通信原理习题课2013(课堂).ppt
2023/7/2,1,通信原理,2023/7/2,2,祝福祖国繁荣富强，人民安居乐业,2023/7/2,3,Thank you&Good luck！,2023/7/2,4,选择题,数字通信中，（）是表示其速率的量。A、误码率 B、误信率 C、传信率 设高斯信道的带宽为250KHz，信号与噪声的功率比为63，利用这种信道的理想通信系统的传信率是（）。A、1500K bps B、1000K bps C、3000K bps设基带信号为m(t)，载波频率为fc，则单边带上边带信号的一般表示式为（）A、B、C、D、,2023/7/2,5,以下信道中，（）随参信道A、无线电视距中继信道 B、卫星中继信道C、移动信道 D、以上所有模拟调制信号的相干解调是值接收端采用（）进行解调A、鉴频器 B、包络检波器C、与发送端同频同相的本地载波 D、插入大载波的方法以下信号中，（）一定是功率信号限时信号 非限时信号 周期信号 非周期不限时信号A律十三折线编码器输出的8位码字b7b6b5b4b3b2b1b0,若b7=0，则代表被量化的信号值为（）b6b5b4是段内码。111所在段落的长度是110 所在段落长度的（）倍，111所在段落是001所在段落长度的（）倍，在每个段落内，最后一个小段的段内码是（）A、0 B、正值 C、负值 D、不确定A、0.5 B、2 C、4 D、16A、4 B、128 C、16 D、64A、0000 B、1111 C、0111 D、1000,2023/7/2,6,填空题,1、消息出现的概率（）其所含的信息量越大。出现的概率（），其所含的信息量越小。2、在数字通信中，最直观和最合理的准则是（）。3、码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的（）倍，（等概时）。4、平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其一维分布与（）无关，二维分布只与（）相关。5、信道容量C是指（），设信道带宽为BHz，S为信号的平均功率，N为噪声功率，香农公式可表示为（）。6、某单音调频信号 s（t）=10cos（108t+10cos2000t）v，则已调信号的功率为（）调频指数为（），最大频偏为（）Hz，该信号的带宽为（）。7、在等概条件下，八元离散信源能达到最大熵是，若该信源每秒钟发送2000个符号，则该系统的信息速率为。最小差错概率准则，信道传输信息的速率的最大值，50W，10 10k，22K 3bit/符号 6k bit/s,2023/7/2,7,8、对最高频率为fH的调制信号m（t）分别进行AM、DSB、SSB调制，相应已调信号的带宽分别为（）、（）、（）9、设系统带宽为W Hz，则该系统无码间干扰时最高传码率为（）波特10、PSK是用码元载波（）的来传输信息，DSP是用前后码元载波的（）来传输信息，它可克服PSK的（）缺点11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的（），二是传输中叠加的（）12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用（）折线近似，u律对数压缩特性采用（）折线近似。,2fH、2fH、fH 2W 相位 相位差 码间串扰,加性噪声,13,15,2023/7/2,8,对于二进制系统，误码率等于误比特率（）模拟调制系统中个，调频和调相的本质是相同的（）BPSK信号在接收端因为载波同步系统中的分频，可能产生载波相位状态转移。发生对信号的错误解调，这种现象称为（）。在2DPSK系统中，载频为1800Hz，码元速率为1800baud。已知发送数据序列为1 0 1 1 1 0 0 1 0 0，且规定,若参考相位取0，写出相对码，画出2DPSK信号的波形，并构成其调制器原理框图。,在残留边带调制系统中，为了不失真地恢复信号，其传输函数H(w)应满足（）在解调过程中，哪种解调方式会产生门限效应，产生门限效应的原因是什么？,2023/7/2,9,简单题,信息代码为，试写出传号差分码，AMI码，HDB3码（第一个非零码编为+1）基带传输，频带传输简述均匀量化和非均匀量化，并比较优、缺点。,2023/7/2,10,计算题,某数字通信系统用正弦载波的四个相位0、/2、3/2来传输信息，这四个相位是互相独立的。(1)每秒钟内0、/2、3/2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1000个相位，即每秒钟传输1000个符号，故RB=1000 Baud每个符号出现的概率分别为P(0)=1/2,P(/2)=1/8,P()=1/8,P(3/2)=1/4，每个符号所含的平均信息量为H(X)=(1/21+1/83+1/83+1/42)bit/符号=1.75 bit/符号信息速率Rb=(10001.75)bit/s=1750 bit/s(2)每秒钟传输的相位数仍为1000，故RB=1000 Baud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,2023/7/2,11,2023/7/2,12,2023/7/2,13,2023/7/2,14,方差,方差常记为 2(t)。这里也把任意时刻t1直接写成了t,所以，方差等于均方值与均值平方之差，它表示随机过程在时刻 t 对于均值a(t)的偏离程度。,均方值,均值平方,2023/7/2,15,随机过程,数学期望，方差自相关函数 P42高斯过程，窄带随机过程，白噪声,2023/7/2,16,计算题,设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成的总特性为H(f)，若要求以2400波特的速率进行传输，图中何种H(f)满足抽样点无码间干扰的条件？（）,2023/7/2,17,卡森公式,2023/7/2,18,计算题,已知信号f(t)=6.4sin(8000 t),按照奈奎斯特速率抽样后，进行64个电平均匀量化编码，采用自然二进制码1、量化间隔2、求码元传输速率答，量化间隔，12.8/64=0.2码元传输速率f抽8Khz。一秒抽8000个脉冲，每一个脉冲642N,N=6,所以，每秒传？状态，68000，48000B,2023/7/2,19,调制和基带传输,无码间串扰的条件，奈奎斯特第一准则，P152几种模拟调制信号的表达式。AM、FM带宽。AM信号带宽为BAM2 fm FM信号带宽BFM2（fm）例子,2023/7/2,20,信道容量是指：信道传输信息的速率的最大值，香农公式可表示为设调制信号为f（t）载波为，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为，频域表达式为。,2023/7/2,21,传送一幅图像，约含6106 个像素，为了重现图像，每个像素需256个亮度电平，设这些亮度电平等概率出现，若用一分钟传送一幅这样图像，信道中信噪功率比为30dB，所需要的信道带宽为（80KHz）。答案：每像素信息量：log2256bit=8bit一幅图像的信息量：6106848106bit每秒信息量：C=8105bit/sB=C/log2(1+1000)8105/log2210=8104Hz=80 KHz,2023/7/2,22,2PSK和2ASK的频谱特性十分相似，带宽也是信号带宽的2倍(p190)2DPSK和2PSK信号的功率谱密度完全一样，信号带宽B2DPSK=B2PSK=2fs,2023/7/2,23,六、设在某2DPSK系统中，载波频率2400Hz，码元速率为1200Baud，已知相对码序列为111001。试画出2DPSK信号波形（注：相位偏移可自行假设）；若采用差分相干解调法接收该信号时，试画出解调系统的各点波形；（3）若发送信息符号0和1为双极性脉冲且概率相等，试求2DPSK信号的功率谱密度。已知随机基带序列的功率谱公式为：带通滤波器器相乘器低通滤波器延迟TS抽样判决器 答：(1)设=0表示数字0,=表示数字1 0 0 1 0 1 数字信息 1 1 1 0 0 1 相对码,2023/7/2,24,0 0 1 0 1 数字信息 1 1 1 0 0 1 相对码,2023/7/2,25,设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号m（t）的频带限制在5K Hz，而载波为100 K Hz，已调信号的功率为10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：（1）该理想带通滤波器中心频率多大？（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？,解：（1）单边带信号的载频为100kHz，带宽B2fh=10kHz，为使信号顺利通过，理想带通滤波器的中心频率为,(2)解调器输入端的噪声与已调信号的带宽相同，已知Si=10kW，所以,2023/7/2,26,带通滤波器的中心频率应为fc+1/2基带带宽的一半,2023/7/2,27,计算题,模拟信号采用13折线A律进行编码，若模拟信号的一个抽样脉冲值为+635量化单位，计算1、对应的8位PCM码组为？，量化误差为？1 110 0011，量化误差 27。2、写出其对应的11位线性码01 001 100 000 注意，问题是问 写出编码输出对应的11位码。译码输出时，加了段内间隔的一半,有个误差.量化误差，是计算编码输出量化误差还是译码输出的量化误差樊昌信版教材 及参考资料上计算量化误差时都是按照绝对值算的，以后参加其它考试时，注意教材要求的不同量化误差 输入值-输出值 有的教材 输出值-输入值,2023/7/2,28,其他教材,采用13折线A律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位：（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。解：（1）已知抽样脉冲值I0-95，设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。因为I064，且I0128，故位于第4段，段落码C2C3C4011第4段内的量化间隔为4，由I064743知，I0位于第4段第7量化级，C5C6C7C80111 因此，输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C800110111 译码输出-(64+7422)-94，量化误差为：-95(-94)-1（单位）（2）对应于该7位码的均匀量化11位码为：C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11,2023/7/2,29,书上9-10,采用13折线A律编码电路，设接收端收到的码组为“01010011”。最小量化间隔为1个量化单位，并已知段内码采用折叠二进制码。问译码器输出为多少量化单位？试写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码收到的码组。0(极性为负)101（256开始的那段）0011，不含极性码，01011011非均匀量化代表的是320。320用均匀量化的化，对应的11位码是00101000000.段内码 0011 对应第五级，256+164+8=328.译码输出为-328个量化单位。折叠码编码 0111 0110 0101 0100 0011.PCM编码中只有一个不带极性的七位码。译码输出是电平值。,2023/7/2,30,六、采用13折线A律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为+635量化单位：（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。解：（1）已知抽样脉冲值I0+635，设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。因为I00，故C11（1分）又因为I0512，且I01024，故位于第7段，段落码C2C3C4 110（分）第7段内的量化间隔为32，由I0512323+27，I0位于第7段第3个量化级，C5C6C7C80011（2分）因此，输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C8 1 110 0011（2分）量化误差为：27（个量化单位）（分）（2）对应于该7位码的均匀量化11位码为：是写出608对应的二进制C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C1101 0 0110 0000（分）,2023/7/2,31,在模拟信号数字化传输系统中，模拟话音信号m(t)的带宽为4000kHz，对其进行13折线A律编码。已知编码器的输入信号范围为,10v,输入抽样脉冲幅度为+3.984375V，最小量化间隔为1个单位。段内码采用折叠二进制编码（1）试求编码器的输出码组，并计算量化误差试求对应该码组的线性码（不带极性码）,1 110 1001 误差816-800=16,512,800,544,2023/7/2,32,较复杂题型,已知某模拟信号是限带的平稳过程，其一维概率密度函数p(x)如图所示，对此模拟信号按奈氏速率取样后经过了一个4电平均匀量化器的量化。试求出：,(1)图中的a=p(0)=?(2)量化器输入信号的平均功率；(3)量化器输出信号的平均功率；(4)量化噪声的平均功率。,p(x),-4,+4,a,2023/7/2,33,量化值：-3，-1，1，3。,(1)a=p(0)=1/4,怎么算出来的？,2023/7/2,34,某单音调频信号S(t)=20cos2108 t+8cos4000tV，则已调信号的功率为（）调频指数为（），最大频偏为（）Hz，该信号的带宽为（）。,Fm=2000Hz，mf=8.,Bfm=2（mf+1）fm=36 KHz,Mf表示最大的相位偏移（p105）f=mffm，FM的带宽，卡森公式2（f+fm）,2023/7/2,35,多练习,2、采用13折线A律编译码电路，设接收端收到的码为0101 0011，若已知段内码为自然二进制码，最小量化单位为1个单位。(1)求译码器输出为多少单位电平?(2)写出对应7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。解：（1）极性码C7=0 故为负极性 段落码为：C6 C5 C4=101 在第六段起始电平为256 段内码为：C3 C2 C1 C0=0011 总量化电平为256+316+8=312?（2）对应该七位码的均匀11位码为 00 100 110 000（304 没有译码器对应7位码，译码器输出的就是量化电压,2023/7/2,36,信号功率的计算方法,S(t)的表达式,信号的功率谱密度,能量,2023/7/2,37,2023/7/2,38,2023/7/2,39,已知发射功率，已知信道衰减，计算解调器输入端的信号功率。这种更容易。,2023/7/2,40,自己练习做,将一个6MHz视频信号输入至调制器，调制器的载频fc=500MHz,请计算下列各调制信号传输带宽：若调制方式是AM；写出AM信号的表达式若调制方式FM，频偏为12MHz；对视频信号进行抽样，抽样速率是14MHz/s，每个抽样值按16个电平量化），再进行二进制编码，然后通过升余弦滤波（滚降因子0.2），进行PSK调制。,2023/7/2,41,通信系统的质量评价指标会计算平均信息量几种典型随机信号的概念特征基带传输，频带传输会写AM，FM，PM的表达式，会计算各种已调波的带宽会判断基带传输系统无码间串扰的最高码元速率，会计算频带利用率会进行码型转换会A律十三折线PCM编译码方法，会计算量化误差、量噪功率了解最佳基带传输系统发送滤波器，接收滤波器和基带传输系统的应满足的条件,
