數(shù)字通信原理(附答案)

1、1、已知一個(gè)4進(jìn)制信號(hào)的碼元速率為4800波特，則其對(duì)應(yīng)白M言息速率是（C）A.4800bit/sB.2400bit/sC.9600bit/sD.14400bit/s2、產(chǎn)生已抽樣信號(hào)頻譜混疊的原因是（C）A.fsfmB.fs=2fmC.fs2fm3、樣值為301,它屬于A律13折線的（B）A.第5量化段B.第6量化段C.第7量化段D.第8量化段4、在同一條鏈路上可傳輸多路信號(hào)，利用的是各路信號(hào)之間的（B）A.相似性B.正交性C.一致性D.重疊5、在光纖中采用的多路復(fù)用技術(shù)是（C）A.時(shí)分復(fù)用B.頻分復(fù)用C.波分復(fù)用D.碼分復(fù)用1、在4進(jìn)制系統(tǒng)中，每秒鐘傳遞1000個(gè)4進(jìn)制符號(hào)，此系統(tǒng)的碼元速

2、率RB=（）,信息速率Rb=（）.（A）A.1000Bd,2000b/sB.2000Bd,2000b/sC.2000Bd,1000b/sD.1000Bd,1000b/s2、滿足抽樣定理時(shí)低通型信號(hào)的抽樣頻率應(yīng)選為（D）A.fsfmB.fs=2fmC.fs2fm3、設(shè)模擬信號(hào)s（t）的幅度在卜2,2v內(nèi)均勻分布，對(duì)它進(jìn)行奈奎斯特速率抽樣，并均勻量化后，編為2進(jìn)制碼。量化間隔為1/64v,需要多少量化電平數(shù)？（D）A.64B.128C.192D.2564、消息碼為：1010001110001,對(duì)應(yīng)的AMI碼為:（A）A.+10-1000+1-1+1000-1B.+10-00000-1+1000-1

3、C.-10+1000+1-1+1000-1D.+10+1000-1-1+1000+15、PCM30/32的二次群速率為（B）A.64kb/sB.8.448Mb/sC.384kb/sD.2.048Mb/s2、產(chǎn)生已抽樣信號(hào)頻譜混疊的原因是（C）A.fsfmB.fs=2fmC.fs2fm3、均勻量化的PCM!（統(tǒng)中，編碼位數(shù)每增加1位，量化信噪比可增加（C）dB.A.2B.4C.6D.84、絕對(duì)碼為：10010110,對(duì)應(yīng)的相對(duì)碼為：（B）A.10100101B.11100100C.11100110D.110001105、SDH采用的數(shù)字復(fù)接方法一般為（B）A.異步復(fù)接B.同步復(fù)接C.異步復(fù)接或同

4、步復(fù)接D.以上都不是1、出現(xiàn)概率越小的消息，其所包含信息量越大；2、模擬信號(hào)的數(shù)字化過程主要包括抽樣、量化和編碼;3、數(shù)字復(fù)接的方式主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接；4、為了減小相干載波的穩(wěn)態(tài)相位誤差，應(yīng)減小帶通濾波器帶寬和增大鎖相環(huán)的增益:5、分組碼（n,k）的編碼效率為k/n;1、衡量數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的主要指標(biāo)是差錯(cuò)率；2、模擬信號(hào)的數(shù)字化過程主要包括抽樣、量化和編碼；3、數(shù)字復(fù)接的方式主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接：4、匹配濾波器就是指在某一特定時(shí)刻，使濾波器的瞬時(shí)輸出信噪比最大的線性濾波器;5、碼組0011011與碼組0011011之間的碼距是_0;1、已知8進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的傳輸

5、速率為1600波特，若信息速率保持不變,變換成2進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的傳輸速率為4800波特。;2、模擬信號(hào)的數(shù)字化過程主要包括抽樣、量化和編碼；3、數(shù)字復(fù)接的方式主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接;4、為了減小相干載波的穩(wěn)態(tài)相位誤差，應(yīng)減小帶通濾波器帶寬和增大鎖相環(huán)的增益；5、碼組0100110的碼重為_3;三、作圖題(15分每題5分)1、設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為101100011,采用2ASK方式傳輸，已知碼元傳輸速率為1200Bd,載波頻率為2400Hz。設(shè)計(jì)一種2ASK信號(hào)調(diào)制器原理方框圖，并畫出2ASK信號(hào)的時(shí)間波形。解：1)2ASK信號(hào)調(diào)制器原理方框圖如圖I根據(jù)魏中已知條件，碼元傳輸速率為12

6、00&L驟液顆率為2400Hz.因此，在2ASK信號(hào)的時(shí)間波形中，每個(gè)碼無時(shí)間內(nèi)共有兩個(gè)周期的就披，數(shù)字基芾信號(hào)A和2ASK信號(hào)的時(shí)間波形如朗.用。卜1rrI：FT“麻訕扁扁膜2、設(shè)數(shù)字信號(hào)序列為101101011101,試將其編成下列碼型，并畫出相應(yīng)的波形。(1)單極性歸零碼；(2)AMI碼；(1)單極性歸零碼101101011101,波形如下：0(2)二進(jìn)碼101101011101AMI碼+10-1+10-10+1-1+10-1波形如下：+10-1+10-10+1-1+10-13、畫出2DPSKK干解調(diào)的原理框圖。2DPSK數(shù)據(jù)輸出低通濾波器抽樣判決器碼反變換器本地載波3、在2ASK系統(tǒng)中

7、，等概率的發(fā)送信號(hào)si（t）和S2（t）,在觀察期間（0,T）內(nèi)觀察波形為y（t）,試畫出相關(guān)器形式的最佳接收機(jī)。A3、設(shè)基帶數(shù)字信號(hào)序列為10010110,載頻與碼元速率相同?！?”碼載波相位不變，“0”碼載波相位改變兀，試畫出相對(duì)碼和2DPS磁形（初始相位為0）。3、相對(duì)碼為11100100絕對(duì)碼相對(duì)碼載波得分的主要優(yōu)缺點(diǎn)。四、問答題(15分每題5分)1、簡要敘述非均勻量化的原理。與均勻量化相比較，非均勻量化答：非均勻量化是通過對(duì)信號(hào)先進(jìn)行非線性變換后，再均勻量化來實(shí)現(xiàn)的。與均勻量化相比:非均勻量化的優(yōu)點(diǎn)：改善小信號(hào)的量化噪聲比，降低編碼的位數(shù)。缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)相對(duì)較復(fù)雜。2、時(shí)域均衡中橫向?yàn)V波

8、器的抽頭級(jí)數(shù)與什么因素相關(guān)？答：時(shí)域均衡中橫向?yàn)V波器的抽頭級(jí)數(shù)與其車入信號(hào)碼間干擾個(gè)數(shù)相關(guān)。若有2N個(gè)碼間干擾值，則抽頭級(jí)數(shù)應(yīng)該為2N+1。3、已知循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式g(x),接收碼組為B(x),試寫出該循環(huán)碼的糾錯(cuò)譯碼方法。答：循環(huán)碼的糾錯(cuò)譯碼方法為：(1)用生成多項(xiàng)式g(x)除接收碼組B(x),得到余式R(x);(2)按照余式R(x),用查表方法或計(jì)算校正子得出錯(cuò)誤圖樣E(x),就可以確定錯(cuò)碼的位置；(3)從B(x)中減去E(x),便得到已經(jīng)糾正錯(cuò)碼的原發(fā)送碼組C(x)。(1)g(x)是xn+1的一個(gè)因子。1、簡要回答均勻量化與非均勻量化的特點(diǎn)。答：均勻量化特點(diǎn)：在量化區(qū)內(nèi)，大、小信號(hào)的量

9、化間隔相同，最大量化誤差均為半個(gè)量化級(jí)，因而小信號(hào)時(shí)量化信噪比太小，不能滿足要求。非均勻量化特點(diǎn)：量化級(jí)大小隨信號(hào)大小而變，信號(hào)幅度小時(shí)量化級(jí)小，量化誤差也?。恍盘?hào)幅度大時(shí)量化級(jí)大，量化誤差也大，因此增大了小信號(hào)的量化信噪比。4、什么是時(shí)鐘同步？如何實(shí)現(xiàn)？答：時(shí)鐘同步是使收端的時(shí)鐘頻率與發(fā)端的時(shí)鐘頻率相同。若收端時(shí)鐘的獲得采取定時(shí)鐘提取的方式，即從接收到的信息碼流中提取時(shí)鐘成份，便可實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步5、信道編碼的基本思想是什么？答：信道編碼的基本思想是一按某種確定的編碼規(guī)則在待發(fā)送的信息碼元序列中加入一些多余的碼元（監(jiān)督碼元或校驗(yàn)碼元），在接收端利用該規(guī)則進(jìn)行解碼，以便發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、糾正錯(cuò)誤，從而提高

10、信息碼元傳輸?shù)目煽啃浴?、什么是漏同步？什么是假同步？答：漏同步碼是指：由于干擾的存在，接收的同步碼組中可能出現(xiàn)一些錯(cuò)誤碼元，從而使識(shí)別器漏識(shí)別已發(fā)出的同步碼組；假同步碼是指：在接收的數(shù)字信號(hào)序列中，在表示信息的碼元中出現(xiàn)與同步碼組相同的碼組，它被識(shí)別器識(shí)別出來誤認(rèn)為是同步碼組而形成假同步信號(hào)3、已知2碼組為（0000）,（1111）,問：該碼組的最小碼距，若用于檢錯(cuò)，能檢出多少位錯(cuò)碼？若用于糾錯(cuò)，能糾正多少位錯(cuò)碼？答：該碼組的最小碼距d0=4;用于檢錯(cuò)，由d0=e+1,得e=3,可檢3位錯(cuò)碼；用于糾錯(cuò)，由d0=2t+1,得t=1,能糾1位錯(cuò)碼；得分五、計(jì)算題（50分，每題10分）1、 （10

11、分）某離散信息源由0,1,2,3,4五個(gè)符號(hào)組成，設(shè)每一符號(hào)獨(dú)立出現(xiàn)，其出現(xiàn)概率分別為1/4、1/4、1/4、1/8、1/8。求消息1020102323343441240102040301131401203400的信息量？解：已知平均信息量為nH(x)=P(xi)1bP(xi)i1則該信源符號(hào)的平均信息量為H(x)=比特/符號(hào)1.11.11.11.11.19一一1b-1b1b1b一1b=2.2544444488884則該消息共有40個(gè)符號(hào)，信息量為：I=mH=40*2.25=90b2、 (10分)設(shè)隨機(jī)過程X(t)=2cos(2nt+8),式中，9是一個(gè)離散隨機(jī)變量，且P(Q=0)=1/2,P

12、(e=n/2)=1/2.求Ex(1)和Rx(0,1)。解：當(dāng)t=1時(shí)，X(t)的數(shù)學(xué)期望為：Ex(1)=E2cos(2二t+)|t=1=2Ecos(2二+二)=2Ecos1=2(1/2*cos0+1/2*cos二/2)=1EX(0)X(1)= E2cos 1*自相關(guān)函數(shù)Rx(0,1)2.222cos(2二+1)=4Ecos1=4(1/2*COS0+1/2*COS二/2)=23、 (10分)采用13折線A律編碼電路，設(shè)最小量化間隔為1個(gè)單位，已知抽樣脈沖值為+635單位，求編碼器的輸出碼組和量化誤差。便：(1)設(shè)碼組為叩力口向融工興因?yàn)槌闃用}腫值為XW50，所以極性碼。產(chǎn)1.因?yàn)樽钚×炕g隔為1

13、個(gè)彷位.則各段的起始電平如表1所示.由于51263510241所以段落確定在笫7段,即段落碼113圻線溫各段的起蛤電平量化位為1j123457S出平0修5364IZS2561g第7段起始電平為512,長徵為1024-512=512個(gè)量化單位，再進(jìn)行】6級(jí)均勻量化.量化徇隔為512/16=32個(gè)目化雎位.抽樣脈沖值在段內(nèi)的位置為635-512=123個(gè)量化電位,由于32=3W12332X4,所以可確定抽樣脈沖值在段內(nèi)的位置在第3段.即饞齪4=0011.所以編研器輸出碼組為：c匹1c3Goe正.二111(X)01，：化輸出電平為：512+聾心+聾匕=624個(gè)量佬單何,則量化誤差知|635-似4卜】

14、1個(gè)量化單位.4、(10分)設(shè)離散無記憶信源X為:x1X2X3X4X50.400.180.150.150.12(1)用霍夫曼編碼方法對(duì)此信源進(jìn)行編碼;(2)計(jì)算平均碼長。出現(xiàn)概率 信源符號(hào) 碼字 碼長13333a10.400 110100010 00a2a3a4a50.180.150.150.120.330.271.0平均碼長為：0.4X1+0.18X3+0.15X3+0.15X3+0.12X3=2.2bit/符號(hào)5、(10分)已知(7,4)循環(huán)碼的全部碼組為：0000000,0001011,0010110,0010101,0100111,0101100,0110001,0111010,100

15、0101,1001110,1010011,1011000,1100010,1101001,1110100,1111111求(1)寫出循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式g(x)和生成矩陣G(x)。K：所以II10100H=01I10I。00111011、 (10分)黑白電視系統(tǒng)幀頻為25Hz,每幀圖像在屏幕上顯示的有效行為30行，每行內(nèi)像素個(gè)數(shù)為40個(gè)。假設(shè)圖像的相鄰像素間相互獨(dú)立，每一像素的亮度可劃分為8級(jí)，各級(jí)亮度出現(xiàn)的概率相等。求該電視圖像的平均信息速率？解：每幀像素?cái)?shù)為：P=30*40=1200每一像素的信息量為：I1=-lg21/8=3b每幀圖像的信息量為：I=P*I1=1200*3=3600b幀頻為

16、25Hz,即每秒傳輸25幀，所以Rb=25I=25*3600=90000b/s2、 (10分)設(shè)隨機(jī)過程X(t)=2cos(2nt+H),式中，日是一個(gè)離散隨機(jī)變量，且P(e=0)=1/2,P(e=n/2)=1/2.求Ex(1)和Rx(0,1)。解：當(dāng)t=1時(shí)，X(t)的數(shù)學(xué)期望為：Ex(1)=E2cos(2二t+1)|t=1=2Ecos(2二+i)=2Ecosi=2(1/2*cos0+1/2*cos二/2)=1自相關(guān)函數(shù)Rx(0,1)=EX(0)X(1)=E2cos6*2cos(2二+F)=4Ecos2F=4(1/2*COS20+1/2*COS2二/2)=23、 (10分)已知模擬信號(hào)抽樣值

17、的概率密度f(x)如圖所示；按4電平進(jìn)行均勻量化,求信號(hào)與量化噪聲功率比？4/kJ解：由圖可知，模擬信號(hào)的取值范圍為卜1,+1,即a=-1,b=1.按4電平進(jìn)行均勻量化，M=4,則量化間隔v=(b-a)/M=0.5量化區(qū)間的端點(diǎn)mi = a i;：v,i=0,1,2,3,4量化電平qi =（mi +m）/2,i=0,1,2,3,4 即 q1=-0.75,q2=-0.25,q3=0.25,q4=0.75信號(hào)功率為:b 2s = x f(x)dxa1=2x2 (1 - x)dx =1/6量化噪聲功率 為20.52Nq 八 (x-qi) f(x)dx=20 (x-0.25) (1-x)dx0.52_

18、(x-0.75)2(1 - x)dx =1/48信號(hào)與量化噪聲比為：S/ Nq=（1/6）/（1/48）=84、（10分）設(shè)離散無記憶信源X為:I 0 .300 . 200 . 20.100 . 10（1）用霍夫曼編碼方法對(duì)此信源進(jìn)行編碼計(jì)算平均碼長。11 1 1)0 碼字 100010000011 % ; 2 2 2 3 4 4 碼長a132a3a4a5a6 信源符號(hào) a a出現(xiàn)概率平均碼長為：0.30X2+0.20X2+0.20X2+0.10X3+0.10X4+0.10X4=2.5bit/符號(hào)5、（10分）已知以循環(huán)碼的監(jiān)督矩陣如下：1101100H=1110010，求生成矩陣，并寫出所有

19、可能的碼組。0111001解：由該線性分粗碼的監(jiān)督矩陣可知，該將長度,=7.信息位# = 4.監(jiān)督位,=3000101100I 1I0101100010 11整個(gè)碼組：4二k%4巧1仃，于是可得所有可能的碼獻(xiàn)為0000000,00()1011,0010110.OOHlOhOlOOllLOIOIIOO,OllOOQl,0111010,lOQOLOl.looiiio,ioiooilloiiooo.iioooio,noiooi,iiiojoo,innii1、（10分）某消息以二進(jìn)制碼方式傳輸，信息速率為2Mb/s.求：（1）若在接收機(jī)輸出端平均每小時(shí)出現(xiàn)72b差錯(cuò)，求誤比特率?9（2）若已知信道的誤比特率Pb=5*10，求平均相隔多長時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)1b差錯(cuò)?=錯(cuò)誤接受比特?cái)?shù)/=72/傳輸總的比特?cái)?shù)7（2*106*3600）（2）設(shè)每秒出現(xiàn)的差錯(cuò)比特?cái)?shù)為Ne,則Pb=Ne/Rb,因此Ne=PbRb=5*10”*2*106=0.01則Te=1/Ne=1/0.01=100s,即平均每隔100s出現(xiàn)1b差錯(cuò)。Xi0 . 20X 20 . 194、（1