通信原理单元测试答案资料.doc

1、第一、二、三章 答案三 综合题1 （1）试画出数字通信系统的一般模型；（10 分） （2）各组成部分的主要功能是什么？ （10 分）信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性（通过数据压缩技术） ；完成模/数转换 （实现模拟信号的数字化传输）信道编码与译码目的：增强抗干扰能力； 加密与解密目的：保证所传信息的安全（通过人为地扰乱传输的数字序列）数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致 （3）与模拟通信相比，数字通信具有什么特点？（6 分）优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控，便于处理、变换、存储；便于将来自不同信源的信号综合到一

2、起传输；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好；缺点：需要较大的传输带宽；对同步要求高； 2设某信息源的输出由 A,B,C,D,E 五个符号组成，出现的概率分别为 1/3, 1/4, 1/4, 1/12, 1/12。若信息源每秒发出 1000 个符号，试求（1）该信息源符号的平均信息量；（8 分）直接代入信源熵公式：)()()()()( EHDCHBAH12124413loglloglog22符 号 ）/58.bit（2）该信息源的平均信息速率。 （8 分） （提示：log23=1.5850）平均信息速率为： )/(8.215/125./1 sbitmsbitsH脉 冲脉

3、 冲脉 冲 3黑白电视机图像每幅含有 个像素，每个像素有 16 个等概率出现的亮度等级。要求每秒种传输 30 帧图像，若信道输出 =30dB，计算传输该黑白电视图像所要求信道的最小带宽。 （17 分解：（1） 每个像元 的平均信息量x， 16iP16,2i416logllog2212 iiiiii xPxPxH（2） 一帧图片的平均信息量bit650.1403图 片I（3） 每秒内传送的信息量每秒有 30 帧每秒内传送的信息量为： bit7610.32.130由上可知：信息速率 bps7bR（4） 由于信道容量 ，故信道带宽：CHz62722 102.310log6.31log1log NSS

4、Bb其中： 03Bd要求信道的最小带宽为： Hz 6102.3第五章 答案二 综合题1设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度 ，30.51/nZPfWH在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号m（ t）的频带限制在 5KHZ，而载波为 100 KHZ，已调信号的功率为 10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试求：（1）该理想带通滤波器中心频率多大？（5 分）（1）单边带信号的载频为 100kHz，带宽 B5kHz，为使信号顺利通过，理想带通滤波器的中心频率为 (kHz)5.1020f（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？（5 分）解调器输入

5、端的噪声与已调信号的带宽相同，WBfPNni 5105.02)( 33已知 Si=10kW，所以 2iNS（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？（5 分）由于单边带调制系统的制度增益为 G1，因此解调器输出端的信噪比 200iNS2已知某单频调频波的振幅是 10V，瞬时频率为643f(t)10cos20t(Hz)（1）试求此调频波的表达式；（10 分）解：该调频波的瞬时频率为 643t 63-(t)=f1cos210t (rad/s)tint 位 d因此调频波的时域表达式 63FMSAcos(t)10cs(2t10si2t) (V （2）试求此调频波的调频指数和频带宽度。 （10 分）根据频偏

6、的定义 43maxmaxf(t)cst(kHz) 调频指数 f310 调频波的带宽 mB2(f)(1)2(kz) 3、已知调制信号是 8MHz 的单频余弦信号，且设信道噪声单边功率谱密度 ,信道功耗 a 为 60dB，对于调频指数为 5150nW/Hz的 FM 系统，若要求输出信噪比为 40dB，试求：（1）FM 信号的带宽和制度增益；（10 分）解：FM 系统的带宽和制度增益分别为 6FMfm2B(1)(51)809(MHz)G3324 （2）FM 系统的发射功率。 （10 分）FM 信号的发射功率OOFMi 0FMFF46156SSNnBGG10091.7(W)5 4某调角波为 S(t)=

7、5cos(210 6t+20sin2500t) (V) 试问：（1）该调角波信号带宽为多少赫兹？（10 分）解：该调角波的瞬时角频率为6(t)210250cos0t (rad/s)最大频偏为f/1Hz(k) 调频指数 4fm025 最大相移 （2）最大频偏为多少？最大相偏？（10 分）FM 波和 PM 波带宽形式相同即调频波的带宽 mfmB(f)2(1)2(01)52(kHz) 调相波的带宽 (1)f(0)5(kz) 第六章 答案三综合题1已知信息代码为 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的 AMI 码、HDB3 码（第一个非零码编为+1） 。并分别画出它们

8、的波形图。 (20分)消息码 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI 码： +1 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 HDB3 码： +1 -1 +1 0 0 0 +V 0 -1 +1 -B 0 0 -V +1 -1 信息码：AMI 码：HDB3 码：(0 码参考)2一系统的基带传输特性如图 1 所示，试求（1）最大无码间串扰传输速率 RB ；(8 分)最大无码间串扰传输速率 RB21250=2500 B(或称波特) （2）系统的频带利用率 (8 分)67.13/510/2/ B3设基带传输系统的发送滤波器、信道、及接收滤波器组

9、成总特性为 H(w)，若以 4/Ts 波特的速率传输数据，分析下图各种 H(w)能否满足抽样点上无码间串扰的条件？ （24 分）由 H（w）求出系统误码间串扰最高传码率 ，然后与实际传输速率 进max2BNRf4BsRT行比较，若满足 则以实际速率 进行数据传输时，满族抽样点max,123.BRn、 、 B上误码间串扰的条件。（1） ，故不能；ax24BBssT（2） ，不是 4/Ts的整数倍，所以仍然不能消除码间干扰。max6BBssR（3） 故该 H()满足消除抽样点上无码间干扰的条件。ax4BBssT（4） ，故不能； max2BBssR第七章 答案三综合题1设二进制信息为 0101，采

10、用 2ASK 系统传输。（1）画出一种 2ASK 信号调制器原理框图；（6 分）或（2）若采用非相干解调，试画出此解调器原理框图；（6 分）非相干解调器（3）当输入信噪比比较小时会出现什么现象？产生此现象的原因？（6 分）输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。 出现非线性的原因是因为解调器的非线性。2若某 2FSK 系统的码元传输速率为 2106B，数字信息为“1”时的频率 f1 为 10MHz，数字信息为“0”时的频率 f2 为 10.4MHz。输入接收端解调器的信号峰值振幅 a=40V 。信道加性

11、噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为 n0=610-18W/Hz。试求：（1）画出 2FSK 相干解调系统的原理框图；（8 分）带 通滤 波 器带 通滤 波 器 抽 样判 决 器 输 出低 通滤 波 器低 通滤 波 器12)(2teFSK 定 时 脉 冲相 乘 器相 乘 器t1cost2cos乘 法 器 )(2teASK二 进 制不 归 零 信 号 tccos)(tstcos )(ts)(2teASK开 关 电 路带 通滤 波 器 全 波整 流 器 低 通滤 波 器 抽 样判 决 器定 时脉 冲 输 出)(2teASK abc d（2）2FSK 信号的第一零点带宽；（6 分）B=f 2f s

12、10.4-10+2 24.4MHz（3）非相干接收时，系统的误码率。 （6 分）解调器输入端的噪声功率：Nin 0B610 -184.0106=2.410-11W 3.14.2/)(26iSr 823.02191ePre3若某 2PSK 系统的码元传输速率为 4.0106B，载波频率 fc 为10MHz。输入接收端解调器的信号峰值振幅 a=40V。信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为 n0=610-18W/Hz。试求：（1）画出 2PSK 相干解调系统的原理框图；（8 分）相干解调（2）相干接收时，系统的误码率；（6 分）Nin 0B610 -188.0106=4.810-11W 2

13、1(40)/5.8iSr91.4102ePfcref（3）2PSK 系统为什么会出现“倒 ”现象？怎样解决？（6 分）由于在 2PSK 信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变为“0” ， “0”变为“1” ，判决器输出数字信号全部出错。这种现象称为 2PSK 方式的“倒 ”现象或“反相工作” 。为了解决上述问题，可以采用差分相移键控（DPSK）体制。第九章 答案三综合题1在 PCM 系统中，输入模拟话音信号 m(t)的带宽为 4000HZ，采用 13

14、折线 A 律编码。已知编码器的输入信号范围为 V ，最小量5化间隔为 1 个单位。已知抽样脉冲值为+3.984375V 时，带 通滤 波 器 相 乘 器 低 通滤 波 器 抽 样判 决 器定 时脉 冲 输 出)(2tePSK tccosabc d e（1）试求此时编码器输出码组和量化误差；（10 分）因为抽样值为 3.984375V 化为量化单位，即 Is=3.984375/5*2048=1632，因为抽样值为正，C1 为 1 且；位于第 8 段的序号为 9 的量化区间，Al 律 PCM 码为11111001，编码后的量化电平为 1024+9*64=1600;编码器的量化误差为 1632-16

15、00=32 个单位。（2）写出该码组（不含极性码）的 11 位线性码；（9 分）对应的 11 位线性码为 11001000000。（3）试求译码器输出电平及译码器输出信号的量化误差。 （10 分）译码器输出电平为 1600+64/2=1632，译码器输出误差信号为 0 个单位；2采用 13 折线 A 律编码，最小量化间隔为 1 个量化单位，已知抽样脉冲值为+95 量化单位：（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；（10 分）已知抽样脉冲值 I0+95 ，设码组的 8 位码分别为 C1C2C3C4C5C6C7C8。 因为 I00，故 C11 又因为 I064，且 I0128，故位于第 4 段，段落码 C2C3C4011 第 4 段内的量化间隔为 4，由 I064743 知，I 0 位于第 4 段第 7 量化级，C5C6C7C80111 因此，输出码组为 C1C2C3C4C5C6C7C810110111 量化误差：95-（64+74）=3 （2）写出对应于该 7 位码的均匀量化 11 位码；（9 分）对应于该 7 位码的均匀量化 11 位码为：C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11 00001011100 （3）试求译码器输出电平值及其量化误差。 （10 分）译码输出 (64+7442) 94， 量化误差为： 95(94)1（单位）