通信原理多套期末考试试题

武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称—通信原理A————（A卷、闭卷）
一．是非题（正确打√，错误打×，每题2分，共10分）
1. ×；2．×；3．√；4．×；5．×
二．填空题（每空1分，共10分）
1. ①N ②N log2M
2．③帧同步信息④信令信息
3．⑤t=T ⑥
2/E n
4. ⑦ 3 ⑧1
5．⑨插入导频法（外同步法）⑩直接法（自同步法）
三．简答题（每小题5分，共20分）
1．噪声满足窄带的条件，即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上，而这个中心频率又离开零频率相当远。

高斯：概率密度函数服从高斯分布。

波形特点：包络缓慢变化，频率近f。

包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。

似为
c
2．若采用双边带调制，则每路信号带宽为W＝2×1＝2MHz，6路信号复用，至少需要带宽12MHz。

若采用单边带调制，则每路信号带宽为W＝1MHz，至少需要带宽6MHz。

3．均匀量化：在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，因而小信号时量化信噪比太小；
非均匀量化：量化级大小随信号大小而变，信号幅度小时量化级小，量化误差也小，信号幅度大
时量化级大，量化误差也大，因此增大了小信号的量化信噪比。

4．在线性分组码中，两个码组对应位上的数字不同的位数称为码组的距离；编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d0，在线性码中，最小码距即是码的最小重量（码组中“1” 的数目）（全0码除
外）。

d0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。

| 四.（共10分）
1.
（3分）
2.
（3分）
3. 0()(1c o s c o s 2)c o s
AM s t K t K t t =+
Ω+Ωω 无包络失真，则1(c o s c o s 2)K t t +Ω+Ω≥ （2分） 令()c o s c o s 2f t t t
=Ω+Ω ()c o s c o s 2f t t t =Ω+Ω22
cos cos sin t t t =Ω+Ω-Ω
22cos cos (1cos )t t t =Ω+Ω--Ω
2cos 2cos 1t t =Ω+Ω-
219
2(cos )48
t =Ω+-
所以，()f t 的极小值为9
8
-
则8
9
K ≤。

（2分）
五．（10分） 1.
（2分） 或反相
2.
（4分） 或反相
3.
（4分） 或反相
六．（共10分）
1. 图1系统，奈氏带宽=66
210/2101Hz MHz ⨯ππ==
无码间串扰最高码元速率 max 212s f MHz MHz =⨯= （3分） 图2系统，奈氏带宽=6
6
310/2 1.510 1.5Hz MHz ⨯ππ=⨯=
无码间串扰最高码元速率 max 2 1.53s f MHz MHz =⨯= （3分）
2. 图1系统不能实现无码间串扰传输 （2分） 图2系统能实现无码间串扰传输 （2分）
七．（共10分）
1．
（2分）
（3分）
2.
（2分） 或反相
（3分）
八．（共10分）
1. 极性码：∵-118<0
∴ C 1=0 （2分） 段落码：∵64<118<128 ∴抽样值位于第4段
∴C 2C 3C 4=011 （2分） 段内码：4∆=
（118-64）/4＝13 (2)
∴C 5C 6C 7C 8=1101 （2分） ∴PCM 码组为00111101 量化电平=-118
|量化误差|＝|抽样值-量化电平| |118-
64134(641442
⨯++⨯（＋））
|＝0 （2分）
2. 转为11位码为：00001110110 （2分）
九．1．
110100011010101001H ⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦
（2分）
6,3n k == （2分）
2．2541340
35a a a a a a a a a
=+⎧⎪
=+⎨⎪=+⎩ （3分）
（000000，001011，010110，011101，100101，101110，110011，111000） （3分）
（a）（b）
1．若以2/T Bd速率传输信号，讨论二进制情况下各系统是否可以实现无码间串扰传输。

（4分）2. 若以8/T bit/s速率传输信息，讨论多进制情况下各系统是否可以实现无码间串扰传输。

（6分）
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称 通信原理A （B 卷、闭卷） 一．是非题（正确打√，错误打×，每题2分，共10分） 1. ×；2．√；3．√；4．×；5．√
二．填空题（每空1分，共10分） 1. ①有效性；②可靠性； 2. ③幅度调制（或线性调制）；④角度调制（或非线性调制）；⑤SSB ；⑥基带信号带宽； 3. ⑦位同步（码元同步）；⑧群同步（帧同步） 4. ⑨7；⑩6
三．简答题（每小题4分，共20分）
1. 噪声满足窄带的条件，即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上，而这个中心频率
又离开零频率相当远。

高斯：概率密度函数服从高斯分布。

波形特点：包络缓慢变化，频率近似为c f 。

包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。

2．码间串扰：其它码元的抽样值在本码元产生干扰输出，从而影响本码元的正确判决的现象。

码间串扰的影响：它会影响本抽样时刻抽样判决值，从而增大了基带传输系统的误码率。

系统无码间串扰的条件：
时域条件：()0s c h kT ⎧=⎨⎩ (0)
(0)
k k ≠= (k 为整数)；频域条件：
2()s i
s
i
H T T πω+
=∑， s T πω≤
3．量化的目的是将抽样信号在幅值上进行离散化处理，即将无限个可能的取值变为有限个。

均匀量化是
量化间隔相等的量化，其主要缺点是无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值（功率）都固定不变，因此当信号较小时，信号的量化信噪比也很小，难以满足通信系统的要求。

4. G DSB =2，G SSB =1，从整个系统来说，在相同的发射功率、相同的噪声环境下，两者的抗噪声性能是相同的。

虽然两者接收机的制度增益不同，但SSB 系统带宽是DSB 系统的一半，因而进入接收机的噪声带宽也是DSB 系统的一半，因此最终两者的抗噪声性能是相同的。

5．同步是通信系统中的一个重要的实际问题，没有同步系统，则通信系统无法正常工作。

当采用同步解
调时，接收端需要相干载波；接收端还需要与接收码元的重复频率和相位一致的码元同步信号；接收端需要与发送的数字流中“字”和“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列，即群同步。

常用同步技术：载波同步，位同步，群同步。

四．（10分）
1．每符号的信息量为log2＝1bit （2分）
码元速率＝18000/60＝300baud （3分） 2．每符号的信息量为log8＝3bit （2分）
码元速率＝18000/（60*3）＝100baud （3分）
五．（10分）
| （2分）
（2| |
（2分）可以用包络检波器解调，因为调制信号不小于0，也可以采用相干法解调。

（4分）
六．（10分）
1．相对码为：00010110或11101001（3分） 2． 2DPSK 的信号波形（3分） 或 （4分）
七．（10分）
1． 图（a ）为理想矩形，无码间串扰的最大码元速率为3/2/B R T T =>，但B R 不是2/T 的整数倍，
故有码间串扰。

（2分）
图（b ）为理想矩形，无码间串扰的最大码元速率为4/22/B R T T ==⨯，故无码间串扰。

（2分） 2．图（a ）：当传输的信号为256进制时，信号码元速率为1/T ，无码间串扰的最大码元速率为3/B R T =无码间串扰。

（3分）
图（b ）：当传输的信号为4进制时，信号码元速率为4/T ，无码间串扰。

（3分） 八．（10分）
极性码：∵-138<0
∴ C 1=0 （2分） 段落码：∵128<138<256 ∴抽样值位于第5段
∴C 2C 3C 4=100 （2分） 段内码：（138-128）/8＝1 (2)
∴C 5C 6C 7C 8=0001 （2分） ∴PCM 码组为01000001 量化电平＝1288128821402
+⨯-
=-（＋）（＋）
单位 （2分）
量化误差为 128812882138- 2
+⨯（＋）（＋）
＝2 （2分）
九．（10分） 1．
110100011010101001H ⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦
（2分）
6,3n k == （2分）
2．2541340
35a a a a a a a a a
=+⎧⎪
=+⎨⎪=+⎩ （3分）
（000000，001011，010110，011101，100101，110011，111000） （3分）
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称—通信原理A————（ A卷、闭卷）一．是非题（正确打√，错误打×，每题2分，共10分）
1. ×；2．×；3．×；4．√；5．√
二．填空题（每空1分，共10分）
1. ①占用频带宽②噪声不积累
2．③36 ④36
3．⑤2f h⑥f h⑦2f h⑧f h～2f h
4．⑨2PSK ⑩2FSK
三．简答题（每小题4分，共20分）
1．信息源、加密器、编码器、调制器、信道、解调器、译码器、解密器、信宿、噪声
信息源－>加密器－>编码器－>调制器－>>解调器－>译码器－>解密器－>信宿
噪声
信源与信宿：信息源，可以是模拟，也可以是数字。

加密与解密：为了提高所传信息的安全性，按照加密算法，使其变为密文再发送，接收时，利用密
钥恢复成原来的信息。

编码与译码：信源编码，完成A/D转换，将数字信号进行压缩；信道编码，对传输的码元加入监督
码，提高通信系统的可靠性。

调制与解调：将数字基带信号的频谱搬移到高频处，以适合在信道中传输，数字解调是数字调制的
逆过程。

噪声：通信系统的各个环节都有噪声，因为信道内噪声对通信的影响最大，因此集中在信道中表示。

2．若采用双边带调制，则每路信号带宽为W＝2×1.5＝3MHz，考虑留出保护带（各路信号频谱之间的空白带），10MHz带宽的信道最多可复用3路信号。

若采用单边带调制，则每路信号带宽为W
＝1.5MHz，考虑留出一定的保护带，10MHz带宽的信道最多可复用6路信号。

3. 码间串扰：其它码元的抽样值在本码元产生干扰输出，从而影响本码元的正确判决的现象。

码间串扰产生的原因:由于系统传输总特性(包括收、发滤波器和信道的特性)不理想,导致码元的
波形畸变、展宽和拖尾。

码间串扰的影响：它会影响本抽样时刻抽样判决值，从而增大了基带传输系统的误码率。

4．均匀量化：在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，因而小信号时量化信噪比太小；
非均匀量化：量化级大小随信号大小而变，信号幅度小时量化级小，量化误差也小，信号幅度大
时量化级大，量化误差也大，因此增大了小信号的量化信噪比。

5．在线性分组码中，两个码组对应位上的数字不同的位数称为码组的距离；编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d0，在线性码中，最小码距即是码的最小重量（码组中“1”的数目）（全0码
除外）
d0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。

| 四.（10分）
1．1小时传输的码元数为
1*1000*3600＝36*105 （2分） 误码率为 56
10/(36*10) 2.8*10e P -== （2分）
2．1小时传输的信息量为 55
(36*10*2)72*10bit bit = （3分）
因错误信息量为10bit ，故误信率为 56
10/(72*10) 1.4*10b P -== （3分）
五．（10分）
本地载波与DSB 信号相乘后为
()()()cos cos()
11
()cos()()cos(2)22
DSB c c c s t c t m t t t t m t t m t t t ωωωϕωϕωωϕ⋅=⋅+∆+∆=∆+∆++∆+∆ （3分） 经LPF 后得到 01
()()c o s ()2
m t m t t ωϕ=
∆+∆ （3分） 可见，若0ω∆=，则解调输出功率下降，即相位误差使解调输出功率下降。

0ω∆≠，则解调输出发生失真。

（4分）|
六．（10分）
1．系统传输函数0D ω是一个幅度为1，宽度为6
0410/rad s ωπ=⨯的门函数。

（5分）
066
00()210(210)22t D h t Sa Sa t ωωωππ⎛⎫↔=
=⨯⨯ ⎪⎝⎭
由图可见，当0.5t k s μ=时（k 为整数），无码间串扰，即无码间串扰的码速率为2
()B R MBd k
=
2．设传输独立等概的M 进制信号，则 （5分）
232
log B R M k
=
= 288k
n M == （n ＝1，2，….） 即当采用8n 进制信号时，码速率1
()B R MBd n
=
，可以满足无码间串扰条件。

| 七．（10分）
1. 2FSK 信号波形
（4分）
2．2FSK 信号的功率谱密度草图
（4分）
6． 不能采用非相干解调器解调，因为211000f f Hz -=，与信息速率相等，两个2ASK 信号的频谱重叠。

2FSK 非相干解调器上、下两个支路的带通滤波器不可能将两个2ASK 信号分开 （2分） 可以用相干解调器解调。

上下两个支路中的低通滤波器的带宽可以小于码速率，差频21f f -可被低通滤波器滤掉。

对抽样判决无影响。

也可以采用过零检测法。

还可以采用最佳接收机解调此2FSK 信号。

八．（10分）
1．若选择抽样频率为6kHz ，则每路信号都符合抽样定理的要求。

不考虑帧同步码、信令码，帧结构如图
每帧共6个时隙，每个时隙占有的时间宽度为27.8s μ，码元宽度为3.5s μ （5分）
2．信息速率为
B R ＝（6000帧/秒）*（6时隙/帧）*（8bit/时隙）＝288 bit/s 信号最小传输带宽为
/2144c b B R ==kHz （5分）
九．（10分）
1．
10011100100111[]0011101k G I Q ⎡⎤
⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦
111001111101Q ⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥
⎢⎥⎣⎦
（2分） 许用码组：654[]A a a a G =⋅
1001110[001]0100111[0011101]0011101⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥
⎢⎥⎣⎦
（5分） 同理，所有许用码组为 0000000 1001110 0011101 1010011 0100111 1101001 0111010 1110100
令101111110011T P Q ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦
，所以10110001110100[]11000100110001r
H PI ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦
（3分）。