数字通信原理习题库通信电子数据通信与网络_通信电子-数据通信与网络.pdf

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1、 1、信源编码和信道编码有什么区别？为什么要进行信道编码？解：信源编码是完成 A/D转换。信道编码是将信源编码器输出的机内码转换成适合于在信道上传输的线路码，完成码型变换。2、模拟信号与数字信号的主要区别是什么？解：模拟信号在时间上可连续可离散，在幅度上必须连续，数字信号在时间，幅度上都必须离散。3、某数字通信系统用正弦载波的四个相位 0、2、23来传输信息，这四个相位是互相独立的。(1)每秒钟内 0、2、23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；(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。解：(1)每秒钟传输 1

2、000 个相位，即每秒钟传输 1000 个符号，故 RB=1000 Bd 每个符号出现的概率分别为 P(0)=21,P2=81,P()=81,P23=41，每个符号所含的平均信息量为 H(X)=(211+823+412)bit/符号=143 bit/符号 信息速率 Rb=(1000143)bit/s=1750 bit/s(2)每秒钟传输的相位数仍为 1000，故 RB=1000 Bd 此时四个符号出现的概率相等，故 H(X)=2 bit/符号 Rb=(10002)bit/s=2000 bit/s 4、已知等概独立的二进制数字信号的信息速率为 2400 bit/s。(1)求此信号的码速率和码元宽

3、度；(2)将此信号变为四进制信号，求此四进制信号的码速率、码元宽度和信息速率。解：(1)RB=Rb/log2M=(2400/log22)Bd=2400 Bd T=BR1=24001 s=ms (2)RB=(2400/log24)Bd=1200 Bd T=BR1=12001 s=ms Rb=2400 b/s 5、黑白电视图像每帧含有3105个像素，每个像素有 16 个等概出现的亮度等级。要求每秒钟传输30 帧图像。若信道输出S/N=30 dB，计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽。解 每个像素携带的平均信息量为 H(x)=(log216)bit/符号=4 bit/符号 一帧图像的平均信息

4、量为 I=(43105)bit=12105 bit 每秒钟传输30 帧图像时的信息速率为 Rb=(1210530)bit/s=36 Mbit/s 令 Rb=C=Blog2（1+NS）得 B=MHzMHzNSRb61.31001log36)1(log22 即传输该黑白电视图像所要求的最小带宽为 MHz。6、设数字信号的每比特信号能量为 Eb，信道噪声的双边功率谱密度为 n0/2，试证明：信道无差错传输的信噪比 Eb/n0的最小值为 dB。证 信号功率为 S=EbRb 噪声功率为 N=n0B 令 C=Rb，得)1(log)1(log022BCnEBNSBCb 由此得 BCnEBCb/120 min

5、0nEb0limBCBCBC120limBC693.02ln12ln2BC 6.1)693.0lg10(lg10min0dBnEb dB 7、今设在 125us 内传输 256 个二进制码元，计算信息传输速率是多少？若该信息在 4 秒内有 5 个码元产生误码，试问其误码率等于多少？解：Pe=错码个数/传输的总码元数=5/(4256/12510-6)=10-6 内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息

6、速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图2、假设信道频带宽度为 1024KHZ,可传输 2048kb/s 的比特率，其传输效率为多少？信道频带宽度为 2048KHZ,其传输效率又为多少？解：1=fb/B=2048Kbit/s1024K=2bit/（sHZ）；2=fb/B=

7、2048Kbit/s2048K=1bit/（sHZ）；8、什么叫抽样、量化和编码？抽样：将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号；量化：对时间上离散的信号处理，使其在幅度上也离散；编码：将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程 9、抽样的任务是什么？抽样后的信号称为什么？解：抽样的任务是让原始的模拟信号在时间上离散化，抽样后的信号为 PAM 信号.10、为什么要进行量化？8 位二进制码可以表示多少种状态？解：量化是让信号在幅度上离散化，8 位二进制码表示 28=256 种状态 11、PCM通信能否完全消除量化误差？为什么？解：量化是用有限个值代替了无限个值，用量化值和其所代表的

8、样值之差来作为量化噪声，该噪声只能通过增加量化级数，即减小量化级长的方法来减弱，但无法消除。12、PCM通信中发端抽样后和收端分路后各有一个的低通波波器，这两者作用各有什么不同？解：发端滤波器的作用是：限制输入信号的最高频率，以免抽样电路对该信号抽样时不满足抽样定理而产生折迭噪声，收端滤波器的作用是：从 PAM 信号中检出包络线，即取出原始信号的波形（低频分量），实现原始模拟信号的还原。13、对于均匀量化编码，若信号幅度 Vm小一倍，信噪比变化多少？解：S/N=6n+2+20lgVm/V=20,Vm 减小一倍，则 S/N 减小 6dB 14、抽样后为什么要加保持电路？解：抽样进为防止相邻话路样

9、值在公共通道上挨得太近会导致串音以及样值脉冲顶部不平坦导致不能选取量化标准.抽样脉冲的宽度通常取得很小,一般远小于一个时隙的宽度,即 n 位码宽,所以在抽样后编码前加保持电路,将样值脉宽展宽为一个时隙宽度。15、非均匀量化的实质是什么？解：压缩扩张和均匀量化结合形成非均匀量化，在发端均匀量化前通过扩张提高小信息的幅度，即可提高信噪比，在收端再通过相逆压缩对小信息幅度还原。16、将-350编为8 位 PCM 码，并计算发端和收端量化误差.解：1）-3500，故 a1=0 350位于256512之间，为第6 大段，故a2a3a4=101 第 6 大段起始电平为256，段长为256，分为 16 小段

10、，则每一小段长内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信

11、息量为符号符号一帧图度为 256/16=16，（350-256）/16，为第 6 小段,故 a5a6a7a8=0101 8 位 PCM码为 01010101 2）发端量化误差=|样值电平|码字电平=350-大段起始电平+（8a5+4a6+2a7+a8）小段长=350-256+516 =350-336=14 收端量化误差=|样值电平|解码电平=|样值电平|-（码字电平+小段长）=350-336+16 =6 17、某设备未过载电平的最大值为 4096mv，有一幅度为 2000mv的样值通过 A律13 折线逐次对分编码器，写出编码器编码过程及输出的 8 位 PCM码。解：4096mv/2000mv=

12、2048/X,则 X=1000 1000 0,则 a1=1 1000 128,则 a2=1 1000 512,则 a3=1 1000 512+512/2=768,则 a5=1 1000 512+512/2+512/4=896,则 a6=1 1000 512+512/2+512/4+512/8=960,则 a7=1 1000 512+512/2+512/4+512/8+512/16=992,则 a8=1 8 位 PCM码为。18、自适应量化的基本思想是什么？自适应预测的基本思想又是什么？解：自适应量化是使量化级差跟随输入信号变化，使不同大小的信号平均量化误差最小，从而提高信噪比；自适应预测的基本

13、思想是使预测系数跟随输入信号而变化，从而保证预测值与样值最接近，即预测误差最小。19、时分多路复用的概念是什么？解：时分多路复用就是在一条信道的传输时间内，将若干路离散信号的脉冲序列，经过分组、压缩、循环排序，成为时间上互不重迭的多路信号一并传输的方式。20、30/32 路 PCM的帧长，路时隙宽，比特宽，数码率各为多少？第 n 路样值编码至第 n+1 路样值编码之间共有多少比特？解：一帧长=125us=256bit 一路时隙=8bit 一比特=488ns 数码率 fb=2048kb/s 两路相邻样值开始编码之间有 8bit。内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的

14、主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图 21、30/32 路 PCM设备的同步，监视，对告码组是如何

15、安排的？解：同步码：帧同步码共 7 位“0011011”，安排在偶帧 TS0的 a2a8码位 监视码：区分奇偶帧的监视码为 1 位“1”，安排在奇帧 TS0 的 a2 码位.对告码：帧失步对告码安排在奇帧 TS0的a3 码位,失步用“1”表示，同步用“0”表示。22、第 23 路信令在什么位置？解：在 F8的 TS16的后 4bit 23、对某一话路来说，每秒抽样多少个样值？对于30/32 路 PCM 基群端机来说，每秒钟共抽样多少次？解：一路信号，每秒抽样8k 次，对 PCM 基群来说，每秒共抽样308k=240k次 24、定时系统要产生哪些脉冲信号？它们的作用如何？解：CP主时钟脉冲：控制

16、PCM 设备的发送速率。D18位脉冲：用于编解码 CH130路脉冲：用于抽样和分路。F0F15 复帧脉冲：供信令信号用 25、同步的包括哪些？它们的作用是什么？怎样实现？解：1、位同步：即收定时系统的主时钟脉冲要同接收信码流同频同相,可在收端通过时钟提取来实现。2、帧同步：即发端第 n 路抽样量化编码的信号一定要在收端第n 路解码滤波还原，以保证语音的正确传送。可在发端在固的时间位置上插入特定的帧同步码组，在接收端加以正确识别 3、复帧同步：发端第 n 路的信令一定要送到收端第 n 路，以确保信令正确传送。实现方法与帧同步类似。26、对帧同步系统的要求是什么？前后方保护的作用是什么？解：要求：

17、1、建立时间要短 2、工作稳定可靠，具有较强的抗干扰能力 3、码型的选择要保证由信息码而产生的伪同步码的可能小 前后方保护的作用是防止假失步和伪同步。27、PCM基群系统常用的测试指标有那些？传输电平和净衰减、频率特性、总信噪比、空闲信道噪声、路际可懂串音防卫度。28、什么叫奈奎斯特准则？奈奎斯特准则:(理想低通特性)数字脉冲的传输速率 fb 是等效理想低通信道截止率 fc 的两倍，即以 fb=2fc 的速率传输信号时，可实现无码间干扰传输。当数字信号序列通过某一信道传输时，无码间干扰的极限速率是 fb=2fc,信道最大传输利用率为 2b/（sHz）内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型

18、变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图29、AMI码的缺点是什么？解：不能限

19、制长连 O和长连 1，不利于时钟提取。30、设数字信号序号为 111，将其编成 AMI，HDB3,CMI 码.解:AMI:+10000-10+10-10000+1-1+1-1 HDB3:V+|B-000V-B+0B-B+00V+B-B+B-B+CMI:0000000 31、带限传输对数字信号有什么影响？码间干扰是怎样形成的？解：理论上数字信息的频带为无穷大，这样无限带宽的信号通过实际的信道传输时，由于实际信道带宽有限，信号波形必然会产生失真，从而产生码间干扰.32、怎样用示波器观察眼图，眼图恶化说明什么含义？解：示波器采用外同步，扫描同期必然为 TB（码元同期）或 TB的整数倍，这样，就在荧光

20、屏上出现一个或几个接收到的均衡波形,由于示波器的余辉作用,使多个波形迭在一起，这样在荧光屏上显示类似人眼的图形。眼图恶化说明信噪 比降低，误码率增加.33、定时抖动同哪些有关定时抖动对 PCM通信有什么影响？解：定时抖动的原因：谐振回路失谐的影响 时钟提取电路限幅门限失调或输入信号电平变化。信通噪声和串话干扰 信号码型随机组合 抖动的影响：误码率增加 34、某 CMI码为 0，将其还原为二进制 NRZ码 解：按 CMJ码编码规则，还原后的 NRZ码为 1100101 0 01 1 00 和 11 交替 35、为什么数字通信系统要求误码率低于 10-6?解：当 Pe=10-6时，误码信噪比（S/

21、Ne）dB=，但若信道误码率高于 10-6，如 Pe=10-5,则(S/Ne)=（Pe 增加一个数量级，误码信噪比下降 10dB），低于 A律压缩特性的最大量化信噪化 38dB，所以为保证总的信噪比不因误码噪声而显著下降，信道误码率 Pe 应低于 10-6。36、再生中继系统的特点是什么？解：噪声不积累但误码会积累。37、为什么要求均衡波形的波峰附近变化要平坦？解：均衡波形幅度大 且波峰附近变化平坦，即使由于各种原因引起定时抖动（再生判决脉冲发生偏移），也不会产生误判，即“1”码仍可还原为“1”码。反之则有可能会将“1”码误差为“0”码。内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号

22、与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图 38、为什么电缆传输码型常用 HDB3 码？解：

23、1、无直流分量，低频成分也少 2、高频成分也少 3、便于误码检测 4、码型频谱中虽无时钟频率成分，但经全波整流后即为 RZ码，就会有时钟频率成分，故提取时钟较容易。5、克服了长连 0(最大连 0 数为 3 个),便于时钟提取 39、已知信息代码为 011，试确定相应的传号差分码、CMI码、数字双相码、AMI码以及 HDB3码，并分别画出它们的波形。解：40、有 4 个连 1 和 4 个连 0 交替出现的序列，画出单极性非归零码、AMI码、HDB3码所对应的波形图。思路 单极性非归零码、AMI码的编码规律比较简单。对 HDB3码的编码规律比较熟悉后即可直接由信息代码求出 HDB3码，并进而画出波

24、形图。由于序列中 4 个连 1 和 4 个连 0 是交替出现的，故相邻的 4 个连 0 码组之间 1 码的个数肯定是偶数个，因此 HDB3码中的每个取代节都应是 B00V。解：单极性非归零码、AMI码、HDB3 码及其波形图如下图所示。41、设随机二进制序列中的 1 码出现的概率为，对应一个振幅等于 1、宽度等于码元间隔 Ts的矩形脉冲，0 码对应 0 电平。(1)求其功率谱密度及功率，并画出功率谱曲线，求谱零点带宽；(2)若 1 码对应一个占空比等于的矩形脉冲，0 码仍为 0 电平，重新回答(1)中的问题；(3)能否从上述两个信号中用滤波法直接提取码元同步所需的频率 fs=1/Ts的分量?若

25、能，给出该分量的功率；(4)分析离散谱 fs的功率与 1 码概率 P的关系。思路 第一个信号为单极性非归零码，第二个信号为占空比等于的单极性归零码，它们的基本波形为 DTs(t)和(t)。这两个信号都是相同波形随机序列，可用式(5-3)求其功率谱。若功率谱中含有 fs=1/Ts的离散谱，则可用滤波法直接提取频率为 fs=1/Ts的位定时信号，否则不能。Ps(f)=fsP(1-P)(a1-a2)2G2(f)+f2sn|Pa1+(1-P)a2|2G2(mfs)(f-mfs)(5-3)傅氏变换对 D(t)Sa)2(=2/2/sin 是本课程中常用公式，此题中=Ts或=。解:(1)P=,a1=1,a2

26、=0 G(f)=TsSa(fTs)=TsSa(f/fs)内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所

27、要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图代入式(5-3)得 Ps(f)=fsT2sSa2(f/fs)+mT2sSa2(mfs/fs)(f-mfs)=(f/fs)+mSa2(m)(f-mfs)由于 sin(m)=0 所以 Sa(m)=0 故 Ps(f)=(f/fs)功率谱密度曲线如下图所示。由图可知，谱零点带宽为 Bs=fs。信号功率为 S=Ps(f)df=TsSa2(f/fs)df =T2sSa2(f/fs)df 根据帕塞瓦尔定理 T2sSa2(f/fs)df=|G(f)|2df=D2Ts(t)dt=T2s 得 S=Ts2=(2)P=G(f)=fTs)=f/fs)Ps(f

28、)=f/fs)+2Sam)(f-mfs)功率谱密度曲线如下图所示。由图可知，谱零点带宽为 Bs=2fs。信号功率为 S=TsSa2f/fs)df+mSa2)(f-mfs)df =f/fs)df+m)=+m)(3)在(1)中无频率等于 fs的离散谱，在(2)中有频率等于 fs的离散谱，故可以内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的

29、平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图从(2)中用滤波法提取码元同步信号(即位同步信号)。频率为 fs离散谱的功率为 S=2)=)/)2 W=W (4)在第 2 个信号中有离散谱 fs，若 P为任意值，则此信号的离散谱为 m)(f-mfs)频率为 fs的离散谱功率为 S=)/)2)W=W 小结 以矩形脉冲为基本波形的二进制相同波形随机序列的

30、谱零点带宽等于脉冲宽度的倒数，占空比为 1 时，谱零点带宽在数值上等于码速率；单极性归零码中含有频率等于码速率的离散谱，离散谱的功率随 1 码的概率增大而增大(设 1码传送脉冲)。上述结论也可以推广到各码元独立的 M进制相同波形随机序列。42、设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲，如右图所示。图中 Ts为码元间隔，数字信息“1”“0”分别用 g(t)的有无表示，且“1”和“0”出现的概率相等。(1)求该数字基带信号的功率谱密度；(2)能否用滤波法从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率 fs=1/Ts的分量?若能，试计算该分量的功率。思路 将底部宽度为、高度为 1 的三角形时域函数表示

31、为(t)，傅氏变换对为(t)224/4/sin2)4(2Sa 据此式可求得本题中 g(t)所对应的 G(f)，再由式(5-3)即可求解。Ps(f)=fsP(1-P)(a1-a2)2G2(f)+f2sn|Pa1+(1-P)a2|2G2(mfs)(f-mfs)(5-3)解：(1)P=,a1=1,a2=0 G(f)=)2(22ssfTSaAT Ps(f)=fsP(1-P)(a1-a2)2G2(f)+f2sm|Pa1+(1-P)a2|2G2(mfs)(f-mfs)=4sf)2(4422ssfTSaTA+)2(444222ssmsfTSaTAf(f-mfs)()2(16)2(164242smssmffm

32、SaAfTSaTA(2)频率 fs=1/Ts离散谱分量为 内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像

33、所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图0)(2)()2(84242ssffAffSaA 所以可以用滤波法从该数字基带信号中提取码元同步所需要的频率fs=1/Ts的分量，该分量的功率为 S=2A2/4=43、某基带系统的频率特性是截止频率为1 MHz、幅度为 1 的理想低通滤波器。(1)试根据系统无码间串扰的时域条件求此基带系统无码间串扰的码速率。(2)设此系统传输信息速率为3 Mbps，能否无码间串扰?思路 此题需求系统的冲激响应。系统的频率特性是一个幅度为 1、宽度为0=4106 rad/s的门函数(双边频率特性)D0()，根据傅氏变换的对称性可得 D0()2(20

34、0tSa=2106Sa(2106t)无码间串扰的时域条件为 0,00,)(kkCkThs 式中，Ts为码元间隔。所以，根据冲激响应波形就可确定此系统无码间串扰的码速率。设进制数为任意值，根据信息速率与码速率之间的关系求 3 Mbps 所对应的码速率，从而判断传输 3 Mbps 信号有无码间串扰。解:(1)h(t)=2106Sa(2106t)波形如下图所示。由图可知，当 Ts=s/k(k为正整数)时无码间串扰，即此系统无码间串扰的码速率为 (2)设传输独立等概的 M进制信号，则 RB=M2log3(MBd)令 M2log3=k2 得 M=k28=8n(n=1,2,)即当采用 8n进制信号时，码速

35、率 RB=n1(MBd)，可以满足无码间串扰条件。（此题解错了）44、设某基带传输系统具有右图所示的三角形传输函数：(1)当 RB=0/时，用奈奎斯特准则验证该系统能否实现无码间串扰传输?(2)求该系统接收滤波器输出基本脉冲的时间表达式，并用此来说明(1)中内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息

36、速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图的结论。思路 因 RB=0/，即 RB=2f0，无码间串扰频域条件如下式 nH(+ns)=其他,02|,sC (5-5)或 nH(+ns)=C,为任意值 (5-6)对于此题给定的条件，有 02s 根据傅氏变换的对称性，可得 ()224/4/sin4)4(4tttSa 由此式可求得本题所给系统的接收滤波器输出基本脉冲时间表达式，再根据码

37、速率决定抽样时刻，从而决定有无码间串扰。解：(1)方法一 将 H()在频率轴上以 20为间隔切开，由于 H()的频率范围为(-0,0)，故切开、平移、迭加后仍为 H()，在|0范围内 H()不为常数，故系统有码间串扰。方法二 将 H()向左右平移 20的整数倍，如下图所示。可见平移后各图不重合，相加后不为常数，故码速率为 0/时有码间串扰。(2)h(t)=20Sa2)2(0t 此即为接收滤波器输出基本脉冲时间表达式。因 Ts=01BR 所以 h(kTs)=)2(220kSa 可见 k=0,1,3,时，h(kTs)0，故有码间串扰。45、若要求基带传输系统误比特率为 10-6，求采用下列基带信号

38、时所需要信噪比(1)单极性非归零码；(2)双极性非归零码；(3)采用格雷码的 8 电平双极性非归零码；(4)7电平部分响应信号。内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个

39、等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图解：(1)Peb=Q6102NS 查 Q(x)函数表得 NS2=45 所以 45NS（2）Peb=Q6102NS 查 Q(x)函数表得 45NS(3)Pb=Peb/log28=Pe/3 62103)(633447)(13)1(2NSQNSMQMMPe 由此得 61071.1)(633NSQ 查 Q(x)函数表得)(633NS=所以 454NS(4)当部分响应为7 电平信号时，此系统传输的为4 进制信号 Peb=Pe/log24=Pe/2 6222102)(153

40、4815)(134)1(2NSQNSLQLLPe 由此得61007.1)(1534NSQ 查 Q(x)函数表得)(1534NS=所以 183NS 内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有

41、个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图46、常用的数字键控方式用哪些？ASK（幅度键控）：用基带数字信号对高频载波信号的幅度进行控制的方式。FSK（移频键控）：用基带数字信号对载波信号的频率进行控制的方式 2PSK（绝对移相键控）：用基带数字信号对载波的相位进行控制方式 2DPSK（相对移相键控）：2DPSK信号的产生方法和绝对移相一样，只需将输入码序列先变换为相对码序列，然后用此相对码去进行绝对移相，便可以获得 2DPSK信号。47、已知码元传输速率 RB=103 Bd，接收机输

42、入噪声的双边功率谱密度 n0/2=10-10 W/Hz，今要求误码率 Pe=10-5，试分别计算出相干 OOK、非相干 2FSK、差分相干2DPSK以及 2PSK等系统所要求的输入信号功率。思路 只要求出接收机带通滤波器输出噪声功率就可以由误码率公式得到Pe=10-5的信噪比，从而得出信号功率。题中已给出噪声的功率谱密度，但没有给定收滤波器带宽。由于 OOK(即 2ASK)系统、2DPSK系统、2PSK系统都是线性系统，它们的频带利用率为 1/(1+)(Bd/Hz)。若收滤波器为升余弦滚降特性，其等效噪声带宽为 1000 Hz，可用此等效带宽求噪声功率。设=1，且收滤波器的频率特性是带宽为 2

43、000 Hz 的理想矩形，我们以此为标准进行计算。非相干 2FSK解调器由两个非相干 2ASK解调器构成，两个收滤波器的带宽与线性系统一样。解：设 OOK、差分相干2DPSK以及 2PSK的收滤波器的频率特性是带宽为 2000 Hz的理想矩形，非相干 2FSK接收机的两个支路带通滤波器的频率特性也是带宽为2000 Hz 的理想矩形。在此条件下，接收机输入噪声功率为 N=(10-1022000)W=410-7 W(1)相干 OOK(2ASK)系统 由误码率公式 Pe=2rQ=10-5 得 r=NS=S=410-7)W=10-5 W(2)非相干 2FSK系统 由误码率公式 Pe=215210re

44、得 r=S=410-7)W=10-5 W(3)差分相干 2DPSK系统 由误码率公式 Pe=51021re 得 r=S=410-7)W=10-5 W 内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧

45、含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图(4)相干 2PSK系统 由误码率公式 Pe=Q(r2)=10-5 得 r=S=410-7)W=10-5 W 48、已知 2FSK信号的两个频率 f1=980 Hz，f2=2180 Hz，码元速率 RB=300 Bd，信道有效带宽为 3000 Hz，信道输出端的信噪比为 6 dB。试求：(1)2FSK 信号的谱零点带宽；(2)非相干解调时的误比特率；(3)相干解调时的误比特率。解：(1)2FSK信号的谱零点带宽为 Bs=|f2-f1|+2R

46、b=(2180-980+2300)Hz=1800 Hz (2)设非相干接收机中带通滤波器 BPF1和 BPF2的频率特性为理想矩形，且带宽为 6002BFRB Hz 信道带宽为 3000 Hz，是接收机带通滤波器带宽的5 倍，所以接收机带通滤波器输出信噪比是信道输出信噪比的5 倍。当信道输出信噪比为 6 dB 时，带通滤波器输出信噪比为 r=5=54=20 2FSK非相干接收机的误比特率为 Pb=21e-r/2=21e-10=10-5(3)同理可得 2FSK相干接收机的误比特率为 Pb=Q(r)=Q(20)=Q=10-6 49、待传送二元数字序列 ak=11：(1)试画出 QPSK信号波形。假

47、定 fc=Rb=1/Ts，4 种双比特码 00，10，11，01 分别用相位偏移 0，/2，3/2的振荡波形表示；(2)给出 QPSK信号表达式和调制器原理方框图。解：(1)QPSK信号波形如下图所示。(2)QPSK信号的表达式为 eQPSK(t)=coskcosct+sinksinct=cos(ct-k)QPSK调制器原理方框图如下图所示，图中 x 与 i(t)的对应关系为：x 为 1 码时，i(t)为负脉冲，x 为 0 码时，i(t)为正脉冲；y 与 q(t)的对应关系同 x、i(t)之间的关系。50、已知电话信道可用的信号传输频带为 6003000 Hz，取载频为 1800 Hz，试说明

48、：(1)采用=1 升余弦滚降基带信号时，QPSK调制可以传输 2400 bit/s数据；内码转换成适合于在信道上传输的线路码完成码型变换模拟信号与数字信号的主要区别是什么解模拟信号在时间上可连续可离散在幅度上必须连续数字信号在时间幅度上都必须离散某数字通信系统用正弦载波的四个相位相位是互相的次数都为求此通信系统的码速率和信息速率解每秒钟传输个相位即每秒钟传输个符号故每个符号出现的概率分别为所含的平均信息量为符号符号每个符号信息速率每秒钟传输的相位数仍为故此时四个符号出现的概率相等故符号已号的码速率码元宽度和信息速率解黑白电视图像每帧含有个像素每个像素有个等概出现的亮度等级要求每秒钟传输帧图像若

49、信道输出计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽解每个像素携带的平均信息量为符号符号一帧图(2)采用=升余弦滚降基带信号时，8PSK调制可以传输 4800 bit/s数据；(3)画出(1)和(2)传输系统的频率特性草图。解：(1)信道带宽为 Bc=(3000-600)Hz=2400 Hz =1时 QPSK系统的频带利用率 b=114log1log22 aM bps/Hz=1 bps/Hz 数据传输速率 Rb=Bcb=24001 bit/s=2400 bit/s(2)=时8PSK系统的频带利用率 b=5.018log2=2 bps/Hz 数据传输速率 Rb=Bcb=24002 bit/s=4

50、800 bit/s(3)(1)和(2)传输系统的频率特性草图如下图(a)和(b)所示。51、QPSK系统，采用=1 的升余弦基带信号波形，信道带宽为 20 MHz：(1)求最大信息速率；(2)将信息码进行(2，1，3)卷积码编码后再进行传输，设信源信息速率、基带波形及信道带宽不变，设计一种调制方式并画出系统方框图；(3)画出 QPSK系统的频率特性草图(设载频为 50 MHz)。解：(1)b=log2M/(1+)=log24/(1+1)bps/Hz=1 bps/Hz 所以最大信息速率为 Rb=bBc=120 Mbit/s=20 Mbit/s(2)(2，1，3)卷积码的编码效率为，故信源输出数据