《通信原理》期末復(fù)習(xí)試題一

1、通信原理期末復(fù)習(xí)試題一填空題：（每個空0.5分，共15分）1基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率依賴于和之比。2.調(diào)制信道對信號的干擾分為 和 兩種。3若線形系統(tǒng)的輸入過程i t是高斯型的，則輸出° t是型的。4通斷鍵控信號（OOK）的基本的解調(diào)方法有及。5.隨參信道的傳輸媒質(zhì)的三個特點分別為 、o6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。7包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)誤碼率取決于 和。8起伏噪聲又可分為、及。9數(shù)字基帶信號S t的功率譜密度Ps 可能包括兩部分即 和。10二進制振幅鍵控信號的產(chǎn)生方法有兩種，分別為 和。11模擬信號是利用、和來實現(xiàn)其數(shù)字傳輸?shù)摹?2模擬信號數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要功能模

2、塊是 、和 o13.設(shè)一分組碼（11011。；則它的碼長是 ，碼重是，該分組碼與另一分組碼 （100011）的碼距是 。14在情況下，消息的平均信息量最大。15 .一個連續(xù)信道的信道容量受 、 “三要素”的限制。16 .一個均值為零的平穩(wěn)高斯窄帶隨機過程的包絡(luò)的一維分布是,而其相位的一維分布是。17 .信道傳輸信息的速率與、以及有關(guān)。18數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標是 和。19.常見的隨機噪聲可分為 一、和三類。20二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)有三種基本信號，分別為 、和o衡量通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標主要有 和,具體對數(shù)字通信系統(tǒng)而言，前者常用來衡量，后者常用 來衡量。21在數(shù)字通信中，產(chǎn)生誤碼的因素有兩個：一

3、是由傳輸特性不良引起的，二是傳輸中疊加的。22根據(jù)香農(nóng)公式，理想解調(diào)器的輸入信噪比 SjNi和帶寬Bc與輸出信噪比So/N。和帶 寬Bs之間滿足。23.恒參信道的傳輸特性通?？梢杂煤蛠肀碚鳌?判斷題：（正確劃“，”，錯誤劃“X” ；0每題，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 .一般說來，通過鍵控法得到二進制移頻建控信號（2FSK）的相位（、 ）與序列n無關(guān)。（）3 .任何一個采用線性調(diào)制的頻帶傳輸系統(tǒng)，總可以由一個等效的基帶傳輸系統(tǒng)所替 代。（）4 .白噪聲是根據(jù)其概率密度函數(shù)的特點定義的。（）5 .基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率與判決門限電平有關(guān)。（）6 對于受到高斯白

4、噪聲干擾的連續(xù)信道，B與S/N可以互換。（）7.恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊懯亲兓瘶O其緩慢白1因此，可以認為它等效于一個時變8.的線性網(wǎng)絡(luò)。（）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。（）平穩(wěn)隨機過程的自相關(guān)函數(shù)具有任意的形狀。（）12 .對于數(shù)字基帶信號St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。（）13

5、.在大信噪比情況下，AM信號檢波器的調(diào)制制度增益隨基帶信號的支流分量的減少 而減少。（）14 .對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若 no 0,則信道容量Co （）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C,則理論上可實現(xiàn)無誤差傳輸。（）三選擇題：（每題1分，共10分）1 .一個隨機過程是平穩(wěn)隨機過程的充分必要條件是 。（A）隨機過程的數(shù)學(xué)期望與時間無關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時間間隔無關(guān)；（B）隨機過程的數(shù)學(xué)期望與時間無關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)僅與時間間隔有關(guān)；（C）隨機過程的數(shù)學(xué)期望與時間有關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時間間隔無關(guān)；（D）隨機過程的數(shù)學(xué)期望與時間有關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)

6、與時間間隔有關(guān)；2 .下列屬于線性調(diào)制的是 o相移鍵控；（B）頻移鍵控；（C）振幅鍵控；（D）角度調(diào)制。3 .采用同步解調(diào)殘留邊帶信號時，只要殘留邊帶濾波器的截止特性在載頻處具有 特 性，就能夠準確地恢復(fù)所需的基帶信號。（A）互補（B）對稱（C）互補對稱（D）沒有特殊要求4 .若 EX（L）mx（L）,EY（t2）myt） , EX t Y t2mxt1myt2，則隨機過程 Xt與Y t 。（A）不相關(guān)；（B）相關(guān)；（C）正交；（D）獨立。5 .對于AM調(diào)制系統(tǒng)，在大信噪比情況，采用包絡(luò)檢波器解調(diào)時的性能比同步檢測器時的 性能。（A）高（B）低（C）相等（D）幾乎一樣f()+f()(A)(B)

7、f(),f()4T2TO2T4T "(C)(D)6 .如上圖所示的四條函數(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 。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 .通斷鍵控信號(OOK)的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的 一倍。(A) 1(B) 2(C) 3(D) 2/3下列哪一種信號的傳輸帶寬與AM信號傳輸帶寬相同?；鶐盘?；(B)雙邊帶信號；(C)單邊帶信號；(D)殘留邊帶信號。8 .采用同步解調(diào)殘留邊帶信號時，只要殘留邊帶濾波器的截止特性在載

8、頻處具有特性,就能夠準確地恢復(fù)所需的基帶信號。(A)互補(B)對稱(C)互補對稱(D)沒有特殊要求9 .下列關(guān)于群延遲畸變與幅度畸變說法正確的是 。(A)群延遲畸變是線性畸變，幅度畸變是非線性畸變；(B)群延遲畸變、幅度畸變都是線性畸變；(C)群延遲畸變是非線性畸變，幅度畸變是線性畸變；(D)群延遲畸變、幅度畸變都是非線性畸變。10 .在相同的大信噪比下，通斷鍵控信號(OOK)同步檢測時的誤碼率比包絡(luò)檢波時的誤 碼率。(A)低(B)高(C) 一樣(D)沒有可比性11 .在抗加性高斯白口聲性能方面，2ASK、2FSK、2PSK從差到優(yōu)的次序 。(A) 2FSK、2ASK、2PSK; (C) 2A

9、SK、2FSK、2PSK;(B) 2ASK、2PSK、2FSK; (D) 2PSK、2FSK、2ASK。12.窄帶口聲nt的同相分量nct與正交分量ns t具有如下性質(zhì)。(A) nct與t都具有帶限性質(zhì)；(B) n。t與t都具有帶通性質(zhì)；(C) nct與nst都具有高通性質(zhì)；(D) nct與ns t都具有低通性質(zhì)。13.在帶寬與信噪比互換關(guān)系上，下列 性能與理想通信系統(tǒng)性能差距最小。(A)SSB 系統(tǒng)；(B)FM系統(tǒng)；(C)A M系統(tǒng)；(D)PCM系統(tǒng)14.在一個碼組內(nèi)糾正t位錯誤，同時檢測ee t個誤碼，要求最小距離dm.應(yīng)為(A)dmin 2t e1(B)dmint e1(C)dmin t

10、 2e1(D)dmin2t 2e115傳輸速率為9600 B的二進制數(shù)碼流，所需的最小傳輸帶寬為 。(A) 3.2 kHz (B) 4.8 kHz(C) 1.6 kHz (D) 9.6 kHz4 .作圖題：(5分)1 .設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為1001101,則畫出2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的波形示意圖 并求出相應(yīng)的相對碼序列。2 .已知數(shù)字信息an 1011010,分別以下列兩種情況畫出 2PSK, 2DPSK的波形以及 寫出相對碼bn o(1)碼元速率為1200 B,載波頻率為1200 Hz;(2)碼元速率為1200 B,載波頻率為1800 Hz;5 .簡答題：(每題5分，共30分)

11、H ,相頻特性為，則),其表達式是什么？1數(shù)字通信有哪些主要優(yōu)點？假設(shè)包參信道的傳輸特性為 它的不失真條件是什么？ 什么是群延遲一頻率特性(2 .為什么雙邊帶解調(diào)器的調(diào)制制度增益是單邊帶的二倍？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)?3消除碼問干擾的方法有幾種，并說明它們的思想？什么是“倒冗現(xiàn)象”？為什么二進制移相鍵控信號會出現(xiàn)“倒冗現(xiàn)象”4 .為什么DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍？什么是眼圖？由眼圖模型可以說明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？5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？ DSB調(diào)制系統(tǒng)和SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能是否相同？為

12、什么？6 .窄帶高斯白噪聲中的“窄帶”、“高斯”、“白”的含義各是什么？6 .計算題：(1、2、3每題10分；4每題5分，共35分)1 .已知二進制數(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黑白電視機圖像每幅含有3 105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功率譜密度Pn f 0.5 10 2W/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 mt的頻帶限制在5kHz,

13、而載波為100kHz,已 調(diào)信號的功率為10kW。若接收機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：該理想帶通濾波器應(yīng)具有怎樣的傳輸特性 H ；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。4 .已知濾波器的H具有如下圖所示的特性(碼元速率變化時特性不變)，當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)：碼元速率fb 1000 Baud ; (b)碼元速率fb 4000 Baud ; (c)碼元速率fb 1500 Baud; (d)碼元速率 fb 3000Baud。問:哪種碼元速率不會產(chǎn)生碼

14、問用擾？為什么？ 哪種碼元速率根本不能用？為什么?哪種碼元速率會產(chǎn)生碼問用擾，但還可以用？為什么？j H (f )1f / Hz1000 O10005 .一種設(shè)輸入隨機過程 X t (右圖)是平穩(wěn)的，其功率譜密度為Px，求系統(tǒng)輸出Yt的功率譜密度Py。Y t編輯版word一延時T隔為Tb ,6 .設(shè)隨機二進制脈沖序列碼元問 經(jīng)過理想抽樣以后，送到如下圖中的幾種濾波器，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。H()TbTb(a)O 2Tb(b)H()7 .若i t是平穩(wěn)隨機過程，其功率譜密度 Pino/2 ,將它加于下圖所示系統(tǒng)，試確定該系統(tǒng)輸出隨機過程的功率譜密度和相關(guān)函數(shù)。

15、遲延T8設(shè)最高頻率為3 kHz的話音信號經(jīng)DSB調(diào)制后，在九30 MHz的高頻信道上傳遞10 km。信道傳輸?shù)墓β仕ズ臑?10 dB/km，信道中存在高斯白噪聲，其雙邊功率譜密度 為n0/2 10 16 W/Hz ,要求接收輸出信噪比So/No 40 dB。(1)請畫出解調(diào)方框圖(應(yīng)注明各方框主要參數(shù))；(2)試確定輸出噪聲功率譜密度；(3)試確定最小平均發(fā)送功率。9;進制數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)如左圖所示，設(shè) C01cos 001 , Gt0 0 其它GrJh?，F(xiàn)已知(1)若nt的雙邊功率譜密度為n0；2W/Hz ,試確定Gr 的輸出噪聲功率;(2)若在抽樣時刻 KT (K為任意正整數(shù))上，接收濾波

16、器的輸出信號以相同概率取0, A電平，而輸出噪聲取值 V服從下述概率密度分布的隨機變量，即：M1f V - e ,0常數(shù)2試求系統(tǒng)最小誤碼率 Pe。n t0通信原理期末復(fù)習(xí)試題一答案一填空題：（每個空0.5分，共15分）信號峰值、噪聲均方根值。乘性干擾、加性干擾。圖斯。非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）、相干解調(diào)（同步檢測法）。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。包參信道、隨參信道。系統(tǒng)輸入信噪比、歸一化門限值。熱噪聲、散彈噪聲、宇宙噪聲。連續(xù)譜、離散譜。模擬幅度調(diào)制法、鍵控法。抽樣、量化、編碼。A/D、數(shù)字傳輸系統(tǒng)、D/A。6、 4、 3。等概率。n0）。信道的帶寬（B）、信道輸出

17、的信號功率（S）、噪聲單邊功率譜密度（ 瑞利分布、均勻分布。單位時間傳送的符號數(shù)目、信息源的概率分布、信道干擾的概率分布。傳輸速率、差錯率。單頻噪聲、脈沖噪聲、起伏噪聲。振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）。1 .有效性、可靠性；碼元速率，誤碼率。2 .碼問用擾，加性噪聲。3 . Bc log2 1 S Ni Bs log2 1 So. No4 .幅度一頻率特性、相位一頻率特性。二判斷題：(正確劃“X"，錯誤劃“，”；每題 0.5分，共5分)x，x，xx X X， XX ，x三選擇題：(每題1分，共10分)B CCACAD B B CB ACDBAB;四論述題：

18、(每題5分，共30分)答：(1)數(shù)字傳輸?shù)目垢蓴_能力強，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。答：不失真條件：H 滿足：H |為一條水平線； 成線性關(guān)系延延遲一頻率特性：頻率特性對頻率的導(dǎo)數(shù)。dd答：因為是單邊帶信號中的K?(t)sin ct分量被解調(diào)器濾除了，而它在解調(diào)器輸入端確 是信號功率的組成部分。答：門限效應(yīng)：就是當包絡(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)

19、急劇惡化的一種現(xiàn)象。因為，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)。答：1)奈奎斯特第一準則：為了消除碼問干擾，則基帶傳輸特性應(yīng)滿足：12 i- 1Ts i TsTs或 i2sl TsII TS2)奈奎斯特第二準則：有控制地在某些碼元的抽樣時刻引入碼問干擾，而在其余碼元的抽樣時刻無碼問 干擾，那么就能使頻帶利用率提高到理論上的最大值，同時又可以降低對定時精度的要 求。3)頻域均衡在基帶系統(tǒng)中插入一種可調(diào)(也可不調(diào))濾波器將能減少碼問干擾的影響。頻域 均衡就是利用可調(diào)濾波器的頻率特性去補償基帶系統(tǒng)的頻率特性，使包括可調(diào)濾波器在內(nèi) 的基帶系

20、統(tǒng)的總特性滿足實際性能的要求。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的，因而在接收端系統(tǒng)中也必須有這樣一個固定基準相位作參考。如果這個參考相位發(fā)生變化（0相位變 相位或 相位變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)。而實際通信時，參考基準相位的隨機跳變是可能的，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“倒現(xiàn)象”。因為二進制移相鍵控信號采用是絕對移相方式，所以就可能出現(xiàn)“倒現(xiàn)象”。答：因為它采用同步解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量 ns（t）被消除的緣故。答：眼圖是指用示波器顯示用實驗手段估

21、計系統(tǒng)性能的圖形，因為在傳輸二進制信號波形時，它很像人的眼睛。它能說明基帶傳輸系統(tǒng)的性能有：最佳抽樣時刻應(yīng)是“眼睛”張開最大的時刻；對定時誤差的靈敏度可由眼圖的斜邊之斜率決定，斜率越陡，對定時誤差就越靈 敏；圖的陰影區(qū)的垂直高度表示信號幅度畸變范圍；圖中央的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平；在抽樣時刻上，上下兩陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲的容限（或稱噪聲邊際），即若 噪聲瞬時值超過這個容限，則就可能發(fā)生錯誤判決。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n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。 n答：相同。因為單邊

22、帶信號所需帶寬僅僅是雙邊帶的一半。因而，在噪聲功率譜密度相同的情況 下，雙邊帶解調(diào)器的輸入噪聲功率是單邊帶的二倍，從而也使雙邊帶解調(diào)器輸出噪聲功率 比單邊帶的大一倍。因此，盡管雙邊帶解調(diào)器的制度增益比單邊帶的大，但它的實際解調(diào) 性能不會優(yōu)于單邊帶的解調(diào)性能。不難看出，如果解調(diào)器的輸入噪聲功率譜密度相同，輸 入的信號功率也相同，則雙邊帶和單邊帶在解調(diào)器輸出端的信噪比是相等的。這就是說， 從抗噪聲的觀點看，單邊帶的解調(diào)性能和雙邊帶是相同的。元相對相位的差唯一決定信息 符號，這樣避免了絕對移相方式中的“倒現(xiàn)象”。11.答：“窄帶”是指系統(tǒng)的頻帶比起中心頻率來小得多的系統(tǒng);“白”是指噪聲的功率譜密度服

23、從均勻分布；“高斯”是指噪聲的概率密度函數(shù)服從正態(tài)分布。五計算題：（1、2、3每題10分；4每題5分，共35分） 解：（1） rb y 1103 b110 31 P1 P0 2每秒鐘的信息量即為信息速率：1 103 bps(3) H x P xi log 2 Pxi_1111,H P1 log2 P1 P(0)log2 P 0 log2 log2122 22Rb H Rb 1 1 103 1 103 bit/s (bps)解：(1) 每個像元x的平均信息量1P% , i 1,2, ,1616P xi log 2 Pxi logz16 4 i 1bit16H x P 為 log 2 Pxi(2)

24、 一幀圖片的平均信息量I 圖片 3 105 4 1.2 106(3) 每秒內(nèi)傳送的信息量 每秒有30幀 每秒內(nèi)傳送的信息量為：30 1.2 106 3.6 107 bit(4) 信息速率由上可知： Rb 3.6 107 bps(5)由于信道容量C故信道帶寬:log 2 13.6 107log2 1 10003.612 106Hz其中：30dB1000要求信道的最小帶寬為：3.612 106 Hz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 105kHzH 0, 其

25、它(2)已知：Si 10 kwNi 2B Pn f 2 10 103 0.5 10 310 w S故輸入信噪比： 1000Ni(3)因有 Gdsb 2故輸出信噪比：豆222000No Ni有:(4)根據(jù)雙邊帶解調(diào)器的輸出噪聲與輸入噪聲功率關(guān)系,No2.5 w故:Pnof2 fm0.25 10 31 w/Hz Pn 2解：2000 Baud由圖可知帶寬為1000Hz,奈奎斯特速率為 由此可得：(a) fb 1000 Baud,不會產(chǎn)生碼問申擾；(b) (d)碼元速率根本不能用；(c) fb 1500 Baud會引起碼問申擾；但還可以用。解：方法一：由圖可得輸出：故:RxoXo tE Xo tX tXot根據(jù):RxPxoX EXRx2RxRxRxRxRxRxPx2Px2 1cosPxTPxej TPx方法二：該系統(tǒng)的單位沖擊響應(yīng)ht故其傳遞特性:因而:解:Py在一,一區(qū)間上,Tb Tbcos e2PxPx21c