2002002通信原理期末试卷及答案

1、2001-2002通信原理期末试卷（注意：在答题纸上答题，不必重新抄题，只写题号即可。）一填空题：（每个空0.5分，共15分）1 .通信系统按调制方式可分和；按信号特征可分为和。2 .若线形系统的输入过程 2）是高斯型的，则输出（t ）是型的。3 .若系统功率传输函数为H侬），则系统输出功率谱密度（P%© ）与输入功率谱密度生怔系为4 .随参信道的传输媒质的三个特点分别为、。5 .根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为和两大类。6 .随参信道中的多经传播对信号传输的影响有：、。7 .常见的随机噪声可分为、和三类。8 .数字基带信号S（t）的功率谱密度Ps侬）可能包括两部分即和。9

2、 .二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为和。10 .模拟信号是利用、和来实现其数字传输的。11 .模拟信号数字传输系统的主要功能模块是、和。12 .设一分组码（110110）;则它的码长是，码重是，该分组码与另一分组码 （100011）的码距是。13 .调制信道对信号的干扰分为和两种。14 .二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为、和。15 .在数字通信中，同步分为、和。二判断题：（正确划" 乂'，错误划"，”；每题0.5分，共5分）1 .码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。（）2 .设随机过程X（t ）与Y（t ）独立，则Z（t）=X（tY（t）的

3、一维概率密度fz（z；t ）= fx（x；t fy （y;t ）。（）3 .平稳随机过程的自相关函数具有任意的形状。（）4 .白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。（）5 .窄带高斯随机过程的包络和相位过程是两个相互独立的随机过程。（）6 .对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，B与SN可以互换。（）7 .对于数字基带信号S（t旃功率谱密度的连续谱部分总是存在的，而离散谱可有可无。（）8 .对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若增加信道带宽B,则信道容量C无限制地增加。（）9 .小信噪比时，调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度将随传输带宽的增加而增加。()10 . 一种编码的检错和纠错

4、能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。()11 .信息与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)是平稳的，则X(ti力X(t+C以有相同的统计特性(C为常数)。()13 .对于数字基带信号S(t州功率谱密度的连续谱部分总是存在的，而离散谱可有可无。()14 .对于受到高斯白噪声干扰的连续信道， 若n0T 0 ,则信道容量Ct比。()15 .对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若信源的信息速率R小于或等于信道 容量C,则理论上可实现无误差传输。()三选择题：(每题1分，共10分)1 .已知平稳随机过程X(t)服从高斯分布，它的一维概率密度、自相关函数和功率谱密度

5、分别为fx(x)、Rx(刑Sx侬),试问fx(x)、Rx)和Sx侬 促否: (1)必须是偶函数；(2)必须非负；(3)能够确定X(t)的均值；(4)能够确定X(t)的 方差；(5)能够确定X(t)的概率密度函数；(6)能够确定X(t )的自相关函数；(7) 能够确定X(t )的功率谱密度。上述对fx(x )成立的有；Rx(£ )成立的有；Sx(0 )成立的有；2 .下列属于线性调制的是()(A)相移键控；(B)频移键控；(C)振幅键控。3 .随机过程的样本函数是()(A)确定的时间函数；(B)随机函数；(C)随机变量的函数。4 .若ElX(t1)=mx(t1), EY(t2)=n(t

6、2), EX(t1 Y(t2)=mX(t1 加比)，则随机过程 X(t WY(t)()(A)不相关；(B)正交；(C)独立。5 .如下图所示的四条函数曲线，哪一条不是平稳过程的正确的自相关函数曲线()f，O(A)f(I)4T 2T Ol 2T 4T(C)6 .线形调制系统的调制制度增益()(A)与调制方式有关，与解调方式无关； (B)与调制方式无关，与解调方式有关； (C)与调制方式无关，与解调方式无关； (D)与调制方式有关，与解调方式有关。7 .下列哪一种信号的传输带宽与AM信号传输带宽相同()(A)基带信号；(B)双边带信号；(C)单边带信号；(D)残留边带信号。8 .在抗加性高斯白噪声

7、性能方面，2ASK、2FSK、2PSK从优到差的次序为()(A) 2FSK、2ASK、2PSK; (C) 2ASK、2FSK、2PSK;(B) 2ASK、2PSK、2FSK; (D) 2PSK、2FSK、2ASK。9 .平稳随机过程的自相关函数 Rx(T促()(A)只为正的偶函数；(B)只为负的奇函数；(C)可正可负的偶函数。10 .平稳随机过程的功率谱密度 Sx份)为()(A)非负的实的偶函数；(B)负的偶函数；(C)可正可负的偶函数。11 .平稳随机过程X(t )的均方值为()(A)负的；(B)非负的常量；(C)时间t的函数。12 .在数字基带传输系统中，设发送1符号和0符号的概率分别为P

8、(1)和P(0), 抽样时刻样值分别为 A和0,为了使输出误码率最小，最佳判决门限应为(A) A;13.窄带噪声n(t酌同相分量nc(t而正交分量ns(t)具有如下性质：()(A) nc(t*ns(t腓具有低通性质；(B) nc(t汽ns(t邢具有带通性质;(C) nc(t归ns(t)都具有带阻性质；(D) nc(t方(t册具有高通性质。四作图题：(每题5分，共10分)1,分别画出模拟、数字和模拟信号数字传输系统的模型。2.设发送数字信息为1100110, WJ画出2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的波形 示意图并求出相应的相对码序列。3.设二进制序列为110010001110试以矩形脉

9、冲为例，分别画出相应的单极性 码、双极性码、单极性归零码和双极性归零码。4.五论述题：(每题5分，共30分)1,衡量数据通信系统的主要性能指标是什么？具体用什么来表述？2 .假设恒参信道白传输特性为Hg )，相频特性巴)为，则它的不失真条件是3 .什么？什么是群延迟一频率特性 -侬其表达式是什么?4,什么是频率选择性衰落？二经传播时，哪些频率点衰落最大?5,什么是门限效应？ AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应?6 .无码问干扰时，基带传输系统的误码率取决于什么？怎样才能降低系统的误 码率？7 .什么是“倒冗现象”？为什么二进制移相键控信号会出现“倒 冗现象”8 .数字通信有哪些主

10、要优点？9 .随参信道对所传信号有何影响？如何改善？10 .什么是绝对移相？什么是相对移相？它们有何区别?11 .简述二进制数字调制（2ASK、2FSK、2PSK）系统的抗噪声性能？六 计算题：（1、4每题5分；2、3每题10分，共30分）1 .已知二进制数字信号每个码元占有的时间为 1ms, 1、0码等概率出现，求（1） 码元速率；（2）每秒种的信息量；（3）信息速率。2 .黑白电视机图像每幅含有3"05个像素，每个像素有16个等概率出现的亮度等级。要求每秒种传输30帧图像。若信道输出S/N=30dB,计算传输该黑 白电视图像所要求的信道的最小带宽。3 .设某信道具有均匀的双边噪声

11、功率谱密度Pn(f )=0.5黑10立W/Hz,在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz,而载波为100kHz,已调信号的功率为10kW若接收机的输入信号在加至解调器 之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：(1)该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性 H侬);(2)解调器输入端的信噪功率比为多少？(3)解调器输出端的信噪功率比为多少？(4)求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。4.已知滤波器的H侬)具有如下图所示的特性(码元速率变化时特性不变)，当采用以下码元速率时(假设码元经过了理想抽样才加到滤波器)：(a)码元速率fb =1000Baud;

12、 (b)码元速率fb= 4000 Baud; (c)码元速率fb =1500Baud; (d)码元速率 fb =3000Baud 问：(1)哪种码元速率不会产生码问用扰？为什么？(2)哪种码元速率根本不能用？为什么？(3)哪种码元速率会产生码问用扰，但还可以用？为什么？H ( f)1f /H z-1000O'10005.6.某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概 率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4,试求该信息源输出符号的平均信 息量H ?设随机二进制脉冲序列码元间隔为Tb,经过理想抽样以后，送到如下图中的2 二 TbO,Tb(b)T

13、b(a)几种滤波器，指出哪种会引起码问申扰，哪种不会引起码问用扰，说明理由。7.一种设输入随机过程X(t )(右图)是平稳的，其功率谱密度为 Px侬)，求系统输出Y(t)的功率谱密度Py(« )。X tY t一 乙.延时T2001 -2002通信原理期末试卷答案一、填空题：（每空0.5分，共15分）1 .基带传输（系统）和频带（调制）传输（系统）。2 .高斯型的。3 . P2 购）=|H（0 2 P£co ）04 .对信号的耗衰随时间而变、传输的时延随时间而变、多径传播。5 .恒参信道、随参信道。6 .产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。7 .单频噪声、脉冲噪

14、声和起伏噪声。8 .连续谱、离散谱。9 .模拟幅度调制和键控方法。10 .抽样、量化、编码。11 . A/D、数字传输系统和D/A。12 .6、4、3。13 .乘性干扰、加性干扰。14 .振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）、移相键控（PSK）。15 .载波同步、位同步、群同步。二、判断题：（正确画 错误画" 乂；每题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.义;12. V;13. V;14. V;15. V;三、单项选择题：（每题1分，共10分）1. fx（x成立的有 ;Rx（。成立的有 ；Sx侬

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、论述题：（每题5分，共30分）1 .答：主要性能指标有：有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性及维护使 用等。有效性：传输速率、频带利用率。可靠性：差错率（误码率及误信率）2 .答：不失真条件：H（6瞒足：H ©卜缶为一条水平线;中侬卜©成线性关系群延迟一频率特性：频率特性对频率的导数。d : .d .3 .答：频率选择性衰落：信号频谱中某些分量的一种衰落现象。当由=生上宴(n为整数)，即f =T'n+-2 KHz时，传输零点，

16、传输损耗最大。4 .答：门限效应：就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。5 .答：基带传输系统的误码率依赖于信号峰值 A与噪声均方根值Qn之比，而与采用什么样的信号形式无关，但这里的信号形式必须是能够消除码问干扰的。若比值a越大，则误码率就越小。二 n6 .答：在数字调制系统中，如果采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相 位作为基准的，因而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化(0相位变n相位或冗相位变

17、0相位)，则恢复的数字信 息就会发生0变为1或1变为0,从而造成错误的恢复。而实际通信时，参考基 准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉，就会在接受端发生 错误的恢复，这种现象就称为“倒 兀现象”。因为二进制移相键控信号采用是绝对移相方式，所以就可能出现“倒 冗现 象”。7 .答：(1)数字传输的抗干扰能力强，尤其在中继时，数字信号可以再生而消除 噪声的积累；(2)传输差错可以控制，从而改善了传输质量；(3)便于使用现代数字信号处理技术来对数字信息进行处理；(4)数字信息易于作高保密性的加密处理；(5)数字通信可以综合传输各种消息，使通信系统功能增强。8.答：1)频带宽度或频带利

18、用率方面：2FSK系统最不可取。2)抗加性高斯白噪声方面：相干 2PSK性能最好，2FSK次之，OOK最差。 3)对信道特性变化的敏感性而言，OOK最差。六、计算题：(1、4每题5分；2、3每题10分，共30分)1 .解：(D RB110-二1103 Brr1 P1 = P0 =万每秒钟的信息量即为信息速率：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) 每个像元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) 一帧图片的平均信息量I图片=3X105 44 =1.2 M106bit(3)每秒内传送的信息量;每秒有30帧二每秒内传送的信息量为：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，故信道带宽：, 一， 上 S ' 10g2(1 +1000) log2 1 + log2 1 + y2< NJ < NJ其中：30dB1000二 要求信道的最小带宽为：3.612 x106 Hz3.解：(1) 了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已 调信号带宽，即：B =2fm =2 5 =10 kHz其中心频率为100 kHz,故有：K, 95kHz <|f| <105kHzHaFw0,其它I(2)已知：§ =10 kwNi =2B Pn f