通信原理試卷及答案2

2002-2003學(xué)年第二學(xué)期《通信原理》期末試卷

（通信工程專業(yè)00級）

一、填空題：（每空0.5分，共15分）

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。

在數(shù)字通信中，產(chǎn)生誤碼的因素有兩個：一是由傳輸特性不良引起的，二是傳輸中疊加的。

在情況下，消息的平均信息量最大。

根據(jù)香農(nóng)公式，理想解調(diào)器的輸入信噪比和帶寬紇與輸出信噪比s〃/M和帶寬紇之間滿足

模擬信號數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要功能模塊是、和。

包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)誤碼率取決于和。

基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率依賴于和之比。

一個連續(xù)信道的信道容量受、“三要素”的限制。

起伏噪聲可分為、及0

恒參信道的傳輸特性通?？梢杂煤蛠肀碚?。

信道傳輸信息的速率與、以及有關(guān)。

若線性系統(tǒng)的輸入過程&（'）是高斯型的，則輸出當(dāng)（/）是型的。

設(shè)一分組碼（010111）,則它的碼長是，碼重是，該分組碼與另一分組碼（110010）的碼距是

二、判斷題：（正確畫“J”，錯誤畫“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。（）

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(luò)。（）

對于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道，若“。一°,則信道容量C-8。（）

小信噪匕時，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。（）

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。（）

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。（）

對于數(shù)字基帶信號s（'）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。（）

基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率與判決門限電平有關(guān)。（）

一種編碼的檢錯和糾錯能力與該編碼的最大碼距的大小有直接關(guān)系。（）

一般說來，通過鍵控法得到二進制移頻鍵控信號（2FSK）的相位（%、孫）與序列〃無關(guān)。（）

三、單項選擇題：（每題1分，共10分）

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。

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。

/(r)\

—

~o~

(A)

/(r)

fM,

4<IIt<4<I<

4T2T°2T4T

(C)(O)

線性調(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)。

窄帶噪聲〃0）的同相分量凡?）與正交分量應(yīng)?）具有如下性質(zhì)。

（A）〃4）與凡（'）都具有帶限性質(zhì)；（B）〃（3與久（,）都具有帶通性質(zhì)；

（C）%。與凡（,）都具有高通性質(zhì)：（D）〃，?）與〃4）都具有低通性質(zhì)。

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）AM系統(tǒng)；（D）PCM系統(tǒng)

在一個碼組內(nèi)糾正“立錯誤，同時檢測個誤碼，要求最小距離"min應(yīng)為。

（A）4由122/+6+1（B）4將2,+6+1

（C）1加之,+26+1（D）〃啕1）之2/+26+1

傳輸速率為9600R的二進制數(shù)碼流，所需的最小傳輸帶寬為.

（A）3.2kHz（B）4.8kHz

（C）1.6kHz（D）9.6kHz

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

下列屬于線性調(diào)制的是。

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

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。

（A）2FSK、2ASK、2PSK；（B）2ASK、2FSK、2PSK；

（C）2ASK、2PSK、2FSK；（D）2PSK、2FSK、2ASK。

四、作圖題：（5分）

已知數(shù)字信息,分別以下列兩種情況畫出2PSK,2DPSK的波形以及寫出相對碼也；｝。

（1）碼元速率為1200B,載波頻率為1200Hz；

（2）碼元速率為1200B,載波頻率為1800Hz；

五、論述題：（每題5分，共30分）

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)？

窄帶高斯白噪聲中的“窄帶”、“高斯”、“白”的含義各是什么？

什么是“倒兀現(xiàn)象”？為什么二進制移相鍵控信號會出現(xiàn)“倒人現(xiàn)象”

假設(shè)恒參信道的傳輸特性為"3）,相頻特性為負口），則它的不失真條件是什么？什么是群延遲一頻率特

性13））,其表達式是什么？

消除碼間干擾的方法有幾種，并說明它們的思想？

為什么DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍？

六、計算題：（1、2、3每題10分；4題5分，共35分）

若機（“是平穩(wěn)隨機過程，其功率譜密度43）=〃。G，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)。

設(shè)最高頻率為3kHz的話音信號經(jīng)DSB調(diào)制后，在人=30MHz的高頻信道上傳遞iokm。信道傳輸?shù)墓?/p>

率衰耗為IOdB/km,信道中存在高斯白噪聲，其雙邊功率譜密度為〃。w/Hz,要求接收輸出信

噪比-^dBo

（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。

二進制數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)如左圖所示，設(shè)°（3）=1,G7S）=GR（@）=而⑹?，F(xiàn)已知

T0(14-costyr0),

0其它公

（1）若必）的雙邊功率譜密度為〃O/2W；HZ,試確定。夫3）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：

-M

/僅）=方"，4>0（常數(shù)）

試求系統(tǒng)最小誤碼率Peo

已知濾波器的”①）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）：

碼元速率/"一Baud；（b）碼元速率/。一物“Baud：

（c）碼拗率方=1500Baud；（d）碼秘率力=3000Baudo

問：

（1）哪種碼元速率不會產(chǎn)生碼間串?dāng)_？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?dāng)_，但還可以用？為什么？

H⑺

1

_J/Hz

-1000°1000

2002—2003學(xué)年第二學(xué)期《通信原理》期末試卷答案

一、填空題：（每空0.5分，共15分）

1.有效性、可靠性：碼元速率，誤碼率。

2.碼間串?dāng)_，加性噪聲。

3.等概率。

4.4log?。+Sj/Nj=Blog2（l+S°/N°）

5.A/D、數(shù)字傳輸系統(tǒng)、D/Ao

6.系統(tǒng)輸入信噪比、歸一化門限值。

7.信號峰值、噪聲均方根值。

8.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（%）。

9.熱噪聲、散彈噪聲、宇宙噪聲。

10.幅度一頻率特性、相位一頻率特性。

11.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。

12.高斯。

13.6、4、3

二、判斷題：（正確畫“J”，錯誤畫“x”；每題0.5分，共5分）

1.x；2.x；3.V；4.x；5.x；

6.J；7.V；8.V；9.x；10.J。

三、單項選擇題：（每題1分，共10分）

1.B；2.A；3.D；4.D；5.B；

6.A；7.B；8.A；9.A；10.D。

四、作圖題：（5分）

五、論述題：（每題5分，共30分）

1.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)。

2.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。

3.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相位變乃相位或乃相

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“倒刀現(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)“倒燈現(xiàn)象”。

4.答：不失真條件：

“⑹滿足：

|//⑹~s為一條水平線；

加成線性關(guān)系

群延遲一頻率特性：頻率特性對頻率的導(dǎo)數(shù)。

血”皿

―do

5.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(yīng)滿足：

〒工（0+^r=i同勺

LS/\ls/

或，Is），S

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，便包括可調(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。

6.答:

因為它采用同步解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量%⑺被消除的緣故。

六、計算題：（1、2、3每題10分；4題5分，共35分）

1.解：

顯然“3）=1+"'",所以

|//㈤2=2（l+cosft>r）

輸出功率譜密度為

p43）=I"?2a悶=2紜（41+COS〃）

又因為

"?=（2+e吟產(chǎn)冷

所以

%（r）=2生⑺+R.（「+T）+勺（r-7）

吟［25⑺+旅+7）+蹌-7）］

2.解：

（1）如下圖所示，其中BPF的傳輸特性為

3溫-弘g小3。叩+3^^為常數(shù)）

LIP的傳輸特性為

K\f\<3kHz

乩(力=29

0,其他/

(2)輸出噪聲功率為

M)=；x%x%8

=-X2X10-,6X6000=3X10_13

4W

所以輸出噪聲功率譜密度4&)為

一^1=0.5x10

6(力=-16

2x30002x3000W/Hz

-^->40-^>-xl04

(3)要求dB,即要求",2,此時接收機輸入功率

Si>-xlO4A^.

2，又由于信道損耗為lOXIOdB,故最小平均發(fā)送功率為

S=10,ox-xl04x2xl0,6X6000=60

2W

DSB

3.解:

(1)由圖知接收濾波器GR(°)輸入噪聲雙邊功率譜密度為"3)=〃。/2,則接收濾波器GR(0)輸出噪聲

雙邊功率譜密度為

E3)=E3)GR(⑹2=-yr0(l+cos^r0),H<—

,ro

接收濾波器GR3)輸出噪聲功率為

2%中。2萬J-中。22

(2)系統(tǒng)總的誤碼率與為

Pe=尸⑴匕+尸(0)外

在單極性波形情況下，,和Q。分別為

c$1lx-A\

CI=\—exP--------dx

幾=「—expdx

槨兒2/1口x

式中%是