪声积累（2）便于加密处理（3）采用时分复用实现多路通信 （4）设备便于集成化、微型化（5）占用信道频带较宽1、为什么要进行调制？调制的主要功能有哪些？ 答：采用高频载波调制传输的主要原因有两个：（1）在无线通信中由于要传输的信息基本上都属于低频范围，如果将此低频信号直接发射出去，需要的发射和接收天线尺寸太大，辐射效率太低，不易实现。

我们知道，天线如果要想有效辐射，需要天线的尺寸l 与信号的波长λ可以比拟。

即使天线的尺寸为波长的十分之一，即10/λ=l ，对于频率为1kHz 的信号，需要的天线长度为30km ，这样长的天线几乎是无法实现的。

若将信号调制到10MHz 的载波频率上，需要的天线长度仅为3m ，这样的天线尺寸小，实现起来也比较容易。

（2）在有线信道通信中可以实现频分多路复用。

主要功能：（1）将消息变换为便于传输的形式（适应信道传输）。

（2）提高性能，提高抗干扰性。

（3）有效的利用频带（合并多路信号）。

（4）容易辐射。

（5）调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应信道的要求。

4、从下面的眼图模型可以说明哪些问题？（10分） 答：从上眼图说明以下几个问题：（1）最佳抽样时刻应在“眼睛”张开最大的时刻；（2）对定时误差的灵敏度由眼图的斜边之斜率确定，斜率越大，对定时误差越灵敏； （3）阴影区的垂直高度表示信号畸变范围； （4）图中央横轴位置应对应判决门限电平；（5）在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限。

3、已知一基带信号t t t m ππ4cos 22cos )(+=，对其进行理想抽样：（1） 为了在接收端能不失真地从已抽样信号)(t m s 中恢复)(t m ，试问抽样间隔应如何选择？（2） 若抽样间隔取为，试画出已抽样信号的频谱图。

解：（1）基带信号可看成低通信号，其最高频率Hz f m 2=，所以抽样速率f 11（24、12路载波电话信号占有频率范围为60-108kHz，求出其最低抽样频率?min=sf并画出理想抽样后的信号频谱。

解:Hzfs108min=2、已知二元信息序列为，分别画出AMI码、HDB3码的波形。

解：AMI码HDB3码1.设数字信息码流为，画出以下情况的2ASK、2FSK和2PSK的波形。

(解:1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 12．已知信息码为0101，求所对应的（7，4）汉明码。

若接收端收到某（7，4）汉明码为1110011，判断此（7，4）汉明码是否有错？若有错，错码位置为何？解：（1）由监督方程求监督码110001101010********4562=⊕⊕=⊕⊕==⊕⊕=⊕⊕==⊕⊕=⊕⊕=a a a a a a a a a a a a故，此（7，4）汉明码为0101101（2）计算较正子265421653106430111011101111011S a a a a S a a a a S a a a a =⊕⊕⊕=⊕⊕⊕==⊕⊕⊕=⊕⊕⊕==⊕⊕⊕=⊕⊕⊕=较正子为111，此（7，4）汉明码有错，错码位置为6a 。

通信原理试卷一1、如果系统满足理想低通传输特性，则频带利用率可以达到：a、1B/Hzb、1bit/Hzc、2B/Hzd、2bit/Hz2、一个均值为零的平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从a、高斯分布b、均匀分布c、瑞利分布d、莱斯分布3、模拟信号解调的“门限效应”有可能出现在_________信号的解调中：a、DSBb、AMc、PMd、SSB4、发端发送纠错码，收端译码器自动发现并纠正错误，传输方式为单向传输，这种差错控制的工作方式被称为：a、FECb、ARQc、IFd、HEC5、在“0”、“1”等概率出现情况下，以下哪种码能够直接提取位同步信号：a、单极性不归零码b、双极性归零码c、单极性归零码d、双极性不归零码6、无码间串扰的基带系统传输双极性信号时，误码率与信噪功率比ρ的关系为a 、b 、c 、d 、7、平稳随机过程协方差函数C(τ)与自相关函数R(τ)和均值m的关系为：a 、b 、c 、d 、8、以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号，仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的是。

a、自然抽样b、曲顶抽样c、理想抽样d、平顶抽样9、由发送端发送专门的同步信息，接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的方法，被称为：a、外同步法b、自同步法c、位同步法d、群同步法10、连贯式插入法中的群同步保护，在维持态时通常要求：a、判决门限提高，漏同步概率提高b、判决门限降低，漏同步概率提高c、判决门限提高，漏同步概率降低d、判决门限降低，漏同步概率降低11、设x(t)为调制信号，调相波的表示式为：，则PM调制方式的瞬时角频率偏差为：a 、b 、c 、d 、12、码长ｎ=7的汉明码，监督位应是：a、2位b、3位c、4位d、5位13、如果在已知发送独立的符号中，符号“E”出现的概率为0.125，则符号“E”所包含的信息量为：a、1bitb、2 bitc、3 bitd、4 bit二、填空题（1分/空）1、已知二进制数字信号每个码元占有的时间为1ms，0、1码等概率出现，则码元速率为__________，信息速率为__________；2、从信息传输角度来看，数字通信系统的主要质量指标是__________和__________。

3、高斯白噪声是指噪声的概率密度服从__________分布，功率谱密度服从__________分布。

4、如果随机过程的__________与时间无关，而且__________仅与时间间隔有关，那么该随机过程就称为广义平稳的。

5、为了提高数字信号的有效性而采取的编码称为__________，为了提高数字通信的可靠性而采取的编码称为__________。

三、简单分析题（8分/题）1、已知调制信号，载波为，进行单边带调制，试画已调信号的频谱图。

2、某给定低通信道带宽为3000Hz，在此信道上进行基带传输，当数字基带传输系统为理想低通或50%升余弦时，分别确定无码间串扰传输的最高速率以及相应的频带利用率。

3、四位巴克码1101，画出四位巴克码识别器，若四位巴克码组前后均为“1”写出相加器全部输出。

4、已知(7，4)循环码的生成多项式，请写出它的生成矩阵和监督矩阵。

5、某高斯信道带宽为3kHz，输出信噪比为63倍，则相互独立，且等概率的二进制数据无误码传送的最高传码率是多少？四、计算题1、画出相位比较法解调2DPSK信号方框图，并利用数学推导法说明其工作过程。

2、设信号频率范围0～4kHz，幅值在－4.096～+4.096伏间均匀分布。

（1）若采用均匀量化编码，以PCM方式传送，量化间隔为2mv，用最小抽样速率进行抽样，求传送该PCM信号实际需要最小带宽和量化信噪比。

（2）若采用13折线A率对该信号非均匀量化编码，这时最小量化间隔等于多少？答案通信原理试卷一答案一、单项选择题（2分/题）1、c，2、c，3、b，4、a，5、c，6、a，7、a，8、d，9、a，10、d，11、d，12、b，13、b；二、填空题1、1000B，1000bit；2、传输速率，误码率3、 正态，均匀4、 数学期望，相关函数5、 信源编码，信道编码三、 简单分析题（8分/题）1、 解：（4分） （4分） 2、 解：当基带形成滤波器为理想低通时，则码间无串扰的最高码速率为：B B R B 6000300022=⨯=⨯=（2分）频带利用率为：Hz B B R B 230006000===η（2分）当基带形成滤波器为50%升余弦滚降时，则码间无串扰的最高码速率为：B B R B 40003000501212=⨯+=⨯+=.α（2分）频带利用率为：Hz B B R B 333130004000.===η（2分）3、 解：4、 解：已知(7，4)循环码的生成多项式()13++=x x x g ，则生成矩阵为： ()()()()()⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=x g x xg x g x x g x x G 23 （2分）故[]Tk P I G =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=10010000110100111001010100011101000011010000110100001101（3分）则监督阵为[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡==100101101011100010111r PI H （3分）5、 解：()sb k N S B C t 186311031232=+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=log log （4分）故传码率为：kB C R t B 1822==log （4分）四、 四、 计算题1、解（3分）若不考虑噪声，则带通滤波器及延时器输出分别为：()()()()()10201-+-=+=n b n T t t y t t y ϕωϕωcos cos式中，n ϕ为本载波码元初相；1-n ϕ为前一载波码元的初相。

可令1--=∆n n n ϕϕϕ，则相乘器输出为：()()()()()()100010022121--++-++∆=+-+=n n b b n n b n T t T T t t t z ϕϕωωωϕϕωϕωcos cos cos cos （3分）低通滤波器输出为：()()b n T t x 021ωϕ+∆=cos通常取kT T b=0，有k T b πω20=此时()()⎩⎨⎧=∆-=∆=∆=πϕϕϕn n n t x 2102121cos与发端产生2DPSK 信号“1变0不变”的规则相对应，收端抽样判决准器的判决邢则应该是：抽样值x ＞0，判为0；x ＜0，判为1。

（4分） 2、解：（1）量化阶为：()1224096002004940964==+=...Q （3分）最小抽样速率：kHz f f H s 82==最小带宽：kHzkfB s4821282=⋅=⋅=（3分）量化信噪比：dBkNS721266=⨯==⎪⎭⎫⎝⎛（3分）（2）量化阶为：mV2161280964=⨯.（5分）1、设r为接收机输入端信噪比，则2FSK调制系统非相干解调的误码率计算公式为：a 、b 、c 、d 、2、高斯白噪声功率谱密函数在整个频率范围内为：a、常数b、和频率成正比c、和频率成反比d、随频率的变化而变化3、在模拟调制当中，属于非线性调制的是：a、DSBb、AMc、FMd、SSB4、设x(t)为调制信号，调相波的表示式为：，则该方式的瞬时角频率为：a 、b 、c 、d 、5、在“0”、“1”等概率出现情况下，包含直流成分的码是：a、AMI码b、双极性归零码c、单极性归零码d、HDB3码6、二进制数字基带传输信系统的误码率计算公式为：a 、b 、c 、d 、7、如果随机过程x(t)是广义平稳的，那么它一定具有________特点：a、高斯分布b、满足各态历经的性质c、严格平稳d、均值是常数8、一个频带限制在0到f x以内的低通信号x(t)，用f s速率进行理想抽样，若要不失真的恢复x(t)，低通滤波器带宽Ｂ与f x和f s关系满足：a 、b 、c 、d 、9、发送端不发送专门的同步信息，而是设法从收到的信号中提取同步信息的方法，被称为：a、外同步法b、自同步法c、位同步法d、群同步法10、科斯塔斯环具有以下特点：a、能提取载波同步，能解调信号b、能提取载波同步，不能解调信号c、不能提取载波同步，能解调信号d、不能提取载波同步，不能解调信号11、发端发出检错码，收端译码器判决码组中有无错误出现，再把判决信号送回发端，发端根据判决信号将收端认为有错的消息重发到收端，直到正确接收为止。