通信原理 第九章 课堂练习题含答案

第9章差错控制编码9.1 学习指导9.1.1 要点差错控制编码常称为纠错编码，或信道编码，其基本思想是在发送端根据一定的规律在待发送的信息码元中加入监督码元，接收端就可以利用监督码元与信息码元的关系来发现或纠正错误，其实质就是通过牺牲有效性来换取可靠性的提高。

本章的要点有差错控制技术和编码分类；最小码距与纠检错能力；线性分组码的生成、监督和纠错；循环码的生成多项式、生成矩阵、编码和译码；卷积码的矩阵、多项式和图形描述方法。

1. 差错控制技术对于不同类型的信道，应该采用不同的差错控制技术。

差错控制技术主要有以下四种。

(1) 检错(error detection)重发(retransmission)：在发送码元序列中加入差错控制码元，接收端利用这些码元检测到有错码时，利用反向信道通知发送端，要求发送端重发，直到正确接收为止。

所谓检测到有错码，是指在一组接收码元中知道有一个或一些错码，但是不知道该错码应该如何纠正。

在二进制系统中，这种情况发生在不知道一组接收码元中哪个码元错了。

因为若知道哪个码元错了，将该码元取反即能纠正，即将错码“0”改为“1”或将错码“1”改为“0”就可以了，不需要重发。

在多进制系统中，即使知道了错码的位置，也无法确定其正确取值。

采用检错重发技术时，通信系统需要有双向信道传送重发指令。

(2)前向纠错(Forward Error Correction)：这时接收端利用发送端在发送码元序列中加入的差错控制码元，不但能够发现错码，还能将错码恢复其正确取值。

在二进制码元情况下，能够确定错码的位置，就相当于能够纠正错码。

采用FEC时，不需要反向信道传送重发指令，也没有因反复重发而产生的时延，故实时性好。

但是为了能够纠正错码，而不是仅仅检测到错码，和检错重发相比，需要加入更多的差错控制码元。

故设备要比检测重发设备复杂。

(3)反馈(feedback)校验(check out)：这时不需要在发送序列中加入差错控制码元。

通信原理课后习题答案解答通信原理课后习题答案解答通信原理是现代通信技术的基础课程，通过学习这门课程，我们可以了解到通信系统的基本原理和工作方式。

在学习过程中，老师常常会布置一些习题作为作业，以巩固我们对知识点的理解。

下面是一些常见的通信原理习题及其解答。

1. 什么是调制和解调？调制是将信息信号转换为适合传输的高频信号的过程，解调则是将接收到的高频信号恢复为原始信息信号的过程。

调制和解调是通信系统中的关键步骤，它们使得信息能够通过传输介质进行传递。

2. 什么是带宽和频谱？带宽是指信号在频率上的宽度，即信号所占用的频率范围。

频谱是指信号在频率上的分布情况，它描述了信号在不同频率上的功率分布情况。

带宽和频谱是通信系统中重要的参数，它们决定了系统的传输能力和频谱利用效率。

3. 什么是调幅和调频？调幅是一种调制方式，它通过改变载波的振幅来传输信息。

调频是另一种调制方式，它通过改变载波的频率来传输信息。

调幅和调频是常见的调制方式，它们在广播和电视等领域得到广泛应用。

4. 什么是码元和比特率？码元是数字通信中的基本单位，它表示一个离散的信号状态。

比特率是指单位时间内传输的码元个数，它表示信息传输的速率。

码元和比特率是数字通信中重要的概念，它们决定了系统的传输能力和速率。

5. 什么是多路复用？多路复用是一种将多个信号合并在一起传输的技术，它可以提高通信系统的频谱利用效率。

常见的多路复用技术包括时分多路复用、频分多路复用和码分多路复用等。

6. 什么是信噪比？信噪比是指信号功率与噪声功率之比，它是衡量信号质量的重要指标。

信噪比越大，表示信号的质量越好。

在通信系统中，我们常常需要提高信噪比以保证信息的可靠传输。

7. 什么是误码率？误码率是指接收到的码元中错误码元的比例，它是衡量通信系统性能的重要指标。

误码率越低，表示系统的可靠性越高。

在通信系统设计中，我们常常需要降低误码率以提高系统的可靠性。

8. 什么是调制解调器？调制解调器是一种用于调制和解调信号的设备，它是通信系统中的重要组成部分。

通信原理第九章课堂练习题含答案通信原理第九章课堂练习题含答案第九章一、简答1.量化1.回答：量化：及时处理离散信号，使其在振幅上离散。

2.编码2.答：编码：将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程。

3.PAM信号3.答：抽样后的信号称为pam信号，即脉冲振幅调制信号。

4.抽样的任务是什么？采样信号叫什么？4.答：采样的任务是将原始模拟信号及时离散化。

抽样后的信号为pam信号。

5.为什么要量化？一个8位二进制代码可以代表多少个状态？5.答案：量化是使信号在振幅上离散。

8位二进制码表示28=256种状态。

二、计算问题1、已知模拟信号抽样值的概率密度p(x)如右图所示。

如果在8个级别执行均匀量化，则尝试确定量化间隔和量化级别。

1.解：量化间隔为δ=2/8=1/4=0.25v量化级别分别为-7/8、-5/8、-3/8、-1/8、1/8、3/8、5/8和7/8。

2、设信号x(t)=9+acoswt，其中a≤10v。

x(t)被均匀量化为40个电平，试确定所需二进制码组δv的比特数k和量化间隔2.解：因为25<40<26，所以k=6δv=2a/m≤0.5v3、设一个均匀量化器的量化电平数为m，其输入信号抽样值在区间[-a,a]内具有均匀的概速率密度。

试着找出量化器的平均信噪比。

3.解：δ=2a/m? 2nq？12点22分？1.s0？？mk？？dmk？？?a12?2a?a2s0/nq=m2=20lgmdb4.已知模拟信号采样值的概率密度p（x）如右图所示。

如果按4电平进行均匀量化，试计算信号与量化噪声功率比。

4.解决方案：分层级别为X1=-1，X2=-0.5，X3=0，X4=0.5，X5=1量化电平为y1=-0.75，y2=-0.25，y3=0.25，y4=0.75信号功率为s=量化噪声功率为 ?? 11x2p（x）dx=2?01x2(1-x)dx=16? 21nq？？1248信号与量化噪声功率比为s/nq=8。

9.9 采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+635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(不包括极性码)的均匀量化11位码。

(采用自然二进制码) 解（1）已知抽样脉冲值它位于第7段序号为3的量化级，因此输出码组为量化误差为635-(512+3*32)=27(2) 对应的11位均匀量化码为010********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，并已知段内码改用折叠二进码：(l) 试问译码器输出为多少量化单位；(2) 试写出对应于该.7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。

解（1）接收端收到的码组由C1=0知，信号为负值；由段落码知，信号样值位于第6段，起点电平为256,量化间隔为16;由段内码码器输出为C5C6C7C8 =0011 采用折叠码) C5C6C7C8 =0011 采用折叠码，对应自然二进制码为0100可知，信号样值位于第6段的第5级(序号为4)，故译码器输出为256416162328 (/)I=-+⨯+=-（2）均匀量化11位码为001010010009.11采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为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)试写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。

解（1）因为样值为负值.所以极性码又因64 < 95 < 128，所以码组位于第四段，段落码为量化间隔为4。

由于95=64 +7 *4 +3,所以段内码为故编码器输出为量化误差为3个单位。

(2)对应的均匀量化11位码为（92=64 +7 *4）9.13 对10路带宽均为300Hz-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。

设抽样速率为8000Hz，抽样后进行8级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为 的矩形脉冲，且占空比为1。

第 - 1 -页 共 4页北方民族大学试卷课程代码： 01100522 课程： 通信原理（ B 卷）一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题中的括号内。

每小题2分，共30分)1、已知二进制离散信源（0，1），每一符号波形等概独立发送，传送二进制波形之一的信息量为（B ）A ． 1 bit/sB ． 1 bitC ． 2 bit/sD ． 2 bit2、设一数字传输系统传送八进制码元的速率为1200B ，那么该系统的信息速率为( C )。

A ． 1200 bit/sB ． 24000BC ． 3600 bit/sD ． 1200B3、平稳随机过程的数学期望值是（ A ）。

A ． 与时间有关的常数B ．与时间有关的变数C ．与时间间无关的常数D ．与时间有关的随机变量4、设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为，其中和都是常数。

那么信号通过该信道后的输出信号的时域表示式为：( D ) A 、B 、C 、D 、5、设基带信号为m （t ），载波频率为f c ，则单边带上边带信号的一般表达式为（D ）。

A ．)2cos()](1[)(t t m A t s fc π-=B ．)2sin()()2cos()()(t t t t m t s fm fccππ∧+=C ．)2cos()()(t t Am t s fcπ=D ．)2sin()()2cos()()(t t t t m t s fm fccππ∧-=7、设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P n (f)=n 0/2(ω/HZ) ， 在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号的频带限制在5kHz ，而载波为100kHz ，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。

那么解调器输入端的信噪功率比为（A ） 。

A ．2/n 0B ．n 0C ．n 0/2D ． 1/n 08、在数字基带传输系统中，系统带宽为5000HZ ，采用升余弦脉冲传输，则该系统无码间干扰的最高符号传输速率为( B )。

俱乐部名称：自考乐园;俱乐部id ：5346389（请牢记它哦~在百度贴吧的搜索框中输入俱乐9.4 解：0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0AMIHDB3B3zsB6zs9.13 解：9.14 解：（2）发送：8电平 已调 基带信号 信号接收：调制信号 基带信号9.17单极性NRZ )2(N S Q P b =双极性NRZ )(N S Q P b =s Mb Lf R L L s Mb f R sMb f R sMb R b b b b /2log 4 7)12)(4(/67.05.11)3(/38log )2(/1)1(22==∴=∴=-≈====调相。

，调制方式可为调幅或其带宽正好是的升余弦滚降频谱信号电平信息，所以可采用单位符号应传输所需传输速率信道带宽kHz bit kHzR kHzkHz kHz f b 482.0831204860108)1(=∴==-=α 升余弦 滚降滤波器 线性调制 解调器 抽样判决俱乐部名称：自考乐园;俱乐部id ：5346389（请牢记它哦~在百度贴吧的搜索框中输入俱乐多进制 双极性 （M 为奇数:取0，+/-A, …..; M 为偶数：取2A ±。

） 格雷编码方式普通二进制编码----------------=-------------=-∙-=s b s n nb s P nP P M N S Q M M P 1P )12(22)13)(()1(22 2L-1电平的部分响应信号])(134[)1(2222NS L Q L L P s --=π 1）75.4101)(6==>⨯=-ααQ2）75.4101)(6==>⨯=-ααQ3）36.444/6.4)(18332==>=-=>=N S NS P P b s 4) ])(1434[4)14(2222N S Q P s --=π s b P P L L 324712==>==>=-而或s b P P 21= S/N(DB 值)： 45.125(16.44)，22.6(13.5), 444.36(26.4), 194.6(22.9)9.181）25.4=α S/N =18.06 合12.57dB 2) ])(83[N S Q P b = S/N = 48.16 合16.83dB 3）s b P P 32=S/N = 90.3 合19.56dB9.23解：序列的三条性质。

通信原理教程课后练习题含答案第一部分：选项题（单选题）1.在通信系统中，为什么需要抗噪性能？A. 防止信号失真B. 提高当前信号的频率C. 压缩信道的频带宽度D. 抵抗信号的干扰和噪声答案：D解析：在通信系统中，我们需要考虑信号的传输过程，不仅需要传送正确的信息，还需要保证传送过程中的信号质量，抗噪性能就是指在传送过程中，系统能够抵御外部干扰和噪声等不利因素对信号的影响。

2.以下哪个是数字信号的优点？A. 抗噪性强B. 信号质量稳定C. 低成本D. 传输距离远答案：A解析：数字信号可以被编码和解码，可以进行纠错和压缩，通过数字信号处理技术可以消除大部分噪音和失真，因此数字信号的抗噪性能相比于模拟信号更加优异。

3.以下哪些是同步通讯的技术？A. 分组交换B. 时隙复用C. 频分复用D. 波分复用答案：B解析：同步通讯是指，在通信系统中，发送方与接收方在时间上保持同步。

其中时隙复用技术就是同步通讯的一种方法，该方法把时间分为若干个时隙，发送方和接收方在同样的时隙内进行传输和接收数据。

第二部分：填空题（构造题）1.在FSK调制中，当载波波形为正弦波时，可得到_____频带宽度，但是两种不同的调制信号之间在频谱上无法有效分离。

答案：相同解析：FSK调制中，载波的频率被两个离散的数字调制信号所取代，当载波波形为正弦波时，可得到相同频带宽度，但是两种不同的调制信号之间在频谱上无法有效分离。

2.在AM调制中，存在一个_____问题导致了它的不稳定性，这个问题通过使用_____调制技术得到了解决。

答案：抑制振荡；DSB-SC解析：AM调制中存在一个抑制振荡的问题，它导致了AM信号的不稳定性和失真，为了解决这个问题，可以使用DSB-SC调制技术，该技术在调制信号之前，在载波上进行一定程度的频偏，可以有效的避免抑制振荡。

第三部分：应用题（综合题）1.一个数据通道的带宽是100KHz，数据率是10Mbps。

为了能够满足该数据通道的传输要求，需要采用什么调制方式？答案：QAM解析：QAM调制是一种有限带宽调制，它将数据信号分为I和Q两路，通过I 路和Q路的幅度和相位来调制载波信号，因此它可以实现更高的数据速率和更小的频带占用率。

9-1设发送的数字序列为：1011001010，试分别画出以下两种情况下的2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形：①载频为码元速率的2倍；②载频为码元速率的1.5倍。

解：①载频02b f f =，则码元周期012b bT T f ==，即码元周期是载波周期的两倍。

此时，2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形如图1所示。

2ASK 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0t 2FSK t t 2PSK n a1nn n n b a b b −=⊕(0) 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1t2DPSK图1②载频0 1.5b f f =，码元周期01 1.5b bT T f ==，即码元周期是载波周期的1.5倍。

此时，2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形如图2所示。

1 0 1 1 0 0 1 0 1 02FSK2PSK 2ASK t n a1nn n n b a b b −=⊕(0) 1 1 0 1 1 1 0 0 1 12DPSK tt t图29-14 设2DPSK 信号采用相位比较法解调的原理框图及输入信号波形如图1所示，试画出b ，c ，d ，e ，f 各点的波形。

图1解：各点波形如图2所示。

(0) 0 1 1 0 1 0 n a1n n n n b a b b −=⊕(0) (0) 0 1 0 0 1 1t输入ttt ttb c d e f 2DPSK 信号a图29-20 用ASK 方式传送二进制数字消息，已知传码率6310B R =×波特，接收端输入信号的振幅V A µ30=，输入高斯型白噪声的单边功率谱密度Hz W n /108180−×=，试求相干解调和非相干解调时系统的误码率。

解：接收端输入信噪比为222A r σ=，信号带宽取零点带宽，为2B T=，则窄带噪声功率为 21100022 4.810B n B n n R Tσ−==×=×=× W 因此，229.3752A r σ==。