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《数字通信系统原理》复习要点说明：要点以教材中的相关内容为基础，各章小结及习题为重点。
1.通信的概念、通信系统的模型2.通信系统的分类和通信方式、资源3.数字通信的主要特点及数字通信系统4.数字通信技术的现状与未来5.数字通信系统的性能及相关的一些概念6.数字与数据通信7.消息、信号与信息8.信号的频谱分析基础9.随机过程的基本概念10.通信信道及信道容量、常用带宽11.信源及其编码的概念12.模拟信号数字化传输方法13.波形编码（PCM、 ）14.数字基带信号及常用码型15.数字基带传输系统、眼图16.信道编码的概念、基本原理和术语17.信道复用与多址技术的基本概念18.FDM和TDM与数字复接19.帧结构20.数字信号的调制（频带）传输的概念21.数字信号调制系统的技术比较（MASK、MFSK、MPSK）22.同步的基本概念、分类和比较《数字通信系统原理》复习题（上部分）1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源2数字通信系统模型3数字通信的主要特点4简述数字通信技术的现状与未来5什么是数字消息？什么是模拟消息？什么是数字信号？什么是随机信号？什么是模拟信号什么是基带信号？6信道容量的含义？7简述数字通信的主要特点8简述数字通信系统的质量指标9简述数字通信与数据通信的概念与区别10简述信号的分类11简述功率信号和能量信号的含义12简述信道的定义与分类什么是抽样定理？有什么实际意义？13什么是量化？量化的作用是什么？叙述量化是如何进行的。
14画出PCM 通信系统的方框图，由模拟信号得到PCM信号要经过哪几步？模拟题（部分）1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。
（）2．时间上离散的消息一定是数字消息。
（）3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。
（）4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。
（）5．在M元离散信源中，M个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。
（）6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。
通信原理简答题及答案第一章绪论1-2 何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号：电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信？数字通信偶哪些优缺点？答：利用数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点：抗干扰能力强，无噪声积累传输差错可控；便于现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、储存；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好。
缺点：一般需要较大的传输带宽；系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：信源编码：提高信息传输的有效性（通过数字压缩技术降低码速率），完成A/D转换。
信道编码/译码：增强数字信号的抗干扰能力。
加密与解密：认为扰乱数字序列，加上密码。
数字调制与解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
同步：使收发两端的信号在时间上保持步调一致。
1-5 按调制方式，通信系统如何分类？答：基带传输系统和带通传输系统。
1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：模拟通信系统和数字通信系统。
1-7 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：FDM,TDM,CDM。
1-8 单工、半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式。
答：按照消息传递的方向与时间关系分类。
单工通信：消息只能单向传输。
半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。
全双工通信：通信双方可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信方式？他们的适用场合及特点？答：分为并行传输和串行传输方式。
并行传输一般用于设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间的数据传输。
串行传输使用与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么？答：有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？答：有效性：传输速率，频带利用率。
5-1以占空比为1:1、峰 — 峰值为2m A 的方波为调制信号，对幅度为A 的正弦载波进行标准幅度调制，试① 写出已调波()AM S t 的表示式，并画出已调信号的波形图；② 求出已调波的频谱()AM S ω, 并画图说明。
解：① 令方波信号为2()(1)2m m T A nT t nT f t T A nT t n T⎧+ <<+⎪⎪=⎨⎪- +<<+⎪⎩ 0,1,2,...n = ± ± ，则000()cos 2()[()]cos ()cos (1)2m AM m T A A t nT t nT s t A f t t T A A t nT t n Tωωω⎧+ ≤<+⎪⎪=+=⎨⎪- +≤<+⎪⎩其中0,1,2,...n = ± ± 。
② 取方波信号一个周期的截断信号02()02m T m T A t f t T A t ⎧+ <<⎪⎪=⎨⎪- -<<⎪⎩，求得其傅里叶变换为()()sin()44T m TTF jA TSa ωωω=-则根据式（）可以得到方波信号的傅里叶变换为1(1)2()2()n m n n F j A n T πωδω+∞=-∞--=--∑所以已调信号的傅里叶变换为00001()()[()()][()()]2(1)122[()()][()()]AM n m o o o o n F F A n n jA A n T T ωωπδωωδωωπδωωδωωπππδωωδωωπδωωδωω=*-+++-++-- =--++-+-++∑时域及频域图如下所示：A π2/m j A π-0w 0w Tπ+02w T π+w()AM S w ()AM s t t()f t tT2T mA5-2已知线性调制信号表示如下： ①10()cos cos S t t t ω=Ω ②20()(10.5sin )cos S t t t ω=+Ω设Ω=60ω，试分别画出S 1(t)和S 2(t)的波形图和频谱图。
第五章（正弦载波数字调制系统）习题及其答案【题5－1】设发送数字信息为 011011100010，试分别画出 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。
【答案5－1】2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形如下图所示。
【题5－2】已知某2ASK 系统的码元传输速率为103Band ，所用的载波信号为()6cos 410A π⨯。
1）设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK 信号波形示意图；2）求2ASK 信号的带宽。
【答案5－2】1）由题中的已知条件可知310B R Baud =因此一个码元周期为3110s B T s R -==载波频率为664102102s f Hz ππ⨯==⨯载波周期为61102T s -=⨯所以一个码元周期内有2000个载波周期。
如下图所示我们画出2ASK 信号的波形图，为简便，我们用两个载波周期代替2000个载波周期。
2）根据2ASK 的频谱特点，可知其带宽为222000B B R Hz T ===【题5－3】设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 或 2000 HZ 。
1）若发送数字信息为011010，试画出相应的ZFSK 信号波形；2）试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调？3）若发送数字信息是等可能的，试画出它的功率谱密度草图。
【答案5－3】1）由题意可画出ZFSK 信号波形如下图所示。
2）由于ZFSK 信号载波频差较小，频谱有较大重叠，采用非相干解调时上下两个支路有较大串扰，使解调性能降低。
由于两个载频人与人构成正交信号，采用相干解调可减小相互串扰，所以应采用相干解调。
3）该2FSK 信号功率谱密度草图如下图所示。
【题5－4】假设在某2DPSK 系统中，载波频率为 2400 Hz ，码元速率为 1200 Band ，已知相对码序列为11000101ll 。
通信原理练习题LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】第一章绪论一、填空题1、数字通信系统的主要性能指标是有效性和可靠性。
码元速率RB定义是每秒传送码元的数目，单位Baud。
信息速率定义是每秒钟传送的信息量，单位bit/s。
2、数字通信系统的有效性用传输速率衡量，可靠性用差错率衡量。
3、模拟通信系统的有效性用传输带宽衡量，可靠性用信噪比衡量。
4、在等概条件下，八元离散信源能达到最大熵是3bit/符号，若该信源每秒钟发送2000个符号，则该系统的信息速率为6k bit/s。
5、通信系统的有效性衡量指标对于模拟通信系统为传输带宽，对于数字通信系统为传输速率。
6、通信系统的可靠性衡量指标对于模拟通信系统为信噪比对于数字通信系统为差错率。
7、一个M进制基带信号，码元周期为TS 秒，则传码率为1/TS波特，若码元等概出现，一个码元所含信息量为log2M (bit)。
8、通信系统模型中有两个变换，它们分别是非电量与电量之间的变换和基带信号与频带信号之间的变换。
9、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。
10根据信道中所传输信号特征的不同，通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。
二、画图1、画出模拟通信系统的一般模型。
2、画出通信系统的简化模型。
三、计算题1、对于二电平数字信号，每秒传输300个码元，问此传码率R B 等于多少？若该数字信号0和1出现是独立等概率的，那么传信率R b 等于多少？2、、现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为。
计算：（1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。
通信原理复习题 第一章 绪论 重要概念：1、通信的目的：就是传递消息。
2、通信的定义：利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。
3、通信系统模型：信源：原始信号的来源，其作用是将消息转换成相应的电信号。
发送设备：对原始电信号（基带信号）进行各种处理和变换，使它变成适合于信道中传输的形式。
信道：是指传输信号的物理媒质。
接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号。
信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。
4、模拟信号：信号参量的取值是连续的或无穷多个值，且直接与消息相对应的信号，例如语音信号。
数字信号：信号参量只能取有限个值，并常常不直接与消息向对应的信号。
它们都有可能是连续信号或离散信号。
5、通信系统的分类按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 6、通信方式：按传输方向：单工、半双工和全双工通信 按码元排列方式：并行传输和串行传输 7、信息与消息：消息：通信系统中传送的对象。
信息：消息中包含的抽象的、本质的内容。
消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。
8、信息量计算公式：)(log )(1log x p x p I a a-==平均信息量（信息熵）的计算公式：典型例题：例：设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均住处量H=___________。
通信系统的评价：有效性和可靠性。
模拟系统的评价：有效带宽和信噪比；数字系统的评价：传输速率（传信率、传码率）和频带利用率。
)(2log 2log }{)(1111b p p I p I E x H mi p i mi p i mi i i i i∑∑∑===-====例：某数据通信系统调制速率为1200 Bd ，采用8电平传输，假设100秒误了1个比特，①求误码率。
习题5-1 设待发送的数字序列为10110010，试分别画出2ASK 、2FSK 、2PSK 和2DPSK 的信号波形。
已知在2ASK 、2PSK 和2DPSK 中载频为码元速率的2倍；在2FSK 中，0码元的载频为码元速率的2倍，1码元的载频为码元速率的3倍。
解：波形略5-2 已知某2ASK 系统的码元传输速率为1200B ，采用的载波信号为A cos(48π⨯102t )，所传送的数字信号序列为101100011：（1）试构成一种2ASK 信号调制器原理框图，并画出2ASK 信号的时间波形； （2）试画出2ASK 信号频谱结构示意图，并计算其带宽。
解：（1）2ASK 信号调制器原理框图如图5.2.1-2，2ASK 信号的时间波形略。
（2）2ASK 信号频谱结构示意图如图5.2.1-5，则其带宽为B 2ASK =2f s ＝2400Hz 。
5-3 若对题5-2中的2ASK 信号采用包络检波方式进行解调，试构成解调器原理图，并画出各点时间波形。
解：2ASK 信号采用包络检波的解调器原理图：cos ωc t(t )(a )图5.2.1-2 2ASK 信号调制原理框图(b )(t )开关电路图5.2.1-5 2ASK 信号的功率谱e各点时间波形：（下图对应各点要换成101100011）5-4 设待发送的二进制信息为1100100010，采用2FSK 方式传输。
发1码时的波形为A cos(2000π t +θ1)，发0码时的波形为A cos(8000π t +θ0)，码元速率为1000B ：（1）试构成一种2FSK 信号调制器原理框图，并画出2FSK 信号的时间波形； （2）试画出2FSK 信号频谱结构示意图，并计算其带宽。
解：（1）2FSK 信号调制器原理框图如下图，时间波形略。
（2）2FSK 信号频谱结构示意图如下图，其带宽221240001000210005000FSK s B f f f Hz =-+=-+⨯=。
第五章5-1 已知线性调制信号表示式如下：（1）t t c ωcos cos Ω，（2）t t c ωcos )sin 5.01(Ω+。
式中，Ω=6c ω。
试分别画出它们的波形图和频谱图。
1(1)cos cos [cos()cos()]2[cos cos ]{[()][()][()][()]}21(2)(10.5sin )cos cos [sin()sin()]4[(10.5sin )cos ][()(c c c c c c c c c c c c c c c t t F t t t t t F t t ωωωπωδωωδωωδωωδωωωωωωωπδωωδωωΩ=-Ω++Ω∴Ω=--Ω++-Ω+-+Ω+++Ω+Ω=+-Ω++Ω∴+Ω=-++解：)]{[()][()]4[()[()]]}c c c c j πδωωδωωδωωδωω++-Ω---Ω+++Ω--+Ωc c c cπ5-2 根据图P5-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
图P5-1解：从波形中可以看出，DSB 信号经过包络检波器后输出波形失真，不能恢复调制信号；而AM 信号经过包络检波器后能正确恢复调制信号。
5-3已知调制信号m (t )=cos(2000πt )+ cos(4000πt )，载波为cos104πt ，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表示式，并画出频谱图。
()sin(2000)sin(4000)1111()()cos ()sin cos(12000)cos(14000)22221111()()cos ()sin cos(8000)cos(6000)2222USB c c LSB c cm t t t s t m t t m t t t t s t m t t m t t t t ππωωππωωππ=+=-=+=+=+解：则5-4 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。
第五章（正弦载波数字调制系统）习题及其答案【题5－1】设发送数字信息为 0，试分别画出 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。
【答案5－1】2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形如下图所示。
【题5－2】已知某2ASK 系统的码元传输速率为103Band ，所用的载波信号为()6cos 410A π⨯。
1）设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK 信号波形示意图； 2）求2ASK 信号的带宽。
【答案5－2】1）由题中的已知条件可知310B R Baud =因此一个码元周期为3110s B T s R -==载波频率为664102102s f Hz ππ⨯==⨯载波周期为61102T s -=⨯所以一个码元周期内有2000个载波周期。
如下图所示我们画出2ASK 信号的波形图，为简便，我们用两个载波周期代替2000个载波周期。
2）根据2ASK 的频谱特点，可知其带宽为 222000B B R Hz T ===【题5－3】设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 或 2000 HZ 。
1）若发送数字信息为011010，试画出相应的ZFSK 信号波形；2）试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调？3）若发送数字信息是等可能的，试画出它的功率谱密度草图。
【答案5－3】1）由题意可画出ZFSK 信号波形如下图所示。
2）由于ZFSK 信号载波频差较小，频谱有较大重叠，采用非相干解调时上下两个支路有较大串扰，使解调性能降低。
由于两个载频人与人构成正交信号，采用相干解调可减小相互串扰，所以应采用相干解调。
3）该2FSK 信号功率谱密度草图如下图所示。
【题5－4】假设在某2DPSK 系统中，载波频率为 2400 Hz ，码元速率为 1200 Band ，已知相对码序列为11000101ll 。
1）试画出2DPSK 信号波形（注：相对偏移ϕ∆，可自行假设）；2）若采用差分相干解调法接收该信号时，试画出解调系统的各点波形；3）若发送信息符号0和1的概率分别为0.6和0.4，试求2DPSK 信号的功率谱密度。
【答案5－4】1）由题中已知条件可知，一个码元周期s T 为 11200s T s =而载波频率2400c f Hz =，可知一个码元周期内含有两个载波周期。
设参考相位为0，则设ϕπ∆=代表数字信息“1”，0ϕ∆=代表数字信息“0”（绝对码）。
由题意可画出2DPSK 信号波形如下图所示。
2）解调系统的各点波形如下图所示。
3）因为根据题意，可知2DPSK 的时域表达式为()[()]cos o n s c n e t a g t nT w t=-∑其中：()g t 是持续时间为s T 的矩形脉冲，n a 的取值服从下述关系10.61)0.4n P a P +=⎧=⎨-=⎩概率为概率为(1-且 ()()n s s t a g t nT =-所以2DPSK 信号的功率谱密度为[][][]2222242221()()()4(1)()()1(12)(0)()()4210(2400)(2400)1200120010(2400)(2400)E s c s c s c c s c c P f P f f P f f f p G f f G f f f p G f f f f Sa f Sa f f f δδππδδ--=+++⎡⎤=-++++⎣⎦-+++⎧⎫⎡⎤⎡⎤=⨯++-+⎨⎬⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎩⎭++-【题5－5】设载频为1800 HZ ，码元速率为 1200 Baud ，发送数字信息为 011010。
1）若相位偏移o 0ϕ∆=代表“0”、o 180ϕ∆=代表“1”，试画出这时的2DPSK信号波形；2）又若o 270ϕ∆=代表“0”、o 90ϕ∆=代表“1”，则这时的2DPSK 信号的波形又如何？（注：在画以上波形时，幅度可自行假设。
）【答案5－5】1）由题中的已知条件可得，1800c f Hz =，1200B R Baud =。
所以111.5sc T T =即一个码元周期s T 含有1.5个载波周期。
相位偏移0ϕ︒∆=代表“0”、180ϕ︒∆=代表“1”时的2DPSK 信号的波形如下图所示。
2）270ϕ︒∆=代表“0”、90ϕ︒∆=代表“1”时的2DPSK 信号的波形如下图所示。
【题5－6】若采用OOK 方式传送二进制数字信息，已知码元传输速率6210B R =⨯B ，接收端解调器输入信号的振幅40a =μV ，信道加性噪声为高斯白噪声，且单边功率谱密度180610n W Hz -=⨯。
试求：1）非相关接收时，系统的误码率；2）相关接收时，系统的误码率。
÷【答案5－6】1）由题中的条件，得2ASK 信号的带宽为62410B B R Hz ==⨯ 单边功率谱密度180610n W Hz -=⨯，所以输入噪声功率为 2186110610410 2.410nn B W δ--==⨯⨯⨯=⨯ 则解调器输入信噪比为262211(4010)33.3322 2.410n a r δ--⨯===⨯⨯非相干接收时，系统误码率为433.334411 1.241022r e P e e ---===⨯2）相干接收时，系统误码率为4651222 1.2410 2.3610r e P erfc ---=≈=⨯⨯=⨯【题5－7】对OOK 信号进行相干接收，已知发送“1”（有信号）的概率为P ，发送“0”（无信号）的概率为1P -；已知发送信号的峰值振幅为5V ，带通滤波器输出端得正态噪声功率为12310W -⨯：1）若12P =，410e P -=，则发送信号传输到解调器输入端时，其衰减多少分贝？这时的最佳门限为多大？2）试说明12P >时的最佳门限比12P =时的大还是小？ 3）若12P =，10r dB =，求e P 。
【答案5－7】1）相干接收时，2ASK信号的误码率为4122reP erfc-=≈根据题意可知，410eP-=，则解调器输入端的信噪比，通过查表可得22272narδ==所以解调器输入端的信号振幅为51.27310a V-===⨯因此从发送端到解调器输入端的衰减为5520lg20lg111.81.27310Ak dBa-===⨯由于12P=，可知此时2ASK信号的最佳判决门限为66.36102daV V-==⨯2）根据2ASK信号的最佳判决公式为2(0)ln2(1)da PVa Pδ=+因为1(1)2P>，(0)(1)P P<，所以(0)ln0(1)PP<，因此，此时的最佳判决门限2daV<，即比12P=时的判决门限要小。
3）当12P=，10r dB=时，系统误码率为41043112.71022reP erfc e---=≈==⨯【题5－8】若某2FSK系统的码元传输速率为6210B⨯，数字信息为“1”时的频率110f MHz=，数字信息为“0”时的频率为210.4f MHz=。
输入接收解调器的信号峰值振幅40a V μ=，信道加性噪声为高斯白噪声，且单边功率谱密度180610n W Hz -=⨯。
试求：1）2FSK 信号的第一零点带宽；2）非相关接收时，系统的误码率；3）相关接收时，系统的误码率。
【答案5－8】1）因为2FSK 信号的带宽为122s B f f f =-+根据题中的已知条件6210s B f R Hz ==⨯110f MHz =210.4f MHz =所以122(10.410)22 4.4s B f f f MHz =-+=-+⨯=2）解调器的输入噪声功率为218611026102210 2.410n s n f W δ--==⨯⨯⨯⨯=⨯输入信噪比为262211(4010)33.32 2.410n a r δ--⨯===⨯⨯相干接收时，系统误码率为233.381131022r e P e e ---===⨯ 3）相干接收时，系统误码率为29141022r e P erfc --⎛=≈=⨯ ⎝⎭【题5－9】若采用2FSK 方式传送二进制数字信息，已知发送端发出的信号振幅为5V ，输入接收端解调器的高斯噪声功率212n 310σ-=⨯W ，今要求误码率4e P 10-=。
试求：1）非相干接收时，由发送端到解调器输入端的衰减应为多少？2）相干接收时，由发送端到解调器输入端的衰减应为多少？【答案5－9】1）2FSK 信号非相干接收时，其系统误码率为41102r e P e --==可得输入信噪比为222ln 217e n a r P δ==-=则解调器输入端的信号振幅为51.0410a V -===⨯所以发送端到解调器输入端的信号幅度的衰减分贝数为5520lg 20lg 113.91.0410Ak dB a -===⨯（2）2FSK 信号相干接收时，其系统误码率为411022e P erfc -⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭通过查表可得，输入信噪比为2213.8n ar δ==则解调器输入端的信号振幅为69.110a V -===⨯所以发送端到解调器输入端的信号振幅的衰减分贝数为6520lg 20lg 114.89.110Ak dB a -===⨯【题5－11】设发送数字信息序列为100，试按A 方式的要求，分别画出相应的4PSK 及4DPSK 信号的所有可能波形。
【答案5－11】4PSK及4DPSK信号的所有可能波形如下图所示。
【题5－12】设发送数字信息序列为+1-1-1-1-1-1+1，试画出MSK信号的相位变化图形。
若码元速率为1000 Band，载频为3000 Hz，试画出MSK 信号的波形。
【答案5－12】MSK信号的相位变化曲线和时间波形如下图所示。
11 /11。
