数据通信习题

1、v 简述消息、信息、信号、数据的区别与联系。v 试比较异步传播与同步传播的特点。v 设在125s（皮秒10-12)内传播12个码元， 如果为二进制码元或四进制,试分别计算信息传播速率 若该信息在5s内有个码元产生误码,试问其误码率为多少？ v 对于带宽为3z的信道,设有8种不同的物理状态来表达数据,则按奈奎斯特定理,最大限制的数据速率是多少?v 解:由奈奎斯特定理 = 2 B log2 (bs) 3000 lg28 8000 (b/s）v 实际中,信噪比常以分贝d为单位计量,(db)=10*gS/N。若信噪比为30db，试问：按香农定理,最大限制的数据速率是多少?v 解： 这里有 10lS/N = 3 得：S/ = 130 = 100 由香农公式得最大的限制速率为:C= B lo2(1S/N)= B lg2100v 1. 简述信号的分类及定义v 解： 随机信号与拟定性信号 持续信号与离散信号 周期信号与非周期信号v 2. 简述信号的时域分析与频域分析的特点，及两者之间的联系v 解: 表达信号的时间函数,涉及了信号的所有信息量,信号的特性一方面体现为它的时间特性。时间特性重要指信号随时间

2、变化快慢、幅度变化的特性。 同一形状的波形反复浮现的周期长短 信号波形自身变化的速率（如脉冲信号的脉冲持续时间及脉冲上升和下降边沿陡直的限度) 以时间函数描述信号的图象称为时域图,在时域上分析信号称为时域分析。 信号还具有频率特性，可用信号的频谱函数来表达。在频谱函数中,也涉及了信号的所有信息量。频谱函数表征信号的各频率成分,以及各频率成分的振幅和相位。 频谱:对于一种复杂信号，可用傅立叶分析将它分解为许多不同频率的正弦分量,而每一正弦分量则以它的振幅和相位来表征。将各正弦分量的振幅与相位分别按频率高下顺序排列成频谱。 频带：复杂信号频谱中各分量的频率理论上可扩展至无限,但因原始信号的能量一般集中在频率较低范畴内，在工程应用上一般忽视高于某一频率的分量。频谱中该有效频率范畴称为该信号的频带。 以频谱描述信号的图象称为频域图,在频域上分析信号称为频域分析。信号的频谱函数和信号的时间函数既然都涉及了信号的所有信息量，都能表达出信号的特点,那么,信号的时间特性与频率特性必然具有密切联系。v 3 简述周期信号与非周期信号的频域分析措施,及两者之间的联系v 解: 根据傅立叶变换原理，一般任何信号

3、都可表达到多种频率成分的正弦波之和。 对于任何一种周期为T、且定义在区间(-/, T/2)内的周期信号（)，都可以用上述区间内的三角傅立叶级数表达 用正交函数集来表达周期信号另一种更常用的措施是傅立叶级数的指数表达法，称为指数傅立叶级数。 当n取和之间涉及0在内的所有整数，则函数集ejnt(其中=,1,2,)为一完备的正交函数集。任意周期信号f(t）可在时间区间（-T2,T/2）内用此函数集表达为。 如果在表达周期信号f(t) 的傅立叶级数中令周期T,则在整个时间内表达f(t)的傅立叶级数也能在整个时间内表达非周期信号。 当 增长时，基频变小,频谱线变密,且各分量的振幅也减小，但频谱的形状不变。在T的极限状况下,每个频率分量的幅度变为无穷小，而频率分量有无穷多种,离散频谱变成了持续频谱。这时，f（t)已不是n1的离散函数，而是的持续函数。 当T 时，求和变成了取积分,变成d ,n用表达。v . 设二进制符号序列为,试以矩形脉冲为例,分别画出相应的单极性波形、双极性码波形、单极性归零码波形、双极性归零码波形、二进制差分码波形及电平波形。v 解: 这里注意二进制差分码分为传号差分码和空号差

4、分码两种。 电平波形: 10 10 00 110 6 21 ，下图是单极性8电平波形+1U+5U+4U+3U+2U+6U+7U+8U6216HDB3码编码规则 先把消息代码变换成AI码，当没有4个连0串时，结束编码; 当浮现个以上连串时,则将每个连0小段的第4个0变换成与其前一非0符号同极性的符号,称为破坏符号V (即+1记为+V，-1记为-V)。 当相邻V 符号之间有奇数个非符号时，结束编码；当有偶数个非符号时，将该小段的第个0变换成+B或B，B符号的极性与前一非符号的相反,并让背面的非符号从V符号开始再交替变化。例如：代码: 00 0 00 0 1 1 00 0 1 AI码: 100 +l000 0 -1 +1 00 0 -1 +1B3码： -000 - +l 0 V -1 +1 -B00 V +1 -v . 若消息代码序列为0010,画出相应的AI码和HB码。v 解： 代码: 1 0 0 0 0 0 0 1 00 1 0 AMI码: 1-1 0 0 0 0 0 0 + 0-1+1 HB3码:+- 0 -V B 0 0 + +1 0 图略。v .设基带传播系统的发送滤波器、信道及接

5、受滤波器构成总特性为H(）,三角形:-40, 0,幅值为，试问以何种速率进行数据传播,在采样点上能消除码间干扰。v 解:该抱负基带传播系统(具有抱负低通特性) /=0，因此 T1/400；所需最小带宽B=1/2T=00, 从图中可以看到,h（t）在t=0时有最大值2B,而在 k/B(k为非零整数）的各瞬间均为零。显然,只要令T=1B=1/，也就是码元宽度为2B,就可以满足无码间串扰的规定,接受端在k2B时刻(忽视H（)导致时间延迟）的抽样值中无串扰值积累,从而消除码间串扰。 显然，抱负低通传播函数的频带运用率为 BadHz 。这是最大的频带运用率,由于如果系统用高于1T的码元速率传送信码时，将存在码间串扰。若减少传码率,即增长码元宽度T，使之为1/2B的整数倍时，由图可知，在抽样点上也不会浮现码间串扰。但是，这时系统的频带运用率将相应减少。 v 可画出抱负低通系统的传递函数和冲激响应曲线。v 抱负低通信号在n(n0)时有周期性零点。v 如果发送码元波形的时间间隔为T，接受端在=nT时抽样，就能达到无码间串扰。下页图为这种状况下无码间串扰的示意图。抱负低通系统的传递函数和冲激响应曲线:v

6、 . 简述数字基带传播系统的构成及各部分功能。v 解:略。v 6 简述数字频带传播系统的构成及各部分功能。v 解：略。v 7.已知二元序列为,画出如下状况的2ASK、2PSK和2DK波形:v 载频为码元速率的2倍v 载频为码元速率的1.5倍v 解:v 载频为码元速率的2倍,即码元周期为载波周期的2倍,相应的波形见下页图v 2PSK 信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时,2K 信号相位变化80，相似时2PSK 信号相位不变，可简称为“异变同不变”。v 2DPS 信号的相位与信息代码的关系是:码元为“1”时，SK信号的相位变化80。码元为“0”时，DK 信号的相位不变，可简称为“ 变0不变”。v 载频为码元速率的1.5倍，即码元周期为载波周期的15倍,相应的波形见下页图载频为码元速率的2倍载频为码元速率的1.5倍v 已知电话信道可用的信号传播频带为600300z,取载频为18Hz,试阐明: (1) 采用1升余弦滚降基带信号时,QK调制可以传播4it/s数据; (2) 采用0.5升余弦滚降基带信号时,8PSK调制可以传播400bit/s数据v 解:信道带宽为B=（3006)Hz=2400Hz (1） =时PK系统的频带运用率 b=(log2M） / （1+) =1bsz数据传播速率 Rb=b=201 t=2400bit/s (）=0.5时8PSK系统的频带运用率 b= =（log2M) (+)= bps/Hz数据传播速率 b=Bcb=24002 is=480bit/sv 10. 采用PK调制传播400 t/s数据,最小理论带宽为多少？v 解: 8PK系统的最大频带传播运用率为 b=(log2) / （1+) = bpHz 理论最小带宽为:Bc=Rb /b=4803 =160 zv 4 若图.1所示的插入导频法的发送端方框图中,2int不经90度移相,直接与已调信号相加输出，试证明接受端的解调输出中具有直流含量。v 解：在发送端：在接受端:通过低通滤波器后:v Page1:第10题 7位巴克码的前后全为0序列，,画出辨认器的输出波形。v 解:巴克码进入移位寄存器,相加器输出 初始时输出3 进入位巴克码时输出为,进入2位时输出4 进入3、4、6、7位时输出分别为：43 出来1、3、位输出分别为：、2、3 从而可以画出相应的输出波形图

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