通信原理习题课课件.ppt

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1、第一章第一章重点：重点：1.信息及其度量：信息量信息及其度量：信息量 2.通信系统的主要性能指标：可靠性和有效性通信系统的主要性能指标：可靠性和有效性1.某四进制系统，某四进制系统，4秒钟传输秒钟传输4800个四进制符号，则此系统个四进制符号，则此系统的传码率的传码率RB4=，传信率，传信率Rb=。2.模拟调制系统的抗噪声性能主要用模拟调制系统的抗噪声性能主要用 来衡量；数来衡量；数字调制系统的抗噪声性能主要用字调制系统的抗噪声性能主要用 来衡量。来衡量。3.AM调制的可靠性用调制的可靠性用 衡量；衡量；DPSK的可靠性用的可靠性用 衡量。衡量。4.某通信系统采用四进制数字序列传输方式，每传输

2、一个某通信系统采用四进制数字序列传输方式，每传输一个码元需码元需T=25010-6s时间，其传信率为时间，其传信率为 ，码元速，码元速率为率为 ，若传输了，若传输了5s，检测到，检测到50个码元误码，其误码个码元误码，其误码率为率为 。习题习题5.八进制数字通信系统的误码率为八进制数字通信系统的误码率为10-5，系统的传输速率为，系统的传输速率为600b/s，则接收端在，则接收端在_h内能接收到内能接收到144个错误码元。个错误码元。6.已知能量信号已知能量信号f(t)的傅氏变换为的傅氏变换为F(w)，则根据帕塞瓦尔，则根据帕塞瓦尔定理可得其能量为定理可得其能量为E=。7.设一数字传输系统传送

3、设一数字传输系统传送16进制码元，码元传输速率为进制码元，码元传输速率为2400波特，则此时系统的信息传输速率为波特，则此时系统的信息传输速率为 ；如果系；如果系统的误码率为统的误码率为104，则，则1小时内错误的码元个数为小时内错误的码元个数为 ；如果系统的误比特率为如果系统的误比特率为2.510-5，则，则10分钟内错误的比分钟内错误的比特个数为特个数为 。答案：答案：1.1200B，2400b/s2.信噪比，误码率信噪比，误码率 3.信噪比，误码率信噪比，误码率4.8000，4000，2.510-35.206.，9600b/s，864，21.6第三章第三章 随机信号分析随机信号分析重点：

4、重点：1.随机过程的基本概念随机过程的基本概念2.平稳随机过程的概念和性质平稳随机过程的概念和性质3.平稳随机过程的相关函数和功率谱密度平稳随机过程的相关函数和功率谱密度4.高斯随机过程高斯随机过程5.随机过程通过线性系统随机过程通过线性系统习题：习题：1.1.已知白噪声的双边带功率谱密度为已知白噪声的双边带功率谱密度为P(wP(w)=n)=n0 0/2/2，则，则它的自相关函数为它的自相关函数为_。2.2.已知噪声的自相关函数为已知噪声的自相关函数为 ，a a为常为常数，则数，则n(tn(t)的功率为的功率为S=S=。3.3.一个均值为一个均值为0 0，方差为，方差为 的窄带平稳高斯过程的窄

5、带平稳高斯过程 ，则其同相分量的均值为，则其同相分量的均值为 ，方差为，方差为 。4 4、有一平稳随机过程、有一平稳随机过程X(tX(t)，其功率谱密度为，其功率谱密度为 ，通过一个特性为通过一个特性为 的网络，给系统输的网络，给系统输出的功率谱密度为出的功率谱密度为 (7)(7)。第四章第四章 信道信道1.信道的分类信道的分类2.有失真传输和无失真传输有失真传输和无失真传输3.信道容量信道容量 1.在分析信道时，根据乘性干扰在分析信道时，根据乘性干扰k(t)是否随时间是否随时间变化，将信道分为变化，将信道分为 _信道和信道和 信道。信道。2.无失真传输系统的传输函数无失真传输系统的传输函数H

6、（w）=_。习题：习题：1.恒参，随参恒参，随参答案：答案：2.3.3.每每帧电视图帧电视图像可以大致像可以大致认为认为由由个小像素个小像素组组成，每一像素取成，每一像素取1010个可辨个可辨别别的亮度的亮度电电平，且平，且1010个亮度个亮度电电平是等概率地出平是等概率地出现现的。系的。系统统每秒每秒发发送送3030帧图帧图像，像，为为了了满满意地重意地重现图现图像，要求信噪比像，要求信噪比为为1000,试求试求传输上述信号所需的带宽。（注：传输上述信号所需的带宽。（注：)答案：每答案：每帧图帧图像的信息量像的信息量为为：，第五章第五章 模拟调制系统模拟调制系统 重点：重点：1.幅度调制与解

7、调幅度调制与解调 AM，DSB，SSB，VSB的调制和解调方式，的调制和解调方式，抗噪声性能分析，带宽计算等。抗噪声性能分析，带宽计算等。2.角度调制角度调制 角度调制的概念；角度调制的概念；FM的调制和解调；宽带的调制和解调；宽带FM的计算（带宽，功率，抗噪声性能等）。的计算（带宽，功率，抗噪声性能等）。1.已知已知调调制信号制信号，载载波波为为 ，则则其其DSB信号的表达式信号的表达式为为 。2.将将n路路频频率范率范围为围为0.34KHz的的话话音信号用音信号用FDM方法方法进进行行传输传输，若采用，若采用AM调调制方式制方式则则n路路话话音信号的最音信号的最小小传输带宽为传输带宽为 ，

8、若采用，若采用SSB调调制方式制方式则则n路路话话音信音信号的最小号的最小传输带宽为传输带宽为 。（不考。（不考虑虑防防护频带护频带）8nKHz，4nKHz答案：答案：3.已知载频为已知载频为1MHz，幅度为，幅度为3V，用单音信号，用单音信号（即：余弦信号）来调频，调制信号频率为（即：余弦信号）来调频，调制信号频率为2KHz，产生的最大频偏为产生的最大频偏为4KHz，试写出该调频波的时间表，试写出该调频波的时间表达式。达式。4.已知已知，设调频设调频器灵敏度器灵敏度为为，试试求其已求其已调调波功率、波功率、载频载频、最大、最大频频偏、已偏、已调调波波带宽带宽、调调制信号表达式。制信号表达式。

9、答案：答案：,答案：答案：5.5.已知某已知某单单音音调频调频波的振幅波的振幅为为10V10V，瞬，瞬时频时频率率为为试试求：求：（1 1）此）此调频调频波的表达式。波的表达式。（2 2）此）此调频调频波的最大波的最大频频偏、偏、调频调频指数指数和已和已调调波波带宽带宽。6.6.在在AMAM、DSBDSB、SSBSSB、FMFM等等4 4个通信系统中，可个通信系统中，可靠性最好的是靠性最好的是 ，有效性最好的是，有效性最好的是 ，可靠性相同的是，可靠性相同的是 ，有效性相同的是，有效性相同的是 。8.FM8.FM的带宽与的带宽与 的幅度有关；的幅度有关；FMFM的功率与的功率与 的幅度有关。的

10、幅度有关。7 7、在、在AMAM调制系统中，令调制信号为正弦单音信号，调制系统中，令调制信号为正弦单音信号，当采用包络解调方式时，为了不发生过调制现象，当采用包络解调方式时，为了不发生过调制现象，最大的调制制度增益最大的调制制度增益G G为为 (8)(8)。9.9.设发射已调波设发射已调波S SFMFM(t(t)=)=1010coscos(10(107 7t t4 4coscos200200tt)，信，信道噪声双边带功率谱为道噪声双边带功率谱为n n0 0/2=2.510/2=2.510-10-10W/HzW/Hz，信道衰减，信道衰减为为0.4dB0.4dB每公里，试求接收机正常工作时可以传输

11、的最每公里，试求接收机正常工作时可以传输的最大距离是多少公里？（大距离是多少公里？（6 6分）分）1010、将一个带限信号、将一个带限信号m(tm(t)经积分后对载波进行相位调制，经积分后对载波进行相位调制，则输出的是则输出的是 (9)(9)调制信号。调制信号。第六章第六章 模拟信号数字化模拟信号数字化 重点：重点：1.抽样定理抽样定理2.PAM3.PCM4.DM 1.已知已知A律律13折线八位码为折线八位码为10111011，求其，求其对应的对应的11位线性码为多少？位线性码为多少？2.在国际上推荐的在国际上推荐的PCM基群的两种标准中，基群的两种标准中，我国采用我国采用_制式，它以制式，它

12、以 律压扩特性为标准。律压扩特性为标准。在这种制式下每路话音信号的抽样速率为在这种制式下每路话音信号的抽样速率为 Hz，每帧的时间间隔为，每帧的时间间隔为 。习题：习题：答案：答案：1.由编码由编码10111011，可知样值为：，可知样值为：(64+11*4)=+108 11位编码为位编码为000011011003.设单路语音信号的频率范围为设单路语音信号的频率范围为3003400Hz，对其进行抽样量化编码后变为二进，对其进行抽样量化编码后变为二进制数字序列。设抽样速率为制数字序列。设抽样速率为8kHz，量化电平数，量化电平数为为64，试求：，试求：（1）每路输出二进制数字序列的速率；每路输出

13、二进制数字序列的速率；（2）采用二进制不归零矩形脉冲波形进行传输时的采用二进制不归零矩形脉冲波形进行传输时的第一过零点带宽；第一过零点带宽；（3）采用二进制归零矩形脉冲波形进行传输时的第）采用二进制归零矩形脉冲波形进行传输时的第一过零点带宽，设占空比为一过零点带宽，设占空比为0.25；（4）对）对10路这样的数字信号进行时分复用传输时，路这样的数字信号进行时分复用传输时，在满足无码间干扰条件下，传输系统所需最小带宽。在满足无码间干扰条件下，传输系统所需最小带宽。答案：答案：B=0.5RB1=240KHz 4.4.一模一模拟拟信号被抽信号被抽样样量化和量化和编码为编码为PCMPCM信号，信号，其

14、量化其量化电电平平为为256256，将，将编码编码后的二后的二进进制制编码编码序序列通列通过过a=1a=1，带宽为，带宽为24KHz的实际信道传输。的实际信道传输。试求：试求：（1）该信道可通过的最大传码率是多少。）该信道可通过的最大传码率是多少。（2）原模拟信号的最高频率为多少。）原模拟信号的最高频率为多少。5.5.信号信号的最高的最高频频率率为为，按奈奎斯特速率，按奈奎斯特速率进进行抽行抽样样后，采用后，采用PCMPCM方式方式传输传输，量，量化化级级数数，采用自然二，采用自然二进码进码，若系，若系统统的平均的平均误码误码率率，则传输则传输十秒十秒钟钟后后错码错码的数目的数目为为_。6.6

15、.对对信号信号进进行增量行增量调调制，若取增量制，若取增量,求出不求出不发发生生过载过载的采的采样频样频率至少是多少率至少是多少_ _ _。第七章第七章 数字信号的基带传输系统数字信号的基带传输系统 重点：重点：1.数字基带传输的常用码型数字基带传输的常用码型 2.数字基带信号的频谱分析数字基带信号的频谱分析3.基带传输的码间串扰和无码间串扰的基带传输基带传输的码间串扰和无码间串扰的基带传输4.部分响应技术部分响应技术5.眼图和均衡眼图和均衡1.1.码间串扰是指什么？为了消除码间串扰，基带码间串扰是指什么？为了消除码间串扰，基带传输系统的传输函数应满足什么条件？若系统频传输系统的传输函数应满足

16、什么条件？若系统频率为率为W(HzW(Hz)，则系统无码间串扰时最高的传输速，则系统无码间串扰时最高的传输速率是多少？率是多少？2 2、若消息序列是、若消息序列是10110000000011000011011000000001100001，则其，则其AMIAMI码为码为_(18)_(18)_ _，AMIAMI由于可能出现由于可能出现_ _(19)_(19)_，对提取定时信号造成困难，可采用对提取定时信号造成困难，可采用_ _(20)_(20)_ _码来码来克服其缺点，其编码为克服其缺点，其编码为_ _(21)_(21)_ _。习题：习题：3.设设16进进制基制基带传输带传输系系统统的的发发送送

17、滤滤波器、信道和波器、信道和接收接收滤滤波器的波器的总传输总传输特性特性H(f)如如图图2所示，其中所示，其中，试试确定确定该该系系统统无无码间码间干干扰传输时扰传输时的最高的最高码码元元传输传输速率、比特速率以及系速率、比特速率以及系统统的最高的最高频带频带利用率。利用率。答案：系统等效带宽为答案：系统等效带宽为B=1.5MHz，则根据，则根据奈奎斯特准则，该系统所允许的最高传输速率奈奎斯特准则，该系统所允许的最高传输速率为为3MB，比特率为，比特率为3M*4=12Mbps，频带，频带利用率为利用率为1.5B/Hz。4.设设基基带带系系统统的的频频率特性如下率特性如下图图所示。所示。(1)若

18、以若以2/T B速率传输信号，各系统有码间串扰速率传输信号，各系统有码间串扰吗？为什么？吗？为什么？(2)若以若以8/T bit/s速率传输信息，各系统以几进速率传输信息，各系统以几进制码元传输时可以无码间串扰，为什么？制码元传输时可以无码间串扰，为什么？uu5 5、为了传送码元速率、为了传送码元速率 的数字基的数字基带信号，试问系统采用下图中所给出的带信号，试问系统采用下图中所给出的（1 1）、（）、（2 2）和（）和（3 3）能否实现无码间串扰，）能否实现无码间串扰，它们的频带利用率分别是多少？它们的频带利用率分别是多少？第八章第八章 数字调制系统数字调制系统 重点：重点：1.二进制数字调

19、制与解调二进制数字调制与解调2.频谱特性频谱特性3.抗噪声性能抗噪声性能4.多进制调制多进制调制1.一个一个4DPSK系系统统，以，以B方式工作，如方式工作，如图图所示，所示，已知初始相位已知初始相位为为0，请请在下表中填入双比特在下表中填入双比特码码元的相元的相位位值值。若。若为为4PSK系系统统以上述方式工作呢以上述方式工作呢?双比特双比特码码元元序列序列11100110001110014PSK相位相位4DPSK相位相位2.设基带信号为设基带信号为10010110，若在，若在2DPSK方式方式的通信系统中传输，试画出其差分相干解调方框的通信系统中传输，试画出其差分相干解调方框图，并用波形分

20、析法分析解调原理。图，并用波形分析法分析解调原理。3.在相同信噪比条件下，若采用下列调制和解在相同信噪比条件下，若采用下列调制和解调方式时，抗噪声性能的优劣依次为调方式时，抗噪声性能的优劣依次为 。相干相干PSK 相干相干ASK 非相干非相干FSK 非相干非相干PSK 非相干非相干ASKuu4 4 4 4、某传输线路的频率范围为、某传输线路的频率范围为、某传输线路的频率范围为、某传输线路的频率范围为600Hz3000Hz600Hz3000Hz600Hz3000Hz600Hz3000Hz，现有，现有，现有，现有一计算机数据终端，通过一计算机数据终端，通过一计算机数据终端，通过一计算机数据终端，通

21、过MODEMMODEMMODEMMODEM连接到该线路上。连接到该线路上。连接到该线路上。连接到该线路上。uu（1 1 1 1）若该数据终端的传输速率为）若该数据终端的传输速率为）若该数据终端的传输速率为）若该数据终端的传输速率为600b/s600b/s600b/s600b/s，MODEMMODEMMODEMMODEM采用采用采用采用FSKFSKFSKFSK方式，选择两个合适的载频进行传输，试方式，选择两个合适的载频进行传输，试方式，选择两个合适的载频进行传输，试方式，选择两个合适的载频进行传输，试问这两个频率应选多少？（问这两个频率应选多少？（问这两个频率应选多少？（问这两个频率应选多少？（

22、4 4 4 4分）分）分）分）uu（2 2 2 2）由该线路传输）由该线路传输）由该线路传输）由该线路传输2400b/s2400b/s2400b/s2400b/s的数据信号，若采用的数据信号，若采用的数据信号，若采用的数据信号，若采用4DPSK4DPSK4DPSK4DPSK的数据传输系统进行传输，试选择合适的载的数据传输系统进行传输，试选择合适的载的数据传输系统进行传输，试选择合适的载的数据传输系统进行传输，试选择合适的载波频率波频率波频率波频率,并画出系统传输框图。（并画出系统传输框图。（并画出系统传输框图。（并画出系统传输框图。（6 6 6 6分）分）分）分）第九章第九章 最佳接收最佳接收

23、重点：重点：1.最佳接收的概念最佳接收的概念2.三种最佳接收的原理三种最佳接收的原理uu1 1、对输入信号、对输入信号s(ts(t)采用匹配滤波器进行最采用匹配滤波器进行最佳接收，该匹配滤波器的单位冲击响应佳接收，该匹配滤波器的单位冲击响应h(th(t)为为_(1)_(1)_ _，匹配滤波器的输出信号，匹配滤波器的输出信号s s0 0(t)(t)为为_(2)_(2)_ _。uu2 2、在数字通信系统中经常用到的最佳接收、在数字通信系统中经常用到的最佳接收准则有：准则有：_(3)(3)_，_(4)(4)_和和_ _(5)_(5)_。第十章第十章 信道复用和多址方式信道复用和多址方式重点：复用原理

24、重点：复用原理第十一章第十一章 同步原理同步原理重点：重点：1.四种同步四种同步2.同步的原理同步的原理uu1 1、直接由、直接由PSKPSK信号中提取位同步的方法有信号中提取位同步的方法有_(1)_(1)_ _和和_(2)(2)_。uu2 2画出载波同步中平方环法提取载波的框画出载波同步中平方环法提取载波的框图。图。第十二章第十二章 差错控制编码差错控制编码uu1.纠错编码的基本原理纠错编码的基本原理uu2.线性分组码线性分组码uu3.循环码循环码uu4.卷积码卷积码第十二章第十二章 差错控制编码差错控制编码uu1.1.令令uu（1 1）求出该循环码的生成矩阵和监督矩阵。）求出该循环码的生成

25、矩阵和监督矩阵。uu（2 2）若两个信息码组分别为（）若两个信息码组分别为（10011001）和）和（01100110），求出这两个循环码字。），求出这两个循环码字。uu（3 3）画出其编码器的原理框图。）画出其编码器的原理框图。uu2.2.2.2.一码长一码长一码长一码长n=15n=15n=15n=15的汉明码，监督位的汉明码，监督位的汉明码，监督位的汉明码，监督位r r r r最少应该为多最少应该为多最少应该为多最少应该为多少？此时的编码效率为多少？少？此时的编码效率为多少？少？此时的编码效率为多少？少？此时的编码效率为多少？uu3.3.3.3.设一线性分组码的一致监督方程为：设一线性分组

26、码的一致监督方程为：设一线性分组码的一致监督方程为：设一线性分组码的一致监督方程为：uu uu其中其中其中其中 为信息码。为信息码。为信息码。为信息码。uu（1 1 1 1）试求其生成矩阵和监督矩阵。）试求其生成矩阵和监督矩阵。）试求其生成矩阵和监督矩阵。）试求其生成矩阵和监督矩阵。uu（2 2 2 2）写出所有码字。）写出所有码字。）写出所有码字。）写出所有码字。uu（3 3 3 3）判断下列接收到的码字是否正确。）判断下列接收到的码字是否正确。）判断下列接收到的码字是否正确。）判断下列接收到的码字是否正确。B1=B1=B1=B1=（011101011101011101011101），），）

27、，），B2=B2=B2=B2=（101011101011101011101011），），），），B3=B3=B3=B3=（110101110101110101110101）。）。）。）。若接收到的是非码字，如何纠错和检错。若接收到的是非码字，如何纠错和检错。若接收到的是非码字，如何纠错和检错。若接收到的是非码字，如何纠错和检错。uu4 4、码长为、码长为n n的线性分组码，其监督位数为的线性分组码，其监督位数为r r，能指示一位错码的，能指示一位错码的_ _(1)_(1)_ _个可能的位置。个可能的位置。若要求码组能纠正若要求码组能纠正m m个错码，要求最小码距个错码，要求最小码距d d0 0满足满足_ _(2)_(2)_条件。条件。