0102第二學(xué)期通信原理期末試卷

1、通信原理試 卷2002.7學(xué)號(hào)： （注意：在答題紙上答題，不必重新抄題，只寫(xiě)題號(hào)即可。）填空題：（每個(gè)空 0.5 分，共 15 分）一若線性系統(tǒng)的輸入過(guò)程xi (t ) 是高斯型的，則輸出x o (t ) 是型的。若系統(tǒng)功率傳輸函數(shù)為 H (w)，則系統(tǒng)輸出功率譜密度(Px (w )與輸入O功率譜密度(Px (w )關(guān)系為 。I調(diào)制信道對(duì)信號(hào)的干擾分為和兩種。根據(jù)乘性干擾對(duì)信道的影響，可把調(diào)制信道分為和兩大類。1.2.3.4.5.6.7.隨參信道中的多經(jīng)對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懹校?、。常?jiàn)的隨機(jī)噪聲可分為、和三類。數(shù)字基帶信號(hào)S(t)的功率譜密度 PS (w )可能包括兩部分即和。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)有

2、三種基本信號(hào)，分別為、和。模擬信號(hào)是利用、和來(lái)實(shí)現(xiàn)其數(shù)字傳輸?shù)摹ＤM信號(hào)數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要功能模塊是、和。設(shè)一分組碼（110110）；則它的碼長(zhǎng)是 ，碼重是 ，該分組碼與另一分組碼（100011）的碼距是。在數(shù)字通信中，同步分為、和。8.9.10.11.12.二是非題：（正確劃“×”，錯(cuò)誤劃“”；每題 0.5 分，共 5 分）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。（1.2.）若 X (t )是平穩(wěn)的，則 X (t1 )與 X (t1 + C)具有相同的統(tǒng)計(jì)特性（C 為常數(shù)）（） 對(duì)于數(shù)字基帶信號(hào)S(t)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(wú)。（）3.

3、4.白噪聲是根據(jù)其概率密度函數(shù)的特點(diǎn)定義的。（）通信原理考卷 第1頁(yè)（共9頁(yè)）5.窄帶高斯隨機(jī)過(guò)程的包絡(luò)和相位過(guò)程是兩個(gè)相互的隨機(jī)過(guò)程。（）對(duì)于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若n0 ® 0 ，則信道容量C ® ¥（） 對(duì)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6.7.于信道容量 C，則理論上可實(shí)現(xiàn)無(wú)誤差傳輸。（）8.小信噪比時(shí)，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。（）9.一種編碼的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力與該編碼的最小碼距的大小有直接關(guān)系。（）10.碼元傳輸速率與信息傳輸速率在數(shù)值上是相等的。（）三選擇題：（每題

4、1 分，共 10 分）若 EX (t1 ) = mX (t1 ) ， EY (t2 ) = mY (t2 ) ， EX (t1 )Y (t2 ) = mX (t1 )mY (t2 )， 則隨機(jī)過(guò)程 X (t )與Y (t)（）。1.（A） 不相關(guān)；（B）正交；（C）。2.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的自相關(guān)函數(shù) Rx (t )是（）。（A） 只為正的偶函數(shù)；（B）只為負(fù)的奇函數(shù)；（C）可正可負(fù)的偶函數(shù)。3.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。4.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的功率譜密度Sx (w )為（）。（A） 非負(fù)的實(shí)的偶函數(shù)；（B）負(fù)的偶函數(shù)；（C）可正可負(fù)的偶函數(shù)。1 符號(hào)和 0

5、 符號(hào)的概率分別為 P(1)和5.在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，設(shè)P(0)，抽樣時(shí)刻樣值分別為 A 和 0，為了使輸出誤碼率最小，最佳門(mén)限應(yīng)為（）。P(0)s 2AA（B） + n ln（A） ；2( ) ；22 AP 1P(0)A2s 2P(0)s 2A（C） + n ln（D） +nln( ) ；( ) 。2AP 12AP 1通信原理考卷 第2頁(yè)（共9頁(yè)）6.窄帶噪聲n(t )的同相分量nc (t )與正交分量ns (t )具有如下性質(zhì)：（）。（A） nc (t )與ns (t )都具有低通性質(zhì)；（B） nc (t )與ns (t )都具有帶通性質(zhì)；（C） nc (t )與ns (t )都具有帶阻

6、性質(zhì)；（D） nc (t )與ns (t )都具有高通性質(zhì)。7.如右圖所示的四條函數(shù)曲線，哪一條不是平穩(wěn)過(guò)程的正確的自相關(guān)函數(shù)曲線（ ）。線性調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制制度增益（ ）。f (t )f (t )8.ttOO( A )(B)f (t )（A） 與調(diào)制方式有關(guān)，與解調(diào)方式無(wú)關(guān)；（B） 與調(diào)制方式無(wú)關(guān)，與解調(diào)方式有關(guān)；（C） 與調(diào)制方式無(wú)關(guān)，與解調(diào)方式無(wú)關(guān)；f (t )tOt4T 2T O2T 4T(C)(D)（D） 與調(diào)制方式有關(guān)，與解調(diào)方式有關(guān)。9.下列哪一種信號(hào)的傳輸帶寬與 AM 信號(hào)傳輸帶寬相同（）。（A） 基帶信號(hào)；（B）雙邊帶信號(hào)；（C）單邊帶信號(hào)；（D）殘留邊帶信號(hào)。10. 在抗加性

7、高斯白噪聲性能方面，2ASK、2FSK、2PSK 從優(yōu)到差的次序?yàn)椋ǎ?。（A） 2FSK、2ASK、2PSK；（C）2ASK、2FSK、2PSK；（B） 2ASK、2PSK、2FSK；（D）2PSK、2FSK、2ASK。四作圖題：（每題 5 分，共 10 分）設(shè)二進(jìn)制序列為 110010101110，試以矩形脈沖為例，分別畫(huà)出相應(yīng)的單極性碼、雙極性碼、單極性歸零碼和雙極性歸零碼。1.2.設(shè)數(shù)字信息為 1100101，則畫(huà)出 2ASK、2FSK、2PSK 和 2DPSK的波形示意圖并求出相應(yīng)的相對(duì)碼序列。論述題：（每題 5 分，共 30 分）五假設(shè)恒參信道的傳輸特性為 H (w)，相頻特性為j(

8、w )，則它的不失真條件是什么？什么是群延遲頻率特性(t (w )，其表達(dá)式是什么？1.2.3.隨參信道對(duì)所傳信號(hào)有何影響？如何？什么是門(mén)限效應(yīng)？AM 信號(hào)采用包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生門(mén)限通信原理考卷 第3頁(yè)（共9頁(yè)）效應(yīng)？間干擾時(shí)，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？簡(jiǎn)述二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制（2ASK、2FSK、2PSK）系統(tǒng)的抗噪聲性能？ 什么是“倒現(xiàn)象”？為什么二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)會(huì)出現(xiàn)“倒現(xiàn)象”？4.5.6.六計(jì)算題：（1、4 每題 5 分；2、3 每題 10 分，共 30 分）一種設(shè)輸入隨機(jī)過(guò)程 X (t )（右圖）是平穩(wěn)的，其功率譜密度為 Px (w ) ，求系統(tǒng)

9、輸出Y (t)的功率譜密度 Py (w )。1.X (t )Y (t )å延時(shí)T黑白電視機(jī)圖像每幅含有3´105 個(gè)像素，每個(gè)像素有 16 個(gè)等概率出現(xiàn)2.的亮度等級(jí)。要求每秒種傳輸 30 幀圖像。若信道輸出S N =30dB，計(jì)算傳輸該黑白電視圖像所要求信道的最小帶寬。設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度 Pn ( f ) = 0.5 ´10-3 W/Hz,在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào) m(t) 的頻帶限制在3.5kHz，而載波為 100kHz，已調(diào)信號(hào)的功率為 10kW。若的輸入信號(hào)在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過(guò)一理想帶通濾波器濾波，試問(wèn)：該理想

10、帶通濾波器應(yīng)具有怎樣的傳輸特性 H (w)；解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？ 解調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少？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(lái)。（1）（2）（3）（4）設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制脈沖序列碼元間隔為T(mén)b ，經(jīng)過(guò)理想抽樣以后，送到如下4.圖中的幾種濾波器，指出哪種會(huì)引起碼間串?dāng)_，哪種擾，說(shuō)明理由。引起碼間串通信原理考卷 第4頁(yè)（共9頁(yè)）H (w )H (w )ww- 3pTb3pTb- 2pTb2pTbOO(b)(a)通信原理考卷第5頁(yè)（共9頁(yè)）通信原理2002.7一、填空題：（每空0.5分，共15分）1.2.3.4.5.6.7.8.9.高斯。P (w) =H (w) 

11、5; P (w)。2xoxi乘性干擾、加性干擾。恒參信道、隨參信道。產(chǎn)生瑞利型、引起頻率彌散、造成頻率選擇性。單頻噪聲、脈沖噪聲和起伏噪聲。連續(xù)譜、離散譜。振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）和移相鍵控（PSK）。抽樣、量化、編碼。10. A/D、數(shù)字傳輸系統(tǒng)和D/A。11. 6、4、3。12. 載波同步、位同步、群同步。二、題：（正確畫(huà)“”，錯(cuò)誤畫(huà)“×”；每題0.5分，共5分）1.6.×；2. ；7. ；3. ；8. ×；4. ×；9. ；5. ×；10. ×；三、單項(xiàng)選擇題：（每題1分，共10分）1. A； 2. C； 3.C；

12、4.A；9.B；5. C；10.D6.A； 7.A；8.D；四、作圖題：（每題5分，共10分）五、論述題：（每題5分，共30分）1. 答：不失真條件：H (w)滿足：H (w ) w 為一條水平線；j(w) w 成線性關(guān)系通信原理考卷 第6頁(yè)（共9頁(yè)）群延遲頻率特性：頻率特性對(duì)頻率的導(dǎo)數(shù)。t (w) = dj(w)dw2. 答：對(duì)信號(hào)傳輸有衰耗，并隨時(shí)間而變； 傳輸?shù)臅r(shí)延隨時(shí)間而變；產(chǎn)生多徑，而多徑對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懹校?產(chǎn)生瑞利型；引起頻率彌散； 造成頻率選擇性：對(duì)隨參信道往往要采用抗快。措施。如各種抗的調(diào)制解調(diào)技術(shù)及接收技術(shù)等。其中較為有效的一種就是分集接收技術(shù)。3. 答：門(mén)限效應(yīng)：就是當(dāng)包

13、絡(luò)檢波器的輸入信噪比降低到一個(gè)特定的數(shù)值后，檢波器輸出信噪比出現(xiàn)急劇的一種現(xiàn)象。因?yàn)?，門(mén)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(hào)采用了包絡(luò)檢波法，所以會(huì)產(chǎn)生門(mén)限效應(yīng)。4. 答：基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率依賴于信號(hào)峰值 A 與噪聲均方根值s n 之比，而與采用什么樣的信號(hào)形式無(wú)關(guān)，但這里的信號(hào)形式必須是能夠消除碼間干擾的。A若比值越大，則誤碼率就越小。s n5. 答：1） 頻帶寬度或頻帶利用率方面：2FSK 系統(tǒng)最不可取。2） 抗加性高斯白噪聲方面：相干 2PSK 性能最好，2FSK 次之，OOK。3）對(duì)信道特性變化的敏感性而言，OOK6. 答：門(mén)限效應(yīng)：。就是當(dāng)包絡(luò)檢波器的輸入信

14、噪比降低到一個(gè)特定的數(shù)值后，檢波器輸出信噪比出現(xiàn)急劇的一種現(xiàn)象。因?yàn)?，門(mén)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(hào)采用了包絡(luò)檢波法，所以會(huì)產(chǎn)生門(mén)限效應(yīng)。六、計(jì)算題：（1、4每題5分；2、3每題10分，共30分）1. 解：顯然 H (w) =1 + e- jwT ，所以H (w) 2 = 2(1 + coswT )通信原理考卷 第7頁(yè)（共9頁(yè)）輸出功率譜密度為P (w) =()P (w) = 2P (w)(1 + coswT )2wHx0xixi又因?yàn)镻 (w) = (2 + e jwT+ e- jwT )n0x02所以Rx (t ) = 2Rx (t ) + Rx (t +

15、T ) + Rx (t - T )0iii= n0 2d (t ) + d (t + T ) + d (t - T )22.解：（1）每個(gè)像元 x 的平均信息量1QP(x ) =， i = 1,2,L,16i1616H (x) = -å P(xi )log2 P(xi ) = -å P(xi )log2 P(xi ) = log2 16 = 4ii=1（2） 一幀圖片的平均信息量56I圖片 = 3´10 ´ 4 =1.2 ´10（3） 每秒內(nèi)傳送的信息量Q 每秒有 30 幀bit 每秒內(nèi)傳送的信息量為： 30 ´1.2 ´1

16、06 = 3.6 ´107（4） 信息速率bit由上可知： Rb = 3.6 ´107bps（5） 由于信道容量C ³ Rb ，故信道帶寬：3.6 ´107RbCB =³= 3.612´106HzSlog2 (1 + 1000)æSöæölog2 ç1 + N ÷log2 ç1 + N ÷èøèø其中： 30d B 1000要求信道的最小帶寬為： 3.612´106Hz通信原理考卷 第8頁(yè)（共9頁(yè)）3. 解

17、：（1） 了保證信號(hào)順利通過(guò)和盡可能地濾除噪聲，帶通濾波器的寬度等于已調(diào)信號(hào)帶寬，即：B = 2 fm = 2 ´ 5 = 10kHz其中心頻率為 100 kHz，故有：ìK ,95kHz ££ 105kHzfH (w ) = ïí0,其它ïî（2） 已知： Si = 10 kwN = 2B × P ( f ) = 2 ´10 ´10 ´ 0.5´10= 10 w3-3inSi故輸入信噪比：= 1000Ni= 2（3）因有GDSBSoSi故輸出信噪比：= 2 ×= 2000NoNi（4） 根據(jù)雙邊帶解調(diào)器的輸出噪聲與輸入噪