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1、1 通信原理作业题(三) 一、简答题 (共 8 题，每题 5 分) 1. 假设tu为起点为零的阶跃函数，写出下列函数的傅立叶变换atu te，t，1，tu答：1ajw，1，2( )w，1( )wjw2. 试简述数字通信的优点。参考教材 4 页。答：数字通信的主要优点如下：(1)抗干扰能力强。在远距离传输中，各中继站可以对数字信号波形进行整形再生而消除噪声的积累。此外，还可以采用各种差错控制编码方法进一步改善传输质量。(2)便于加密，有利于实现保密通信。(3)易于实现集成化，使通信设备的体积小、功耗低。(4)数字信号便于处理、存储、交换，便于和计算机联接，也便于用计算机进行管理。当然，数字通信的
2、许多优点都是以比模拟通信占据更宽的频带为代价的。3. 简述模拟通信系统的质量指标。参考教材 8 页 1.5.1 节。答：模拟通信系统的质量指标1有效性模拟通信系统的有效性用有效传输带宽来度量。同样的消息采用不同的调制方式时需要不同的频带宽度。频带宽度越窄则有效性越好。如传输一路模拟电话，单边带信号只需要4kHz 带宽，而常规调幅或双边带信号则需要8kHz 带宽，因此在一定频带内周单边带信号传输的路数比常规调幅信号多一倍，也就是可以传输更多的消息。显然，单边带系统的有效性比常规调幅系统要好。2可靠性模拟通信系统的可靠性用接收端最终的输出信噪比来度量。信噪比越大，通信质量越高。如普通电话要求信噪比
3、在20dP 以上，电视图像则要求信噪比在40dB 以上。信噪比是由信号功率和传输中引入的噪声功率决定的。不同调制方式在同样信道条件下所得到的输出信噪比是不同的。例如调频信号的抗干扰性能比调幅信号好，但调频信号所需的传输带宽却宽于调幅信号。4. 希尔伯特变换的定义及其含义？答：希尔伯特变换的定义为：1( )?( )ff tdt。它的含义为 :是一个宽带移相全通网络，它能使每个正频率分量都相移2，负频率分量都相移2。5. 什么叫做波形编码，什么叫做参量编码？参考教材 131 页第 2 段。答： a、波形编码是直接把时域波形变换为数字代码序列，数码率通常在16kbits64khit/s 范围内，接收
4、端重建信号的质量好。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 2 b、参量编码是利用信号处理技术，提取语音信号的特征参量，再变换成数字代码，其数码率在 16kbit/s 以下最低可到 1kbit/s 的数量级，但接收端的重建信号的质量不够好。6. 奈奎斯特第一准则的公式是什么？它的物理意义是什么？参考教材 190 页公式 (6-27),和 190页倒数第 2 段。答： (6-27) S(2n)n=S0，该条件是由奈奎斯特提
5、出的，故称之为奈奎斯特第一准则。对于一个给定的传输系统，该准则提供了检验其是否产生码间串扰的一种方法，该准则又称为满足无码间串扰的频域条件。式(6-27) 的物理意义是： 把传递函数在轴上以 2 为间隔切开，然后分段沿轴平移到（，）区间内，将它们叠加起来其结果应当为一常数。这种特性称为等效理想低通特性。7. 简述差错控制编码的分类。参考教材 299 页 9.1.2 节。答：差错控制编码的方法很多，也有不同的分类方法。按照信息码元和附加的监督码元之间的检验关系可以分为线性码和非线性码。若信息码元与监督码元之间的关系为线性关系，即监督码元是信息码元的线性组合，则称为线性码。反之，若两者不存在线性关
6、系，则称为非线性码。按照信息码元和监督码元之间的约束方式可分为分组码和卷积码。在分组码中， 编码前先把信息序列分为k 位一组，然后用一定规则附加m 位监督码元，形成n=k+m 位的码组。 监督码元仅与本码组的信息码元有关，而与其他码组的信息码元无关。但在卷积码中， 码组中的监督码元不但与本组信息码元有关，而且与前面码组的信息码元也有约束关系，就像链条那样一环扣一环，所以卷积码又称连环码或链码。8. 叙述 PCM 的过程及其含义。答：脉冲编码调制(PCM) 是波形编码中最重要的一种方式。PCM 过程主要由抽样、量化与编码三个步骤组成。抽样是把在时间上连续的模拟信号转换成时间上离散的抽样信号，量化
7、是把幅度上连续的模拟信号转换成幅度上离散的量化信号，编码是把时间离散且幅度离散的量化信号用一个二进制码组表示。二、问答与计算题题 (共 6 题，每题 10 分) 1. 设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度3( )0.5/10fWHzpn， 在该信道传输抑制载波的单边带信号，并设调制信号tm的频带限制在5kHz ，而载波是100kHz,已调信号的幅度为10mW，试问：（1） 解调器输入端的信噪比为多少？（2） 解调器输出端的信噪比为多少？参考教材 88 页例 3-5。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理
8、- - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 3 2. 一个离散信息源每毫秒发出四个符号中的一个，各符号相互独立，出现的概率分别为 0.4,0.3,0.2,0.1。求该信号源的平均信息量与信息速率？答：平均信息量: 4222221( )()log()(0.4)log0.4(0.3)log0.3(0.2)log0.2(0.1)log01iiiH xP xP x0.4*1.32+0.3*1.74+0.2*2.32+0.1*3.320.528+0.522+0.464+0.332 1.846bit/symb 信息速率：1000( )H x1846bit/s 。
9、3. 画出时分复用的原理图并说明之。参考教材 165 页最后 1 段和 166 页第 1 段，和图 5-35。答：为了提高信道利用率，数字信号在传输过程中一般都采用时分复用（TDM ）方式。时分复用是将传输时间划分为若干个互不重叠的时隙，互相独立的多路信号顺序地占用各自的时隙， 合路成为一个复用信号，在同一信道中传输。在接收端按同样规律把它们分开。形成 TDM 信号所需的时序电路和复用电路如图5-35（a）和（ b）所示。设每路信名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页
10、，共 8 页 - - - - - - - - - 4 号所占用的时间为Tc，n 路信号对时间Ts进行时隙分配，如图5-35（c）所示。在时间Ts内，各路信号顺序出现一次，这样形成的时分复用信号称为帧，一帧的时间长度Ts称为帧周期。在PCM 的时分复用信号中，对每一路信号的抽样频率必须满足抽样定理的要求，所以帧周期Ts就是抽样的时间间隔。每路信号战胜的时间Tc越少，在一帧内能传输的路数越多。4. 画出 2DPSK 调制器的方框简图及其波形。参考教材 238 页图 7-16。答：5. 比较二进制数字调制系统的性能。参考教材 248 页第 1，2 段和表 7-1 答：名师资料总结 - - -精品资料
11、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 5 综合以上分析的结果，可以列出表7-1。 r=A22表中为接收峰值信噪比，挖带宽指基带信号采用 NRZ 码，已调信号取谱零点带宽，f 为基带信号的谱零点带宽，在数量上等于数字信号的速率R。同表 7-1 可以看出，在同一类型的键控系统中，相干方式略优于非相干方式，它们的差别近似是Q(X)和12e-x/2的关系。但相干方式需要在接收端恢复本地载波，相干接收机的设备比较复杂， 通常在高质量的数字通信系统中才采用。不同
12、类型的键控方式相比较，在相同误比特率的条件下， 在峰值信噪比的要求方面2PSK 比 2FSK 小 3dB， 2FSK 比 2ASK 小 3dB，所以相干 2PSK 的声性能最好。在码元速率Rs=1/Ts 相同的情况下， 2PSK、2DPSK 和 2ASK 占据的频带比2FSK 窄，也就是频带利用率高于2FSK。6. 已知 (7,3)码的生成矩阵为001110101001111001110G，求其许用码组和该码组的差错控制能力？参考教材 304 页例 9-1。答：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -
13、 - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 7 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -