重點大學(xué)《通信原理》期末試卷及答案

1、2002-2003通信原理期末試卷一 填空題：（每個空0.5分，共15分）1. 基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率依賴于 和 之比。2. 調(diào)制信道對信號的干擾分為 和 兩種。3. 若線形系統(tǒng)的輸入過程是高斯型的，則輸出是 型的。4. 通斷鍵控信號（OOK）的基本的解調(diào)方法有 及 。5. 隨參信道的傳輸媒質(zhì)的三個特點分別為 、 、 。6. 根據(jù)乘性干擾對信道的影響，可把調(diào)制信道分為 和 兩大類。7. 包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)誤碼率取決于 和 。8. 起伏噪聲又可分為 、 及 。9. 數(shù)字基帶信號的功率譜密度可能包括兩部分即 和 。10. 二進(jìn)制振幅鍵控信號的產(chǎn)生方法有兩種，分別為 和 。11. 模擬信號是利用 、

2、和 來實現(xiàn)其數(shù)字傳輸?shù)摹?2. 模擬信號數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要功能模塊是 、 和 。13. 設(shè)一分組碼（110110）；則它的碼長是 ，碼重是 ，該分組碼與另一分組碼（100011）的碼距是 。14. 在 情況下，消息的平均信息量最大。15. 一個連續(xù)信道的信道容量受 、 、 “三要素”的限制。16. 一個均值為零的平穩(wěn)高斯窄帶隨機(jī)過程的包絡(luò)的一維分布是 ，而其相位的一維分布是 。17. 信道傳輸信息的速率與 、 以及 有關(guān)。18. 數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是 和 。19. 常見的隨機(jī)噪聲可分為 、 和 三類。20. 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)有三種基本信號，分別為 、 和 。21. 衡量通信系統(tǒng)的質(zhì)量

3、指標(biāo)主要有 和 ，具體對數(shù)字通信系統(tǒng)而言，前者常用 來衡量，后者常用 來衡量。22. 在數(shù)字通信中，產(chǎn)生誤碼的因素有兩個：一是由傳輸特性不良引起的 ，二是傳輸中疊加的 。23. 根據(jù)香農(nóng)公式，理想解調(diào)器的輸入信噪比和帶寬與輸出信噪比和帶寬之間滿足 。24. 恒參信道的傳輸特性通常可以用 和 來表征。二 判斷題：（正確劃“”，錯誤劃“ ×”；每題0.5分，共5分）1. 碼元傳輸速率與信息傳輸速率在數(shù)值上是相等的。（ ）2. 一般說來，通過鍵控法得到二進(jìn)制移頻建控信號（2FSK）的相位（、）與序列無關(guān)。（ ）3. 任何一個采用線性調(diào)制的頻帶傳輸系統(tǒng)，總可以由一個等效的基帶傳輸系統(tǒng)所替代。

4、（ ）4. 白噪聲是根據(jù)其概率密度函數(shù)的特點定義的。（ ）5. 基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率與判決門限電平有關(guān)。（ ）6. 對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道， B與可以互換。（ ）7. 恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊懯亲兓瘶O其緩慢的，因此，可以認(rèn)為它等效于一個時變的線性網(wǎng)絡(luò)。（ ）8. 對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若增加信道帶寬B，則信道容量C無限制地增加。（ ）9. 小信噪比時，調(diào)頻系統(tǒng)抗噪聲性能將比調(diào)幅系統(tǒng)優(yōu)越，且其優(yōu)越程度將隨傳輸帶寬的增加而增加。（ ）10. 一種編碼的檢錯和糾錯能力與該編碼的最小碼距的大小有直接關(guān)系。（ ）11. 信息與消息在概念上是一致的，即信息就是消息，消息就是信息。（

5、 ）12. 平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)具有任意的形狀。（ ）13. 對于數(shù)字基帶信號的功率譜密度的連續(xù)譜部分總是存在的，而離散譜可有可無。（ ）14. 在大信噪比情況下，AM信號檢波器的調(diào)制制度增益隨基帶信號的支流分量的減少而減少。（ ）15. 對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若，則信道容量。（ ）16. 對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若信源的信息速率R小于或等于信道容量C，則理論上可實現(xiàn)無誤差傳輸。（ ）三 選擇題：（每題1分，共10分）1 一個隨機(jī)過程是平穩(wěn)隨機(jī)過程的充分必要條件是 。（A） 隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)期望與時間無關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時間間隔無關(guān)；（B） 隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)期望與時間無關(guān)

6、，且其相關(guān)函數(shù)僅與時間間隔有關(guān)；（C） 隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)期望與時間有關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時間間隔無關(guān)；（D） 隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)期望與時間有關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時間間隔有關(guān)；2 下列屬于線性調(diào)制的是 。（A） 相移鍵控； （B）頻移鍵控； （C）振幅鍵控； （D）角度調(diào)制。3 采用同步解調(diào)殘留邊帶信號時，只要殘留邊帶濾波器的截止特性在載頻處具有 特性，就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基帶信號。（A）互補（B）對稱（C）互補對稱（D）沒有特殊要求4 若，則隨機(jī)過程與 。（A） 不相關(guān)；（B）相關(guān)；（C）正交；（D）獨立。5 對于AM調(diào)制系統(tǒng)，在大信噪比情況，采用包絡(luò)檢波器解調(diào)時的性能比同步檢測器時的性能 。（A）高

7、（B）低（C）相等（D）幾乎一樣6 如上圖所示的四條函數(shù)曲線，哪一條不是平穩(wěn)過程的正確的自相關(guān)函數(shù)曲線 。7 線形調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制制度增益 。（A） 與調(diào)制方式有關(guān)，與解調(diào)方式無關(guān)； （B） 與調(diào)制方式無關(guān)，與解調(diào)方式有關(guān)；（C） 與調(diào)制方式無關(guān)，與解調(diào)方式無關(guān)；（D） 與調(diào)制方式有關(guān)，與解調(diào)方式有關(guān)。8 通斷鍵控信號（OOK）的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的 倍。（A）1（B）2（C）3（D）2/39 下列哪一種信號的傳輸帶寬與AM信號傳輸帶寬相同 。（A） 基帶信號；（B）雙邊帶信號；（C）單邊帶信號；（D）殘留邊帶信號。10. 采用同步解調(diào)殘留邊帶信號時，只要殘留邊帶濾波器的截止特性在載頻處具有

8、 特性，就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基帶信號。（A）互補（B）對稱（C）互補對稱（D）沒有特殊要求11. 下列關(guān)于群延遲畸變與幅度畸變說法正確的是 。（A） 群延遲畸變是線性畸變，幅度畸變是非線性畸變；（B） 群延遲畸變、幅度畸變都是線性畸變；（C） 群延遲畸變是非線性畸變，幅度畸變是線性畸變；（D） 群延遲畸變、幅度畸變都是非線性畸變。12. 在相同的大信噪比下，通斷鍵控信號（OOK）同步檢測時的誤碼率比包絡(luò)檢波時的誤碼率 。（A）低（B）高（C）一樣（D）沒有可比性13. 在抗加性高斯白噪聲性能方面，2ASK、2FSK、2PSK從差到優(yōu)的次序 。（A） 2FSK、2ASK、2PSK；（C）2AS

9、K、2FSK、2PSK；（B） 2ASK、2PSK、2FSK；（D）2PSK、2FSK、2ASK。14. 窄帶噪聲的同相分量與正交分量具有如下性質(zhì) 。（A）與都具有帶限性質(zhì)；（B）與都具有帶通性質(zhì)；（C）與都具有高通性質(zhì)；（D）與都具有低通性質(zhì)。15. 在帶寬與信噪比互換關(guān)系上，下列 性能與理想通信系統(tǒng)性能差距最小。（A）SSB 系統(tǒng)；（B）FM 系統(tǒng)；（C）M 系統(tǒng)；（D）PCM 系統(tǒng)16. 在一個碼組內(nèi)糾正位錯誤，同時檢測個誤碼，要求最小距離應(yīng)為 。（A）（B）（C）（D）17. 傳輸速率為9600 B的二進(jìn)制數(shù)碼流，所需的最小傳輸帶寬為 。（A）3.2 kHz （B）4.8 kHz （C

10、）1.6 kHz（D）9.6 kHz四 作圖題：（5分）1設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為1001101，則畫出2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的波形示意圖并求出相應(yīng)的相對碼序列。2已知數(shù)字信息，分別以下列兩種情況畫出2PSK，2DPSK的波形以及寫出相對碼。（1）碼元速率為1200 B，載波頻率為1200 Hz；（2）碼元速率為1200 B，載波頻率為1800 Hz；五 簡答題：（每題5分，共30分）1. 數(shù)字通信有哪些主要優(yōu)點？2. 假設(shè)恒參信道的傳輸特性為，相頻特性為，則它的不失真條件是什么？什么是群延遲頻率特性()，其表達(dá)式是什么？3. 為什么雙邊帶解調(diào)器的調(diào)制制度增益是單邊帶的二倍？4. 什

11、么是門限效應(yīng)？AM信號采用包絡(luò)檢波法解調(diào)時為什么會產(chǎn)生門限效應(yīng)？5. 消除碼間干擾的方法有幾種，并說明它們的思想？6. 什么是“倒現(xiàn)象”？為什么二進(jìn)制移相鍵控信號會出現(xiàn)“倒現(xiàn)象”7. 為什么DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍？8. 什么是眼圖？由眼圖模型可以說明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？9. 無碼間干擾時，基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率取決于什么？怎樣才能降低系統(tǒng)的誤碼率？10. DSB調(diào)制系統(tǒng)和SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能是否相同？為什么？11. 窄帶高斯白噪聲中的“窄帶”、“高斯”、“白”的含義各是什么？六 計算題：（1、2、3每題10分；4每題5分，共35分）1. 已知二進(jìn)制數(shù)字信號每個碼元占有的時間為

12、1ms，1、0碼等概率出現(xiàn)，求（1）碼元速率；（2）每秒種的信息量；（3）信息速率。2. 黑白電視機(jī)圖像每幅含有個像素，每個像素有16個等概率出現(xiàn)的亮度等級。要求每秒種傳輸30幀圖像。若信道輸出=30dB，計算傳輸該黑白電視圖像所要求的信道的最小帶寬。3. 設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度W/Hz,在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，并設(shè)調(diào)制信號的頻帶限制在5kHz，而載波為100kHz，已調(diào)信號的功率為10kW。若接收機(jī)的輸入信號在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過一理想帶通濾波器濾波，試問： （1） 該理想帶通濾波器應(yīng)具有怎樣的傳輸特性；（2） 解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？（3） 解調(diào)器輸出端

13、的信噪功率比為多少？（4） 求出解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度，并用圖形表示出來。4. 已知濾波器的具有如下圖所示的特性（碼元速率變化時特性不變），當(dāng)采用以下碼元速率時（假設(shè)碼元經(jīng)過了理想抽樣才加到濾波器）：(a) 碼元速率Baud；(b)碼元速率Baud；(c) 碼元速率Baud；(d) 碼元速率Baud。問：（1） 哪種碼元速率不會產(chǎn)生碼間串?dāng)_？為什么？（2） 哪種碼元速率根本不能用？為什么？（3） 哪種碼元速率會產(chǎn)生碼間串?dāng)_，但還可以用？為什么？5. 一種設(shè)輸入隨機(jī)過程（右圖）是平穩(wěn)的，其功率譜密度為，求系統(tǒng)輸出的功率譜密度。6. 設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制脈沖序列碼元間隔為，經(jīng)過理想抽樣以后，送到如下

14、圖中的幾種濾波器，指出哪種會引起碼間串?dāng)_，哪種不會引起碼間串?dāng)_，說明理由。7. 若是平穩(wěn)隨機(jī)過程，其功率譜密度，將它加于下圖所示系統(tǒng)，試確定該系統(tǒng)輸出隨機(jī)過程的功率譜密度和相關(guān)函數(shù)。8. 設(shè)最高頻率為3 kHz的話音信號經(jīng)DSB調(diào)制后，在MHz的高頻信道上傳遞10 km。信道傳輸?shù)墓β仕ズ臑?0 dB/km，信道中存在高斯白噪聲，其雙邊功率譜密度為W/Hz，要求接收輸出信噪比dB。（1）請畫出解調(diào)方框圖（應(yīng)注明各方框主要參數(shù)）；（2）試確定輸出噪聲功率譜密度；（3）試確定最小平均發(fā)送功率。9. 二進(jìn)制數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)如左圖所示，設(shè)， ?，F(xiàn)已知（1）若的雙邊功率譜密度為W/Hz，試確定的輸出噪聲

15、功率；（2）若在抽樣時刻KT（K為任意正整數(shù)）上，接收濾波器的輸出信號以相同概率取0，A電平，而輸出噪聲取值V服從下述概率密度分布的隨機(jī)變量，即：， 試求系統(tǒng)最小誤碼率 Pe 。2002-2003通信原理期末試卷答案一 填空題：（每個空0.5分，共15分）1. 信號峰值、噪聲均方根值。2. 乘性干擾、加性干擾。3. 高斯。4. 非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）、相干解調(diào)（同步檢測法）。5. 對信號的耗衰隨時間而變、傳輸?shù)臅r延隨時間而變、多徑傳播。6. 恒參信道、隨參信道。7. 系統(tǒng)輸入信噪比、歸一化門限值。8. 熱噪聲、散彈噪聲、宇宙噪聲。9. 連續(xù)譜、離散譜。10. 模擬幅度調(diào)制法、鍵控法。11.

16、抽樣、量化、編碼。12. A/D、數(shù)字傳輸系統(tǒng)、D/A。13. 6、 4、 3。14. 等概率。15. 信道的帶寬（B）、信道輸出的信號功率（S）、噪聲單邊功率譜密度（）。16. 瑞利分布、均勻分布。17. 單位時間傳送的符號數(shù)目、信息源的概率分布、信道干擾的概率分布。18. 傳輸速率、差錯率。19. 單頻噪聲、脈沖噪聲、起伏噪聲。20. 振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）。21. 1. 有效性、可靠性；碼元速率，誤碼率。22. 2. 碼間串?dāng)_，加性噪聲。23. 3. 24. 4. 幅度頻率特性、相位頻率特性。二 判斷題：（正確劃“×”，錯誤劃“”；每題0.5

17、分，共5分）×××××× ××× 三 選擇題：（每題1分，共10分）BCCACADBBCBAC D B A B ；五 論述題：（每題5分，共30分）1. 答：（1） 數(shù)字傳輸?shù)目垢蓴_能力強，尤其在中繼時，數(shù)字信號可以再生而消除噪聲的積累；（2） 傳輸差錯可以控制，從而改善了傳輸質(zhì)量；（3） 便于使用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)來對數(shù)字信息進(jìn)行處理；（4） 數(shù)字信息易于作高保密性的加密處理；（5） 數(shù)字通信可以綜合傳輸各種消息，使通信系統(tǒng)功能增強。2. 答：不失真條件：滿足：為一條水平線； 成線性關(guān)系群延遲頻率特性

18、：頻率特性對頻率的導(dǎo)數(shù)。3. 答：因為是單邊帶信號中的分量被解調(diào)器濾除了，而它在解調(diào)器輸入端確是信號功率的組成部分。4. 答：門限效應(yīng)：就是當(dāng)包絡(luò)檢波器的輸入信噪比降低到一個特定的數(shù)值后，檢波器輸出信噪比出現(xiàn)急劇惡化的一種現(xiàn)象。因為，門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的，而AM信號采用了包絡(luò)檢波法，所以會產(chǎn)生門限效應(yīng)。5. 答：1）奈奎斯特第一準(zhǔn)則：為了消除碼間干擾，則基帶傳輸特性應(yīng)滿足：或 2）奈奎斯特第二準(zhǔn)則：有控制地在某些碼元的抽樣時刻引入碼間干擾，而在其余碼元的抽樣時刻無碼間干擾，那么就能使頻帶利用率提高到理論上的最大值，同時又可以降低對定時精度的要求。3）頻域均衡在基帶系統(tǒng)

19、中插入一種可調(diào)（也可不調(diào)）濾波器將能減少碼間干擾的影響。頻域均衡就是利用可調(diào)濾波器的頻率特性去補償基帶系統(tǒng)的頻率特性，使包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的基帶系統(tǒng)的總特性滿足實際性能的要求。6. 答：在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中，如果采用絕對移相方式，由于發(fā)送端是以某一個相位作為基準(zhǔn)的，因而在接收端系統(tǒng)中也必須有這樣一個固定基準(zhǔn)相位作參考。如果這個參考相位發(fā)生變化（0相位變相位或相位變0相位），則恢復(fù)的數(shù)字信息就會發(fā)生0變?yōu)?或1變?yōu)?，從而造成錯誤的恢復(fù)。而實際通信時，參考基準(zhǔn)相位的隨機(jī)跳變是可能的，而且在通信過程中不易被發(fā)覺，就會在接受端發(fā)生錯誤的恢復(fù)，這種現(xiàn)象就稱為“倒現(xiàn)象”。因為二進(jìn)制移相鍵控信號采用是絕對移相

20、方式，所以就可能出現(xiàn)“倒現(xiàn)象”。7. 答：因為它采用同步解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量被消除的緣故。8. 答：眼圖是指用示波器顯示用實驗手段估計系統(tǒng)性能的圖形，因為在傳輸二進(jìn)制信號波形時，它很像人的眼睛。它能說明基帶傳輸系統(tǒng)的性能有：1） 最佳抽樣時刻應(yīng)是“眼睛”張開最大的時刻；2） 對定時誤差的靈敏度可由眼圖的斜邊之斜率決定，斜率越陡，對定時誤差就越靈敏；3） 圖的陰影區(qū)的垂直高度表示信號幅度畸變范圍；4） 圖中央的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平；在抽樣時刻上，上下兩陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲的容限（或稱噪聲邊際），即若噪聲瞬時值超過這個容限，則就可能發(fā)生錯誤判決。9. 答：基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼

21、率依賴于信號峰值A(chǔ)與噪聲均方根值之比，而與采用什么樣的信號形式無關(guān)，但這里的信號形式必須是能夠消除碼間干擾的。若比值越大，則誤碼率就越小。10. 答：相同。因為單邊帶信號所需帶寬僅僅是雙邊帶的一半。因而，在噪聲功率譜密度相同的情況下，雙邊帶解調(diào)器的輸入噪聲功率是單邊帶的二倍，從而也使雙邊帶解調(diào)器輸出噪聲功率比單邊帶的大一倍。因此，盡管雙邊帶解調(diào)器的制度增益比單邊帶的大，但它的實際解調(diào)性能不會優(yōu)于單邊帶的解調(diào)性能。不難看出，如果解調(diào)器的輸入噪聲功率譜密度相同，輸入的信號功率也相同，則雙邊帶和單邊帶在解調(diào)器輸出端的信噪比是相等的。這就是說，從抗噪聲的觀點看，單邊帶的解調(diào)性能和雙邊帶是相同的。元相對相位的差唯一決定信息符號，這樣避免了絕對移相方式中的“倒現(xiàn)象”。11. 答：“窄帶”是指系統(tǒng)的頻帶比起中心頻率來小得多的系統(tǒng)；“白”是指噪聲的功率譜密度服從均勻分布；“高斯” 是指噪聲的概率密度函數(shù)服從正態(tài)分布。六 計算題：（1、2、3每題10分；4每題5分，共35分）1. 解：（1） B（2）每秒鐘的信息量即為信息速率： bps（3） bit/s (bps)2. 解：（1） 每個像元的平均信息量， （2） 一幀圖片的平均信息量 bit（3） 每秒內(nèi)傳送的信息量 每秒有30幀 每秒內(nèi)傳送的信息