2002002通信原理期末試卷及答案

1、2001-2002通信原理期末試卷（注意：在答題紙上答題，不必重新抄題，只寫題號即可。）一填空題：（每個空0.5分，共15分）1 .通信系統(tǒng)按調(diào)制方式可分和；按信號特征可分為和。2 .若線形系統(tǒng)的輸入過程 2）是高斯型的，則輸出（t ）是型的。3 .若系統(tǒng)功率傳輸函數(shù)為H儂），則系統(tǒng)輸出功率譜密度（P%© ）與輸入功率譜密度生怔系為4 .隨參信道的傳輸媒質(zhì)的三個特點(diǎn)分別為、。5 .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。6 .隨參信道中的多經(jīng)傳播對信號傳輸?shù)挠绊懹校?、? .常見的隨機(jī)噪聲可分為、和三類。8 .數(shù)字基帶信號S（t）的功率譜密度Ps儂）可能包括兩部分即和。9

2、 .二進(jìn)制振幅鍵控信號的產(chǎn)生方法有兩種，分別為和。10 .模擬信號是利用、和來實(shí)現(xiàn)其數(shù)字傳輸?shù)摹?1 .模擬信號數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要功能模塊是、和。12 .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。13 .調(diào)制信道對信號的干擾分為和兩種。14 .二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)有三種基本信號，分別為、和。15 .在數(shù)字通信中，同步分為、和。二判斷題：（正確劃" 乂'，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 .設(shè)隨機(jī)過程X（t ）與Y（t ）獨(dú)立，則Z（t）=X（tY（t）的

3、一維概率密度fz（z；t ）= fx（x；t fy （y;t ）。（）3 .平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)具有任意的形狀。（）4 .白噪聲是根據(jù)其概率密度函數(shù)的特點(diǎn)定義的。（）5 .窄帶高斯隨機(jī)過程的包絡(luò)和相位過程是兩個相互獨(dú)立的隨機(jī)過程。（）6 .對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，B與SN可以互換。（）7 .對于數(shù)字基帶信號S（t旃功率譜密度的連續(xù)譜部分總是存在的，而離散譜可有可無。（）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

4、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。()12 .若X(t)是平穩(wěn)的，則X(ti力X(t+C以有相同的統(tǒng)計(jì)特性(C為常數(shù))。()13 .對于數(shù)字基帶信號S(t州功率譜密度的連續(xù)譜部分總是存在的，而離散譜可有可無。()14 .對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道， 若n0T 0 ,則信道容量Ct比。()15 .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(shí)現(xiàn)無誤差傳輸。()三選擇題：(每題1分，共10分)1 .已知平穩(wěn)隨機(jī)過程X(t)服從高斯分布，它的一維概率密度、自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度

5、分別為fx(x)、Rx(刑Sx儂),試問fx(x)、Rx)和Sx儂 促否: (1)必須是偶函數(shù)；(2)必須非負(fù)；(3)能夠確定X(t)的均值；(4)能夠確定X(t)的 方差；(5)能夠確定X(t)的概率密度函數(shù)；(6)能夠確定X(t )的自相關(guān)函數(shù)；(7) 能夠確定X(t )的功率譜密度。上述對fx(x )成立的有；Rx(£ )成立的有；Sx(0 )成立的有；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。3 .隨機(jī)過程的樣本函數(shù)是()(A)確定的時間函數(shù)；(B)隨機(jī)函數(shù)；(C)隨機(jī)變量的函數(shù)。4 .若ElX(t1)=mx(t1), EY(t2)=n(t

6、2), EX(t1 Y(t2)=mX(t1 加比)，則隨機(jī)過程 X(t WY(t)()(A)不相關(guān)；(B)正交；(C)獨(dú)立。5 .如下圖所示的四條函數(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()f，O(A)f(I)4T 2T Ol 2T 4T(C)6 .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)。7 .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。8 .在抗加性高斯白噪聲

7、性能方面，2ASK、2FSK、2PSK從優(yōu)到差的次序?yàn)?)(A) 2FSK、2ASK、2PSK; (C) 2ASK、2FSK、2PSK;(B) 2ASK、2PSK、2FSK; (D) 2PSK、2FSK、2ASK。9 .平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù) Rx(T促()(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)。10 .平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率譜密度 Sx份)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)。11 .平穩(wěn)隨機(jī)過程X(t )的均方值為()(A)負(fù)的；(B)非負(fù)的常量；(C)時間t的函數(shù)。12 .在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，設(shè)發(fā)送1符號和0符號的概率分別為P

8、(1)和P(0), 抽樣時刻樣值分別為 A和0,為了使輸出誤碼率最小，最佳判決門限應(yīng)為(A) A;13.窄帶噪聲n(t酌同相分量nc(t而正交分量ns(t)具有如下性質(zhì)：()(A) nc(t*ns(t腓具有低通性質(zhì)；(B) nc(t汽ns(t邢具有帶通性質(zhì);(C) nc(t歸ns(t)都具有帶阻性質(zhì)；(D) nc(t方(t冊具有高通性質(zhì)。四作圖題：(每題5分，共10分)1,分別畫出模擬、數(shù)字和模擬信號數(shù)字傳輸系統(tǒng)的模型。2.設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為1100110, WJ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。3.設(shè)二進(jìn)制序列為110010001110試以矩形脈

9、沖為例，分別畫出相應(yīng)的單極性 碼、雙極性碼、單極性歸零碼和雙極性歸零碼。4.五論述題：(每題5分，共30分)1,衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是什么？具體用什么來表述？2 .假設(shè)恒參信道白傳輸特性為Hg )，相頻特性巴)為，則它的不失真條件是3 .什么？什么是群延遲一頻率特性 -儂其表達(dá)式是什么?4,什么是頻率選擇性衰落？二經(jīng)傳播時，哪些頻率點(diǎn)衰落最大?5,什么是門限效應(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)?6 .無碼問干擾時，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？7 .什么是“倒冗現(xiàn)象”？為什么二進(jìn)制移相鍵控信號會出現(xiàn)“倒 冗現(xiàn)象”8 .數(shù)字通信有哪些主

10、要優(yōu)點(diǎn)？9 .隨參信道對所傳信號有何影響？如何改善？10 .什么是絕對移相？什么是相對移相？它們有何區(qū)別?11 .簡述二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制（2ASK、2FSK、2PSK）系統(tǒng)的抗噪聲性能？六 計(jì)算題：（1、4每題5分；2、3每題10分，共30分）1 .已知二進(jìn)制數(shù)字信號每個碼元占有的時間為 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3"05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S/N=30dB,計(jì)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

11、功率譜密度Pn(f )=0.5黑10立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m(t)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 H儂);(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H儂)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fb =1000Baud;

12、 (b)碼元速率fb= 4000 Baud; (c)碼元速率fb =1500Baud; (d)碼元速率 fb =3000Baud 問：(1)哪種碼元速率不會產(chǎn)生碼問用擾？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)生碼問用擾，但還可以用？為什么？H ( f)1f /H z-1000O'10005.6.某信源的符號集由A、B、C、D、E、F組成，設(shè)每個符號獨(dú)立出現(xiàn)，其概 率分別為1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4,試求該信息源輸出符號的平均信 息量H ?設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制脈沖序列碼元間隔為Tb,經(jīng)過理想抽樣以后，送到如下圖中的2 二 TbO,Tb(b)T

13、b(a)幾種濾波器，指出哪種會引起碼問申擾，哪種不會引起碼問用擾，說明理由。7.一種設(shè)輸入隨機(jī)過程X(t )(右圖)是平穩(wěn)的，其功率譜密度為 Px儂)，求系統(tǒng)輸出Y(t)的功率譜密度Py(« )。X tY t一 乙.延時T2001 -2002通信原理期末試卷答案一、填空題：（每空0.5分，共15分）1 .基帶傳輸（系統(tǒng)）和頻帶（調(diào)制）傳輸（系統(tǒng)）。2 .高斯型的。3 . P2 購）=|H（0 2 P£co ）04 .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。5 .恒參信道、隨參信道。6 .產(chǎn)生瑞利型衰落、引起頻率彌散、造成頻率選擇性衰落。7 .單頻噪聲、脈沖噪

14、聲和起伏噪聲。8 .連續(xù)譜、離散譜。9 .模擬幅度調(diào)制和鍵控方法。10 .抽樣、量化、編碼。11 . A/D、數(shù)字傳輸系統(tǒng)和D/A。12 .6、4、3。13 .乘性干擾、加性干擾。14 .振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）。15 .載波同步、位同步、群同步。二、判斷題：（正確畫 錯誤畫" 乂；每題0.5分，共5分）1. X；2. X；3. X;4. X；5. X；6. X；7. V；8. X；9. X；10. V；11.義;12. V;13. V;14. V;15. V;三、單項(xiàng)選擇題：（每題1分，共10分）1. fx（x成立的有 ;Rx（。成立的有 ；Sx儂

15、域立的有 ；2. C;3.A;4.A;5. A;6.D;7.B;8. D; 9.C; 10. A; 11.B; 12. C; 13.A;五、論述題：（每題5分，共30分）1 .答：主要性能指標(biāo)有：有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性及維護(hù)使 用等。有效性：傳輸速率、頻帶利用率?？煽啃裕翰铄e率（誤碼率及誤信率）2 .答：不失真條件：H（6瞞足：H ©卜缶為一條水平線;中儂卜©成線性關(guān)系群延遲一頻率特性：頻率特性對頻率的導(dǎo)數(shù)。d : .d .3 .答：頻率選擇性衰落：信號頻譜中某些分量的一種衰落現(xiàn)象。當(dāng)由=生上宴(n為整數(shù))，即f =T'n+-2 KHz時，傳輸零點(diǎn)，

16、傳輸損耗最大。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?yàn)?，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：基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率依賴于信號峰值 A與噪聲均方根值Qn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問干擾的。若比值a越大，則誤碼率就越小。二 n6 .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n相位或冗相位變

17、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(shí)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 ?，F(xiàn)象”。因?yàn)槎M(jìn)制移相鍵控信號采用是絕對移相方式，所以就可能出現(xiàn)“倒 冗現(xiàn) 象”。7 .答：(1)數(shù)字傳輸?shù)目垢蓴_能力強(qiáng)，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(qiáng)。8.答：1)頻帶寬度或頻帶利

18、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最差。 3)對信道特性變化的敏感性而言，OOK最差。六、計(jì)算題：(1、4每題5分；2、3每題10分，共30分)1 .解：(D RB110-二1103 Brr1 P1 = P0 =萬每秒鐘的信息量即為信息速率：1 x 103 bps(3) H x =，PXi log 2 Pxii,1.11.1H -P 1 log2 P1-P(0) log 2P 0二 一一log2 -log2= 12222Rb - H Rb - 1 1103 = 1103bit/s (bps)2 .解：(1) 每個像元x的平均信

19、息量-1丁 P(xi ) = , i =1,2,，161616Hx = -q P xi log 2 Pxi=P xi log 2 Pxi = log 2 16 = 4ii W(2) 一幀圖片的平均信息量I圖片=3X105 44 =1.2 M106bit(3)每秒內(nèi)傳送的信息量;每秒有30幀二每秒內(nèi)傳送的信息量為：30父1.2父106 =3.6父107 bit(4) 信息速率由上可知：Rb =3.6 107 bps3.6 107=3.612 106Hz(5)由于信道容量C2，故信道帶寬：, 一， 上 S ' 10g2(1 +1000) log2 1 + log2 1 + y2< NJ < NJ其中：30dB1000二 要求信道的最小帶寬為：3.612 x106 Hz3.解：(1) 了保證信號順利通過和盡可能地濾除噪聲，帶通濾波器的寬度等于已 調(diào)信號帶寬，即：B =2fm =2 5 =10 kHz其中心頻率為100 kHz,故有：K, 95kHz <|f| <105kHzHaFw0,其它I(2)已知：§ =10 kwNi =2B Pn f