通信原理题目..

2015学年春学期通信原理试题考试形式（开、闭卷）：开卷一、分析与计算题（40分）1、数字基带通信系统传输二进制数据序列1000000010，画出该数据序列的米勒码、传号差分码、双相码、AMI码、HDB3码的编码波形。

2、设数字调制通信系统的载波频率为2000Hz，码元频率1000B，画出2ASK、2PSK和2DPSK的调制波形；给出调制器与解调器的组成框图，并分析其工作原理。

解：2ASK调制器与解调器：2PSK：2DPSK：3、若采用最佳接收机接收上题中的数字调制信号，画出接收机组成框图，并分析解调的过程。

最佳接收机与普通接收机相比有何特点？最佳系统与普通接收机两者之间的差别在普通接收机并没有充分利用码元时间内的信号，而只是取了其中的一个点作为判决，而最佳接收机充分利用了整个码元时间内的信号（信息）。

在理想情况下（即信道是无限宽的），两者是等价的。

但是在实际应用中，最佳接收机比普通接收机性能好，非最佳接收机的性能由NSr =信噪比来体现。

其中，B N a a r n02222/2==σ（是信号经过带通后的信噪比）。

例如，2PSK 普通接收系统的误码率为()r erfc P e 21=，而2PSK 最佳接收系统的误码率⎪⎪⎭⎫⎝⎛=021N E erfc P s e ，其中N S B N S N ST N E T s ===000而非最佳系统的B N N 0=，这里B 是带通的带宽。

因此，只有当带通带宽T B 1=时，第六章所述的接收机才与最佳接收机性能一样。

然而，实际系统中，带通滤波器的带宽要求信号完全通过（即对信号不造成失真）。

假设基带信号波形为矩形的话，则T /1是基带信号频谱的第一个零点，如果带通滤波器带宽为T B 1，则信号的失真太大，达不到实际接收系统的带通要求。

因此，实际系统的性能肯定要比最佳接收系统的性能差。

最佳接收系统相当于是最小带通带宽的接收机，因此进入判决的噪声也小。

接收系统为了让信号尽可能通过，因此在接收机前端的带通滤波器带宽适当放大，而相关接收机相当于将信号全部通过，噪声进行再次的滤波，因此性能自然得到改善。

4、试构造（6，3）线性分组码。

给出该码的生成矩阵、监督矩阵、许用码表和纠正一位错码的译码表。

举例说明接收端进行检错和纠错的方法。

010010110 011011101 100100101 101101110 110110011 1111110005、试构造（7，4）循环码。

给出该码的生成多项式、许用码表和纠正一位错码的译码表。

举例说明接收端进行检错和纠错的方法。

6、要发送的数据为1101110100，采用循环冗余校验的生成序列是10011。

应添加在数据后面的冗余校验码是什么？若数据在传输过程中最后一位出现错误，接收端能否发现？为什么？解：1000；不能，CRC只有一下特点：（a）可检测出所有奇数个错误；（b）可检测出所有双比特的错误；（c）可检测出所有小于等于校验位长度的连续错误；（d）以相当大的概率检测出大于校验位长度的连续错误。

7、学生的学习成绩有A、B、C、D、E五种等级。

若五种等级的概率依次为：1/16、1/4、1/2、1/8、1/16，采用算术编码对序列S=（C，E，B）进行编码。

若接收端接收到二进制码流为11010，试对其进行算术译码。

解：DBC8、计算机终端通过电话信道传输数据，信道带宽为4KHz，信道输出端的信噪比为30db，该终端发出由512个符号组成的独立符号序列，各符号等概率出现。

计算该信道的信息传输速率和每秒钟发送的字符数。

解：由：10log10（S／N）=30dB得：S/N=1000；根据香农定理：C＝B·Log2（l十S/N）（bps）其中，C为信道容量，B为信道带宽，S为信号功率，N为噪声功率，S／N为信噪比。

得：C=39900bps。

H（X）=Log2N= Log2512=9bitR=C/H=39900/9=4430符号/S二、简答题（30分）1、移动通信技术概述。

要点：移动通信的特点、移动通信系统的分类、组成及各组成单元的作用、GSM 移动通信系统和CDMA移动通信系统中用到的通信技术及其原理介绍、移动通信系统进行呼叫管理、位置管理、信道分配、越区切换和安全控制的方法、移动通信未来的发展趋势、移动通信技术与本专业的关系等。

特点：移动通信的电波传播环境恶劣。

多普勒频移产生附加调制。

移动通信受干扰和噪声的影响。

频谱资源紧缺。

建网技术复杂。

数字移动通信系统的特点是：频谱效率高。

容量大。

抗噪性能强。

开放的接口。

网络管理与控制灵活。

安全性能好。

业务范围广。

移动通信系统的分类1.按设备的使用环境分类按这种方式分类，主要分为陆地移动通信、海上移动通信和航空移动通信三种类型，还有地下隧道矿井、水下潜艇和太空航天等移动通信。

2.按服务对象分类按这种方式分类，可以分为公用和专用移动通信两种类型。

在公用移动通信中，目前我国有中国移动、中国联通经营的移动电话业务。

由于公用移动通信是面向社会各阶层人士的，因此称为公用网。

专用移动通信是为保证某些特殊部门的通信所建立的通信系统，由于各个部门的性质和环境有很大区别，因而各个部门使用的移动通信网的技术要求也有很大差异。

这些部门包括公安、消防、急救、防汛、交通管理、机场调度等。

2、在数字通信系统中，信源编码、信道编码和加密编码的作用分别是什么？试分别举出信源编码、信道编码和加密编码的算法实例，并对其原理进行介绍。

3.按系统组成结构分类（1）蜂窝移动电话系统。

蜂窝移动电话是移动通信的主体，它是具有全球性用户容量的最大移动电话网。

（2）集群调度移动电话。

它可将各个部门所需的调度业务进行统一规划建设，集中管理，每个部门都可建立自己的调度中心台。

它的特点是共享频率资源，共享通信设施，共享通信业务，共同分担费用，是一种专用调度系统的高级发展阶段，具有高效、廉价的自动拨号系统，频率利用率高（3）无中心个人无线电话系统。

它没有中心控制设备，这是与蜂窝网和集群网的主要区别。

它将中心集中控制转化为电台分散控制，由于不设置中心控制，故可节约建网投资，并且频率利用率最高。

该系统采用数字选呼方式，采用共用信道传送信令，接续速度快。

由于该系统没有蜂窝移动通信系统和集群系统那样复杂，建网简易，投资低，性价比最高，因而适用于个人业务和小企业的单区组网分散小系统。

（4）公用无绳电话系统。

公用无绳电话是公共场所，例如商场、机场、火车站等使用的无绳电话系统。

通过无绳电话的手机可以呼入市话网，也可以实现双向呼叫。

它的特点是不适用于乘车使用，只适用于步行。

（5）移动卫星通信系统。

21世纪通信的最大特点是卫星通信终端手持化，个人通信实现全球化。

所谓个人通信，是移动通信的进一步发展，是面向个人的通信。

其实质是任何人在任何时间、任何地点，可与任何人实现任何方式的通信。

只有利用卫星通信覆盖全球的特点，通过卫星系统与地面移动通信系统的结合，才能实现名符其实的全球个人通信。

4.按移动通信的业务分类（1）按使用对象可分为民用设备和军用设备；（2）按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信；（3）按多址方式可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址(CDMA)等。

（4）按覆盖范围可分为宽域网和局域网;（5）按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网；（6）按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工；（7）按服务范围可分为专用网和公用网；（8）按信号形式可分为模拟网和数字网。

移动通信系统的组成移动通信系统一般由移动台（MobileSet，MS）、基站(BaseStation，BS)、移动业务交换中心(MobileSwitchCenter，MSC)等组成，如下图所示。

基站和移动台设有收发信机和天线等设备。

每个基站都有一个可靠通信的业务范围，称为无线小区（通信服务区）。

无线小区的大小，主要由发射功率和基站天线的高度决定。

根据服务面积的大小可将移动通信网分为大区制、中区制和小区制（CellularSystem）三种。

大区制是指一个通信服务区（比如一个城市）由一个无线区覆盖，此时基站发射功率很大（50W或100W以上，对手机的要求一般为50W以下），无线覆盖半径可达25km以上。

其基本特点是：只有一个基站，覆盖面积大，信道数有限，一般只容纳数百到数千个用户。

大区制的主要缺点是系统容量不大。

为了克服这一限制，满足更大范围（大城市）、更多用户的服务，就必须采用小区制。

小区制一般是指覆盖半径为2～10km的多个无线区联合而成整个服务区的制式，此时的基站发射功率很小（8～20W）。

由于通常将小区绘制成六角形（实际的小区覆盖地域并非六角形），多个小区结合后看起来很像蜂窝，因此称这种组网为蜂窝网。

用这种组网方式可以构成大区域、大容量的移动通信系统，进而形成全省、全国或更大的系统。

GSM移动通信系统中用到的通信技术及其原理：GSM系统属于小区制大容量移动通信网，在它的服务区内设置有很多基站。

移动通信网在此服务区内具有控制、交换功能，可实现位置更新、呼叫接续、过区切换及漫游服务等功能。

（1）GSM服务区。

它是指移动台可获取服务的区域，一个服务区可由一个或若干个公用陆地移动通信网（PLMN）组成。

（2）公用陆地移动通信网（PLMN）区。

它可由一个或若干个交换中心组成，在该区内具有共同的编号制度和共同的路由计划。

PLMN与各种固定通信网之间的接口是MSC，由MSC完成呼叫接续。

（3）MSC区。

它是指一个移动交换中心所控制的区域，通常连接一个或若干个基站控制器，每个基站控制器控制多个基站收发信机。

（4）位置区。

它一般由若干个小区（或基站区）组成，移动台在位置区内移动时无需进行位置更新。

通常，呼叫移动台时向一个位置区内的所有基站同时发出呼叫信号。

（5）基站区。

它是指基站收发信机有效的无线覆盖范围区，简称小区。

（6）扇区。

当基站收发信天线采用定向天线时，基站区分为若干个扇区。

CDMA移动通信系统中用到的通信技术及原理：在CDMA通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的，而是用各不相同的编码序列来区分的。

如果从频域和时域来观察，多个CDMA信号是互相重叠的，接收机用相关器可以在多个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号。

在CDMA蜂窝通信中，用户之间的信息传输也是由基站进行转发和控制的。

为了实现双工通信，正向传输和反向传输各使用一个频率，即通常所谓的频分双工（FDD）。

无论是正向传输还是反向传输，除去传输业务信息外，还必须传输相应的控制信息。

为了传输不同的信息，需要设置不同的信道。

但是，CDMA通信系统既不分频道又不分时隙，无论传输何种信息，其信道都靠采用不同的码型来区分。

移动通信系统进行呼叫管理、位置管理、信道分配、越区切换和安全控制的方法：在CDMA蜂窝系统中，除去要传输业务信息外，还必须传输各种必需的控制信息。