2022年《数字通信系统原理》复习要点及题 2.pdf
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1、数字通信系统原理复习要点说明:要点以教材中的相关内容为基础,各章小结及习题为重点。1.通信的概念、通信系统的模型2.通信系统的分类和通信方式、资源3.数字通信的主要特点及数字通信系统4.数字通信技术的现状与未来5.数字通信系统的性能及相关的一些概念6.数字与数据通信7.消息、信号与信息8.信号的频谱分析基础9.随机过程的基本概念10. 通信信道及信道容量、常用带宽11. 信源及其编码的概念12. 模拟信号数字化传输方法13. 波形编码( PCM、)14. 数字基带信号及常用码型15. 数字基带传输系统、眼图16. 信道编码的概念、基本原理和术语17. 信道复用与多址技术的基本概念18. FDM
2、 和 TDM 与数字复接19. 帧结构20. 数字信号的调制(频带)传输的概念21. 数字信号调制系统的技术比较(MASK 、MFSK 、MPSK )22. 同步的基本概念、分类和比较名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 16 页 - - - - - - - - - 数字通信系统原理复习题(上部分)1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源2数字通信系统模型3数字通信的主要特点4简述数字通信技术的现状与未来5什么是数字消息?什么是模拟消息?什么是数字信号?什么
3、是随机信号?什么是模拟信号什么是基带信号?6信道容量的含义?7简述数字通信的主要特点8简述数字通信系统的质量指标9 简述数字通信与数据通信的概念与区别10 简述信号的分类11 简述功率信号和能量信号的含义12 简述信道的定义与分类什么是抽样定理?有什么实际意义?13 什么是量化?量化的作用是什么?叙述量化是如何进行的。14 画出 PCM 通信系统的方框图,由模拟信号得到PCM 信号要经过哪几步?模拟题 (部分)1数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。()2时间上离散的消息一定是数字消息。 ()3数字消息必定是时间上离散,且数值上离散的。()4离散信源中,消息出现的概率越大,该消息的信息量也
4、越大。()5在 M 元离散信源中, M 个消息的出现概率相等时,信源的熵最大。()6高斯随机过程若是广义平稳的,则必定是严格平稳的。()7平稳随机过程必定具有各态历经性。 ()8具有各态历经性的随机过程必定是平稳随机过程。()9平稳随机过程的功率谱密度必定是非负的偶函数。()10平稳随机过程的自相关函数必定是非负的偶函数。()11平稳高斯随机过程通过线性非时变系统后的输出必定是平稳高斯随机过程。()12白噪声任意两个不同时刻的样值是不相关的。()13码元速率一定,满足无码间串扰的基带传输特性是唯一的。()14基带传输系统的带宽在数值上若小于码元速率的一半,该系统不可能没有码间串扰。 ()15基
5、带数字信号的码元速率越高,传输该信号所需的信道带宽越宽。()16为了不产生码间串扰, 必须将表示每一码元的基带脉冲波形时限在一个码元宽度范围内。()名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 16 页 - - - - - - - - - 17码元速率一定,传输M 进制基带数字信号所需的信道带宽,是传输二进制基带数字信号所需信道带宽的M2log倍。 ()18可以直接从等概率双极性基带数字信号中提取收时钟。()19可以直接从单极性归零码基带数字波形中提取收时钟。()20二
6、进制数字基带系统的抗噪声性能优于多进制基带数字系统。()1 码元宽度为 0.2S 的四元数字信号,其信息速率为。2 某离散信源一次发出的消息有A、B、C、D 四个可能消息,其出现概率分别为 1/4、1/8、1/2、1/8,其熵为。3 上题中,若四个可能消息是等概率的,信源每秒发消息1000 次,且各次的消息相互独立,该信源一分钟发出的平均信息量为。4 码元速率为B41050的数字信号,平均 1 分钟错码 30 个,则误码率为。5 随机过程)(tX, 若满足,则称为是广义平稳随机过程。6 功率谱密度为2/0n的白噪声的自相关函数为。7 窄带高斯噪声同相分量的一维分布服从分布。8窄带高斯噪声包络的
7、一维分布服从分布。9写出均值为 5、方差为42的高斯概率密度函数。10写出具有上题中概率密度的随机变量小于0 的概率。(用互补误差函数xuduexerfc22)(表示)11设基带数字传输系统总的单位冲激响应为)(th,码元宽度为ST,写出满足无码间串扰时,)(th应满足的条件:。12设基带数字传输系统总的传输函数为)(H,码元宽度为ST,写出满足无码间串扰时,)(H应满足的条件:。13数字基带传输系统中,引起误码的两个主要因素是。14在长途电缆传输中,传输码采用AMI 码或 HDB3码,是因为这两种码具有如下优点:。15HDB3码比较 AMI 码的优点是。164 进制基带信号的眼图中,在垂直方
8、向有只眼睛。17对于相同的误码率性能, 采用二进制双极性码所需的接收机输入信噪比比采用二进制单极性码。 (大 3dB;大 6dB;小 3dB;小6dB)18设基带系统总的传输函数是带宽为1kHz 的理想低通滤波器特性,则无码间名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 16 页 - - - - - - - - - 串扰的最高码元速率为。19比较八进制与二进制数字基带传输系统,在信息速率相同时, 八进制数字信号的带宽为二进制数字信号带宽的。( 8 倍;1/8 倍;3 倍
9、;1/3 倍; 1 倍)20数字通信比较模拟通信的主要优点是:。二、画出数字基带传输系统的方框图,简要说明各方框的作用。(8 分)三、在下图中画出对应二元码为0010110的单极性非归零码、 单极性归零码、 双极性归零码和差分码波形。 (8 分)四、( 1)写出对应下面二元码( 30 个)的 AMI 码和 HDB3。 (假设在此序列之前最邻近的 V 码为 V+,最邻近的 B 码为 B+) (8 分)二元码:1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 AMI 码:HDB3码:(2)将下面的 HDB3码(24 个)译码为二
10、元码。HDB3码: 1 0 -1 1 -1 0 0 -1 1 -1 1 0 0 1 -1 1 -1 0 0 0 -1 0 0 1 二元码:五、某数字基带系统总的传输函数如下图中所示。(8 分)(1) 该系统无码间串扰传输, 最高码元速率为多少?最高的频带利用率为多少?(2)码元速率分别为B31010、B31015、B31020、B31030时有无码间串扰?0 0 1 0 1 1 0 t单 极 性 非归零码单极性归零码双极性归零码差分码0000ttt)(kHzf)( fH010303010名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
11、 - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 16 页 - - - - - - - - - 部分参考答案1数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。()2时间上离散的消息一定是数字消息。 ()3数字消息必定是时间上离散,且数值上离散的。()4离散信源中,消息出现的概率越大,该消息的信息量也越大。( )5在 M 元离散信源中, M 个消息的出现概率相等时,信源的熵最大。()6高斯随机过程若是广义平稳的,则必定是严格平稳的。()7平稳随机过程必定具有各态历经性。 ()8具有各态历经性的随机过程必定是平稳随机过程。()9平稳随机过程的功率谱密度必定是非负的偶函数。()10平稳随机过
12、程的自相关函数必定是非负的偶函数。()11平稳高斯随机过程通过线性非时变系统后的输出必定是平稳高斯随机过程。()12白噪声任意两个不同时刻的样值是不相关的。()13码元速率一定,满足无码间串扰的基带传输特性是唯一的。()14基带传输系统的带宽在数值上若小于码元速率的一半,该系统不可能没有码间串扰。 ( )15基带数字信号的码元速率越高,传输该信号所需的信道带宽越宽。()16为了不产生码间串扰, 必须将表示每一码元的基带脉冲波形时限在一个码元宽度范围内。()17码元速率一定,传输M 进制基带数字信号所需的信道带宽,是传输二进制基带数字信号所需信道带宽的M2log倍。 ()18可以直接从等概率双极
13、性基带数字信号中提取收时钟。()19可以直接从单极性归零码基带数字波形中提取收时钟。()20二进制数字基带系统的抗噪声性能优于多进制基带数字系统。()一、填空题(每空1 分,共 20 分)1 码元宽度为 0.2S 的四元数字信号,其信息速率为107b/S 。2 某离散信源一次发出的消息有A、B、C、D 四个可能消息,其出现概率分别为 1/4、1/8、1/2、1/8,其熵为1.75b 。3 上题中,若四个可能消息是等概率的,信源每秒发消息1000 次,且各次的消息相互独立,该信源一分钟发出的平均信息量为1.2105b 。4 码元速率为B41050的数字信号,平均 1 分钟错码 30 个,则误码率
14、为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 16 页 - - - - - - - - - 110-6。5 随机过程)(tX,若满足EX(t) 为常数, RX(t)X(t+ )=R(),则称为是广义平稳随机过程。6 功率谱密度为2/0n的白噪声的自相关函数为)(20n。7 窄带高斯噪声同相分量的一维分布服从高斯分布。8窄带高斯噪声包络的一维分布服从瑞利分布。9写出均值为 5、方差为42的高斯概率密度函数82)5(221)(xexf。10写出具有上题中概率密度的随机变量
15、小于0 的概率)225(21erfc。 (用互补误差函数xuduexerfc22)(表示)11设基带数字传输系统总的单位冲激响应为)(th,码元宽度为ST,写出满足无码间串扰时,)(th应满足的条件:的整数0001)(kkkThS。12设基带数字传输系统总的传输函数为)(H,码元宽度为ST,写出满足无码间串扰时,)(H应满足的条件:常数iSTiH)2(。13数字基带传输系统中,引起误码的两个主要因素是码间串扰和噪声干扰 。14在长途电缆传输中,传输码采用AMI 码或 HDB3码,是因为这两种码具有如下优点: 好的功率谱密度(低频分量小,无直流分量,高频分量也小),具有误码监测能力 。15HDB
16、3码比较 AMI 码的优点是 不依赖于输入信码,在输出码中保含有丰富的定时信息 。164 进制基带信号的眼图中,在垂直方向有3 只眼睛。17对于相同的误码率性能, 采用二进制双极性码所需的接收机输入信噪比比采用二进制单极性码小 3dB。 (大 3dB;大 6dB;小 3dB;小 6dB)18设基带系统总的传输函数是带宽为1kHz 的理想低通滤波器特性,则无码间串扰的最高码元速率为2Kb/S 。19比较八进制与二进制数字基带传输系统,在信息速率相同时, 八进制数字信号的带宽为二进制数字信号带宽的1/3 倍。 ( 8 倍; 1/8 倍; 3 倍;1/3 倍; 1 倍)20数字通信比较模拟通信的主要
17、优点是:抗噪声性能好 。二、画出数字基带传输系统的方框图,简要说明各方框的作用。(8 分)码型变换发送滤波接收滤波抽样判决码型反变换信道同步提取kd)(tx)(txT)(tn)(tycp?kd名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 16 页 - - - - - - - - - 码型变换器把输入信码变换为合适的传输码,码型反变换器把传输码反变换为原信码。发送滤波器形成输出信号波形, 使送到信道上传输的信号具有所要求的特性,例如限制信号带宽等。信道对传输的信号产生衰减
18、,并产生畸变,并加入噪声干扰。接收滤波器用以减小噪声和码间串扰影响,以降低判决器的误码率。抽样判决器对信号进行抽样、 判决。同步电路产生收定时脉冲, 使判决器以正确的节拍进行判决。三、在下图中画出对应二元码为0010110的单极性非归零码、 单极性归零码、 双极性归零码和差分码波形。 (8 分)四、( 1)写出对应下面二元码( 30 个)的 AMI 码和 HDB3。 (假设在此序列之前最邻近的 V 码为 V+,最邻近的 B 码为 B+) (8 分)二元码:1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 AMI 码:-1 0
19、 1 0 0 0 0 0-10 1-1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1-1 0 0 0 0 1-1 HDB3码: -1 0 1-10 0-1 0 1 0-11 0 0 0 1-1 0 0-1 0 0 1-1 1 0 0 1-1 1 (2)将下面的 HDB3码(24 个)译码为二元码。HDB3码: 1 0 -1 1 -1 0 0 -1 1 -1 1 0 0 1 -1 1 -1 0 0 0 -1 0 0 1 二元码:1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 五、某数字基带系统总的传输函数如下图中所示。(8 分)(1) 该系统无码间串
20、扰传输, 最高码元速率为多少?最高的频带利用率为多少?0 0 1 0 1 1 0 t单极性非归零码单 极 性归零码双 极 性归零码差分码00ttt00名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 16 页 - - - - - - - - - (2)码元速率分别为B31010、B31015、B31020、B31030时有无码间串扰?(1)310202Sf,无码间串扰传输的最高码元速率为BfS4104对应的频带利用率为)/(34HzBBfS(2)码元速率为B31010和B3
21、1020时无码间串扰。码元速率为B31015和B31030时有码间串扰。)(kHzf)( fH010303010名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 16 页 - - - - - - - - - 数字通信系统原理复习题(中部分)一、判断题。对于下述论断,用表示正确,用表示错误。(每小题 1 分,共20 分)1 接收等概率 0、1 码的 2ASK 接收机的最佳判决门限与输入信号的大小无关。()2 接收等概率 0、1 码的 2PSK 接收机的最佳判决门限与输入信号的
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