交大通信原理期末考试试卷及答案

西南交通大学2007－2008学年第(2)学期毕业班考试试卷课程代码 3133000 课程名称 现代通信原理 考试时间 120 分钟阅卷教师签字：一、单选题(15分，每题1分)1. 下列有关实数信号中正确的说法是（ d ）a) 幅谱特性是偶函数，相频特性是偶函数 b) 幅谱特性是奇函数，相频特性是奇函数 c) 幅谱特性是奇函数，相频特性是偶函数 d) 幅谱特性是偶函数，相频特性是奇函数2. PAM 信号是一种（ d ）a) 二进制数字信号 b) 幅度离散的模拟信号 c) 多进制数字信号 d) 时间离散的模拟信号3. 采用升余弦滚降系统与采用理想低通系统相比，优点在于（ c ）a) 消除了码间干扰b) 提高了频带利用率 c) 加快了时域波形拖尾的衰减速度d) 使频谱特性更加陡峭4 下列关于眼图的描述中不正确的是（ b ）a) 最佳抽样时刻应在“眼睛”张开最大的时刻b) 对定时误差的灵敏度由眼图的斜边之斜率确定，斜率越大，对定时误差越不灵敏 c) 眼图中央横轴位置应对应判决门限电平班 级 学 号 姓 名密封装订线 密封装订线 密封装订线d)系统的噪声容限正比于眼图张开度5.下列关于数字基带传输系统的描述中不正确的是（b）a)数字信号基带传输采用部分响应系统比升余弦系统具有更高的频带利用率b)满足奈奎斯特第一准则的数字基带传输系统中在所有时刻均不存在码间干扰c)部分响应系统中引入预编码是为了克服误码扩散d)部分响应系统与理想低通系统相比对定时的要求降低6.当2FSK信号两个载波频率之差增大时，信号的带宽将（b）a) 减小b) 增加c) 不变d) 不一定7.对10路带宽均为3000Hz的模拟低通信号进行时分复用，采用PCM方式传输。

设每路信号的抽样频率为6000Hz，每个样值的量化电平数为64并编为二进制码，假定传输波形为滚降因子为0.2的升余弦波形，则传输合路后10路PCM信号所要求的最小带宽为（a）a) 216kHz b) 432kHz c) 600kHz d) 256kHz8.下列说法中不正确的是（c）a) 滤波法生成模型可以产生SSB信号b) 数字键控法模型可以生成2ASK信号c) 模拟相乘法模型可以生成2FSK信号d) 相移法生成模型可以生成DSB信号9.下列关于调制的说法中不正确的是（d）a)调制是按照基带信号的变化规律改变载波某些参数的过程b)可以采用脉冲串或者数字信号作为载波c)调制可以分为模拟调制和数字调制d)调制过程不会改变信号所占频带10.下列说法中不正确的是（d）a)信道中的噪声是不可避免的b)信道可以分为狭义信道和广义信道c)广义信道可以划分为调制信道与编码信道d)数字信号是时间离散信号11.PCM系统中，编码的功能是（d）a)二进制信号变为多进制信号b)幅度连续信号变为幅度离散信号c)模拟信号变为数字信号d)多进制信号变为二进制信号12.若某系统的工作频段为505-1135kHz，采用SSB方式传输具有相同带宽8KHz的模拟基带信号，则该系统通过FDM复用，在信号复用保护带为0.1KHz时，最多能传输（b）路基带信号a) 76 b) 77 c) 78 d) 7913.根据带通抽样定理，如果上截止频率f H=4.2B，其中B为信号带宽，则所需的抽样速率为（d）a) 8B b) 8.4B c) 2B d) 2.1B14.如果2PSK信号与QPSK信号具有相同的信息传输速率，下列说法中正确的是（b）a)二者具有相同码元周期b)2PSK信号符号速率为QPSK信号符号速率的两倍c)2PSK比QPSK具有更好的频谱效率d)二者具有相同的信号带宽15.对最高频率为200Hz的模拟低通信号m(t)进行取样，如果取样速率为500Hz，则接收端要由抽样后的信号无失真恢复m(t)所需低通滤波器截止频率的最小值为（c）a) 300Hz b) 500Hz c) 200Hz d) 250Hz二、简答题(15分，每小题3分)2.1 什么是门限效应？为什么非相干解调方式会产生门限效应?门限效应：当信噪比低于某个门限值，解调性能出现急剧恶化的现象。

(1分)非相干解调中，解调器在信噪比较低时，解调器把有用信号扰乱成噪声是产生门限效应的根本原因。

（2分）2.2 信道中加性噪声的来源有哪些？起伏噪声包括有哪些随机噪声？加性噪声的来源包括：人为噪声、自然噪声和内部噪声；（1.5分）起伏噪声包括：热噪声、散弹噪声和宇宙噪声。

（1.5分）2.3 什么是符号间干扰ISI？为什么在数字信号传输过程中会面临符号间干扰ISI问题?在数字通信系统中，采样时刻接收端接收到的相邻数字信号波形之间的相互重叠即为符号间干扰ISI。

（1分）产生符号间干扰的根本原因在于数字传输系统因传输带宽有限，难以满足理想无失真传输条件，数字信号波形畸变和失真，进而导致相邻波形出现重叠。

（2分）2.4 数字通信系统相对于模拟通信系统的主要优点有哪些？（至少列出四点）主要优点包括：（因为可以再生）抗干扰能力强、（因为可以使用差错控制技术）传输质量高（可靠性能好）、（因为可以采用加密处理）保密性好、（因为可以使用现代数字信号处理技术）便于处理、通信功能强（可以传递各类消息）。

2.5 在模拟信号数字化过程中包括了那些步骤？为什么要采用非均匀量化技术？步骤包括：抽样，量化和编码。

（2分）采用非均匀量化可以显著改善弱信号的信号量噪比。

（1分）三、（10分）已知信息代码10000000010100001，试确定相应的AMI码；若在该段信息代码之前的最近一个非零符号为极性为负的破坏符号，试确定对应的HDB3码。

1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1AMI 编码：+1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 +1 0 0 0 0 -1 （5分）HDB3编码：① +1 0 0 0 V 0 0 0 V -1 0 +1 0 0 0 V -1（破坏符号） ② +1 0 0 0 V B 0 0 V -1 0 +1 B 0 0 V -1（替换符号）③ +1 0 0 0 V+ B- 0 0 V- +1 0 -1 B+ 0 0 V+ -1（确定极性）（5分）四、（15分）（1）采用13折线A 律PCM 编码，设最小的量化间隔为1个量化单位， 已知抽样脉冲值为-1006个量化单位,试求此时编码器输出码组(段内采用自然二进制编码)，并计算量化误差。

（2）设接收到的码组为“11001010”，并已知段内采用自然二进制编码，试问译码器输出为多少个量化单位？ （3）现对带限于4KHz 的5路模拟语音信号分别进行A 律13折线PCM 编码，然后时分复用，并通过二进制到2M 进制转换后，经过滚降因子为0.2的升余弦脉冲整形滤波器生成适合于信道传输的信号，若基带信道要求限带于32KHz ，试计算满足要求的M 值。

（1）因为-1006<0，a1=0 （1分）因为512=27+2<1006<1024=8+2，第7段，a2a3a4=110（1分）因为1006-512=494, 1532494249427=⎥⎥⎤⎢⎢⎡=⎥⎥⎤⎢⎢⎡-，第15个量化间隔，a5a6a7a8=1111（1分） 编码器输出码组为 01101111对应的译玛输出为：()1008325.15512-=⨯+- 量化误差为：-1008-（-1006）=-2个量化单位（2分）（2）因为11001010，a1=1，a2a3a4=100（第5段），a5a6a7a8=1010（第10个量化间隔） （2分） 译玛输出为：()21285.1012825.1022525=⨯+=⨯++-+个量化单位（3分）（3）因为滚降因子为0.2，则对应的等效理想低通基带传输带宽为2.132KHz (1分) 因为理想低通基带信道限带于2.132KHz ，则对应的Nyquist 速率为2.164KBaud （1分）5路模拟语音信号经过PCM 编码后复用速率为320645=⨯KBaud （1分）经过二进制到2M 进制转换后符号速率为M320KBaud （1分）因为62.1643202.164320=⨯=⇒=M M （1分）五、（15分）若对某一模拟随机信号m (t )采用上边带USB 进行传输，且设模拟信号m (t )的功率谱密度如题图5所示1) 请画出相干接收机示意图（5分）；2）试计算接收机的输入信号功率与接收机的输出信号功率；（5分）3) 若叠加于USB 信号的白噪声具有双边功率谱密度为n 0/2，那么，输出信号噪声功率比为多少？（5分）（1）接收机示意图如下（3分）其中带通滤波器参数为：中心频率为⎪⎭⎫ ⎝⎛+H c ωω21Hz ，带宽为HωHz ；（1分） 低通滤波器参数为：中心频率为0Hz ，带宽为H ωHz ；（1分） （2）基带信号平均功率为()()πωωωπ2212H M A d P t m ==⎰∞∞-（Watt ）(1分) 接收机输入信号功率为()πω8412H i A t m S ==（Watt ）(2分) 接收机输出信号功率为题图5ωωP M (ω)-ωA()πω321612H o A t m S ==（Watt ）(2分) （3）接收机输入噪声功率为πω20Hi n N ⨯=(Watt)（2分） 则输入信噪比为0428n A n A N S H H i i ==πωπω（1分） 因为单边带的调制制度增益为G SSB =1，所以4n A N S N S i i o o ==（2分）六、（15分）已知信号m (t )的最高频率为f m ，若用题图6所示的脉冲q (t)进行平顶抽样， (1) 试确定已抽样信号时域表达式及其频谱表达式。

（10分） (2) 为还原出信号m (t )，试画出接收机示意图示。

（5分）（1）()()⎪⎭⎫⎝⎛=↔⎪⎭⎫⎝⎛∆=22200ωττωτSa Q t t q Θ （2分） 理想抽样信号为（4分）()()()()()()∑∑∑∞-∞=∞-∞=∞-∞=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-=-=n s ss i ssi s s T n M T M iT t iT m iT t t m t m πωωδδ21平顶抽样信号为（4分）mf 2题图6()()()()()()∑∑∞-∞=∞-∞=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛==⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=n s s s H i s s s h T n M Sa T Q M M iT t iT m t t m t m πωωττωωωττ2222*20（2）接收机示意图如下（4分）其中()()⎪⎭⎫⎝⎛==220ωττωωSa Q H （1分）七、（15分）设数字基带传输系统的传输特性H (ω)如题图7所示（10≤<α）（1）当传输速率分别为f b =3w 时，画图分析在抽样点上是否有码间串扰？(5分) （2）系统无码间串扰的最大传输速率f bmax =?（10分）（1）f b =3w 时，显然不满足Nyquist 第一准则，在抽样点上有码间干扰（5分）题图7H (f ) αww(1-α)w (1+α)wf0 10.5（2）显然如下的情形可以满足Nyquist 第一准则，并保证在抽样点上无码间干扰（10分）其中w f b 2 ，即系统无码间串扰的最大传输速率f bmax =2w。