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1、通信原理9/26/20241祝福祖国繁荣富强，人民安居乐业9/26/202429/26/20243选择题l数字通信中，（数字通信中，（）是表示其速率的量。）是表示其速率的量。nA、误码率 B、误信率 C、传信率 l设高斯信道的带宽为设高斯信道的带宽为250KHz，信号与噪声的，信号与噪声的功率比为功率比为63，利用这种信道的理想通信系统，利用这种信道的理想通信系统的传信率是（的传信率是（）。nA、1500K bps B、1000K bps C、3000K bpsl设基带信号为设基带信号为m(t)，载波频率为，载波频率为fc，则单边带，则单边带上边带信号的一般表示式为（上边带信号的一般表示式为（
2、）nA、 B、nC、 D、9/26/20244l以下信道中，（以下信道中，（）随参信道）随参信道nA、无线电视距中继信道 B 、卫星中继信道nC 、移动信道 D、以上所有l模拟调制信号的相干解调是值接收端采用（模拟调制信号的相干解调是值接收端采用（）进行解调）进行解调nA 、 鉴频器 B、 包络检波器nC、与发送端同频同相的本地载波 D、插入大载波的方法l以下信号中，（以下信号中，（）一定是功率信号）一定是功率信号n限时信号 非限时信号 周期信号 非周期不限时信号lA律十三折线编码器输出的律十三折线编码器输出的8位码字位码字b7b6b5b4b3b2b1b0,若若b7=0，则代表被量化的信号值为
3、（则代表被量化的信号值为（）b6b5b4是段内码。111所在段落的长度是110 所在段落长度的（ ）倍，111所在段落是001所在段落长度的（ ）倍，在每个段落内，最后一个小段的段内码是 （ ）nA 、 0 B、 正值 C、负值 D、不确定nA 、 0.5 B、 2 C、4 D、16nA 、 4 B、 128 C、16 D、64nA 、 0000 B、1111 C、0111 D、10009/26/20245填空题l1、消息出现的概率（、消息出现的概率（）其所含的信息量越大。出现的概率（其所含的信息量越大。出现的概率（），其所含），其所含的信息量越小。的信息量越小。l2、在数字通信中，最直观和最
4、合理的准则是（、在数字通信中，最直观和最合理的准则是（）。）。l3、码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的（、码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的（）倍，（等概时）。）倍，（等概时）。l4、平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其一维分布与（、平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其一维分布与（）无无关，二维分布只与（关，二维分布只与（）相关。）相关。l5、信道容量、信道容量C是指（），设信道带宽为是指（），设信道带宽为BHz，S为为信号的平均功率信号的平均功率，N为噪声为噪声功率，香农公式可表示为（功率，香农公式可表示为（）。）。l6、某单音调频信号、某单音调频信号s（
5、t）=10cos（108t+10cos2000t）v，则已调信号的功率，则已调信号的功率为（为（）调频指数为（）调频指数为（），最大频偏为（），最大频偏为（）Hz，该信号的带宽为（，该信号的带宽为（）。）。l7、在等概等概条件下，八元离散信源能达到最大熵是，若该信源每秒钟发送2000个符号，则该系统的信息速率为。l最小差错概率准则最小差错概率准则，信道传输信息的速率的最大值，信道传输信息的速率的最大值，50W，1010k，22Kl3bit/符号符号6kbit/s9/26/20246l8、对最高频率为、对最高频率为fH的调制信号的调制信号m（t）分别进行）分别进行AM、DSB、SSB调制，相调制
6、，相应已调信号的带宽分别为（应已调信号的带宽分别为（）、（）、（）、（）、（）l9、设系统带宽为、设系统带宽为WHz，则该系统无码间干扰时最高传码率为（，则该系统无码间干扰时最高传码率为（）波特）波特l10、PSK是用码元载波（是用码元载波（）的来传输信息，）的来传输信息，DSP是用前后码元载波的是用前后码元载波的（）来传输信息，它可克服来传输信息，它可克服PSK的（的（）缺点）缺点l11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的（的（），二是传输中叠加的（），二是传输中叠加的（）l12、非均匀量化的对数压缩特性采
7、用折线近似时，、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用律对数压缩特性采用（）折线近似，）折线近似，u律对数压缩特性采用（律对数压缩特性采用（）折线近似。）折线近似。2fH、 2fH、fH 2W 相位 相位差 码间串扰加性噪声加性噪声1315http:/ 每秒钟内0、 /2、 3/2出现的次数分别为500、125、125、250，求此通信系统的码速率和信息速率；n(2) 每秒钟内这四个相位出现的次数都为250，求此通信系统的码速率和信息速率。u解： (1) 每秒钟传输1000个相位，即每秒钟传输1000个符号，故uRB=1000 Baudu每个符号出现的概率分别为P(0)=
8、1/2,P(/2) =1/8, P()=1/8, P(3/2)=1/4 ，每个符号所含的平均信息量为uH(X)=(1/21+1/83+1/83+1/42)bit/符号=1.75 bit/符号u信息速率Rb=(10001.75)bit/s=1750 bit/sn(2) 每秒钟传输的相位数仍为1000，故uRB=1000 Baudu此时四个符号出现的概率相等，故uH(X)=2 bit/符号uRb=(10002)bit/s=2000 bit/s9/26/2024109/26/2024119/26/2024129/26/202413方差l方差常记为方差常记为 2(t )。这里也把任意时刻。这里也把任意
9、时刻t1直接写成了直接写成了tl所以，方差等于均方值与均值平方之差，它表示随所以，方差等于均方值与均值平方之差，它表示随机过程在时刻机过程在时刻t 对于均值对于均值a (t )的偏离程度。的偏离程度。均方值均值平方9/26/202414随机过程l数学期望，方差数学期望，方差l自相关函数自相关函数P42l高斯过程，窄带随机过程，白噪声高斯过程，窄带随机过程，白噪声9/26/202415计算题l设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成的总设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成的总特性为特性为H(f)，若要求以，若要求以2400波特的速率进行传输，图中何种波特的速率进行传输，图中何
10、种H(f)满足抽样点无码间干扰的条件？（满足抽样点无码间干扰的条件？（）9/26/202416卡森公式9/26/202417计算题l已知信号已知信号f(t)=6.4sin(8000t),按照奈奎斯特按照奈奎斯特速率抽样后，进行速率抽样后，进行64个电平均匀量化编码，个电平均匀量化编码，采用自然二进制码采用自然二进制码l1、量化间隔、量化间隔l2、求码元传输速率、求码元传输速率l答，量化间隔，答，量化间隔，12.8/64=0.2l码元传输速率码元传输速率nf抽8Khz。一秒抽8000个脉冲，每一个脉冲642N,N=6, 所以，每秒传？状态，68000，48000B9/26/202418调制和基带
11、传输l无码间串扰的条件，奈奎斯特第一准则，无码间串扰的条件，奈奎斯特第一准则，P152l几种模拟调制信号的表达式。几种模拟调制信号的表达式。AM、FM带宽。带宽。lAM信号带宽为信号带宽为BAM2fmlFM信号带宽信号带宽BFM2（fm）l例子例子9/26/202419l信道容量是指：信道容量是指：信道传输信息的速率的最大信道传输信息的速率的最大值值，香农公式可表示为，香农公式可表示为l设调制信号为设调制信号为f（t）载波为，则抑制载波双边）载波为，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为，频域表达式为。带调幅信号的时域表达式为，频域表达式为。9/26/202420l传送一幅图像，约含传送一幅图
12、像，约含6106个像素，为了重现个像素，为了重现图像，每个像素需图像，每个像素需256个亮度电平，设这些亮个亮度电平，设这些亮度电平等概率出现，若用一分钟传送一幅这样度电平等概率出现，若用一分钟传送一幅这样图像，信道中信噪功率比为图像，信道中信噪功率比为30dB，所需要的，所需要的信道带宽为（信道带宽为（80KHz）。）。l答案：答案：n每像素信息量： log2256bit=8bitn一幅图像的信息量： 6106848106bitn每秒信息量：C=8105bit/snB=C/log2(1+1000) 8105/log2210=8104Hz=80 KHz9/26/202421l2PSK和和2AS
13、K的频谱特性十分相似，带宽也的频谱特性十分相似，带宽也是信号带宽的是信号带宽的2倍倍(p190)l2DPSK和和2PSK信号的功率谱密度完全一样，信号的功率谱密度完全一样，信号带宽信号带宽B2DPSK=B2PSK=2fs9/26/202422l六、设在某六、设在某2DPSK系统中，载波频率系统中，载波频率2400Hz，码元速率为，码元速率为1200Baud，已知相对码序列为，已知相对码序列为111001。l试画出试画出2DPSK信号波形（注：相位偏移可自行假设）；信号波形（注：相位偏移可自行假设）；l若采用差分相干解调法接收该信号时，试画出解调系统的各若采用差分相干解调法接收该信号时，试画出解
14、调系统的各点波形；点波形；l（3）若发送信息符号若发送信息符号0和和1为双极性脉冲且概率相等，试求为双极性脉冲且概率相等，试求2DPSK信号的功率谱密度。已知随机基带序列的功率谱公式信号的功率谱密度。已知随机基带序列的功率谱公式为：为：l带通滤波器器相乘器低通滤波器延迟带通滤波器器相乘器低通滤波器延迟TS抽样判决器抽样判决器ll答：答：(1)设设=0表示数字表示数字0,=表示数字表示数字1l00101数字信息数字信息l111001相对码相对码9/26/202423l00101数字信息数字信息l111001相对码相对码9/26/202424l设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度设某信道具有均匀
15、的的双边噪声功率谱密度l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）的频带限制在的频带限制在5KHz，而载波为，而载波为100KHz，已调信号的功率为，已调信号的功率为10KW。若接。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，试问：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，试问：l（1）该理想带通滤波器中心频率多大？（）该理想带通滤波器中心频率多大？（2）解调器输入端的信噪功率比）解调器输入端的信噪功率比为多少？（为多少？（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？）解调器输出端的
16、信噪功率比为多少？l解：（解：（1）单边带信号的载频为）单边带信号的载频为100kHz，带宽，带宽B2fh=10kHz，为使信号顺利通过，为使信号顺利通过，理想带通滤波器的中心频率为理想带通滤波器的中心频率为l(2)解调器输入端的噪声与已调信号的带宽相同，解调器输入端的噪声与已调信号的带宽相同，已知已知Si=10kW，所以，所以9/26/202425l带通滤波器的中心频率应为带通滤波器的中心频率应为fc+1/2基带带宽的基带带宽的一半一半9/26/202426计算题l模拟信号采用模拟信号采用13折线折线A律进行编码，若模拟信号的一个抽样律进行编码，若模拟信号的一个抽样脉冲值为脉冲值为+635量
17、化单位，计算量化单位，计算l1、对应的、对应的8位位PCM码组为？，量化误差为？码组为？，量化误差为？l11100011，量化误差，量化误差27。l2、写出其对应的、写出其对应的11位线性码位线性码l01001100000n 注意，问题是问 写出编码输出对应的11位码。译码输出时，加了段内间隔的一半,有个误差.n量化误差，是计算编码输出量化误差还是译码输出的量化误差n樊昌信版教材 及参考资料上计算量化误差时都是按照绝对值算的，n以后参加其它考试时，注意教材要求的不同n量化误差 输入值-输出值n 有的教材 输出值-输入值9/26/202427其他教材l采用采用13折线折线A律编码，最小量化间隔为
18、律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知个量化单位，已知抽样脉冲值为抽样脉冲值为-95量化单位：量化单位：l（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；l（2）写出对应于该）写出对应于该7位码的均匀量化位码的均匀量化11位码。位码。n解：（1）已知抽样脉冲值I0-95，设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。n因为I064，且I00，故，故C11（1分）分）l又因为又因为I0512，且，且I01024，故位于第，故位于第7段，段落码段，段落码C2C3C4110（分）（分）l第第7段内的量化间隔为段内的量化间隔为32，由，由I051232
19、3+27，I0位于第位于第7段第段第3个量化个量化级，级，C5C6C7C80011（2分）分）l因此，输出码组为因此，输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C811100011（2分）分）ll量化误差为：量化误差为：27（个量化单位）（个量化单位）（分）（分）l（2）对应于该）对应于该7位码的均匀量化位码的均匀量化11位码为：是写出位码为：是写出608对应的二进制对应的二进制lC1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C1101001100000（分）（分）9/26/202430l在模拟信号数字化传输系统中，模拟话音信号在模拟信号数字化传输系统中，模拟话音信号m(t)的带的带宽为宽为4000k
20、Hz，对其进行，对其进行13折线折线A律编码。已知编码器律编码。已知编码器的输入信号范围为的输入信号范围为10v l输入抽样脉冲幅度为输入抽样脉冲幅度为+3.984375V，最小量化间隔为，最小量化间隔为1个单位。个单位。段内码采用折叠二进制编码段内码采用折叠二进制编码l（1）试求编码器的输出码组，并计算量化误差试求对应该码）试求编码器的输出码组，并计算量化误差试求对应该码组的线性码（不带极性码）组的线性码（不带极性码）l11101001误差误差816-800=16011101100101010000110010000100001000100110105128005449/26/202431较
21、复杂题型l已知某模拟信号是限带的平稳过程，其一维概率密已知某模拟信号是限带的平稳过程，其一维概率密度函数度函数p(x)如图所示，对此模拟信号按奈氏速率取如图所示，对此模拟信号按奈氏速率取样后经过了一个样后经过了一个4电平均匀量化器的量化。试求出：电平均匀量化器的量化。试求出：l(1)图中的图中的a=p(0)=?l(2)量化器输入信号的平均功率；量化器输入信号的平均功率；l(3)量化器输出信号的平均功率；量化器输出信号的平均功率；l(4)量化噪声的平均功率。量化噪声的平均功率。p (x)x-4+4a9/26/202432量化值：-3，-1 ，1，3。(1) a = p (0) =1/4怎么算出来
22、的？9/26/202433l某单音调频信号某单音调频信号S(t)=20cos2108t+8cos4000tV，则已调，则已调信号的功率为（信号的功率为（）调频指数为（）调频指数为（），最大频偏为（），最大频偏为（）Hz，该信号的带宽为（该信号的带宽为（）。）。lFm=2000Hz，mf=8.Bfm=2（mf+1）fm=36 KHzMf表示最大的相位偏移（p105）f=mffm，FM的带宽，卡森公式2（ f+fm ）9/26/202434多练习l2、采用、采用13折线折线A律编译码电路，设接收端收到的码为律编译码电路，设接收端收到的码为01010011，若已知段内码为自然二进制码，最小量化，若已
23、知段内码为自然二进制码，最小量化单位为单位为1个单位。个单位。(1)求译码器输出为多少单位电平求译码器输出为多少单位电平?(2)写出对应写出对应7位码位码(不包括极性码不包括极性码)的均匀量化的均匀量化11位码。位码。解：（解：（1）极性码极性码C7=0故为负极性故为负极性段落码为：段落码为：C6C5C4=101在第六段起始电平为在第六段起始电平为256段内码为：段内码为：C3C2C1C0=0011总量化电平为总量化电平为256+316+8=312?（2）对应该七位码的均匀）对应该七位码的均匀11位码为位码为00100110000（304l没有译码器对应没有译码器对应7位码，译码器输出的就是量
24、化电压位码，译码器输出的就是量化电压9/26/202435信号功率的计算方法lS(t)的表达式的表达式l信号的功率谱密度信号的功率谱密度能量9/26/2024369/26/2024379/26/202438l已知发射功率，已知信道衰减，计算解调器已知发射功率，已知信道衰减，计算解调器输入端的信号功率。这种更容易。输入端的信号功率。这种更容易。9/26/202439 自己练习做l将一个将一个6MHz视频信号输入至调制器，调制器视频信号输入至调制器，调制器的载频的载频fc=500MHz,请计算下列各调制信号传请计算下列各调制信号传输带宽：输带宽：n若调制方式是AM；写出AM信号的表达式n若调制方式
25、FM，频偏为12MHz；n对视频信号进行抽样，抽样速率是14MHz/s，每个抽样值按16个电平量化），再进行二进制编码，然后通过升余弦滤波（滚降因子0.2），进行PSK调制。9/26/202440l通信系统的质量评价指标通信系统的质量评价指标l会计算平均信息量会计算平均信息量l几种典型随机信号的概念特征几种典型随机信号的概念特征l基带传输，频带传输基带传输，频带传输l会写会写AM，FM，PM的表达式，会计算各种已调波的的表达式，会计算各种已调波的带宽带宽l会判断基带传输系统无码间串扰的最高码元速率，会判断基带传输系统无码间串扰的最高码元速率，会计算频带利用率会计算频带利用率l会进行码型转换会进行码型转换l会会A律十三折线律十三折线PCM编译码方法，会计算量化误差、编译码方法，会计算量化误差、量噪功率量噪功率l了解最佳基带传输系统发送滤波器，了解最佳基带传输系统发送滤波器，接收滤波器和接收滤波器和基带传输系统的应满足的条件基带传输系统的应满足的条件9/26/202441
