通信习题及答案南京廖华答案网

通信习题及答案下载本文

文章发布时间 : 2024/9/28 13:35:35星期六

一、已知：

题一图

其中：是均值为零的白高斯噪声，其双边功率谱密度为

和

瓦Hz,求和

相互统计独立的条件，即（12分）

应具有何种关系？请加以证明。

二、一Weaver单边带调制器示于图中，其中基带信号择适当的W，

，

，，请选

值，使输出信号的载频为1M ，调制信号的频率为1K 。

请写出具体的推导步骤。(12分)

题二图

三、如图所示的Armstrong型调频器是由窄带调频器经倍频后得到宽带调频信号，此窄带调频信号的最大相位偏移为0.1弧度，调频器输出的调频信号载频为

104M ，最大频偏为75K 。

a. 若基带信号带宽为15K ，振荡器的输出频率为100K ，请求出倍频器1的b. 由于100K 振荡器频率稳定度引起104M 载频的频率漂移的频率漂移值为多少？

倍频值。

2Hz，请问100KHz振荡器

题三图

四、有12路音频信号，其中每路信号的频率范围为20Hz--20KHz，分别通过截止频率为7KHz的低通滤波器，将此12路信号时分复用为二进制码流，如图所示： a. 最小抽样速率

为多少？

b. 若抽样速率为每秒16000个抽样，每抽样的量化电平数为256，忽略帧同步比特，请求出输出的二进制信号比特速率c. 若升余弦滚降系数截止频率值（12分）

五、一振幅键控（00K）通信的接收系统如图示，在每码元期间，振幅键控信号或为

,或为0（等概率出现）。二进制码元宽度为T（T=1ms）,载频

=1M ，

。

值。

=0.5，为了实现无码间干扰基带传输，请求出此基带成形滤波器的

是三角波，加性宽带白高斯噪声的双边功率谱密度为瓦/Hz。

a. 如何设计，使得在①处抽样时刻的信噪比最大，请写出滤波器传递函数的表示式）。

表

示式（或画出、写出冲激响应b. 请写出在①处

时刻的瞬时信号功率值及信噪比。

c. 若在时刻的抽样值为，请写出在振幅键控两信号等概出现条件下的最佳判决门限及

判决公式。

d. 请详细推导出上述解调器的误码率公式。

题五图

六、对于一QPSK调制器，载频=

为2GHz，其输入数据为二进制不归零数据序列{}，。其码

1，+1及-1等概出现，且认为它们的出现是相互统计独立。二进制码元宽度为

速率。

a. 请画出QPSK调制器的原理框图。

b. 若在调制之后，未曾受到频带限制，请画出QPSK调制框图中各点功率谱密度（标上频率值）。

c. 若在调制之后，发送带通滤波器是最小带宽奈奎斯特滤波器，请画出在此带通滤波后的QPSK信号功率谱密度。

d. 画出QPSK解调器原理框图（其中载波恢复电路及位同步电路各用一方框表示即可）。

七、a. 试画出第1类部分响应系统的组成框图，（含予编码，相关编码及译码等） b. 设输入给予编码器的二进制序列为{{

}：100101110100011001

及相关编码输出码序列{

}，译码器恢复的

值。

}：

请写出相应的予编码输出序列

d. 请写出该系统中相关编码器的传递函数及冲激响应公式。

通信原理综合练习题一参考答案

一、其中：是均值为零的白高斯噪声，其双边功率谱密度为

和

瓦Hz,求和

相互统计独立的条件，即（12分）解:

应具有何种关系？请加以证明。

白噪声值为0;

、

通过线性系统、得到、为平稳高斯随机过程，均

、

的均值为0，互为傅立

统计独立等效不相关；即互协方差函数为0,因

故互相关函数与互协方差函数相等，互相关函数叶变换，即

;则由

;有

和互功率谱密度

;

题一图题二图

又知

由此得：、独立的条件为：

附：求已知：

和的互功率谱密度;

据此有:

二、一Weaver单边带调制器示于图二中，其中基带信号选择适当的W，

，

，，请

值，使输出信号的载频为1M ，调制信号的频率为1K 。

请写出具体的推导步骤。(12分)

题二图

解:选;

上LPF输出的频谱(下单边带)如图所示(虚线框内部分):

是下单边带信号，表示式为:其中:

下LPF输出为:

相加器输出为:

为上单边带信号。

三、已知网络，求输出

是均值为零的白高斯噪声，双边功率谱密度

的一维概率密度函数。

，通过如题图三所示

题三图

解：网络幅频特性和相频特性如题四图所示:

题四图

对的移相键控信号进行相干解调，解调框题五图如所示:

题五图

、、等概率出现，为二进制码元宽度。

分别写出在发或情况下，

（1）带通滤波器BPF输出的信号及噪声表示式；（2）低通滤波器LPF输出的信号及噪声表示式；（3）抽样时刻的信号及噪声表示式；（4）最佳判决门限及判决公式；

（5）详细推导相干解调平均误比特率计算公式。

一.填空：（共30分）

1.数字通信系统的主要性能指标是（）和（）。码元速率信息速率

的定义是（），单位是（）。

2.窄带随机过程可用三种表达式，一为（），二为（），三为（）。

3.在随参信道中发生瑞利衰落的原因是（），发生频率选择性衰落的原因是（）。

4.某调频波，试确定已调信号功率为（），调制指

数为（），最大频偏为（）赫，信号带宽为（）赫。

5.对信号（伏）进行简单增量调制编码，若取增量伏，求出不发

生斜率过载的取样频率至少是（）赫。

6.在数字通信中，眼图是用实验方法观察（）和（）对系统性能的影响。

7.已知信号代码为100000000011001000001其码为（），码为（）。

8.数字基带系统的传递函数及冲激响应分别为码间干扰传输的

和，请写出在抽样时刻无

表达式（）。又设该系统是频带为Ｗ赫的四进制系统，则此系统无

码间干扰时最高频带利用率为（）波特，这时的系统最高频带利用率为（）比特／秒／赫。

9.采用部分响应技术可提高频带利用率，并使冲激响应尾巴振荡衰减加快，这是由于（），对输入序列进行予编码是为了防止（）。

10.在数字通信系统中，接收端采用均衡器的目的是（）。

11.若二进制数字信息速率为别为（）赫和（）赫。

比特／秒，则和信号功率谱密度主瓣宽度分

12.为了解决在

相干解调恢复载波相位模糊问题，可采取以下措施（）。

二.完成下列各题：（共68分）

1.一模拟基带信号被抽样，均匀量化、线性编码为二进制数字基带信号，若量化电平为4，将此二进制码序列通过

升余弦滚降滤波器传输，此滤波器的截止频率为4800

。

（注：升余弦滤波器截止频率为a.求最大可能的PCM信息传输速率。 b.求最大允许的模拟信源带宽。

）

（12分）

2.一BPSK数字调制信号在信道传输过程中受到加性白高斯噪声的干扰。设加性白噪的双边

功率谱密度

制码元出现“+1”的概率为a.求：解调最佳判决门限

，接收机带通滤波器带宽，出现“-1”的概率为（写出推导过程）。

。

，Ｔ为二进制码元宽度。若二进

b.在近似认为抽样点无码间干扰条件下，请推导出系统平均误比特率计算公式。（写出详细推导步骤）

（12分）

3.已知：其中

是均值为0的白噪，其双边功率谱密度

为

，A、

、

是常数，

题3图

求：a.输出信噪比 b.

（12分）

的一维概率密度函数

4.一模拟基带信号的傅氏频谱如图a所示，将此送于图b的系统，系统输出为。

题4图

a.请画出b.请画出由

的傅氏频谱图。恢复出

的接收框图，并说明工作原理。（上述系统可用于简单的保密

通信）

（12分） 5.一多路复用QPSK传输系统如图示，图中的QPSK功率谱主瓣带宽为1MHz、中心频率为400MHz。10路PCM信号和2个180Kb/s的数据以时分多路方式复用，复用器输出送至QPSK调制器。

请求出在PCM系统内可能采用的最大量化电平数M。（写出计算步骤及每步骤计算结果）

题5图

6.一数字基带二进制不归零码序列经过一非理想低通信道传输后，引起在解调抽样时刻存在相邻两码元的码间干扰。此传输系统响应具体说明如下：

系统对于输入一个单独的“+1”不归零矩形脉冲（码元宽度为T）的响应是：在响应值为A，在

时刻的值为，在

时刻、

、

时刻的，系统的

响应值为0。

设系统输入的二进制不归零码序列“＋１”及“－１”是等概率出现且相互统计独立另外，该系统在信道传输过程中受到加性白高斯噪声的干扰。设：在解调抽样时刻的噪声是均值为0，方差为

的高斯随机变量。请推导出该数字

基带传输系统的平均误比特率计算公式。（写出详细推导步骤）

（8分）

一.计算机终端通过电话信道传输数据，电话信道带宽为3.4KHz，信道输出的信噪比

。该终端发出由256个符号集中的独立符号序列，各符号等概出现。

（1）计算仙农信道容量；

（2）求无误码传输的最高符号速率。（10分）

二.已知络，求输出

是均值为零的白高斯噪声，双边功率谱密度

的一维概率密度函数表示式。（10分）

，通过如题二图所示网

题二图

三.一已调信号波形明：若

，且

通过衰减为固定常数值。存在相移的网络。试证

附近的相频特性曲线可近似为线性，则该网络对已调信号

载频附近的群时延等于它的包络的时延（这一原理常用于测量线性网络的群时延——频率特性）。（7分）

四.已调信号通过非时变多径传输后是否一定会发生衰落现象？（5分）

五.已知单边带信号为

，其中为常数，求解调器输出信号

，采用相干（同步）解调，本地载波表示式，并请用频域分析法证明

此输出信号的失真是相位一频率特性失真。 (注:（8分）

;)

题五图

六.将一个6MHz视频信号输入至调制器，调制器的载频MHz，请计算下列各调制

信号传输带宽：

(1) 若调制方式是AM；(2) 若调制方式是FM，频偏为12MHz；

(3) 对视频信号进行抽样，抽样速度是14MHz/秒，每秒值量化后（有16个量化电平），再编码为二进制码，然后通过升余弦滤波（滚降因子

），再进行PSK调制；

(4) 若视频信号的幅度加倍，请再分别计算（1）、（2）、（3）三种情况下的已调信号传输带宽。（10分）

七.设有模拟信号折线PCM编码。 1.

伏，今对其分别进行增量调制（）编码和A律13

编码时的台阶伏，求不过载时的编码器输出码速率。

伏，试求为最大值时编码器输出的码组和码速率。

2.PCM编码时的最小量化级（10分）

八.设有一随机二进制序列的0和1分别由不归零脉冲和表示，试分析0、1出现概率相等和不相等两种情况下，是否存在直流分量和1/的离散谱分量（为码元周期）。（8分）九.QPSK调制框题九图如下所示：（10分）

题九图

{

请画出各点功率谱图，并在横坐标标上各频率值。

十.一最佳基带传输系统如题十图所示，基带信道具有理想频率响应特性，W为信道带宽，带内线性相移。发送信号在传输过程中受到加性白噪声的干扰，其双边功率谱密度为，为保证接收抽样点无码间干扰传输，系统响应应满足升余弦特性：时延保证线性滤波器物理可实现。又为保证抽样点输出信噪比最大，接收滤波为匹配滤波器，（在本题中假设发送滤波及基带信道的时延为0）。

题十图

（1）.若在某码元间隔内，发送?+1?数据，请推导出在接收滤波输出抽样时刻的相应信号幅度值；

（2）.请推导出在抽样时刻的噪声平均功率；

（3）.请写出发?+1?时，抽样值的概率密度函数表示式。（10分）十一.对的移相键控信号进行相干解调，解调框题十一图如下所示：

分别写出在发或情况下：

（1）.带通滤波器（BPF）输出的信号及噪声表示式；（2）.低通滤波器（LPF）输出的信号及噪声表示式；

（3）.抽样时刻的信号及噪声表示式（在眼图睁开最大处抽样）；（4）.最佳判决门限及判决公式；

（5）.详细推导出相干解调平均误比特率计算公式（忽略码间干扰）。

题十一图

一问答题 (共五小题,每小题2分) 1 衰落产生的原因是什么？

2 什么是信道的时延特性和群时延特性？它们对信号的传输影响如何？ 3 能否用非相干解调2PSK信号和2DPSK信号？为什么？ 4 什么是通信系统的误码率？两者是否相等？ 5 多电平数字调制的优缺点是什么？

二已知理想抽样保持电路如题二图所示。抽样间隔样保持时间为,求滤波器特性

。(10分)

，为的最高频，抽

题二图

三相干解调2PSK信号，本地相干载波与接收信号载波的相位误差为正态随机变量，均值

为0，方差为。噪声为加性白噪声，功率谱密度为。假设相位误差在一个码元内不

变，相位误差与加性白噪声相互独立。求误信率表达式。

题三图

四设有如图P4所示的传输系统，其中的“单双变换”是将序列1，0分别用+1伏，-1伏表示。是码元宽度。输入二元序列为0010110。

1 写出a,b,c点的序列；

2 确定门限值；

3 求序列。

五设某系统的接收信号是题五图中所示的理想矩形脉冲。分析表明用RC低通滤波器

（题五图）接收信号时，当时有最佳效果。若噪声的单边功率谱密度为，试

求此时RC滤波后的输出信噪比，并用与匹配滤波器接收时比较。(10分)

题五图

六试画出 A 律 13 折线逐次比较型编码器原理方框图。如果该编码器的临界过载电压=2.548伏，求输入样值PAM信号码对应的11位线性码。

七假设某数字通信系统以达到shannon极限的方式运行。此系统所经由的信道是一个带宽

=-156毫伏时编码器输出的8位码，并写出与7为幅度

为B的加性白高斯噪声信道。已知系统的频带利用率为。问信道中的归一化

信噪比是多少？(10分)

八题八图是 DSB-SC 信号相干解调的情形。BPF、LPF 都是增益为1的理想滤波器，带宽恰好使信号分量通过。

是方差为

的 0 均值平稳遍历高斯过程。A 点的噪声为 0 均

值平稳遍历高斯过程方差为位差

，

。解调器的本地载波与发端载波之间存在随时间变化的相

相同。

与

相互独立。对任意,。

是平稳遍历过程，其带宽与

内。求

都均匀分布在的均方差

题八图

九某二进制数字通信系统可等价为题九图(a)。是取值于的独立等概序列，发送速率

是。发端发送单个符号且无噪声时，在题九图(a)中B点测得的信号的幅度频

谱如题九图(b)所示，相频特性为0。（10分）

1.为了使取样结果无码间干扰，题九图(b)中的应该是多少？ 2.此时频带的利用率是多少？

3.若，发送单个信号时，题九图(a)中A点的信号能量是多少？

题九图(a)

题九图(b)

十某二进制通信系统如题图九所示,发送的信号送

的概率是

，发送

的概率是1-

持续，有、两种区别。发

。图中的积分器在的持续时间内积分。

取样开关取出两个积分结果的差。判决器根据是大于还是小于门限电压判断发端发

送的是什么。是0均值白高斯噪声，双边功率密度频谱为（W/Hz)。另外已知

。(10分)

题九图

通信原理综合练习题四部分参考答案

二. 解：

理想抽样保持电路（瞬时抽样），其等效电路如题图二所示：

题图二

代入式得

1. 分别求出发端发送及时的条件概率密度函数及。

2. 时应该判发还是?（说明理由）

3. 求给定时的判决错误率

4. 求最佳的

5. 求

时的最佳及对应的误码率。

附：可能需要的数学公式

三. 解

相位误差为固定值时的误码率为

其中为信噪比。

四. 解

2) 判决门限取为1伏，并规定 >1 伏，判 0 <1 伏，判 1

2）=1 伏 3）

五. 解

RC低通输入信号,如题五图所示。

题五图

。在

噪声功率

时得输出峰值：

信噪比

匹配滤波器接收的信噪比为

六. 解 1.编码方框图

题六图

8位码组: 00111111 3. 11位线形码: 00001111100 七. 解

由于八. 解

, ,，带入后得

记加在 A 点得噪声为 ,则解调输出为

其中

由窄带噪声得性质,可得

由于九. 解

独立,所以

1. 据Nyquist 第一准则, 按的整倍数移位相加后的结果得常数时无码间干扰,由

此可判断出

2. 此时的频带利用率为

3. 发送单个符号,例如时,设 A 点的信号为 ,则的付氏变换为

十.解

1. 发时,。其中第一项是确定的量,

是高斯过程,积分是线性运算,所以第二项的积分结果高斯随

第二项是随机变量。由于

机变量。于是是高斯随机变量，的均值为

。的方差为

由于，所以。这样

。同理可得

2. 无噪声时,发

时判

;

时的比发时小,所以判决规则应该是时判时判 ;

3. 发而错判的概率是

发而错判的概率是

平均错误率为

4. 由上式求极小值得最佳判决门限为

5. 若

，则。此时的误码率为。

(1)调制方式为SSB,则传输带宽为__________ (B为调制信号带宽)

略大于B

略大于2B

(2)__________是指每秒钟传送的信息量。

信息速率

码元速率

信息量

波特率

(3)信息速率的单位是__________

波特/秒

比特

波特

比特/秒

(4)已知信息代码为101011011100000，则01111000011001111001100011001100是其__________

HDB3码

Miller码

Manchester码

CMI码

(5)当数字基带系统的总传输特性为α=1的升余弦滚降特性时，系统的频带利用率为__________ 。

1波特/赫

2波特/赫

1.5波特/赫

0.5波特/赫

(6)__________ 是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例。

比特率

误信率

传码率

误码率

(7)__________ 是指从编码器输出端到译码器输入端的部分。

广义信道

狭义信道

调制信道

编码信道

(8)下列__________ 信道属于随参信道。

同轴电缆信道

(9)按照调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程，称为__________ 。

时域均衡

解调

调制

编码

短波电离层反射信道

卫星中继信道

微波视距中继

(10)一个均值为零的窄带平稳高斯过程，它的同相分量和正交分量为__________ 过程。

瑞利

广义瑞利

窄带

平稳高斯

正确答案：

Question 1.B

Question 3.比特/秒 Question 4.Miller码 Question 6.误信率 Question 7.编码信道

Question 8.短波电离层反射信道 Question 9.调制

Question 10.平稳高斯

(1)调制方式为DSB,则传输带宽为__________ (B为调制信号带宽)

略大于B

略大于2B

(2)每秒钟传送码元的个数是__________

信息速率

码元速率

信息量

传信率

(3)码元速率的单位是__________

波特/秒

比特

波特

比特/秒

(4)已知信息代码为100000000011001000001，则+1000000000-1+100-100000+1是其__________

HDB3码

AMI码

Manchester码

CMI码

(5)当数字基带系统的总传输特性为理想低通时，系统的频带利用率为__________ 。

1波特/赫

2波特/赫

1.5波特/赫

0.5波特/赫

(6)__________ 是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例。

比特率

误信率

传码率

误码率

(7)__________ 是指调制器输出端到解调器输入端的部分。

广义信道

狭义信道

调制信道

编码信道

(8)下列__________ 信道属于恒参信道。

光缆散射信道

短波电离层反射信道对流层散射信道超短波流星余迹

(9)为了克服随参信道中的抗衰落，通常可采用__________ 措施。

时域均衡

反集接收