武漢工程大學(xué)大二通信專業(yè)通信原理期末試卷及答案

武漢工程大學(xué)通信原理試卷

學(xué)號：姓名：

（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.在—情況下，消息的平均信息量最大。

2.一個連續(xù)信道的信道容量受—、—、—“三要素”的限制。

3.一個均值為零的平穩(wěn)高斯窄帶隨機(jī)過程的包絡(luò)的一維分布是—,而其

相位的一維分布是—o

4.信道傳輸信息的速率與_、—以及一有關(guān)。

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.數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是—和

7.常見的隨機(jī)噪聲可分為一、—和一三類。

8.數(shù)字基帶信號5（/）的功率譜密度心儂）可能包括兩部分即—和—o

9.二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)有三種基本信號，分別為—、一和

10.模擬信號是利用_、—和—來實(shí)現(xiàn)其數(shù)字傳輸?shù)摹?/p>

11.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）的瑪距是―。

二判斷題：（正確劃錯誤劃“x”；每題0.5分，共5分）

1.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。（）

2.平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)具有任意的形狀。（）

3.對于數(shù)字基帶信號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。（）

4.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。（）

5.白噪聲是根據(jù)其概率密度函數(shù)的特點(diǎn)定義的。（）

6.對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若他-0,則信道容量8。

（）

7.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。（）

8.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。（）

9.一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。

（）

10.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(rèn)為它等

效于一個時變的線性網(wǎng)絡(luò)。（）

三選擇題：（每題1分，共10分）

1.采用同步解調(diào)殘留邊帶信號時，只要?dú)埩暨厧V波器的截止特性在載

頻處具有_特性，就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基帶信號。

（A）互補(bǔ)（B）對稱（C）互補(bǔ)對稱（D）沒有特殊要求

2.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

3.下列屬于線性調(diào)制的是

（A）相移鍵控；（B）頻移犍控；（C）振幅鍵控；（D）角度調(diào)制。

4.下列關(guān)于群延遲畸變與幅度畸變說法正確的是—o

（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。

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—o

（A）高（B）低（C）相等（D）幾乎一樣

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_O

7.線形調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制制度增益—。

（A）調(diào)制方式有關(guān)，與解調(diào)方式無關(guān)；

（B）調(diào)制方式無關(guān)，與解調(diào)方式有關(guān)；

（C）調(diào)制方式無關(guān)，與解調(diào)方式無關(guān)；

（D）調(diào)制方式有關(guān)，與解調(diào)方式有關(guān)。

8.在相同的大信噪比下，通斷鍵控信號（00K）同步檢測時的誤碼率比

包絡(luò)檢波時的誤碼率—O

（A）低（B）高（C）一樣（D）沒有可比性

9.在抗加性高斯白噪聲性能方面，2ASK、2FSK、2PSK從差到優(yōu)的次

序—O

（A）2FSK、2ASK、2PSK；（C）2ASK、2FSK、2PSK；

（B）2ASK、2PSK、2FSK；（D）2PSK、2FSK、2ASK。

10.一個隨機(jī)過程是平穩(wěn)隨機(jī)過程的充分必要條件是—O

（A）隨機(jī)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(jī)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(jī)過程的數(shù)學(xué)期望與時間有關(guān)，旦其相關(guān)函數(shù)與時間間隔無關(guān)；

（D）隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)期望與時間有關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時間間隔有關(guān)；

四作圖題：（5分）

設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為1100110,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。

五論述題：（每題5分，共30分）

1.為什么DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍？

2.什么是門限效應(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.假設(shè)恒參信道的傳輸特性為”3）,相頻特性夕3）為，則它的不失真條

件是什么？什么是群延遲一頻率特性（丁3））,其表達(dá)式是什么？

4.什么是眼圖？由眼圖模型可以說明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？

5.無碼間干擾時，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？

6.DSB調(diào)制系統(tǒng)和SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能是否相同？為什么？

六計(jì)算題：（1、2、3每題10分；4題5分，共35分）

1.一種設(shè)輸入隨機(jī)過程X。）（右x（。

圖）是平穩(wěn)的，其功率譜密度

為心（切，求系統(tǒng)輸出的功延時T

率譜密度63）。

2.黑白電視機(jī)圖像每幅含有3xl（）5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功率譜密度匕（/）=0.5X10『MHZ,在該信

道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，并設(shè)調(diào)制信號加（。的頻帶限制在

5kHz,而載波為100kHz,已調(diào)信號的功率為10kWo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”3）；

（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.設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制脈沖序列碼元間隔為7；，經(jīng)過理想抽樣以后，送到如下

圖中的幾種濾波器，指出哪種會引起碼間串?dāng)_，哪種不會引起碼間串

擾，說明理由。

S)

通信原理試卷答案

四填空題：（每個空0.5分，共15分）

13.等概率。

14.信道的帶寬（B）、信道輸出的信號功率（S）、噪聲單邊功率譜密度（〃0）。

15.瑞利分布、均勻分布。

16.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。

17.恒參信道、隨參信道。

18.傳輸速率、差錯率。

19.單頻噪聲、脈沖噪聲、起伏噪聲。

20.連續(xù)譜、離散譜。

21.振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）。

22.抽樣、量化、編碼。

23.A/D、數(shù)字傳輸系統(tǒng)、D/A。

24.6、4、3。

五判斷題：（正確劃“X"，錯誤劃每題0.5分，共5分）

XXVXXVVXVX

六選擇題：（每題1分，共10分）

CBCBDADACB

五作圖題：（5分）

七論述題：（每題5分，共30分）

7.答：

因?yàn)樗捎猛浇庹{(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量乙⑺被消除的緣

故。

8.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)。

9.答：不失真條件：

H⑻滿足：

?3為一條水平線；

My）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)。

10.答：眼圖是指用示波器顯示用實(shí)驗(yàn)手段估計(jì)系統(tǒng)性能的圖形，因?yàn)樵?/p>

傳輸二進(jìn)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：

1）最佳抽樣時刻應(yīng)是〃眼睛”張開最大的時刻；

2）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；

3）圖的陰影區(qū)的垂直高度表示信號幅度畸變范圍；

4）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。

11.答:基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率依賴于信號峰值A(chǔ)與噪聲均方根值%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

碼間干擾的。

若比值w越大，則誤碼率就越小。

%

12.答：相同。

因?yàn)閱芜厧盘査鑾拑H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(shí)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(diǎn)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“倒乃現(xiàn)象二

八計(jì)算題：(1、2、3每題10分；4題5分，共35分)

4.解：

方法一：

由圖可得輸出：

X。價=XQ)+XQ_T)

故：呢?)=瓦x〃)x4+3]

=￡{[x(r)+X(t-T)1x(f+T)+X(t+T-r)]}

rx（r）x（r+r）+X（r）X（r+T-T）+X（t-T）~

一|_X（r+r）+X（r-T）X（z+r-T）

=RXQ）+RX（LT）+RXG+T）+RXQ）

=20（工）+0（7-7）+&（工+7）

根據(jù)：Rx°（r）oPx.（G）

Px°@=2Px3）+Px（"r"+Px3/"

=2（1+COSCOT）-Px（69）

方法二：

該系統(tǒng)的單位沖擊響應(yīng)

咐=陽+沖_7）

故其傳遞特性：

.ct）T（,a）T,a）T、丁,a）T

”⑼=1+e-師=產(chǎn)戶+=2cos—

因而：『??3)

2

=4cos------Px⑼=2(1+coscoT)?Px(co)

5.解：

(1)每個像元工的平均信息量

?項(xiàng))=4，i=L2,…,16

16

“3=一2P(xJbg2尸(七)=一￡尸(a)log20(a)=log216=4

i1=1

(2)一幀圖片的平均信息量

/圖片=3xio5x4=1.2xio6bit

(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=3.6xl07bit

(4)信息速率

由上可知：&=3.6x107bps

(5)由于信道容量CNq，故信道帶寬:

3.6xlO7

=3.612xlO6Hz

log2(l+1000)

其中：30d8?100°

/.要求信道的最小帶寬為：3.612xlO6Hz

6.