中南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案數(shù)字通信原理一、填空題：1.已知二進(jìn)制數(shù)字信號每個碼元占有的時間為1ms，0、1碼等概率出現(xiàn)，則碼元速率為_，信息速率為_；2.從信息傳輸角度來看，數(shù)字通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)是_和_。3.高斯白噪聲是指噪聲的概率密度服從_分布，功率譜密度服從_分布。4.通常，在糾、檢錯編碼中引入的監(jiān)督碼元越多，信道的_ _ _下降也越多。5.若要檢出3個錯碼，則分組碼的最小碼距dmin應(yīng)_ _ _。6.碼重是碼組中_ _的個數(shù)。7.對線性分組碼，如果找到了碼的 ，那么編碼方法就完全確定了。8.常用的簡單差錯控制碼有奇偶監(jiān)督碼、水平奇偶監(jiān)督碼、水平垂直奇偶監(jiān)督碼、群計數(shù)碼和 碼。9.已知(5，1)重復(fù)碼，它的兩個碼組分別為00000和11111，則(5，1)重復(fù)碼的最小碼距為_，只用于檢錯，能檢出_位錯碼。10.四進(jìn)制數(shù)字信號的信息傳輸速率為800b/s，其碼元速率為_，若傳送1小時后，接收到40個錯誤碼元，其誤碼率為_。11.數(shù)字信號有時也稱離散信號，這個離散是指信號的_是離散變化的，而不一定指_離散12.如果在已知發(fā)送獨立的符號中，符號“E”出現(xiàn)的概率為0.125，則符號“E”所包含的信息量為 。13.對線性分組碼，如果找到了碼的 ，那么編碼方法就完全確定了。14.在2PSK輸出信號中存在倒相現(xiàn)象，其解決方法是采用_。15.假設(shè)分組碼的最小碼距為8，則它能檢測誤碼的位數(shù)至多為 16假設(shè)線性分組碼信息碼元長為5。若希望所編碼字能夠糾正1位錯，碼字最小碼長為 。17.通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要有 和 ，在模擬通信系統(tǒng)中前者用有效傳輸帶寬衡量，后者用接收端輸出的 衡量。18.對于一個數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，可以用實驗手段通過在示波器上觀察該系統(tǒng)的 來定性的了解碼間干擾及噪聲的情況。19.2ASK的功率譜由 和 兩部分組成，其帶寬為基帶信號帶寬的 倍。20.點對點之間的通信可分為 ，半雙工通信和 三種。21.對信號 (V)進(jìn)行PCM調(diào)制，其抽樣速率是 ，對其進(jìn)行128級均勻量化，量化間隔為 V，每個量化值可編成 位自然二進(jìn)碼。22.在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中，載波同步的方法可分為 ， 。23.在增量調(diào)制系統(tǒng)中，當(dāng)模擬信號斜率陡變時，階梯電壓波形有可能跟不上信號的變化而形成很大失真，這樣的失真稱為 。24.形成高次群的方法一般采用 。25.A律PCM基群共包括 個時隙。26.改善碼間串?dāng)_的方法有 和 。27.設(shè)輸入信號抽樣值為131個量化單位，則其A律13折線法編碼輸出碼組為 。28.已知絕對碼為10011011，則其相對碼為 （設(shè)前一個相對碼為0）。29.若一個低通信號m(t)的頻帶范圍為0108KHz，則可以無失真恢復(fù)信號的最小采樣頻率為 。30.載波同步的方法有 和 。二、選擇題：1.二進(jìn)制數(shù)字基帶傳輸信系統(tǒng)的誤碼率計算公式為 （ ）A. B.C. D.2.發(fā)端發(fā)送糾錯碼，收端譯碼器自動發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤，傳輸方式為單向傳輸，這種差錯控制的工作方式被稱為 （ ）A.FEC B.ARQ C.IF D.HEC3.數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性指標(biāo)為 （ ）A.誤碼率 B.信噪比 C.信號帶寬 D.信息速率4.為了解決連0碼而無法提取位同步信號的問題，人們設(shè)計了 （ ）A.AMI碼 B.多進(jìn)值碼 C.HDB3碼 D.差分碼5.如果在已知發(fā)送獨立的符號中，符號“E”出現(xiàn)的概率為0.125，則符號“E”所包含的信息量為 （ ）A.1bit B.2 bit C.3 bit D.4 bit6.碼長=7的漢明碼，監(jiān)督位至少應(yīng)是 （ ）A.2位 B.3位 C.4位 D.5位7.由發(fā)送端發(fā)送專門的同步信息，接收端把這個專門的同步信息檢測出來作為同步信號的方法，被稱為（ ）A.外同步法 B.自同步法 C.位同步法 D.群同步法8.若要傳輸速率為7200B的數(shù)據(jù)流，所需要的最小傳輸帶寬為 （ ）A.2.4kHz B.3.6kHz C.5.4kHz D.7.2kHz9.不論是數(shù)字的還是模擬的通信系統(tǒng)，只要進(jìn)行相干解調(diào)都需要 （ ）A.載波同步 B.網(wǎng)同步 C.位同步 D.群同步10.四進(jìn)制等概率的每一波形包含的信息量為（ ）A、1bit B、2 bit C、3bit D、4bit11.低頻成分少，頻帶比較窄，另外即使有長連0碼時也能提取位同步信號編碼是（ ）A、AMI碼 B、多進(jìn)值碼 C、HDB3碼 D、差分碼12.已知碼元速率為200波特，則2PSK 的帶寬為（ ）A、200Hz B、400Hz C、800Hz D、1600Hz13.一個頻帶限制在0到fx以內(nèi)的低通信號x(t)，用fs速率進(jìn)行理想抽樣，若要不失真的恢復(fù)x(t)，要求fs與fx關(guān)系滿足（ ）A、 B、 C、 D、14.數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性指標(biāo)為（ ）A、誤碼率 B、信噪比 C、信號帶寬 D、信息速率15.如果在已知發(fā)送獨立的符號中，符號“E”出現(xiàn)的概率為0.25，則符號“E”所包含的信息量為（ ）A、1bit B、2 bit C、3 bit D、4 bit16.碼長=7的漢明碼，校正子至少有（ ）A、2位 B、3位 C、4位 D、5位17.發(fā)端發(fā)出檢錯碼，收端譯碼器判決碼組中有無錯誤出現(xiàn)，再把判決信號送回發(fā)端，發(fā)端根據(jù)判決信號將收端認(rèn)為有錯的消息重發(fā)到收端，直到正確接收為止。這種差錯控制的工作方式被稱為（ ）A、FEC B、HEC C、IF D、ARQ 18.如果將全“0”碼編為HDB3碼其輸出為 （ ）A.-100-1+100+1-100-1 B.-1000+1000-1000+1 C.+1000-1000+1000-1 D.-10000+10000-10000+119.對于M編碼過程，過載量化噪聲通常發(fā)生在 （ ）A.信號幅值較大時 B.信號頻率較大時 C.噪聲較大時 D.信號斜率較大時20.利用平方變換法提取載波同步時，在電路中是由以下哪個部件造成載波同步的“相位模糊”（ ）A.帶通濾波器 B.平方率部件 C.窄帶濾波器 D.2分頻器21.PCM一次群一個復(fù)幀的時間是( )A、250s B、500s C、1000s D、2000s22.即使在“0”、“1”不等概率出現(xiàn)情況下，以下哪種碼仍然不包含直流成分：A、AMI碼 B、雙極性歸零碼C、單極性歸零碼D、差分碼23.具有檢測誤碼能力的傳輸碼型是( )A、AMI碼 B、HDB3碼 C、CMI碼 D、以上都是24.在各信源符號出現(xiàn)的概率不等的情況下，不等長碼編碼的平均碼長比等長碼編碼的平均碼長要短，下面的幾種編碼，屬于不等長碼編碼的是（ ）A、PCM碼 B、M碼 C、循環(huán)碼 D、哈夫曼編碼25.科斯塔斯環(huán)具有（ ）特點。A.能提取載波同步信號，能解調(diào)信號 B.能提取載波同步，不能解調(diào)信號C.不能提取載波同步，能解調(diào)信號 D.不能提取載波同步，不能解調(diào)信號三、簡答題：1.簡述奈奎斯特低通抽樣定理。2.某給定低通信道帶寬為3000Hz，在此信道上進(jìn)行基帶傳輸，當(dāng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)為理想低通時，求無碼間串?dāng)_傳輸?shù)淖罡咚俾室约跋鄳?yīng)的頻帶利用率。3.檢錯重發(fā)(ARQ)常用的三種實現(xiàn)形式是什么?4.已知循環(huán)碼的生成多項式為g（x）= x4+x2+x+1，信息碼為110，求編碼效率。5.無碼間干擾傳輸?shù)臈l件是什么？6.一碼長n7的漢明碼，監(jiān)督位為3位，試寫出監(jiān)督碼元與信息碼元之間的關(guān)系函數(shù)。7.奈奎斯特第一準(zhǔn)則：無碼間串?dāng)_的頻域條件的物理意義。8利用Costas環(huán)提取載波的方法如上圖所示，請分析其工作原理。9.設(shè)一樣值脈沖為-850個量化單位，求其PCM編碼和編碼誤差。當(dāng)接收端收到該碼字后，其譯碼值為多少？10.已知 ， 。討論由 生成的7位循環(huán)碼的檢錯和糾錯能力。四、作圖題：1.已知二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列為01101011，以矩形脈沖為例，畫出差分信號的波形圖（假設(shè)“1”有電平變化。差分信號也叫相對碼,只需要將對應(yīng)單元格劃線或涂色即可）例如下圖：0101101010請?zhí)钕卤恚涸瓉?1101011102.已知一數(shù)據(jù)序為01101101，請以A方式（0“0”，180“1”）填出它的2DPSK波形對應(yīng)相位（假設(shè)初始相位為0，每個周期一個波形）。初始相位0011011013.已知數(shù)字信息，碼元速率為600波特，載波頻率為600Hz，請分別畫出2ASK、2PSK和2DPSK的波形。(設(shè)前一相位為0)10110102ASK2PSK2DPSK4.二進(jìn)制數(shù)字信號為10100001，寫出相應(yīng)的單極性AMI碼和HDB3碼電平值。（設(shè)AMI碼和HDB3碼中前一個非零碼為負(fù)電平）10100001AMIHDB3五、綜合題：1.畫出相位比較法解調(diào)2DPSK信號方框圖，并利用數(shù)學(xué)推導(dǎo)法說明其工作過程。2.設(shè)計3個抽頭的迫零均衡器，以減小碼間串?dāng)_。已知，x-2=0，x-1=0.1，x0=1，x1=-0.2，x2=0.1，其余x均為0。求3個抽頭的系數(shù)C-1,C0,C1，并計算均衡前后的峰值失真。3.已知(7，3)分組碼的監(jiān)督關(guān)系式為：求其監(jiān)督矩陣和生成矩陣。4.信號x(t)的最高頻率fH2.5kHz，振幅均勻分布在-4V到4V范圍以內(nèi)，按奈奎斯特速率進(jìn)行采樣，量化電平間隔為1/32(V)，進(jìn)行均勻量化，采用二進(jìn)制編碼后在信道中傳輸。假設(shè)系統(tǒng)的平均誤碼率為Pe10-3，求傳輸10秒鐘以后錯碼的數(shù)目。5.為了傳送碼元速率為RB=103（波特）的數(shù)字基帶信號，試問系統(tǒng)采取圖1中那種傳輸特性較好，并說明理由。6.設(shè)信號進(jìn)行簡單增量調(diào)制，若量化臺階和抽樣頻率fs選擇得既能保證不過載，又保證不致因信號振幅太小而使增量調(diào)制器不能正常編碼，試確定M的動態(tài)變化范圍，同時證明。7.設(shè)有一個三抽頭的時域均衡器，如圖P4-8所示。輸入波形在各抽樣點的值依次為1/8，1/3，1，1/4，1/16（在其它抽樣點均為0）。試求均衡器輸出波形在各抽樣點的值。8.設(shè)信號頻率范圍04kHz，幅值在2.048+2.048伏間均勻分布。（1）若采用A律13折線對該信號非均勻量化編碼，這時最小量化間隔等于多少？（2）若采用均勻量化編碼，以PCM方式傳送，量化間隔為2mv，用最小抽樣速率進(jìn)行抽樣，碼元波形是寬度為的矩形脈沖，且占空比為1，求傳送該PCM信號實際需要最小帶寬。9.PCM采用均勻量化，進(jìn)行二進(jìn)制編碼，設(shè)最小的量化級為10mV，編碼范圍是0V到2.56V，已知抽樣脈沖值為0.6V，信號頻率范圍04kHz。 （1）試求此時編碼器輸出碼組，并計算量化誤差。（2）用最小抽樣速率進(jìn)行抽樣，求傳送該PCM信號所需要的最小帶寬。參考答案一、填空題：1.1000B，1000bit/s；2.傳輸速率，誤碼率或有效性.可靠性（本小題順序可以交換）3.正態(tài)，均勻 4.傳輸效率5.大于等于46.非零碼元7.生成矩陣8.恒比9.5，4 10.400B，； 11.狀態(tài)，時間 12.3 bit13.生成矩陣14.2DPSK15.716.917.有效性；可靠性；信噪比18.眼圖19.連續(xù)譜；離散譜；220.單工；全雙工 21.6000；0.08V；722.插入導(dǎo)頻法；直接法 或 外同步法；內(nèi)同步法 23.過載失真24.復(fù)接技術(shù)25.3226.部分響應(yīng)系統(tǒng) 均衡技術(shù)27.0 100 000028.1110110129.216KHz 30.插入導(dǎo)頻法 直接法二、選擇題：1、B 2、A 3、D 4、C 5、C 6、B 7、A 8、B 9、A 10、B 11、C 12、B 13、A 14、D 15、B 16、B 17、D 18、A 19、D 20、D21、D 22、A 23、D 24、D 25、A三、簡答題：1.一個頻帶限制在(0, fH)赫茲內(nèi)的時間連續(xù)信號m(t)，如果以Ts1/(2fH)秒的間隔對它進(jìn)行等間隔（均勻）抽樣，則m(t)將被所得到的抽樣值完全確定。 或：對頻帶限制在(0, fH)赫茲內(nèi)的模擬信號進(jìn)行抽樣，抽樣速率fs（每秒內(nèi)的抽樣點數(shù)）應(yīng)不小于2fH，才不會產(chǎn)生失真。 2.當(dāng)基帶形成濾波器為理想低通時，則碼間無串?dāng)_的最高碼速率為：頻帶利用率為： 3.檢錯重發(fā)(ARQ)常用的三種實現(xiàn)形式是什么?（1）停發(fā)等待重發(fā)（2）返回復(fù)發(fā)（3）選擇重發(fā)4.已知循環(huán)碼的生成多項式為g（x）= x4+x2+x+1，信息碼為110，求編碼效率。X4 => n-k=r=4(最高次) 由110得k=4 所以 n=k+r = 4 + 3 = 7由生成多項式可知監(jiān)督碼元r=4碼組長3+4=7編碼效率R=3/7=43%5.數(shù)字信號無碼間傳輸準(zhǔn)則為：數(shù)字脈沖的傳輸速率fb是等效理想低通信道截止頻率fc的兩倍，即以fb=2fc的速率傳輸數(shù)碼信號時，可實現(xiàn)無碼間干擾傳輸。通常采用滿足奇對稱條件的滾降低通濾波器等來有效理想低通。6.7.奈奎斯特第一準(zhǔn)則無碼間串?dāng)_的頻域條件的物理意義。把H()波形在軸上以2/TB間隔切開，然后分段沿軸平移到（ -/TB ，/TB）區(qū)間內(nèi)，將它們疊加起來求和，只要其結(jié)果是疊加出一個固定值（水平線），當(dāng)以1/ TB速率傳輸基帶信號時，無碼間串?dāng)_。當(dāng)以高于1/ TB速率傳輸基帶信號時，存在碼間串?dāng)_。8.設(shè)輸入的抑制載波雙邊帶信號為，則經(jīng)低通后的輸出分別為 （7-5）乘法器的輸出為 （7-6）式中是壓控振蕩器輸出信號與輸入已調(diào)信號載波之間的相位誤差。當(dāng)較小時，式（7-6）可以近似地表示為的大小與相位誤差成正比，因此，它就相當(dāng)于一個鑒相器的輸出。用去調(diào)整壓控振蕩器輸出信號的相位，最后就可以使穩(wěn)態(tài)相位誤差減小到很小的數(shù)值。這樣壓控振蕩器的輸出就是所需要提取的載波。不僅如此，當(dāng)減小到很小的時候，式（7-5）的就接近于調(diào)制信號，因此，同相正交環(huán)法同時還具有了解調(diào)功能。9.設(shè)一樣值脈沖為-850個量化單位，求其PCM編碼和編碼誤差。當(dāng)接收端收到該碼字后，其譯碼值為多少？極性碼為0段落碼為110段內(nèi)碼1010編碼誤差：850-512-10*32=18個量化單位7/11轉(zhuǎn)化01101010000，譯碼值=848個量化單位10.最小碼距為7用于檢錯，d0>=e+1,可以檢6位錯;用于糾錯，d0>=2t+1,可以糾3位錯;同時用于檢糾錯，d0>=t+e+1,可以糾1位錯同時檢5位錯或糾2位錯同時檢4位錯;四、作圖題1.已知二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列為01101011，以矩形脈沖為例，畫出差分信號的波形圖（假設(shè)“1”有電平變化）。差分信號(也叫相對信號(碼)原來01101011102.已知一數(shù)據(jù)序為01101101，請以A方式（0“0”，180“1”）填出它的2DPSK波形對應(yīng)相位（假設(shè)初始相位為0，每個周期一個波形）。初始相位001101101018000180001803.略4.二進(jìn)制數(shù)字信號為10100001，寫出相應(yīng)的單極性AMI碼和HDB3碼電平值。（設(shè)AMI碼和HDB3碼中前一個非零碼為負(fù)電平）10100001AMI+10-10000+1HDB3+10-1000V-+1五、綜合題：1.略（詳見教材）D0=0.42. 3.利用代數(shù)方程式，化簡后可以寫出監(jiān)督矩陣根據(jù)監(jiān)督矩陣和生成矩陣時間的關(guān)系可以得到生成矩陣：4.量化階數(shù)； 最小抽樣速率： 傳碼速率為： 錯碼的數(shù)目： 5.解：根據(jù)無碼間干擾時系統(tǒng)傳輸函數(shù)H(w)應(yīng)滿足的條件分析，圖中所示的三個傳輸函數(shù)(a)、(b)、(c)都能夠滿足以RB=103（波特）的碼元速率無碼間干擾傳輸。此時需要比較(a)、(b)、(c)三個傳輸函數(shù)在頻帶利用率、單位沖激響應(yīng)收斂速度、實現(xiàn)難易程度等方面的持性，從而選擇出最好的一種傳輸函數(shù)。（5分）（1）傳輸函數(shù)(a)的頻帶寬度量為1000Hz；此時系統(tǒng)頻帶利用率為；（2）傳輸函數(shù)(b)的頻帶寬度量為2000Hz；此時系統(tǒng)頻帶利用率為；（3）傳輸函數(shù)(c)的頻帶寬度量為1000Hz；此時系統(tǒng)頻帶利用率為；（3分）從頻帶利用率性能方面比較可得：圖中傳輸函數(shù)(a)和(c)的頻帶利用率為1B/Hz，大于傳輸函數(shù)(b)的頻帶利用率。所以，應(yīng)選擇傳輸函數(shù)(a)或(c)。傳輸函數(shù)(a)是理想低通特性，其單位沖激響應(yīng)為Sa(x)型，與時間t成反比，尾部收斂慢且傳輸函數(shù)難以實現(xiàn)；傳輸函數(shù)(c)是三角形特性，其單位沖激響應(yīng)為Sa2(x)型與時間t2成反比，尾部收斂快且傳輸函數(shù)較易實現(xiàn)。因此，選擇傳輸函數(shù)(c)較好。（2分）6.解：要使增量調(diào)制不過載，必須使編碼器最大跟蹤斜率大于信號實際斜率，即已知信號為則要使增量調(diào)制編碼正常，又要求 因此： 7.解：8.設(shè)信號頻率范圍04kHz，幅值在2.048+2.048伏間均勻分布。（1）若采用A律13折線對該信號非均勻量化編碼，這時最小量化間隔等于多少？（2）若采用均勻量化編碼，以PCM方式傳送，量化間隔為2mv，用最小抽樣速率進(jìn)行抽樣，碼元波形是寬度為的矩形脈沖，且占空比為1，求傳送該PCM信號實際需要最小帶寬。（1） （2） 9.解：量化階數(shù)；0.6V的二進(jìn)制編碼輸出：；量化誤差為0；最小抽樣速率：最小帶寬：