通信原理-习题及答案

一、 填空

1、单音调制时，幅度A不变，改变调制频率Ωm，在PM中，其最大相移△θm与Ωm_______关系，其最大频偏△?m与Ωm__________；而在FM，△θm与Ωm________,△?m与Ωm_________。

1、在载波同步中，外同步法是指____________________，内同步法是指________________________。

2、已知一种差错控制编码的可用码组为：0000、1111。用于检错，其检错能力为可检 ；用于纠正 位错码；若纠一位错，可同时检查 错。 3、位同步信号用于 。

1．单边带信号产生的方式有 和 。

2．设调制信号的最高频率为fH，则单边带信号的带宽为 ，双边带信号的带宽为 ，残留边带信号的带宽为 。

3．抽样的方式有以下2种： 抽样、 抽样，其中没有频率失真的方式为 抽样。

4．线性PCM编码的过程为 ， ， 。 5．举出1个频分复用的实例 。

6．当误比特率相同时，按所需Eb/no值对2PSK、2FSK、2ASK信号进行排序为 。

7、为了克服码间串扰，在___________之前附加一个可调的滤波器；利用____________的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。

1、某数字传输系统传送8进制信号，码元速率为3000B，则该系统的信息速率为 。

2、在数字通信中，可以通过观察眼图来定性地了解噪和 对系统性能的影响。

3、在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不上信号的变化，形成很大失真的阶梯电压波形，这样的失真称为 。

4、为了防止二进制移相键控信号在相干解调时出现“倒π”现象，可以对基带数字信号先进行 ，然后作BPSK调制。

1、通信系统的性能指标主要有 和 ，在模拟通信系统中前者用有效传输带宽衡量，后者用接收端输出的 衡量。 2、对于一个数字基带传输系统，可以用实验手段通过在示波器上观察该系统

的 来定性的了解码间干扰及噪声的情况。

3、 2ASK的功率谱由 和 两部分组成，其带宽为基带信号带宽的 倍。

4、点对点之间的通信可分为 ，半双工通信和 三种。 5 对信号m(t)?5.12cos6000?t(V)进行PCM调制，其抽样速率

是 ，对其进行128级均匀量化，量化间隔为 ，每个量化值可编成 位自然二进码。

1、模拟信号转变为数字信号需要经过以下三个过程：_________ 、__________ 和 __________ 。

2、将数字基带信号直接送到信道传输的方式称为____________ 。 3、相对于模拟信号来说，数字信号的特点是在___________上是离散的。 4、某一数字信号的符号传输速率为1200波特（Bd），若采用四进制传输，则信

息传输速率为___________。

5、已知二进制信息码为 1000100001100000100001试写出其HDB3码：

____________________________________________。

6、对于滚降系数为α=50％低通信道，其传输效率为_________bit/s.Hz。 7、对于PCM30/32制式数字复接系统，三次群包含的话路数为________。 8、码组（0011010）的码重为_________ ，与码组（0100100）之间的码距为_________ 。

9、要求码组能检测5个错码同时纠正3个错码，则其最小码距是______。 10、 PCM30/32制式中一复帧包含有_____帧，而每一帧又包含有_____个路时隙，

每一路时隙包含有______个位时隙。 二、单项选择题

1、CCITT规定，数字通信中语音信号的抽样频率是：

(a) 8kHz (b) 16kHz (c) 4kHz (d) 12kHz 2、根据抽样定理，如果要对频带限制在fm以下的连续信号进行抽样， 则抽样频率fs必须满足：

(a) fs≥2fm (b) fs≥3fm (c) fs≤2fm (d) fs≤3fm

3、数字通信中，在对语音信号进行量化时通常采用：

(a) 均匀量化 (b)非均匀量化 (c)两者均可 (d)两者均不可

4、A律13折线通常采用量化级数为 ：

(a) 256 (b)128 (c)64 (d)512 5、根据奈奎斯特第一准则，传输速率为8.448 Mbit/s 的数字信号，在

理想情况下要求最小传输信道的带宽为：

(a)8.448 MHz (b) 4.224MHz (c)2.816 MHz (d) 16.896MHz 6、实验中，我们可以通过眼图观察：

(a) 量化信噪比的大小 (b) 码间干扰的情况 (c) 时钟同步情况 (d) 以上三者皆可

7、设在125毫秒内传输了1024个二进制码元，若在5秒内有3个码元 发生了误码，则误码率为：

(a) 0.29% (b) 60 % (c) 0.0073％ (d)0.037% 8、由4级移位寄存器产生的m序列，其周期为：

(a) 13 (b) 14 (c) 15 (d)16 9、以下差错控制方式中，哪一种不属于检错重发：

(a) 停发等候重发 (b) 返回重发 (c) 选择重发 (d)前向纠错 一、填空题

1.宽带调频信号产生的方法有 和 。

2.挑制信号的最高频率为fh则常规调幅信号的带宽为 ，单边带信号的带宽为 ，双边带信号的带宽为 ，残留边带信号的 带宽为 。 3.模拟电话信号的频率范围为 抽样频率的理论值为 。规定的抽样频率为 。

４.ＰＣＭ数字电话采用的 复用方式为 。Ａ律ＰＣＭ基群共有时隙数 ，可传输的话路数为 基群的通信频率为 。

５.当误比特率相同时，单极性ＮＲＺ码相比较，他们所需的信噪比的比值为 分贝值相差 。 二、判断题

1．常规调幅信号的包络与调制信号成正比。（ ）

2．输出信噪比相同时，单边带信号的发射功率与双边带信号的相同。（ ） 3．量化不一定引入误差。（ ）

4．大信噪比时宽带调频信号的信噪比增益随着带宽而变化。（ ）

5．A律PCM基群的一帧中共有32时隙，可传输30路电话信号的编码信号。（ ）

【题1－1】设英文字母E出现的概率为0.105，x出现的概率为0.002。试求E及x的信息量。

【答案1－1】

字母E出现的概率p(E)?0.105，由信息量公式，可知其信息量为：

IE?log211?log2()?3.25bit p(E)0.105字母x出现的概率为p(x)?0.002，由信息量公式，可知其信息量为：

Ix?log211?log2()?8.97bit p(x)0.002

【题1－2】某信息源的符号集由A,B,C,D和E组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。试求该信息源符号的平均信息量。 【答案1－2】

直接利用公式H(x)???p(xi)log，)bit/符号)，将p(A)?1/42pxi((

i?1np(B)?1/8，p(C)?1/8，p(D)?3/16，p(E)?5/16代入求解，有

H(x)???p(xi)log2p(xi)i?1n1111113355 ??log2?log2?log2?log2?log2

44888816161616 ?2.23bit/符号

1111【题1－3】设有4个消息A、B、C和D分别以概率pA?,pB?,pC?,pD?4882传输，每个消息的出现是相互独立的，试计算其平均消息量。 【答案1－3】

11111111H(x)???p(xi)log2p(xi)??log2?log2?log2?log244888822 i?1 ?1.75bit/符号n【题1－4】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）不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率；

11132）若每个字母出现的可能性分别为pA?,pB?,pC?,pD?，试计

54410算传输的平均信息速率。 【答案1－4】

1）不同字母等概率出现时，每个字母平均信息量即达到了信息源的最大熵：

H(x)?log24?2bit/符号，每个字母用二进制脉冲编码，每个脉冲宽度为5ms，所以每个字母的持续时间是2×5ms，字母传输速率为：

RB?11??100 Baud ?3T2?5?10平均信息速率为：Rb?RB?H(x)?200bit/s

2）每个字母不等概率出现时，每个字母的平均信息量为

11111133H(x)???p(xi)log2p(xi)??log2?log2?log2?log25544441010 i?1 ?1.985bit/符号n平均信息速率为：Rb?RB?H(x)?100?1.985?198.5bit/s

【题1－5】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个出现的概率为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。 【答案1－5】

每个符号的平均信息量为：

H(x)???p(xi)log2p(xi)??16?i?1n1111log2?112?log2?6.404bit/符号 3232224224已知码元速率RB?1000Baud，所以平均信息速率为

Rb?RBN?H(x)?1000?6.404?6404bit/s

【题1－6】设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200Baud，试求该系统的信息速率；若该系统该为传送十六进制信号码元，码元速率为2400Baud，则这时的系统信息速率为多少？

【答案3－12】

1）接收端解调原理框图如下：

Sm?t?带通滤波器乘法器低通滤波器输出cos?ct本地载波

2）因为输入信噪比

20dB?10log10Si Ni所以

Si?100 Ni又因为DSB系统的调制制度增益为

G?2?S0/N0 Si/Ni所以

S0S?2?i?200 N0Ni【题4－1】设二进制符号序列为110010001110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码型，双极性码波形，单极性归零码波形，双极性归零码波形，二进制差分码波形。 【答案4－1】

【题4－5】已知信息代码为100000000011，求相应的AMI码、HDB3码、PST码及双相码。 【答案4－5】

AMI码： +10000 0000 –1＋1 HDB3码； +1000+V-B00-V0+1-1

PST码： ①（+模式）+ 0 - + - + - + - + + -

②（-模式）- 0 - + - + - + - + + -

双相码：10 01 01 01 01 01 01 01 01 01 10 10

【题4－6】已知消息代码为1010000011000011，试确定相应的AMI码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。 【答案4－6】

AMI码：+10-100000+1-10000+-1

HDB3码：+10-1000-V0+1-1+B00+V-1+1

【题4－8】设基带传输系统的发送滤波器，信道及接收滤波器组成总特性为

H(?)，若要求以Ts2波特的滤波进行数据传输，试检验下图各种H(?)满足消

除抽样点码间干扰的条件否？

【答案4－8】

以Ts2波特的速率进行数据传输，系统若要实现无码间干扰传输，则系统的

传输的传输特性应该满足

4?2??H(??i)?C ????TsT?i Heq(?)???0 ??2???T如图（a）、（b）、（c）、（d）所示 对于图（a）,当 ??输的条件。

对于图（b），当 ??输的条件。

对于图（c），当 ??的条件。

对于图（d），当 ??输的条件。

2?4?时，?H(??i)?C，所以不满足码间干扰传TTis2?4?时，?H(??i)?C，所以满足码间干扰传输TTsi2?4?时，?H(??i)?C，所以不满足码间干扰传TTsi2?4?时，?H(??i)?C，所以不满足码间干扰传TTis

【题4－9】设某个基带传输的传输特性H(?)如下图所示。其中?为某个常数（0???1）；

1）试检验该系统能否实现无码间干扰传输？

2）试求改系统的最大码元传输速率为多少？这时的系统频带利用率为多大？

【答案4－9】

1）很明显，该系统的传输特性的图形是对称的。

根据奈奎斯特准则，当系统能实现无码间干扰传输时，H(?)应满足：

2?2??H(??i)?C ????TsT?i Heq(?)???0 ??2???T容易验证，当RB??0时，系统是可以实现无码间干扰传输的。 ?

2）系统最大码元传输速率

RB??0 ?而系统带宽为

B?(1??)Hz 2?所以系统的最大频带率

?0R2? ??B??(1??)?B1??02?

【题5－1】设发送数字信息为 011011100010，试分别画出 2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。 【答案5－1】

2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形如下图所示。

【题5－2】已知某2ASK系统的码元传输速率为103Band，所用的载波信号为

Acos?4??106?。

1）设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK信号波形示意图； 2）求2ASK信号的带宽。 【答案5－2】

1）由题中的已知条件可知

RB?103Baud

因此一个码元周期为

Ts?1?10?3s RB载波频率为

4??106fs??2?106Hz

2?载波周期为

1T??10?6s

2所以一个码元周期内有2000个载波周期。

如下图所示我们画出2ASK信号的波形图，为简便，我们用两个载波周期代替2000个载波周期。

2）根据2ASK的频谱特点，可知其带宽为

B?2?2RB?2000Hz T【题5－3】设某2FSK调制系统的码元传输速率为1000Baud，已调信号的载频为1000Hz或 2000 HZ。

1）若发送数字信息为011010，试画出相应的2FSK信号波形； 2）试讨论这时的2FSK信号应选择怎样的解调器解调？ 【答案5－3】

1）由题意可画出2FSK信号波形如下图所示。

2）由于ZFSK信号载波频差较小，频谱有较大重叠，采用非相干解调时上下两个支路有较大串扰，使解调性能降低。由于两个载频构成正交信号，采用相干解调可减小相互串扰，所以应采用相干解调。

【题5－5】设载频为1800 HZ，码元速率为 1200 Baud，发送数字信息为 011010。

1）若相位偏移???0o代表“0”、???180o代表“1”，试画出这时的

2DPSK信号波形；

2）又若???270o代表“0”、???90o代表“1”，则这时的2DPSK信号的波形又如何？（注：在画以上波形时，幅度可自行假设。） 【答案5－5】

1）由题中的已知条件可得，fc?1800Hz，RB?1200Baud。所以即一个码元周期Ts 含有1.5个载波周期。

相位偏移???0?代表“0”、???180?代表“1”时的2DPSK信号的波形如下图所示。

11?1.5TsTc

2）???270?代表“0”、???90?代表“1”时的2DPSK信号的波形如下图所示。

【题6－1】已知信号m(t)的最高频率为fm，由矩形脉冲m(t)进行瞬时抽样，矩形脉冲的宽度为2?，幅度为1，试确定已抽样信号及其频谱表示式。 【答案6－1】

矩形脉冲形成网络的传输函数

Q(?)?A?Sa(理想冲激抽样后的信号频谱为

??2)??Sa(??2)

1Ms(?)?Ts瞬时抽样信号频谱为

n????M(??2n??Ts??m) ?m=2?fm

MH(?)?Ms(?)Q(?)?n????Sa(??2)M(??2n?m)

这是因为Q(?)的加权。 MH(?)中包括调制信号频谱与原始信号频谱M(?)不同，瞬时抽样信号时域表达式为

mH(t)?n????m(t)?(t?nT)?q(t)

s?【题6－3】设信号m(t)?9?Acos?t，其中A=10V。若m(t)被均匀量化为40个电平，试确定所需的二进制码组的位数N和量化间隔?v。 【答案6－3】

m(t)需要被量化为40个电平，即M?40，表示40个电平需要的二进制码

组位数

N?[log2M]?1?6

量化间隔

?v?2A2?10??0.5V M40

【题6－5】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。） 【答案6－5】

1）极性码： +635〉0 c1=1

段落码：

635>125

c2=1

635>512 c3=1

635<1024 c4=0

由这三次比较，可知+635处于第七段。

段内码：第7段其实电平为512，均匀量化间隔为512/16=32个单位。 635<512+32X8=768 c5=0 635<512+32x4=640 c6=0 635<512+32x2=576 c7=1 635<512+32x3=608 c8=1

编码器输出码组为11100011

【题6－9】对10路带宽为300-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。抽样速率为8000Hz，抽样后进行8级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为?的矩形脉冲，且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的带宽。 【答案6－9】

每路信号所占时隙宽度为

Ti?111??ms 80001080抽样后进行8级量化编码，由N?log2M得N?3，说明进行3位编码。每比特宽度

Tb?Ti3?1240ms

由占空比为1，得出脉冲宽度

??Tb

所以系统带宽为

B?1?240kHz。

?【题6－11】若12路话音信号（每路信号的最高频率为4kHz）进行抽样和时分复用，将所有的脉冲用PCM系统传输，重做上题。 【答案6－11】

1）每路信号所占带宽

Ti?111?ms fs1296

抽样后信号按8级量化，由于N=log2M=log28=3,说明每个抽样值要编3位二进制码。此时每比特宽度为Tb?以PCM系统的第一零点频宽为

B?1Ti，因为占空比位1，所以脉冲宽度Tb??，所3??288kHz

2）由于N=log2M=log2128=7，说明每个抽样值要编7位二进制码。此时每比特宽度为Tb?零点频宽为

B?1Ti，因为占空比为1，所以脉冲宽度Tb??，所以PCM系统的第一7??672kHz

【题7－1】如下图所示的插入导频法发端方框图中，若acsin?ct不经900相移，直接与已调信号相加输出，试证明接收端的解调输出中还有直流分量。

M(t)相乘解调带通相加输出u0(t) 相移900acsin?ct

【答案7－1】

证明：接收端框图如下图所示

u0(t)带通相乘器低通m(t) 窄带fc滤波器0 相移90

由发送端框图（不经900相移），有

u0(t)?ac?m(t)cos?ct?sin?ct?

在接收端解调后的输出

v(t)?u0(t)sin?ct?ac?m(t)sin?ct?sin?ct?sin?ct?ac?m(t)?1?sin2?cta11 ?ac?acm(t)?c?m(t)?1?cos2?ct222

经低通后，滤除高频分量cos2?ct，输出为

m(t)?1含有直流分量ac，证毕。

211ac?acm(t) 22

【题7－3】正交双边带调制的原理方框图如下图所示，试讨论载波相位误差?对该系统有什么影响？

A1cos?1tcos?ct0 相移90Q1'低通Q1s(t)090 相移cos(?ct??)A2cos?2t'Q2低通Q2

【答案7－3】

解：由图可知，

s(t)?A1cos?1tcos?ct?A2cos?2tsin?ct 解调时有

Q1'?s(t)cos(?ct??)?(A1cos?1tcos?ct?A2cos?2tsin?ct)cos(?ct??) ?A1cos?1tcos?ctcos(?ct??)?A2cos?2tsin?ctcos(?ct??)11A1cos?1t?cos(2?ct??)?cos???A2cos?2t?sin(2?ct??)?sin?? 2211 ?A1cos?1tcos??A2cos?2tsin??2211 A1cos?1tcos(2?ct??)?A2cos?2tsin(2?ct??)22 ?经过低通滤波器后输出：

Q1?11A1cos?1tcos??A2cos?2tsin? 22同理可得

Q1?11A1cos?1tsin??A2cos?2tcos? 22Q1中第一项与发端信号比较多了一个因子cos?，它使有用信号功率降低，第二项与有用信号无关，可以理解为干扰。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7t17.html