山东大学通信原理试卷及答案

自测题一一、填空题（每空2分，共计20分）1、设某离散信源有三个消息符号，它们出现的概率分别为1/4、1/2、1/2，各符号出现是相对独立的。若信息源以1000B的速率发送符号，信息传输速率为。2、已调波t10sint5cos)t2cost(cos)t(s传输带宽为。3、已知彩色电视图像由5105个像素组成。设每个像素有64种彩色度，每种彩色度有16个亮度等级。如果所有彩色度和亮度等级的组合机会均等，并统计独立，则每秒传送100个图画所需的信道容量。4、通信系统的误码率为6102，群同步采用连贯式插入的方法，同步码组位数为5，错码数为2，则漏同步概率大小为。5、设信号tcosA9)t(m，其中V10A。若m(t)被均匀量化为60个电平，则所需的二进制码组的位数N为。6、衡量一个通信系统的有效性和可靠性，模拟和数字通信系统采用不同的定量指标，模拟通信系统通通常采用作为可靠性指标。7、编码信道对信号影响是一种数字序列的变换，即把一种数字序列变成另一种，其模型可用来描述，常用于数字通信中。8、对于如下的码组：(000000)、(001110)、(010101)、(011011)、(100011)、(101101)、(110110)、(111000)，若用于纠错，其纠错能力为。9、随参信道对传输信号的影响包括。10、设二进制码元速率为2BR，N进制码元速率为BNR，且有k2N（k为自然数），则2BR和BNR的关系为。二、简答及简要分析题（每题6分，共计30分）1、二进制数字代码为111000000000000101，写出对应的HDB3码。2、简要分析当传码率为B1043时，图示a和b两系统能否实现无码间干扰传输。-2-1012f/kHzH(f)ab3、什么是复用技术？主要类型有哪些？复用与多址技术二者有何异同？4、在模拟信号数字传输中，为什么要对模拟信号进行抽样、量化和编码？5、A律30/32路PCM基群系统基群速率为多少？为什么？三、综合题（50分）16、（15分）已调信号时域表示如下，其中tsinAmm是调制信号。m0cmm0mAA,tcos)tsinAA()t(s(1)如果发送该信号，计算)t(sm的发送功率、载波功率和边频（边带）功率；(2)设信道中白噪声的单边功率谱密度为0n，计算解调器（同步解调）前后的输入信噪比iiNS和输出信噪比00NS；(3)当0A0时，)t(sm为何信号？)t(sm能否用包络检波法解调？为什么？17、（15分）设数据11011001以100波特的速率进入传输系统，为了能在带通信道(2000Hz~2800Hz)中传输，请设计一个2FSK传输系统，要求画出系统完整的组成框图及对应点的信号波形。18、（10分）设一线性分组码的生成矩阵为011100110111001110010。(1)试求其监督矩阵，并写出信息元与监督元的监督关系；(2)若接收到的码组为（1110101），利用校正子进行译码。19、（10分）在PCM系统中，若采用13折线A律压缩，设最小的量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为-138单位。(1)求此编码输出的PCM码组和量化误差（段内码采用自然二进制码）；(2)写出该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。自测题一参考答案及评分标准一、填空题（每空2分，共计20分）1、1500bps2、Hz43、bps10584、111045、66、信噪比或均方误差7、数字转移序列8、仅能纠1个错误9、(1)对信号的衰耗随时间变化；(2)传输的时延随时间变化；(3)存在多径传播现象10、NlogRR2BN2B二、简答或简要分析题（每题6分，共计30分）11、答：编码结果为1-110001-100-11001-10112、答：由图可知，理想低通滤波器的截止频率为Hz1000fs，对应的无码间干扰的传码率最高为B1023，所以当以给定的传码率传输时，a和b两系统都会存在码间干扰。13、答：复用是一种奖若干个相互独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的技术。常见的信道复用采用按频率区分或按时间区分信号。按频率区分信号的方法称为频分复用，按时间区分信号的方法称为时分复用。二者的共同点是共享通信信道。不同点主要有：(1)多址技术指通信信道被分布在不同位置上的用户远程共享，而复用技术指信道被局部范围的用户所共享；(2)在复用系统中，用户的要求通常是固定的，在多址系统中，用户的要求会随时间而动态变化，此时须提供动态的信道分配。14、答：模拟信号要通过数字通信系统，必须将模拟信号转化为能在数字通信系统中传输的形式，即首先要由模拟信号变为数字信号，即首先进行抽样，是模拟信号在时间上离散，然后对抽样值进行量化，使其幅值离散化，这样得到的数字信号不一定能在数字通信系统中传输，所以需要进行编码，从而得到适合在数字通信系统中传输的数字信号。15、答：A律30/32路PCM基群系统基群速率为2.048Mbps。原因是每一路信号进行8kHz速率抽样，每个抽样值用8bit进行量化编码，所以一路信号的速率为64kbps，32路复用，则此基群系统基群速率为64*32=2.048Mbps。三、综合题（50分）解：(1)信号的发送功率为4A2A2)tsinA(2A)t(sS2m202mm202mi，其中前者为载波功率，后者为边频（边带）功率。……………………………………………（5分）(2)∵iS上已求出，又m0m0m00in22nf2nBnN∴m02m20iif2n4A2ANS……（3分）又∵2A)tsinA(S2m2mm0，且m0i0f2nNN，∵m02m00f4nANS……………（3分）(3)当0A0时，)t(sm为DSB信号，)t(sm不能否用包络检波法解调，因为有失真。…………………（4分）17（15分）解：∵2FSK的调制方式有两种：一般模拟调制和频率键控法（开关电路）调制；其解调方式有5种：包络检16（15分）波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法。∴本题答案不唯一，一种较好的参考答案（采用频率键控法调制和过零检测法解调）如下：载波f1载波f2输入x(n)信道编码码变换发送滤波器信道接收滤波器BPFLPF抽样判决器输出y(n)码反变换信道译码位同步bdefa限幅微分整流c脉冲形成g由题意可知，信息传输速率为100B，传输通道带宽为2800-2000=800Hz，为了满足要求较好传输，即应有100f2ffs21，可选择两个载频分别为2100Hz和2700Hz。…………………（8分）各对应点的波形如下所示：g输出y(n)输入x(n)a(b)2FSKc点d点e点f点11011001说明：由上载频选择可知，若令Hz2100f1代表“0”，令Hz2700f2代表“1”，则在相应的码元周期内应该有21和27个周期的相应载波，为了简化，在图中分别用1个和2个周期载波来表示。…………………（7分）18（10分）解：(1)由题意知，该生成矩阵不是典型矩阵，将其化为典型生成矩阵为101110011100100111001其对应的典型监督矩阵为1000110010001100101110001101H，设该线性分组码各位为：0123456aaaaaaa则由监督矩阵可得0aaa0aaa0aaaa0aaa0451562456346，所求信息元与监督元的监督关系为：4505614562463aaaaaaaaaaaaa……………………………………………（6分）(2)当收到码组为（1110101）时，设其为B，则可求得S]1000[BHT其中S为校正子，且S={s3,s2,s1,s0}，由上可看出出现了错误，且错在0a位，所以经译码后的码组为（1110100）。…………………………………………………………………………（4分）19（10分）解：(1)若设编出码组为87654321cccccccc，则显然可得：0c1（极性为负）…………………………………………………………………………………（2分）经计算可知138量化单位位于A律13折线的第5段内，∴100ccc432………………………………（2分）由于要求段内采用自然二进制编码，所以第6段内共有128128256个量化单位，这些量化单位要被分成16个量化间隔，∴每个量化间隔包含816/128个量化单位。经分析计算可知，2812812818128，∴位于1量化间隔中，∴0001cccc8765…………………………………………………………………（2分）∴编出的码组为01000001cccccccc87654321根据抽样值量化取中间的原则，此时编出的码组对应的量化值为-140量化单位，∴量化误差为2个量化单位。……………………………………………………（2分）(2)∵该7位码（1000001）对应的数值为136，∴对应的均匀量化11位码为：（00010001000）……………………………………………………（2分）自测题二一、填空题（每空2分，共计20分）1、衡量一个通信系统的有效性和可靠性，模拟和数字通信系统采用不同的定量指标，数字通信系统通常采用作为有效性指标。2、设某离散信源有三个消息符号，它们出现的概率分别为1/4、1/4、1/2，各符号出现是相对独立的，则该信源的平均信息量为。3、恒参信道对信号传输的影响是确定的或变化极其缓慢的，其中是指信号中不同频率分量分别受到信道不同的衰减，对模拟通信影响较大，会导致信号波形畸变，输出信噪比下降。4、调制信道模型可用一网络来表示，其对信号的影响可分为乘性干扰和加性干扰两种，通常用于模拟通信中。5、计算机终端通过电话信道传输计算机数据，电话信道带宽为3.4kHz，信道的输出信噪比为20dB，则信道容量为。6、在模拟调制系统中进行包络检波解调时，当输入信噪比小到某值时，包络检波器会把有用信号扰乱为噪声，即存在现象。7、在数字基带系统中，采用滚降余弦系统的目的是。8、某调频波)t400sin8t2000cos(20)t(s，信号的带宽为。9、单路话音信号的最高频率为4kHz，抽样频率为8kHz。设抽样后按16级均匀量化编码，再进行2DPSK调制，则已调信号的第一零点带宽为。10、设输入抽样器的信号为门函数)t(G，宽度ms20，若忽略其频谱第8个零点以外的频率分量，则其最小抽样速率为。二、简答及简要分析题（每题6分，共计30分）11、与模拟通信系统相比，数字通信系统有哪些优点？12、什么是调制？其作用如何？13、设某序列的HDB3码为10001-100-101-1，试求与之对应的二进制信息代码。14、二进制数字系统的码元发送周期为2Ts，通过下图示系统。X、Y、Z值应为多大可以实现无码间-Y-X0XYfH(f)11/2Z-Z干扰传输？此时系统的频带利用率是多少？15、设有一随机二进制序列的0和1分别由幅度为A的不归零矩形脉冲)t(s和)t(s表示，若0，1出现的概率分别为1/4和3/4，则信号的频谱中是否包含sT1的离散谱分量？其功率为多少？（sT为码元周期）。三、综合题（50分）16、（15分）设话音信号)t(m为0~4kHz的低通信号，(1)根据下图写出调制信号)t(s的时域表达式，画出a、b、c三处的频谱图，并说明该系统采用何种调制方式；17、（15分）设数据11011001以300波特的速率进入传输系统，为了能在带通信道(2100Hz~2700Hz)中传输，请设计一个2DPSK传输系统，要求画出系统完整的组成框图及对应点的信号波形。18、（10分）频率为0-4kHz，幅度峰值为1.0240V的双极性模拟信号，经过放大器（放大系数=10）后，采用13折线A律进行模拟信号数字化，试计算：(1)采样值为-4.2000V时编码器的输出码组（段内采用自然二进制