1、一、填空题1数字通信系统的主要性能指标是传输速率和差错率。码元速率RB的定义是每秒传送码元的数目，单位是Baud，信息速率Rb的定义是每秒传递的信息量，单位是bit/s。2在随参信道中发生瑞利衰落的原因是：多径传播。发生频率选择性衰落的原因是：多径传播。3某调频波s(t)=20cos2108t+8cos4000t，试确定已调信号功率为200W，调制指数为8，最大频偏为16kHz，信号带宽为36kHz。4对信号m(t)=2sin800t V进行简单增量调制编码，若取增量=0.1V，求出不发生斜率过载的取样频率至少是16000Hz。5在数字通信中，眼图是用实验方法观察码间干扰和噪声对系统性能的影响
2、。7数字基带系统的传递函数为理想低通型且系统带宽为WHz，采用四进制传输，则此系统无码间干扰时最高的传输速率为2Wbaud，这时的系统最高频带利用率为4bit/s/Hz。8部分响应技术中对输入序列进行预编码是为了防止差错传播。9在数字通信系统中，接收端采用均衡器的目的是减少或消除码间干扰。10若二进制数字信息速率为fbbit/s，则BPSK和QPSK信号功率谱密度主瓣宽度分别为2fbHz，和fbHz。12、调制的功能是将基带信号转换成频带信号，其中适合长距离传输的信号是频带信号。14、1bit= loge2nit= ln2哈特莱15、16进制系统的码源速率是800B，则该系统的信息速率为320
3、0bit/s。18、一个均值为零，方差为2的平稳高斯窄带过程，其包络的一维分布是瑞利分布，而其相位的一维分布是均匀分布。19、在模拟调制通信系统中，具有门限效应的是FM、AM。改善门限效应的方法有：锁相环路鉴频、调频负回授鉴频 、预加重和去加重。20、在增量调制中，过大会使量化噪声增大，过小会使过载噪声增大。二、画图题1. 画出数字基带传输系统的框图，并说明各部分的作用？信道信号形成器:产生适合于信道传输的基带信号；接收滤波器:接收信号和排除信道噪声和其他干扰;抽样判决器:在噪声背景下用来判定和再生基带信号；2. 设发送数字信息为100110，试画出2ask信号的波形示意图。（设数字信息为双极
4、性）。1 0 0 1 1 03. 试画出抽样定理fs和fl的关系图fS =2B（1+k/n）4. 已知调制信号m(t)cos(2000t)cos(4000t)，载波为cos104t，进行单边带调制，试画出频谱图。-14000 -12000 0 12000 14000Susb()/2Slsb()-8000 -6000 0 6000 8000/25. 画出模拟信号解调的数学模型（包含噪声）接收机（端）带通滤波器解调器加性、高斯白噪声（均值为零）6. 试画出通信系统的一般模型噪声源发送设备接收设备 信息源 受信者 信道7. 试画出2fsk信号采用相干解调时的框图8. 设发送数字信息为00111001
5、，试画出2dpsk信号的波形示意图。三、简答题1.什么是码元速率，什么是信息速率，它们之间的关系如何？码元速率：每秒钟传送码元的数目；信息速率：每秒钟传送的信息量；在N进制下，设信息速率为Rb（bit/s），码元速率为RBN（B），则有RbRBNlog2N(bit/s)。1.什么是误码率，什么是误信率？误码率：错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例（码元在传输系统中被传错的概率）；误信率：错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例（码元的信息量在传输系统中被丢失的概率）。2.证明平稳随机过程自相关函数的性质R(0)=s并解释其物理意义。R(0)=E2(t)=s平均功率2.证明平稳随机过程自
6、相关函数的性质R()= R(-)并解释其物理意义。R()=E(t)(t+)= E(t+)(t)=E(t)(t-)= R(-)偶函数2.证明平稳随机过程自相关函数的性质|R()|R(0)并解释其物理意义。E(t)(t+)20= E2(t)2 E(t) E(t+)+E2 (t+)0=2R(0)2|R()|上界2.证明平稳随机过程自相关函数的性质R()=E2(t)并解释其物理意义。R()=R()=E(t)(t+)= E(t) E(t+)= E2(t)直流功率2.证明平稳随机过程自相关函数的性质R(0)-R()=2并解释其物理意义。R(0)-R()= E2(t)-E2(t)= E(t)-E(t)2=
7、D(t)=2交流功率3.随参信道的特点及其对信号传输的影响?特点:对信号的衰耗随时间变化；传输的时延随时间而变；多径传播。多径传播的影响：时域形成衰落信号；频谱上引起频率弥散；频率选择性衰落。4.在数字基带系统中为什么会存在码间干扰？数字基带系统的传递特性是有一定频带宽度的，能不失真地通过基带系统的基带信号其频谱必定有限，故其时域响应必定是无限的，这就必然会对其它码元的传输造成干扰，即码间干扰。5.已知信息代码为100000000011，求相应的AMI码及HDB3码。AMI ：+10000 0 0 0 0 0-1+1HDB3：+1000+V-B00-V0+1-15.已知信息代码为1010000
8、011000011，求相应的AMI码及HDB3码。AMI ：+10-1000 00+1-1 000 0 +1-1HDB3：+10-1000-V0+1-1+B00+V0-1+16.什么是门限效应，有哪些模拟解调方式存在门限效应？门限效应：当解调器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，其输出信噪比急剧恶化的一种现象；AM、FM7.某数字基带传输的传输特性如图所示，该系统能否实现无码间干扰传输？若能，最高速率是多少？H()wwwwwwww-3/Ts3/TsH()wwwwwwww-3/Ts3/TsH()wwwwwwww-3/Ts -/Ts/Ts 3/Ts8.某4FSK系统，基带信号码元速率为TS，载波频
9、率从小到大依次为f1、f2、f3、f4，则该系统的带宽为多少？f4f12/TS四、填表题1. 下图是一个第一类部分响应形成系统，假设信道没有误码。已知输入数据序列ak(见表)。请在此表中填入其它数据序列。ak010011bk-1001110bk011101ck0122111.某第一类部分响应系统如图所示。已知一输入数据序列ak见下表，假设信道传输无误码，收端判决规则为模2运算，试在表中填入其他数据序列。模2加相加akbk+ck低通信道ck取样判决ak时延TT：码元宽度ak110101101bk-1010011011bk100110110ckck110121121ak1101011011下图是一
10、个第四类部分响应形成系统，假设信道没有误码。已知输入数据序列ak（见表），请在表中填入其它数据序列。ak010011bk-2000101bk010110ck01001-12.一个4DPSK系统，其工作方式如图矢量所示，设已调载波信号初始相位0，按下表的数据序列填出已调载波信号对应的相位。0111数据序列10001101（初相为0）7/45/40矢量3/4/45/47/400102.一个四相相对调相(4DPSK)系统，其工作方式如下图所示。设已调载波信号初相为=0，试求表中数据双比特码元的已调载波信号对应的相位和矢量表示。双比特码元00011110初相=02250450矢量2.一个四相相对调相（
11、4DPSK）系统，其工作方式如下图（矢量图）所示。设已调载波信号初相为0，试求表中数据双比特码元的已调载波信号对应相位和矢量表示。双比特码元11000110初相0矢量五、计算题1. 设一信息源的输出由128个不同符号组成，其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现概率为1/224。信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源的平均信息速率。解：每个符号的平均信息量为：已知码元速率，故该信息源的平均信息速率为 2. 一个由字母A、B、C、D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A，01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲宽度为5ms。(1)不同的字
12、母是等可能出现的，试计算传输的平均信息速率；(2)若每个字母出现的可能性分别为：PA0.2，PB0.25， PC0.25， PD0.3试计算传输的平均信息速率。解：（1）每个字母的持续时间为25ms，所以字母传输速率为不同的字母等可能出现时，每个字母的平均信息量为平均信息速率为（2）每个字母的平均信息量为所以，平均信息速率为3. 某一待传输的图片约含2.25106个像元。为了很好的重现图片需要12个亮度电平。假若所有这些亮度电平等概率出现，试计算用3min传送一张图片时所需的信道带宽（设信道中信噪功率比为30dB）。解：每个像元所含的平均信息量为每幅图片的平均信息量为用3min传送一张图片所需
13、的传信率为而信道容量，得到所以 即信道带宽至少应为4.49kHz。4. 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.510-3W/Hz在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，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，先经过带宽为10khz的一理想带通滤波器，试问：(1) 该理想带通滤波器中心频率为多大？(2) 解调器输入端的信噪功率比为多少？(3) 解调器输出端的信噪功率比为多少？(4) 求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。解：(1)该理想带通滤波器是用于滤除带外噪声，并保证已调信号顺利通过
14、，由于已调信号的中心频率为载频100kHz，带宽则是m(t)带宽的两倍，即B25 kHz10 kHz，为保证信号顺利通过，理想带通滤波器应具有如下传输特性： 其中K为常数。(2)解调器输入端的噪声是经过理想带通滤波器后的高斯窄带噪声，其带宽为B，因此输入端的噪声功率已知输入信号功率，故有(3)由于双边带调制系统的调制制度增益G2，因此，解调器输出端的信躁比(4)相干解调时，解调器的输出噪声，其中nc(t)是解调器输入端高斯窄带噪声的同相分量，其功率谱密度因此输出噪声n0(t)的功率谱密度为其特性如图所示-5Pno(f)0.2550f/kHz5. 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=
15、0.510-3W/Hz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100kHz，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，试问：(1) 该理想带通滤波器中心频率为多大？(2) 解调器输入端的信噪功率比为多少？ (3) 解调器输出端的信噪功率比为多少？ 解：（1）由题意可知，单边带信号的载频为100kHz，带宽B5 kHz。为使信号顺利通过，理想带通滤波器的传输特性应为（2）解调器输入端的噪声与已调信号的带宽相同，同时已知输入信号功率，故有（3）由于单边带调制系统的调制制度增益G1，因此解调器输出端的
16、信噪比6. 设调制信号m(t)的功率谱密度为，若用SSB调制方式进行传输（忽略信道的影响），试求：(1) 接收机的输入信号功率；(2) 接收机的输出信号功率；(3) 若叠加于SSB信号的白噪声的双边功率谱密度为n0/2，设解调器的输出端接有截至频率为fmHz的理想的低通滤波器，那么，输出信噪功率比为多少？(4) 该系统的调制制度增益G为多少？解：（1）设SSB已调信号则接收机的输入信号功率（2）相干解调之后，接收机的输出信号，因此输出信号功率比（3）相干解调时，输出噪声功率因此，输出信噪功率比（4）由以上分析可得，,该系统的调制制度增益7. 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.
17、510-3W/Hz在该信道中传输振幅调制信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，载频是100kHz，边带功率为10kw，载波功率为40 kw，若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一合适的理想带通滤波器，然后再加至包络检波器进行解调，试问：(1) 解调器输入端的信噪功率比为多少？(2) 解调器输出端的信噪功率比为多少？(3) 调制制度增益G。解：（1）设振幅调制信号，则已调信号功率根据题意可知，因此另外，输入端的噪声功率故有输入信噪比（2）在大信噪比，即时，包络检波器的输出为其中，m(t)为有用信号，nc(t)为噪声分量。故有因此输出信噪比（3）根据（1）（2）结果，可得8. 为了
18、传送码元速率RB103(B)的数字基带信号，试问系统采用图中所画的哪种传输特性较好？并简要说明其理由。00.5H()1(b)(a)(c)-4103-2103-10341032103103解根据奈规斯特准则可以证明，a，b，c三种传输函数均能满足无码间干扰的要求。下面我们从频带利用率，冲激相应“尾巴”的衰减快慢、实现难易程度等三个方面来分析对比三种传输函数的好坏。（1）频带利用率三种波形的传输速率均为RB1000Baud，传输函数（a）的带宽为： 其频带利用率传输函数（b）的带宽为： 其频带利用率传输函数（c）的带宽为： 其频带利用率显然 所以从频带利用率角度来看，（b）和（c）较好。（2）冲激
19、响应“尾巴”的衰减减快慢程度 （a）（b）（c）三种传输特性的时域波形分别为其中（a）和（c）的尾巴以1/t2的速度衰减，而（b）的尾巴以1/t的速度衰减，故从时域波形的尾巴衰减速度看，传输特性（a）（c）较好（3）从实现难易程度来看，因为（b）为理想低通特性，物理上不易实现，而（a）（c）相对较易实现。综上所述，传输特性（c）较好。9. 采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为635个单位：(1) 试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；(2) 写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。（采用自然二进制码）解：（1）已知抽样脉冲值。设码组的8位码分别为。因为，故，又因为，且，故位于第7段，第7段内的量化级间隔32，由知，位于第7段第3量化级，因此，输出码组11100011量化误差为27。（2）对应的量化电平权值电流为。其对应的均匀量化11位码为0100110000013
