通信原理試卷及答案

通信原理試卷（A） 02.12.22一填空題：（每個空0.5分，共15分）基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率依賴于信號峰值_和噪聲均方根值_之比。調(diào)制信道對信號的干擾分為乘性干擾—和加性干擾—兩種。若線形系統(tǒng)的輸入過程勺（f）是高斯型的，則輸出＜（/）是高斯—型的。通斷鍵控信號（OOK）的基本的解調(diào)方法有非相干解調(diào)（包絡檢波法）—及相干解調(diào)（同步檢測法）_。隨參信道的傳輸媒質(zhì)的三個特點分別為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_。根據(jù)乘性干擾對信道的影響，可把調(diào)制信道分為恒參信道—和隨參信道—兩大類。包絡檢波法的系統(tǒng)誤碼率取決于系統(tǒng)輸入信噪比和歸一化門限值。&起伏噪聲又可分為熱噪聲、散彈噪聲及宇宙噪聲°數(shù)字基帶信號S（/）的功率譜密度心⑺）可能包括兩部分即連續(xù)譜和離散譜。二進制振幅鍵控信號的產(chǎn)生方法有兩種，分別為_模擬幅度調(diào)制法和鍵控法_。模擬信號是利用_抽樣、量化—和編碼_來實現(xiàn)其數(shù)字傳輸?shù)?。模擬信號數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要功能模塊是.A/D_、數(shù)字傳輸系統(tǒng)和D/A。13?設一分組碼（110110）；則它的碼長是6，碼重是4,該分組碼與另一分組碼（100011）的碼距是3。二判斷題：（正確劃“J”，錯誤劃“x”；每題0?5分，共5分）碼元傳輸速率與信息傳輸速率在數(shù)值上是相等的。（X）一般說來，通過鍵控法得到二進制移頻建控信號（2FSK）的相位（久、乞）與序列〃無關。（J）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。（V）白噪聲是根據(jù)其概率密度函數(shù)的特點定義的。（X）基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率與判決門限電平有關。（V）對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，B與S/N可以互換。（X）恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊懯亲兓瘶O其緩慢的，因此，可以認為它等效于一個時變的線性網(wǎng)絡。（X）&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。（X）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。（X）—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系。（V）三選擇題：（每題I分，共10分）a） 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)學期望與時間無關，且其相關函數(shù)與時間間隔無關；（B） 隨機過程的數(shù)學期望與時間無關，且其相關函數(shù)僅與時間間隔有關;(C)隨機過程的數(shù)學期望與時間有關,且其相關函數(shù)與時間間隔無關:(D)隨機過程的數(shù)學期望與時間有關,且其相關函數(shù)與時間間隔有關:(C)隨機過程的數(shù)學期望與時間有關,且其相關函數(shù)與時間間隔無關:(D)隨機過程的數(shù)學期望與時間有關,且其相關函數(shù)與時間間隔有關:b） 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；（D）角度調(diào)制。c） 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

若E[x&)]=叫(L),E\Y(t2)]=my(t2),E\x(t^(t2^=mx(t^nY(t2Y則隨機過程X(f)與Y(t)A.（A）不相關；（B）相關；（C）正交；（D）獨立。e）對于AM調(diào)制系統(tǒng)，在大信噪比情況，采用包絡檢波器解調(diào)時的性能比同步檢測器時的性能（B）低（C）相等J\r)J\r)丿（B）低（C）相等J\r)J\r)丿O（D）幾乎一樣4T2TU\2T4T(C)(D)f） 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函數(shù)曲線_A與解調(diào)方式無關;與解調(diào)方式有關;與解調(diào)方式無關;與解調(diào)方式有關。與調(diào)制方式有關,與調(diào)制方式無關,與調(diào)制方式無關,與調(diào)制方式有關,g） 線形調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制制度增益一D。與解調(diào)方式無關;與解調(diào)方式有關;與解調(diào)方式無關;與解調(diào)方式有關。與調(diào)制方式有關,與調(diào)制方式無關,與調(diào)制方式無關,與調(diào)制方式有關,（A）（B）（C）（D）h）通斷鍵控信號（OOK）的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的」_倍。（A）1 （B）2 （C）3 （D）2/3I） 下列哪一種信號的傳輸帶寬與AM信號傳輸帶寬相同_旦。（A）基帶信號；（B）雙邊帶信號；（C）單邊帶信號；（D）殘留邊帶信號。J） 在抗加性高斯白噪聲性能方面，2ASK、2FSK、2PSK從優(yōu)到差的次序為D。（A） 2FSK、2ASK.2PSK；（C）2ASK、2FSK、2PSK：（B） 2ASK.2PSK、2FSK；（D）2PSK、2FSK、2ASK-四作圖題：（5分）設發(fā)送數(shù)字信息為1001101,則畫11J2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的波形示意圖并求出相應的相對碼序列。五簡答題：（每題5分，共30分）數(shù)字通信有哪些主要優(yōu)點？假設恒參信道的傳輸特性為//（血），相頻特性0（力）為，則它的不失真條件是什么？什么是群延遲一頻率特性（?血）），其表達式是什么？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？AM信號采用包絡檢波法解調(diào)時為什么會產(chǎn)生門限效應？消除碼間干擾的方法有幾種，并說明它們的思想？什么是“倒H現(xiàn)象”？為什么二進制移相鍵控信號會出現(xiàn)“倒H現(xiàn)象”六計算題：（1、2.3每題10分；4每題5分，共35分）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。黑白電視機圖像每幅含有3xl05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^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。設某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度^（/）=O.5xlO-2W/Hz,在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，并設調(diào)制信號〃7（f）的頻帶限制在5kHz,而載波為100kHz,已調(diào)信號的功率為10k肌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：（1） 該理想帶通濾波器應具有怎樣的傳輸特性//（Q）;（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。已知濾波器的H（e）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（假設碼元經(jīng)過了理想抽樣才加到濾波器）：（a）碼元速率fh=1000Baud；（b）碼元速率fb=4000Baud；（c）碼元速率九=1500Baud；（d）碼元速率fh=3000Baudo問：（1） 哪種碼元速率不會產(chǎn)生碼間串擾？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)生碼間串擾，但還可以用？為什么？H屮1 J/HZ-10001000（4）通信原理試卷（A）答案02.12.20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。高斯。非相干解調(diào)（包絡檢波法）、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。恒參信道、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/Ao6、4、3o判斷題：（正確劃“x”，錯誤劃“V”；每題0.5分，共5分）XVVXV XXXXV選擇題：（每題1分，共10分）BCCACADBBD論述題：（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：%）滿足：片㈤為一條水平線;群延遲一頻率特性：頻率特性對頻率的導數(shù)。心)=d心)=d(p(co)dco答:因為是單邊帶信號中的用分量被解調(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：就是當包絡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。因為，門限效應是由包絡檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的，而AM信號采用了包絡檢波法，所

以會產(chǎn)生門限效應。答：1）奈奎斯特第一準則：為了消除碼間干擾，則基帶傳輸特性應滿足：1 .2加- |.7T或八，丿 人2） 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間干擾，而在其余碼元的抽樣時刻無碼間干擾，那么就能使頻帶利用率提高到理論上的最大值，同時乂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)）濾波器將能減少碼間干擾的影響。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，如果釆用絕對移相方式，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相位變兀相位或兀相位變0相位），則恢復的數(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。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，這種現(xiàn)象就稱為“倒?，F(xiàn)象”。因為二進制移相鍵控信號釆用是絕對移相方式，所以就可能出現(xiàn)““倒兀現(xiàn)象”。解：(1)(2)(3)解：計算題：（1、2、3每題10分；4每題解：(1)(2)(3)解：隰=一!一=ixio3“ 1X10-3 Bp(i)=p(o)=i每秒鐘的信息量即為信息速率："IO'bps-工嗆)log2P(xJ??? fH=-P(l)log2P(l)-P(0)log2P(0)=-|log2i-|log21=1/?6=H./?fi=l-lxlO3=lxlO3bit/s(bps)每個像元*的平均信息量...P(兀嗨，心1,2,…,1616

H(x)=-工P(兀)10?P*卜-工P(xjlo頭 )=log216=4/. r /=1一幀圖片的平均信息量

/圖片=3xlO5x4=1.2xl06 匕壯（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：30xl.2xl06=3.6xl07blt（4） 信息速率由上可知：=36xl°bps（5） 由于信道容量°譏,故信道帶寬：log2log2(1+1000)其中：30厶?1000要求信道的最小帶寬為：3.612x10。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:〃=2九=2x5=10畑其中心頻率為100kHz,故有：H(H(e)=0, 其它(2)己知：Si=10