數(shù)字通信原理復習題及參考答案.doc
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中南大學現(xiàn)代遠程教育課程考試復習題及參考答案數(shù)字通信原理一、填空題:1.已知二進制數(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)的主要質量指標是_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_ _ _。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)重復碼,它的兩個碼組分別為00000和11111,則(5,1)重復碼的最小碼距為_,只用于檢錯,能檢出_位錯碼。10.四進制數(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)進行PCM調制,其抽樣速率是 ,對其進行128級均勻量化,量化間隔為 V,每個量化值可編成 位自然二進碼。22.在數(shù)字調制系統(tǒng)中,載波同步的方法可分為 , 。23.在增量調制系統(tǒng)中,當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.改善碼間串擾的方法有 和 。27.設輸入信號抽樣值為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,人們設計了 ( )A.AMI碼 B.多進值碼 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),只要進行相干解調都需要 ( )A.載波同步 B.網(wǎng)同步 C.位同步 D.群同步10.四進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以內的低通信號x(t),用fs速率進行理想抽樣,若要不失真的恢復x(t),要求fs與fx關系滿足( )A、 B、 C、 D、14.數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性指標為( )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,能解調信號 B.能提取載波同步,不能解調信號C.不能提取載波同步,能解調信號 D.不能提取載波同步,不能解調信號三、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,在此信道上進行基帶傳輸,當數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)為理想低通時,求無碼間串擾傳輸?shù)淖罡咚俾室约跋鄳念l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系函數(shù)。7.奈奎斯特第一準則:無碼間串擾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.設一樣值脈沖為-850個量化單位,求其PCM編碼和編碼誤差。當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“1”有電平變化。差分信號也叫相對碼,只需要將對應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波形對應相位(假設初始相位為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。(設前一相位為0)10110102ASK2PSK2DPSK4.二進制數(shù)字信號為10100001,寫出相應的單極性AMI碼和HDB3碼電平值。(設AMI碼和HDB3碼中前一個非零碼為負電平)10100001AMIHDB3五、綜合題:1.畫出相位比較法解調2DPSK信號方框圖,并利用數(shù)學推導法說明其工作過程。2.設計3個抽頭的迫零均衡器,以減小碼間串擾。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,按奈奎斯特速率進行采樣,量化電平間隔為1/32(V),進行均勻量化,采用二進制編碼后在信道中傳輸。假設系統(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.設信號進行簡單增量調制,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,進行二進制編碼,設最小的量化級為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.插入導頻法;直接法 或 外同步法;內同步法 23.過載失真24.復接技術25.3226.部分響應系統(tǒng) 均衡技術27.0 100 000028.1110110129.216KHz 30.插入導頻法 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)赫茲內的時間連續(xù)信號m(t),如果以Ts1/(2fH)秒的間隔對它進行等間隔(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)赫茲內的模擬信號進行抽樣,抽樣速率fs(每秒內的抽樣點數(shù))應不小于2fH,才不會產(chǎn)生失真。 2.當基帶形成濾波器為理想低通時,則碼間無串擾的最高碼速率為: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.奈奎斯特第一準則無碼間串擾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,將它們疊加起來求和,只要其結果是疊加出一個固定值(水平線),當以1/ TB速率傳輸基帶信號時,無碼間串擾。當以高于1/ TB速率傳輸基帶信號時,存在碼間串擾。8.設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信號載波之間的相位誤差。當較小時,式(7-6)可以近似地表示為的大小與相位誤差成正比,因此,它就相當于一個鑒相器的輸出。用去調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,當減小到很小的時候,式(7-5)的就接近于調制信號,因此,同相正交環(huán)法同時還具有了解調功能。9.設一樣值脈沖為-850個量化單位,求其PCM編碼和編碼誤差。當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段內碼1010編碼誤差:850-512-10*32=18個量化單位7/11轉化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“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波形對應相位(假設初始相位為0,每個周期一個波形)。初始相位001101101018000180001803.略4.二進制數(shù)字信號為10100001,寫出相應的單極性AMI碼和HDB3碼電平值。(設AMI碼和HDB3碼中前一個非零碼為負電平)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制編碼正常,又要求 因此: 7.解:8.設信號頻率范圍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的二進制編碼輸出:;量化誤差為0;最小抽樣速率:最小帶寬:- 配套講稿:
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