2022年通信原理习题册 .pdf

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1、通信原理习题册编者卞晓晓南京航空航天大学金城学院信息工程系20121 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 44 页 - - - - - - - - - 1 第 1 章绪论填空题1-1通信系统模型中有两个变换，它们分别是_和_。在模拟通信系统中，强调变换的_；而在数字通信系统中，强调变换的 _。 （非电量电量， 基带信号频带信号，线性特性，一一对应）1-2在四进制系统中每秒钟传输1000个四进制符号，则此系统的码元速率BR为_，信息速率bR为_。(1000Bd,

2、 2000 b/s ) 1-3信源编码的目的是_信息冗余度，提高传输_性；信道编码的目的是_信息冗余度，提高传输_性。 （降低，有效，增加，可靠）简答题1-1以无线广播和电视为例，说明模型中信息源、受信者及信道包含的具体内容是什么？答：在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的声音。在电视系统中， 信息源包括的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像。二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像信息的无线电波。1-2什么是码元速率？什么是信息速率？它们之间的关系如何？答

3、：码元速率定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特。信息速率定义为每秒钟传递的信息量，单位是bit/s. 在二进制下，码元速率与信息速率在数值上相等，只是单位不同；在N进制下，设信息速率为(/)bRbits，码元速率为B NR，则有2log(/)bBNRRN bits。1-3数字通信系统有什么性能指标？答（ 1）传输速率码元速率 (RB)：单位时间（秒）内传输的码元数, 单位为波特 (Baud)。信息速率 (Rb)：单位时间（秒）内传输的信息量，单位为：比特/每秒(bit/s,b/s,bps)。（2）错误率：误码率 (Pe)：错误接收码元数目在传输码元总数中占的比例。Pe=接收错误码元数/传输总

4、码元数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 44 页 - - - - - - - - - 2 误比特率 (Pb)： 错误接收比特数目在传输比特总数中占的比例。Pb=错误比特数 （信息量）/传输总比特数（信息量）频带利用率：指单位频带内所能达到的信息速率，与调制和编码方式有关。能量利用率：指传输一比特所需的信号能量，与系统带宽有关。第 2 章信号分析和随机过程填空题2-1.加性高斯白噪声的含义是_，_，_。 （与信号是叠加关系，概率分布服从高斯分布，功率谱密度服从

5、均匀分布）2-2窄带信号通过随参信道多径传播后，其信号包络服从_分布，称之为_型衰落。（瑞利，瑞利）2-3一个均值为零、方差为2的窄带平稳高斯过程，其同相分量和正交分量是_过程，均值为 _,方差为 _，在同一时刻它们是相互_。 （高斯， 0, 2，独立的）简答题2-1.试述信号的四种频率特性分别适用于何种信号？答： （1）频谱：功率信号的波形用傅立叶级数表示，级数各项构成信号的离散频谱。单位 V。000/ 20/ 201()( )TjntTCjns t edtT00( )()jntns tCjne（2）频谱密度：能量信号的波形用傅立叶变换来表示，波形变化得到的函数为信号的频谱密度，单位为V/H

6、z。 （若引入冲激函数，也可对功率信号求出频谱密度。）()( )jtSs t edt1()()2jts tSed（3）能量谱密度：能量信号的能量在频域中的分布，单位为J/Hz。22( )()Est dtSfdfG(f) |S(f)|2（J / Hz） 为能量谱密度（4）功率谱密度：功率信号的功率在频域中的分布，单位为W/Hz。/ 222/ 2( )()TTTTEst dtSfdf21()lim()TTPfSfT2-2.何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？答：白噪声是指具有均匀功率谱密度()nPf的噪声，即0()/ 2nPfn。式中，0n为单边功率谱密度（ W/Hz） 。白噪声的自相关函数可

7、以从它的功率谱密度求得：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 44 页 - - - - - - - - - 3 2200()()()22jfjfXnnRPfedfedf。2-3.信号的无失真传输的条件是什么？答：系统是无失真的线性传输系统，输入为一能量信号( )x t，则其无失真输出信号( )y t为：( )()dy tkx tt。式中， k衰减常数， td延迟时间。()()djtYfkXfe。2-4.什么是随机过程的数学期望和方差？它们分别描述了随机过程的什么

8、性质？答：随机过程的数学期望：1( )( , )Etxfx t dx ,随机过程的数学期望是时间t 的函数，它描述了该随机过程在各个时刻的摆动中心。随机过程的方差：222221() ()() () () (,)() DtEtEtEtEtxfxtd xat方差描述了随机过程在t 时刻对其均值的偏差程度。2-5若某高斯型白噪声( )n t的数学期望为1，方差也为1，试写出它的二维概率密度函数答：其二维概率密度函数为22(1)(1)21( ,)2xyfx ye。2-6.什么是窄高斯噪声？它在波形上有什么特点？它的包络和相位各服从什么概率分布？答：窄带高斯噪声： 若一个高斯噪声满足窄带条件，即其带宽远

9、远小于中心频率，而且中心平率偏离零频很远，则称之为窄带高斯噪声。其波形上的特点是包络和相位都象一个缓慢变化的正弦波。其包络的一维分布服从瑞利分布，其相位的一维分布服从均匀分布2-7.什么是窄带高斯噪声的同相分量和正交分量？它们各具有什么样的统计特性？答：若窄带高斯噪声描述为：( )( ) cos( ) sinccscttttt，则()c os()c oscsattatt同 相 分 量正 交 分 量一个均值为零的窄带平稳高斯过程，其同相分量( )ct和正交分量( )st同样是平稳高斯过程，均值为0，方差也相同，且在同一时刻得到的( )ct，( )st互不相关或统计独立。计算题名师资料总结 - -

10、 -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 44 页 - - - - - - - - - 4 2-1.试求以下分布的数学期望m 和方差2。均匀分布1,()20,axapxaxa xa解：均匀分布时1()()02aamEXxpx dxxdxa222222211()()()()()23aaDXEXEXEXxp x dxxdxaa2-2.输入均值为零、功率谱密度为0/ 2n的高斯白噪声。求： （1）输出端随机过程的时域表达式；（2）输出端随机过程的功率谱密度。解：名师资料总结 - - -精品资

11、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 44 页 - - - - - - - - - 5 第 3 章信道填空题3-1.当无信号时，加性噪声是否还存在？_。乘性噪声是否还存在？_。 （存在，不存在）3-2广义信道按照它包含的功能，可以划分为_和_。 （调制信道，编码信道）3-3恒参信道的线性畸变包括_和_。 （幅频畸变，相频畸变）3-4在数字通信中，当信号带宽超过多径传播随参信道的相干带宽时，会产生_衰落。（频率选择性）3-5.信号在随参信道中传输时，产生频率弥散的主要原因是_。 （多径衰落）3

12、-6.设某随参信道的最大多径时延差为4us，为了避免发生选择性衰落，在该信道上传输的数字信号的码元脉冲宽度为_。 （大于 4us）3-7.窄带信号通过随参信道多径传播后，其信号包络服从_分布，称之为 _型衰落。 （瑞利，瑞利）简答题3-1电磁波有哪几种传播方式？答：视线传播；地波传播；天波传播；散射方式传播。3-2.衰落产生的原因是什么？答：多径传播随参信道的时变特性。信号经随参信道多径传播后的接收信号将是衰减和时延都随时间变化的各路径信号的合成，因而产生衰落。3-3.信号在恒参信道中传输时主要有哪些失真？如何才能减小这些失真？答：模拟信号在恒参信道中传输时()H不理想会造成波形失真。数字信号

13、在恒参信道中传输时，()H不理想会造成码间串扰和误码。对于这些线性畸变，可采取合理设计收发滤波器，利用时域均衡，频域均衡，通过线性补偿网络使得传输特性得到改善。3-4.什么是信道的时延特性和群时延特性？它们对信号传输的影响如何？答 ：()为 信 道 的 线 性 网 络 相 频 特 性 ，()() /为 信 道 的 时 延 特 性 ，()()Gdd为信道的群时延特性。当信道的时延特性为常数时，信号传输不引起信号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 44 页 - -

14、 - - - - - - - 6 波形失真： 在信号的传输带宽内，当信道的群时延特性为常数时，信号传输不引起信号包络的失真。3-5.按传送信号的复用方式，通信系统如何分类？答：频分复用（Frequency-Division Multiplexing) 时分复用 (Time-Division Multiplexing) 码分复用（ Code-Division Multiplexing) 3-6.信道中常见的起伏噪声有哪些？它们的主要特点是什么？答：散弹噪声，热噪声，宇宙噪声。它们都可以认为是一种高斯噪声，且在相当宽的频率内具有平坦的功率谱密度，所以起伏噪声通常被近似的表述为高斯白噪声。3-7.信

15、道容量是如何定义？连续信道容量和离散信道容量的定义有何区别？答：信道容量是指一个信道最大可能的传输信息速率。连续信道是广义信道中的调制信道，他的信道容量通过信息论中的香农公式来定义；离散广义信道中编码信道。计算题3-1.设某恒参信道的传输特性为0()cosdjtHT e，其中0,dTt均为常数。试求：(1)输人信号( )s t经由该信道传输后的输出信号( )ost表达式；(2)该信道会引起什么失真？(3)若令01 ,2dTs ts,画出()H的相频特性()。解：00()()011()cos22dddjtjtTjtTHT eee0011( )()()22ddh tttTttT（1）0011( )

16、( )*( )()()22oddsts th ts ttTs ttT（2）该信道会引起振幅失真和相位失真，说明如下：0()cosHT与有关，因而有振幅失真。0()arg()arg(cos)dHTt在0T为的主值范围内名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 44 页 - - - - - - - - - 7 000,2(),2ddtTtTT由此可见：()并非一条直线，因而有相位失真。（3）当01 ,2dTs ts时，2,2()2,2便可画出()特性， 如图 3-1 所

17、示。 显然， 它并非一条直线。需注意的是： 图中()取了的主值范围， 因此在0T点的 “ 突跳点 ” 实际上并非相位突跳点；但在03,22T等点，则正是相位突变之处。图 3-1 第 4 章模拟调制系统名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 44 页 - - - - - - - - - 8 填空题4-1.在 AM, SSB 、FM 系统中，有效性最好的是_，可靠性最好的是_.（SSB，FM ）4-2设基带信号是最高频率为3.4 kHz 的语音信号，则AM 信号带宽为

18、 _，SSB 信号带宽为 _，DSB 信号带宽为 _。 （6.8 kHz, 3.4 kHz ，6.8 kHz ）4-3当调频指数满足_时称为窄带调制。(1fm）4-4某单音调频信号8( )20 cos2108 cos 4000s tttV，则已调信号功率为_，调制指数为 _，最大频偏为 _Hz，该信号带宽为_Hz. （200 W，8，16k，36 k）4-5线性调制系统的已调波功率均决定于_的功率。角度调制的已调波功率则取决于_，与调制信号功率的关系为_。 （调制信号，载波功率，无关）简答题4-1调制的目的是什么？答：频谱搬移适应信道传输、合并多路信号；提高抗干扰性和传输效率。4-2.线性调制

19、有哪几种？并简述它们之间的主要区别。答：线性调制主要有AM,DSB,SSB 和 VSB 四种。它们都属于幅度调制，基本调制原理相同，只是滤波器特性()H及调制信号( )m t的频谱成分不同。主要区别在于：AM 信号频谱包含载波分量和双边带；DSB 和 AM 相比，抑制了载波，可节省大部分传输功率；SSB 调制采用截止频率为载频的高通或低通滤波器滤除一个边带，与DSB 调制相比只传输上边带或下边带，可提高频谱利用率，但需要边缘陡峭的滤波器：而VSB 调制采用截止特性对于载频处具有互补对称性的残留边带滤波器，信号的频谱介于双边带和单边带之间，且含有载波分量，能克服单边带调制的缺点。4-3简述角度调

20、制的优缺点？答：优点： 角度调制信号由于信号的振幅中不含调制信号信息，因此通过信道传输后，虽然信号振幅会发生变化，但不会影响信息，因此它具有极强抗干扰能力。适合在衰落信号中传输。缺点：占用较宽的频宽。4-4.什么是门限效应？AM 信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？答：当包络检波器的输人信噪比降到一个特定的数值后，检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象成为门限效应。门限效应本质上是由包络检波器的非线性引起的。可以理解为当小信噪比时，解调器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

21、 - - 第 9 页，共 44 页 - - - - - - - - - 9 的输出端没有信号项，会把有用信号扰乱成随机噪声。4-5.什么是频分复用？答：频分多路复用中，一个信道的可用频带被分为若干互不重叠的频段，每路信号占用其中的一个频段。在接收端、通过滤波器选出其中所要接收的信号，再进行解调。计算题4-1.图 4-1 的模拟基带信号( )m t不含直流分量，且其频谱在零频率附近为0，K 为充分大的常数，载频cf远远大于( )m t的带宽。写出12345( ),( ),( ),( ),( )ststststst的表达式，并指出他们的调制类型。图 4-1 解：1( )( ) cos 2( ) s

22、in 2ccstm tf tm tf t它是下边带的SSB 调制。2( )( )( ) cos 2cos 21 cos 2cccm tstm tf tKf tKf tK这是标准调幅（AM ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 44 页 - - - - - - - - - 10 3( )cos 2() sin 2()cos 2sin 211cos 2cos()sin() sin 21cos2()tcctccttcctcstKf tmdf tmdKf tf tK

23、Kf tmdmdf tKKKf tmdK这是窄带调频信号。4( )cos2()tcpstf tKmd这是频率调制（FM） 。5()( )cos22)cos22( )tcfcfdmstf tKdf tKm td这是相位调制（PM） 。4-2 已知调制信号( )cos(2000)m tt，载波为42 cos10t，分别写出AM 、DSB、 USB、LSB 信号的表示式，并画出频谱图。解： AM 信号：404440( )2 c o s ( 2 0 0 0) c o s 1 02c o s 1 0c o s ( 1 . 21 0)c o s ( 0 . 81 0)AMstAttAtttDSB 信号：4

24、44()2 c o s ( 2 0 0 0)c o s 1 0c o s ( 1 . 21 0)c o s ( 0 . 81 0)D S BstttttUSB 信号：4()c o s ( 1 . 21 0)U S BsttLSB 信号：4()c o s ( 0 . 81 0)LS Bstt频谱分别如图4-1-1(a)、(b)、(c)、(d)所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 44 页 - - - - - - - - - 11 图 4- 4-3在相干解调

25、中， 若本地恢复载波与发送端载波之间存在频率误差和相位误差试分析对 DSB 信号解调的影响。解：( )( ) cosD SBcstm tt恢复载波( )cos()dcctt相乘后( )( )( ) coscos()11( ) cos()( ) cos(2)22D SBdcccst ctm tttm ttm ttt经 LPF 后1( )( ) cos()2omtm tt讨论：若0,0则1( )( )2omtm t，获解调。若0,0，则1( )( ) cos()2omtm t，使输出略有减少，但( )( )omtm t，不失真。若0,0，则1( )( ) cos()2omtm tt，输出有失真。可

26、见，在频、相误差中，以频率误差。影响更为严重。至于相位误差，只要不过大，影响不大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 44 页 - - - - - - - - - 12 4-4设一宽带频率调制系统，载波振幅为100V，频率为 100MHz ，调制信号( )m t的频带限制于225,( )5000,500/()fkHzmtVkrads V，最大频偏75fkHz，并设信道中噪声功率谱密度是均匀的，其()103/nPfWH z（单边谱），试求：（1）接收机输人端理

27、想带通滤波器的传输特性()H；（2）解调器输入端的信噪功率比；（3）解调器输出端的信噪功率比；（4）若( )m t以振幅调制方法传输，并以包络检波器检波，试比较在输出信噪比和所需带宽方面与频率调制系统有何不同？考点分析： 非线性调制流程及解调器的输人输出信噪比，已调信号所需带宽。频率调制系统和振幅调制系统的异同。解： （1）15,2()2(1)fmfmmfmBffmff, 0 0 . 9 21 0 0 . 0 8()0,KkH zfkH zHothersK 是常数（2）解调器输入端信号( )cos( )tmccfstAttK md输入信号功率为22100500022iAsW输入噪声功率为()1

28、60inNPfBW500031.2160iisN（3）2222303( )375008oFomSA KmtNn f（4）当以调幅方式传输( )m t，则所需带宽为210160AMmFMBfkH zBkH z但其信噪比为22330( )( )500050037500101010oooioAMFMSSmtmtNn BNN可见，调频系统相比调幅系统是通过牺牲带宽来提高输出信噪比的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 44 页 - - - - - - - - - 1

29、3 4-5已知窄带调相信号为( )cossincoscmcms tttt， 若用相干载波cos()ct相乘后再经过一个低通滤波器，问（1）能否实现正确解调？（2）最佳解调应为何值？解： （1）调相信号乘上相干载波，得()( ) c o s ()11cos(2)coscossin(2)sin22ccmmcs ts ttttt经过低通滤波器输出11coscossin22mmt所以可实现解调（2）最佳解调时，应有cos0，即24-6.频率为mf的正弦波同时作常规调幅和频率调制，设未调载波功率相等，调频波的偏频为调幅波带宽的4 倍，且距载频mf的边频分量在两种调制中有相等的幅度。求（1）调频波的调频指

30、数；（2）常规调幅信号的调幅指数。解： （1）调频波的频偏为调幅波带宽的4 倍，而调幅波带宽为2mf所以248mmfff调频指数88mmmffff（2）调幅波000( )( ) cos1 cos 2 coscmcms tAfttAf ttAA根据题意，两种调制中在距载频mf变频分量有相等的幅度。因此调频波在距载频mf变频分量幅度为01(8)A J， 调幅波在距载频mf变频分量幅度为2mA，所以01(8)2mAA J则调幅指数102(8)20.230.46mAJA名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -

31、 - - - - - 第 14 页，共 44 页 - - - - - - - - - 14 第 5 章数字基带传输系统填空题5-1.衡量均衡器均衡效果的两个准则是准则_和_准则。 （峰值畸变，均方畸变）5-2.通过眼图，可以观察到_和_的大小。（码间干扰，噪声）5-3.速率为 100 kb/s 的二进制基带传输系统，理论上最小传输带宽为_。 （50KHz）简答题5-1简述双极性波形的优缺点？答：优点为： (1) “0”和“1”信号等概率出现时，没有直流分量，能在不能通过直流电流的通信线路中使用； (2)节约能量。 当具有相同的电压间隔（噪声容限） V 时，最大瞬时功率为V2/4，单极性为V2；

32、平均功率为V2/4，单极性为V2/2。(3)易设判决门限。双极性的判决门限为0；单极性为V/2，随 V 值而变化。5-2.何谓眼图？它有什么功用？在示波器x 轴和 y 轴上加入什么电压才能观看眼图？答：眼图用示波器实际观察接收信号质量的方法，它用示波器观测到的抽样判决器输入信号的连续时间波形，在输入二进制信号时，它像人的眼睛， 故名 “ 眼图 ” 。眼图有以下功用：“ 眼睛” 张开最大的时刻是最佳抽样时刻；中间水平横线表示最佳判决门限电平；阴影区的垂直高度表示接收信号振幅失真范围；“ 眼睛 ” 斜边的斜率表示抽样时刻对定时误差的灵敏度；5、在无噪声情况下，“ 眼睛 ” 张开的程度，即在抽样时刻

33、的上下两阴影区间的距离之半，为噪声容限；若在抽样时刻的噪声值超过这个容限，就可能发生错误判决。在示波器x轴加上一个锯齿波，其频率为信号码元传输速率；y轴为接收信号电压时可以观测到眼图。5-3.克服码间串扰的方法是什么？能否用增大信噪比的方法克服码间串扰？为什么？答：克服码间串扰的办法是采用时域均衡，通过横向滤波器消除码间串扰。不能通过增加信噪比的方法克服码间串扰，因为噪声是乘性噪声会随信噪比增大而增大。5-4.为了消除码间干扰，基带传输系统的传输函数应满足什么条件？答：为了消除码间干扰，基带传输系统的传输函数应满足2(),()0,sisseqsiHTTTHT5-5.什么是部分响应波形？什么是部

34、分响应系统？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 44 页 - - - - - - - - - 15 答：有控制的在某些码元的抽样时刻引人码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，使频带利用率提高同时又可以降低对定时精度的要求，这样的波形称为部分响应波形；利用部分响应波形进行的基带传输系统称为部分响应系统。5-6.时域均衡器的均衡效果是如何衡量的？什么是峰值畸变准则？什么是均方崎变准则？答：时域均衡器的均衡效果可以用峰值畸变准则和均方值畸变准则来衡量均衡的效

35、果。峰值畸变定义为001kkkDyy，峰值畸变D 表示所有抽样时刻上得到的码间干扰最大可能值与 k=0 时刻上抽样值之比。均方畸变定义为222001kkkyy，均方畸变表示所有抽样时刻上得到的码间干扰最大的可能值的平方与k=0 时刻上抽样值之比。计算题5-1.已知信息序列为10110010，试编双相码、密勒码（初始状态为00） ，CMI 码（第 1 个“1”编为 “11”） ，AMI 码（第 1 个“1”编为 1） ，并画出波形。解：编码结果如下：信息序列1 0 1 1 0 0 1 0 双相码10 01 10 10 01 01 10 01 密勒码 (00)01 11 10 01 11 00 0

36、1 11 CMI 码11 01 00 11 01 01 00 01 AMI 码1 0 -1 1 0 0 -1 0 波形如图5-1 所示。图 5-1 说明： 编码规则依本书前面介绍的内容为准。若给定规则不同，则结果亦可能不同。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 44 页 - - - - - - - - - 16 如前所述，密勒码的跳变沿恰好是双相码的下降沿。AMI 码是占空比为0.5 的 RZ 码。若密勒码的初始状态改为11，则所编密勒码为（11）100001

37、1000111000, 即恰为现有结果的反码， 从而波形亦相反， 但上述第 条结论仍保持不变。此外， 进一步考察发现：若初始状态取 “10”则与取 “00”结果相同，而初始状态取“01”则与取 “11”结果相同。5-2.已知信息代码为： ，请就 AMI 码，3H D B码， anchester码三种情形；（）给出编码结果；（）画出编码后的波形；（）画出提取时钟的框图；解： （1）信息代码： 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 AMI 码： +1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1 -1 0 0 +1 0 0 0 0 -1 0 3H D B

38、码： +1 0 0 0 +V -B 0 0 V +1 -1 +1 0 0 -1 +B 0 0 +V -1 0 anchester码： 10 01 01 01 01 01 01 01 01 10 10 10 01 01 10 01 01 01 01 10 01 （2）波形如图5-2(a)所示。图 5-2(a) （3）AMI 码和3H D B码可以看成是一种双极性的RZ 信号，经过全波整流后成为单极名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 44 页 - - - - -

39、 - - - - 17 性 RZ 信号，它包含时钟的线谱分量，故此可直接提取。提取时钟的框图如图5-2(b)所示。图 5-2(b) anchester 码经过全波整流后是直流，不能用上述方法。需要先微分，使之成为一种双极性RZ 信号，然后再用上述方法，不过注意这里提出的是二倍频时钟，需要二分频。提取时钟的框图如图5-2(c)所示。图 5-2(c) 5-3.设计带传输系统的发送滤波器、信道及接受滤波器组成总特性为()H，若要求以2 /sT波特的速率进行数据传输，是检验图5-3 中各种()H满足消除抽样点上码间干扰的条件否？图 5-3 解：以2 /sT波特的速率进行数据传输，系统若要实现无码间干扰

40、传输，则系统的传输特性应满足名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 44 页 - - - - - - - - - 18 42(),()20,sisseqsiHTTTHT如图 5-4 所示图 5-4 对（a） ，当2sT时，4()isiHCT，所以不满足无码间干扰传输的条件。对（b） ，当2sT时，4()isiHCT，所以不满足无码间干扰传输的条件。对（c） ，当2sT时，4()isiHCT，所以不满足无码间干扰传输的条件。对（d） ，当2sT时，4()isiHC

41、T，所以不满足无码间干扰传输的条件。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 44 页 - - - - - - - - - 19 第 6 章正弦载波数字调制系统填空题6-1.对 2ASK, 2FSK, 2PSK 三个系统的性能指标进行比较，其中有效性最差的是_系统，可靠性最好的是_系统。 （2FSK, 2PSK）6-2.线性多进制数字调制系统的优点是_，缺点是 _。 （频带利用率高，抗噪能力差）6-3.设信息速率为610/bs，用 2PSK 信号传播此信息时所占用

42、的最小信道带宽为_，用QPSK 信号传播此信息时所占用的最小信道带宽为_。 （6510,510H zH z) 6-4四相调制相干解调系统中发送端通常采用差分编码，其目的是_。与此同时基带信号还采用格雷码（又称反射码），其目的是 _。 （克服相位模糊现象，减小误比特率）6-5.在解调过程中，_方式会产生门限效应。 （非相干解调）简答题6-1何谓带通调制？带通调制的目的是什么？答：带通调制是用一个正弦波作为载波，将基带数字信号调制到该载波，以载波的一个或多个参量上基带数字信号的信息，并使已调信号的频谱适合在给定带通信道传输。带通调制的目的：电磁波需要调制才能辐射；信号所占频带宽度不能那个超过天线通

43、频带。6-2.何谓相关接收何谓非相关接收？答：相关接收： 利用载波相位信息去检测信号的方法。也称为相关检测或相关解调。非相关接收：不利用载波相位信息去检测信号的方法。也称为非相关检测或非相关解调。6-3.什么是 2PSK 系统的相位模糊现象？答：从 2PSK 信号中提取的载波信号存在两种可能的相位，即 0 相和相，解调结果与发端的基带信号同相或反相。这就是2PSK 系统的相位模糊现象。6-4.在随参信道中传输信息，若采用2DPSK 调制方式，应采用哪一种解调方式？若可以在2DPSK 与 2FSK 两种调制方式中选择一种调制方式，应选哪一种？为什么？答：在随参信道中传输信息，若采用2DPSK 调

44、制方式，则应采用差分相干解调方式而不用相干解调方式。 因为随参信道存在快衰落现象，接收到的信号时强时弱，不可能从这种衰落信号中提取稳定的相干载波。没有稳定的相干载波，相干解调器也就不可能正常工作。差分相干解调方法不需要相干载波，接收信号较弱时解调器仍能正常工作，只是误码率有所增加。若可以在2DPSK 与 2FSK 两种调制方式中进行选择，则应选择2FSK 调制方式。因为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 44 页 - - - - - - - - - 20 随

45、参信道存在频率选择性衰落现象，2DPSK 信号的频谱只集中在一个载频附近，当载频处于传输零点时，收端无法收到信号，致使通信中断。当2FSK 信号的两个载频之差大于信道的相关带宽时，信道不可能将2FSK 信号完全衰落掉，因而仍能传输信息。6-5综合考虑线性多进制数字调制系统的优缺点，给出它的应用范围。答：当要求传输的信息速率比较高、信道带宽比较小且信道噪声比较小时，应采用多进制数字调制系统。 因为多进制线性调制系统的频带利用率比较高，故可以用比较窄的信道传输较高的信息速率。 但这种方式的抗噪声性能比较差，只有当信道噪声比较小时才能保证有足够小的误比特率。6-6.何谓 GMSK 调制？它与MSK

46、调制有何不同？答：在 MSK 调制器之前加入一个高斯低通滤波器，以进一步改善MSK 信号的频谱特性，但误比特率性能有所下降。其中，高斯低通滤波器必须满足以下条件：（1)带宽窄，而且是锐截止的；(2)具有较低的过冲脉冲响应；(3)能保持输出脉冲的面积不变。以上要求分别是为了抑制高频成分，防止过量的瞬时频率偏移以及进行相干检测所需要的。GMSK 信号的解调与MSK 信号完全相同。计算题6-1已知某 2ASK 系统得码元传输速率为1000Band，所用的载波信号为3cos(410)At。（1）设所传输的数字信号为011001，试画出相应的2ASK 信号的波形示意图；（2）求 2ASK 信号的带宽。解

47、： （1）333410,210,102cccsfH ZRBand，所以每个码元周期内有2 个载波波形，如图6-5 所示。（2）3222102000ASKsBfH Z图 6-5 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 44 页 - - - - - - - - - 21 6-2.在 2FSK 系统中，码元传输速率0.2BRM B，发送 “1”符号的频率11.25fM H z，发送“0”符号的频率20.85fM H z，且发送概率相等。若信道噪声加性高斯白噪声的其双边

48、功率谱密度120/ 2210/nWH z，解调器输入信号振幅4uV。 （1）试求 2FSK 信号频带宽度。（2）若采用相干解调，试求系统的误码率。（3）若采用包络检测法解调，试求系统的误码率。解：0.2BRM B，11.25fM Hz，20.85fM H z，1 / 2p，120/ 2210/nWH z，4uV（1）信号带宽为：2212(1.250.85)20.20.8ASKBBffRM Hz（2）噪声功率为：21267221020.210810noASKoBn Bn RW信噪比为23227(410)1022810nar所以，相干解调时：411152.23622221112.23610.998

49、4267.91022erPerfcerfcerfcerfc非相干解调时：3213.37102rePe6-3.采用二进制数字调制通信系统传输0、1 等概出现的数字信息，若设发射机输出端已调信号振幅Al0V ，信道传输的（功率）衰减为60dB，接收机解调器输人端噪声功率5iNuW，求下列情况下的误码率eP。（1）2ASK 相干解调；（2）2ASK 非相干解调；（3）2PSK 相干解调；（5）2DPSK 相干解调；（5）2DPSK 差分相干解调。解：先计算接受端信号振幅a 。信道衰减320 log60,101000AAaa于是/100010 /10000.01aAV名师资料总结 - - -精品资料欢

50、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 44 页 - - - - - - - - - 22 信噪比22260.01210222510iaarN（1）10()()0.012722erPQQ（2）11exp()exp(2.5)0.041242erP（满足1r条件）（3）6(2)(20 )(4.472)3.8510ePQrQQ（4）662(2 )23.85107.710ePQr（5）511exp()exp(10)2.271022ePr说明本题是已知信号功率求误码率eP。亦可反过来，根据误码率要求进行计