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频域表达式(傅里叶变换)、频谱图。
注:
所有脉冲的宽度均为τ,高度为1。
1、矩形脉冲(单位门函数)
2、升余弦脉冲
3、三角脉冲
4、冲激函数δ(t)
5、余弦信号cos(ω0t)
三、傅里叶变换的基本性质
1、写出欧拉公式
2、如何理解傅里叶变换的叠加性、尺度变换特性、频移特性?
四、写出理想低通滤波器的频域特性和冲激响应,并画出相应图形。
五、什么是同步解调(乘积解调)?
试证明同步解调原理。
六、什么是“内插”?
从抽样信号恢复连续时间信号的方法有哪些?
在数字通信系统中广泛采用什么方法?
七、相关、能量谱、功率谱
1、什么是相关系数,什么是自相关函数?
其物理意义如何?
2、(考研同学必做)求周期余弦信号cos(ω0t)的自相关函数、功率。
3、你如何理解信号的频谱、能量谱及功率谱?
分别写出其表达式及物理意义。
如果一功率有限信号通过线性系统,其响应的功率谱如何变化?
4、写出维纳—欣钦关系的具体内容。
其有何实用价值?
河南工业大学信息科学与工程学院《通信原理》习题二
班级:
成绩:
第1-5章
1、一个多进制数字通信系统每隔0.8ms向信道发送16种可能取值的电平值中的一个。
则每个电平值所对应的比特数是;
符号率(波特)为;
比特率为。
2、一离散无记忆信源(A、B、C、D),各符号发送概率分别为1/2、1/4、1/8、1/8。
则此信源每个符号包含的信息熵为;
若信源每毫秒发出一个符号,则此信源每秒输出的信息量为。
3、若离散信源输出16进制独立等概随机序列,则此信源输出的每个符号所包含的信息量为;
若16进制符号不是等概出现,则此信源输出的每个符号所包含的平均信息量为。
4、由电缆、光纤、卫星中继等传输媒质构成的信道是信道;
由电离层反射、对流层散射等传输媒质构成的信道是信道。
5、窄带信号通过随参信道多径传播后,其信号包络服从分布,称为型衰落。
当信号带宽超过多径传播的最大时延差引起的相关带宽时,会产生衰落。
6、信源编码是的编码,以提高通信的;
信道编码是的编码,以提高通信的。
7、香农信道容量公式是在条件下推导得到的。
8、在模拟通信系统中,已调信号带宽越,有效性越好;
解调器输出信噪比越,可靠性越好。
9、说明调频系统的特点:
10、在民用中波广播AM接收机中采用的解调器是;
该解调方式的缺点是。
在调频系统中,解调输出噪声的功率谱密度的特点是。
在调频系统中采用预加重和去加重技术的目的是。
11、在VSB系统中,无失真传输信息的两个条件是、。
12、已知收音机中的中波波段为535KHZ-1605KHZ,若各台间设0.5KHZ的防护频带,则此波段收音机最多能接收多少台节目?
13、信道带宽3KHZ,信号在信道中受到单边功率谱密度为10-6W/HZ的加性高斯白噪声的干扰,信号平均功率为9W。
求
(1)信道容量
(2)若信道加宽到原来的10倍,并保持信道容量不变,那么信号平均功率要改变多少dB?
(log23001≈11.55,30010.1≈2.23)
14、某数码摄像机每30ms产生一幅40万像素的彩色图像,每个像素由RGB三种颜色构成,各有32个灰度等级。
假设摄像机的输出不经过任何压缩而直接传输,传输信道是一个限带限功率的AWGN信道,信道中的信噪比为30.1dB。
求:
(1)摄像机直接输出的速率。
(2)传输此输出速率,理论上最小需要的信道带宽。
(3)设X表示灰度级,如果统计发现H∞(X)/H0(X)=0.25,则针对这一点进行图像压缩后再传输时,理论上需要的最少带宽。
15、已知某单音调频波的振幅为10V,其瞬时频率为f(t)=106+104cos2π×
103t,求此调频波的表达式。
16、某调频信号的时域表达式为10cos(2π×
106t+5sin103πt),则此信号的载频是HZ,最大频偏是HZ,信号带宽是HZ;
当调频灵敏度为5kHZ/V时,基带信号的时域表达式为。
17、在FM系统中,若信道噪声为加性高斯白噪声,当接收信号的幅度增加1倍时,鉴频器输出信号功率增大dB,鉴频器输出噪声功率增大dB,鉴频器输出信噪比增大dB。
(1→0dB、2→3dB、3→4.8dB、4→6dB、5→7dB、6→7.8dB、7→8.5dB、8→9dB、9→9.5dB、10→10dB)
18、有60路模拟话音信号采用FDM方式传输,已知每路话音信号频率范围为0-4KHZ(已含防护频带),副载波采用SSB调制,主载波采用FM调制,调制指数mf=2。
试计算副载波调制合成信号带宽和信道传输信号带宽。
19、用相干解调器接收双边带信号
,已知单音调制信号最高频率为2KHZ,单边噪声功率谱密度为10-8W/HZ,要求输出信噪比为20dB,求Am值应为多大?
20、设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.5×
10-3W/Hz,在该信道中传输振幅调制信号,并设调制信号m(t)的频带限制于5kHz,载频是100kHz,边带功率为10kW,载波功率为40kW。
若接收机的输入信号先经过一个合理的理想带通滤波器,然后再加至包络检波器进行解调。
试求:
(1)解调器输入端的信噪功率比;
(2)解调器输出端的信噪功率比;
(3)制度增益G。
河南工业大学信息科学与工程学院《通信原理》习题三
第6章数字基带传输系统
1、数字基带传输系统由、、和组成。
2、信息码所对应的CMI码为,相对码(差分码)为。
对应的HDB3码为。
3、PCM30/32四次群线路接口采用码、一、二、三次群采用码;
北美时分复用系统T1系统采用码、三次群采用码;
以5类双绞线连接的10M以太网的线路接口码型为;
用于磁记录媒介的线路接口码型为。
4、在数字通信中,眼图是用实验的方法观察和对系统性能的影响。
一个性能良好的二进制基带系统的眼图应该是。
5、为了克服码间串扰,可在前附加一个可调的滤波器,利用的方法将失真的波形直接加以校正,此滤波器即称为时域均衡器,常用的方法是采用。
衡量均衡器均衡效果的两个准则是和;
时域均衡器的目的是,部分响应技术的目的是。
6、设Rb=4Mbps,四进制数字基带系统接收机抽样判决器的定时信号(即位同步信号)的重复频率为,该系统理论最小带宽为。
7、已知一理想低通信道,其最大无串扰的信息传输速率为Rb(b/s),信道中加入高斯白噪声,其双边功率谱密度为n0/2(W/HZ),求此时系统中信号的平均功率。
8、已知一E1基群信号,通过α=0.5的实际信道传输,求该信号所占的实际信道带宽。
9、有一24路PCM系统,码元间隔Ts=0.625us,采用二进制数据传输,
(1)采用理想低通信道传输时,其需信道带宽。
(2)采用α=1的实际信道传输时,其需信道带宽。
(3)接收机以什么速率进行判决,可以消除码间串扰?
10、一个理想低通特性信道的截止频率为1MHZ,
(1)采用2电平基带信号时的最高传输速率。
(2)采用8电平基带信号时的最高传输速率。
(3)采用2电平、截止频率仍为1MHZ,α=0.5的升余弦滚降频谱信号时的最高传输速率。
11、某数字基带传输系统的码元传输速率为4800Baud,码型为2B1Q码,
(1)系统的信息速率。
(2)各码元出现概率相等,码元电平差为2V,求信号的平均功率。
(3)若系统的传输特性为无码间串扰的余弦滚降特性,α=0.5,此基带传输系统的带宽应是多少?
12、一个无码干基带二进制系统,二进制码元序列中“1”码判决时刻的信号值为1V,“0”码判决时刻的信号值为0,已知噪声均值为0,方差σ2为90mW,求误码率Pe。
13、已知基带特性为如图余弦滚降特性,求该系统无ISI的最高传输速率和频带利用率。
并判断分别以2/3T、1/2T、1/T、3/T的速率传输数据时,哪些速率可以消除ISI?
河南工业大学信息科学与工程学院《通信原理》习题四
第7章数字带通传输系统
1、设发送的数字序列为10110,码元速率为1200Baud。
(1)当载波速率为2400HZ时,画出2ASK、2PSK及2DPSK的信号波形。
(2)2FSK的两个载波为1200HZ、2400HZ时,画出波形。
(3)计算2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信号带宽及频带利用率。
2、2ASK、2PSK、2DPSK和2FSK信号采用相干解调时,抗信道加性高斯白噪声性能从好到差排列顺序为。
3、BPSK信号在接收端因为载波同步系统中的分频,可能产生载波相位状态转移,发生对信号的错误解调,这种现象称为。
4、“单个码元呈矩形包络”的1200Baud的2ASK信号,其频带宽度(以频谱的第一零点计算)为。
5、在2DPSK通信系统中,接收机采用极性比较-码反变换方法解调,已知码变换器输入信号误码率为Pe,则码反变换器输出误码率为。
6、先验等概的2PSK信号解调,若抽样判决器输入端信号的峰峰值为12V,那么该判决器的最佳判决门限为。
7、ASK系统的基本调制信号为码型,ASK信号相当于模拟调制的信号,其频谱成分包括、;
PSK系统的基本调制信号为码型,PSK信号相当于模拟调制的调制方式。
8、在调相系统中通常将信码进行差分编码,其目的是。
同时基带信号还采用格雷码,其目的是。
10、线性多进制数字调制系统的优点是;
缺点是。
11、若某2FSK系统的码元传输速率为2MBaud,发送“1”的频率为10MHZ,发“0”的频率为10.4MHZ,且发送概率相等。
接收端解调器输入信号的峰值振幅为40uV,信道加性高斯白噪声的双边功率谱密度为3×
10-18W/HZ,
(1)2FSK信号的第一零点带宽。
(2)非相干接收时,系统的误码率。
(3)为什么2FSK系统对信道变化不敏感?
河南工业大学信息科学与工程学院《通信原理》习题五
第9章模拟信号的数字传输
1、PAM信号是;
PCM信号是。
(数字信号、模拟信号)
2、语音信号频率范围为,其可以无失真恢复信号的最小采样频率为。
3、在PCM30/32系统中,其信息传输速率为。
4、可以通过技术来改善弱信号的量化信噪比。
5、增量调制系统中的过载现象,是指。
6、对10路带宽均为0~4000Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输,抽样速率为8000Hz,抽样后进行16级量化,并编为自然二进制码。
试求传输此时分复用信号所需带宽。
7、设有23路模拟信号,每路均带限于3.4kHz,以8kHz的抽样频率对其进行抽样,并与1路同步信号(8kHz)一起复用为TDMPAM信号。
(1)画出系统的方框图,并指出复接器的工作频率fs以及TDMPAM信号总的脉冲速率;
(2)计算信道所需的零点带宽。
8、设13折线A律编码器的过载电平为5V,输入抽样脉冲的幅度为-0.9385V。
(1)试求此时编码器输出码组,并计算量化误差;
(2)写出对应于该码组(不含极性码)的均匀量化编码。
9、设有6路独立的模拟信源,其最高频率分别为1KHZ、1KHZ、2KHZ、2KHZ、3KHZ3KHZ,要求用TDM传输。
(1)设计该系统的帧结构(包括帧长、时隙数、时隙宽度);
(2)若每样本PCM编码为4bit,求二进制码元宽度和系统的总码率。
10、4路模拟信号分别为:
m1(t)=2cos(2π×
104t)V、m2(t)=cos(4π×
104t)V、m3(t)=cos(2π×
104t)V、m4(t)=0.5cos(8π×
104t)V,对绝对值进行64级均匀量化编码、TDM传输,若规定对每路信号需加上一位同步码,一位极性码。
(1)设计该系统帧结构(帧长、时隙数、时隙宽度);
(2)求码元宽度、系统总码率,并画出该系统示意图;
(3)计算系统最大量化误差。
11、设计一个传4路话音的A律PCM-TDM-16QAM系统,每帧集中插入8bit同步码。
(1)画出该系统发送端框图;
(2)画出PCM帧结构、求帧长和系统速率;
(3)求理论上的最小信道带宽。
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