《通信原理及应用》期末试卷2及答案

通信原理试卷(A)02.12.22学号：姓名：（注意：在答题纸上答题，不必重新抄题，只写题号即可。

）一 填空题：（每个空0.5分，共15分）1. 基带传输系统的总误码率依赖于 和 之比。

2. 调制信道对信号的干扰分为 和 两种。

3. 若线形系统的输入过程()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是 型的。

4. 通断键控信号（OOK ）的基本的解调方法有 及 。

5. 随参信道的传输媒质的三个特点分别为 、 、 。

6. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 和 两大类。

7. 包络检波法的系统误码率取决于 和 。

8.起伏噪声又可分为 、 及 。

9. 数字基带信号()t S 的功率谱密度()ωS P 可能包括两部分即 和 。

10. 二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为 和 。

11. 模拟信号是利用 、 和 来实现其数字传输的。

12. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 、数字传输系统和D/A 。

13.设一分组码（110110）；则它的码长是 ，码重是 ，该分组码与另一分组码（100011）的码距是 。

二 判断题：（正确划“√”，错误划“ ×”；每题0.5分，共5分） 1. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。

（ ）2. 一般说来，通过键控法得到二进制移频建控信号（2FSK ）的相位（n ϕ、n θ）与序列n 无关。

（ ）3. 任何一个采用线性调制的频带传输系统，总可以由一个等效的基带传输系统所替代。

（ ）4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。

（ ）5. 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。

（ ）6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道， B 与N S 可以互换。

（ ）7. 恒参信道对信号传输的影响是变化极其缓慢的，因此，可以认为它等效于一个时变的线性网络。

（ ）8. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若增加信道带宽B ，则信道容量C 无限制地增加。

（ ）9. 小信噪比时，调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度将随传输带宽的增加而增加。

（ ）10. 一种编码的检错和纠错能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。

（ ） 三 选择题：（每题1分，共10分）1 一个随机过程是平稳随机过程的充分必要条件是 。

（A ） 随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数与时间间隔无关； （B ） 随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数仅与时间间隔有关； （C ） 随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔无关； （D ） 随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔有关； 2 下列属于线性调制的是 。

（A ） 相移键控； （B ）频移键控； （C ）振幅键控； （D ）角度调制。

3 采用同步解调残留边带信号时，只要残留边带滤波器的截止特性在载频处具有特性，就能够准确地恢复所需的基带信号。

（A ）互补 （B ）对称 （C ）互补对称 （D ）没有特殊要求 4 若[])()(11t m t X E X =，[])()(22t m t Y E Y =，()()[]()()2121t m t m t Y t X E Y X =，则随机过程()t X 与()t Y 。

（A ） 不相关；（B ）相关； （C ）正交； （D ）独立。

6 如上图所示的四条函数曲线，哪一条不是平稳过程的正确的自相关函数曲线 。

7 线形调制系统的调制制度增益 。

（A ） 与调制方式有关，与解调方式无关； （B ） 与调制方式无关，与解调方式有关； （C ） 与调制方式无关，与解调方式无关； （D ） 与调制方式有关，与解调方式有关。

8 通断键控信号（OOK ）的带宽是基带脉冲波形带宽的 倍。

（A ）1 （B ）2 （C ）3 （D ）2/3 9 下列哪一种信号的传输带宽与AM 信号传输带宽相同 。

（A ） 基带信号；（B ）双边带信号；（C ）单边带信号；（D ）残留边带信号。

10 在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK 、2FSK 、2PSK 从优到差的次序为 。

（A ） 2FSK 、2ASK 、2PSK ；（C ）2ASK 、2FSK 、2PSK ； （B ） 2ASK 、2PSK 、2FSK ；（D ）2PSK 、2FSK 、2ASK 。

四 作图题：（5分）设发送数字信息为1001101，则画出2ASK 、2FSK 、2PSK 和2DPSK 的波形示意图并求出相应的相对码序列。

五 简答题：（每题5分，共30分） 1. 数字通信有哪些主要优点？2. 假设恒参信道的传输特性为()ωH ，相频特性()ωϕ为，则它的不失真条件是什么？什么是群延迟—频率特性(()ωτ)，其表达式是什么？ 3. 为什么双边带解调器的调制制度增益是单边带的二倍？4. 什么是门限效应？AM 信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？5. 消除码间干扰的方法有几种，并说明它们的思想？6.什么是“倒π现象”？为什么二进制移相键控信号会出现“倒π现象”六 计算题：（1、2、3每题10分；4每题5分，共35分）1. 已知二进制数字信号每个码元占有的时间为1ms ，1、0码等概率出现，求（1）码元速率；（2）每秒种的信息量；（3）信息速率。

2. 黑白电视机图像每幅含有5103⨯个像素，每个像素有16个等概率出现的亮度等级。

要求每秒种传输30帧图像。

若信道输出N S =30dB ，计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽。

3. 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度()2105.0-⨯=f P n W/Hz,在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号()t m 的频带限制在5kHz ，而载波为100kHz ，已调信号的功率为10kW 。

若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：（1） 该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性()ωH ； （2） 解调器输入端的信噪功率比为多少？ （3） 解调器输出端的信噪功率比为多少？（4） 求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。

4. 已知滤波器的()ωH 具有如下图所示的特性（码元速率变化时特性不变），当采用以下码元速率时（假设码元经过了理想抽样才加到滤波器）：(a) 码元速率1000=b f Baud ；(b)码元速率4000=b f Baud ；(c) 码元速率14. 信号峰值、噪声均方根值。

15. 乘性干扰、加性干扰。

16. 高斯。

17.非相干解调（包络检波法）、相干解调（同步检测法）。

18.对信号的耗衰随时间而变、传输的时延随时间而变、多径传播。

19.恒参信道、随参信道。

20.系统输入信噪比、归一化门限值。

21.热噪声、散弹噪声、宇宙噪声。

22.连续谱、离散谱。

23.模拟幅度调制法、键控法。

24.抽样、量化、编码。

25.A/D、数字传输系统、D/A。

26.6、4、3。

五判断题：（正确划“×”，错误划“√”；每题0.5分，共5分）×√√×√××××√六选择题：（每题1分，共10分）B C C A C A D B B D五作图题：（5分）七论述题：（每题5分，共30分）7.答：（1）数字传输的抗干扰能力强，尤其在中继时，数字信号可以再生而消除噪声的积累；（2）传输差错可以控制，从而改善了传输质量；（3）便于使用现代数字信号处理技术来对数字信息进行处理；（4）数字信息易于作高保密性的加密处理；（5）数字通信可以综合传输各种消息，使通信系统功能增强。

8.答：不失真条件：()ωH 满足：()ωω~H 为一条水平线；()ωωϕ~ 成线性关系群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。

()()ωωϕωτd d =9. 答：因为是单边带信号中的t t mc ωsin )(ˆ分量被解调器滤除了，而它在解调器输入端确是信号功率的组成部分。

10. 答：门限效应： 就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。

因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM 信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。

11. 答：1）奈奎斯特第一准则： 为了消除码间干扰，则基带传输特性应满足：121=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑is sT i T πω sT πω≤或s is T T i =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑πω2 sT πω≤2）奈奎斯特第二准则：有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值，同时又可以降低对定时精度的要求。

3）频域均衡 在基带系统中插入一种可调（也可不调）滤波器将能减少码间干扰的影响。

频域均衡就是利用可调滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的总特性满足实际性能的要求。

12. 答：在数字调制系统中，如果采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。

如果这个参考相位发生变化（0相位变π相位或π相位变0相位），则恢复的数字信息就会发生0变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。

而实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉，就会在接受端发生错误的恢复，这种现象就称为“倒π现象”。

因为二进制移相键控信号采用是绝对移相方式，所以就可能出现““倒π现象”。

八 计算题：（1、2、3每题10分；4每题5分，共35分） 4. 解： （1） 331011011⨯=⨯=-B R B （2） ()()2101==P P每秒钟的信息量即为信息速率：3101⨯ bps（3） ()()()i ii x P x P x H 2l o g ∑-=∴ ()()()121log 2121log 210log )0(1log 12222=--=--=P P P P H331011011⨯=⨯⋅=⋅=B b R H R bit/s (bps)5. 解：（1） 每个像元x 的平均信息量()161=i x P ， 16,,2,1 =i∴ ()()()()()416loglog log 221612==-=-=∑∑=iii iiix P x P x P x P x H（2） 一帧图片的平均信息量65102.14103⨯=⨯⨯=图片I bit（3） 每秒内传送的信息量每秒有30帧∴ 每秒内传送的信息量为：76106.3102.130⨯=⨯⨯ bit（4） 信息速率由上可知：7106.3⨯=b R bps（5） 由于信道容量b R C ≥，故信道带宽：()6272210612.310001log 106.31log 1log ⨯=+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥⎪⎭⎫ ⎝⎛+=N S R N S C B b Hz 其中：1000~30B d∴ 要求信道的最小带宽为：610612.3⨯ Hz6. 解：（1） 了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号带宽，即： 10522=⨯==m f B kHz 其中心频率为100 kHz ，故有：()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤=其它,010595,kHzf kHz K H ω（2） 已知：10=i S kw()10105.010102233=⨯⨯⨯⨯=⋅=-f P B N n i w故输入信噪比：1000=iiN S （3） 因有2=DS B G故输出信噪比：20002=⋅=ii o o N SN S （4） 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率关系，有：5.241==i o N N w故：()31025.02-⨯==m o n f N f P o w/Hz ()f P n 21= 图：5. 解： 由图可知带宽为1000Hz ，奈奎斯特速率为2000 Baud 由此可得：（1） （a ） 1000=b f Baud ，不会产生码间串扰； （2） （b ）（d ）码元速率根本不能用；（3） （c ）1500=b f Baud 会引起码间串扰；但还可以用。