通信原理期末試卷1及答案

1、通信原理試卷（B）02. 12.22學(xué)號(hào):姓名:學(xué)號(hào):（注意：在答題紙上答題，不必重新抄題，只寫(xiě)題號(hào)即可。一填空題：（每個(gè)空0.5分，共15分）.在情況下，消息的平均信息量最大。. 一個(gè)連續(xù)信道的信道容量受、“三要素”的限制。. 一個(gè)均值為零的平穩(wěn)高斯窄帶隨機(jī)過(guò)程的包絡(luò)的一維分布是,而其 相位的一維分布是。.信道傳輸信息的速率與、以及有關(guān)。.根據(jù)乘性干擾對(duì)信道的影響，可把調(diào)制信道分為和兩大類。.數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是和。.常見(jiàn)的隨機(jī)噪聲可分為一、和三類。.數(shù)字基帶信號(hào)St的功率譜密度Ps可能包括兩部分即和。.二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)有三種基本信號(hào)，分別為、和。.模擬信號(hào)是利用一、和來(lái)實(shí)現(xiàn)其數(shù)字

2、傳輸?shù)摹?模擬信號(hào)數(shù)字傳輸系統(tǒng)的主要功能模塊是 一、和一。.設(shè)一分組碼（110110）;則它的碼長(zhǎng)是一，碼重是一，該分組碼與另 一分組碼（ 100011）的碼距是。二判斷題：（正確劃“，”，錯(cuò)誤劃 乂；每題0.5分，共5分）.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(jī)過(guò)程的自相關(guān)函數(shù)具有任意的形狀。（）.對(duì)于數(shù)字基帶信號(hào)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(wú)。（）.在大信噪比情況下，AM信號(hào)檢波器的調(diào)制制度增益隨基帶信號(hào)的支流 分量的減少而減少。（）.白噪聲是根據(jù)其概率密度函數(shù)的特點(diǎn)定義的。（）.對(duì)于受到高斯白噪聲干擾的連續(xù)信道， 若n。0,則信

3、道容量C 。.對(duì)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(wú)誤差傳輸。（）.小信噪比時(shí)，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B卷第1頁(yè)（共9頁(yè)）將隨傳輸帶寬的增加而增加。（）. 一種編碼的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力與該編碼的最小碼距的大小有直接關(guān)系。（）.恒參信道對(duì)信號(hào)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(gè)時(shí)變的線性網(wǎng)絡(luò)。（）三選擇題：（每題1分，共10分）.采用同步解調(diào)殘留邊帶信號(hào)時(shí)，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(hào)。（A）互補(bǔ)（B）對(duì)稱（C）互補(bǔ)對(duì)稱（D）沒(méi)有特殊要求.通斷鍵控信號(hào)（

4、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。.下列關(guān)于群延遲畸變與幅度畸變說(shuō)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。.對(duì)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(shí)的性能 比同步檢測(cè)器時(shí)的性能。（A）高（B）低（C）相等（D）幾乎一樣f( )|/ f 1iO-(A)t I I 1 I 4 1114T 2To

5、i 2T 4T(C).如上圖所示的四條函數(shù)曲線，哪一條不是平穩(wěn)過(guò)程的正確的自相關(guān)函 數(shù)曲線一。.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(wú)關(guān)；B卷第2頁(yè)（共9頁(yè)）(B)調(diào)制方式無(wú)關(guān)，與解調(diào)方式有關(guān)；(C)調(diào)制方式無(wú)關(guān)，與解調(diào)方式無(wú)關(guān)；(D)調(diào)制方式有關(guān)，與解調(diào)方式有關(guān)。.在相同的大信噪比下，通斷鍵控信號(hào)(OOK)同步檢測(cè)時(shí)的誤碼率比 包絡(luò)檢波時(shí)的誤碼率。(A)低(B)高(C) 一樣(D)沒(méi)有可比性.在抗加性高斯白噪聲性能方面，2ASK、2FSK、2PSK從差到優(yōu)的次序。2FSK、2ASK、2PSK; (C) 2ASK、2FSK、2PSK;2ASK、2PSK、2FSK; (D)

6、 2PSK、2FSK、2ASK。一個(gè)隨機(jī)過(guò)程是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的充分必要條件是 。(A)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)學(xué)期望與時(shí)間無(wú)關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時(shí)間間隔無(wú)關(guān)；(B)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)學(xué)期望與時(shí)間無(wú)關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)僅與時(shí)間間隔有關(guān)；(C)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)學(xué)期望與時(shí)間有關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時(shí)間間隔無(wú)關(guān)；(D)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)學(xué)期望與時(shí)間有關(guān)，且其相關(guān)函數(shù)與時(shí)間間隔有關(guān)；四作圖題：(5分)設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為1100110, M畫(huà)出2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的 波形示意圖并求出相應(yīng)的相對(duì)碼序列。五論述題：(每題5分，共30分).為什么DSB信號(hào)的解調(diào)器使信噪比改善一倍？.什么是門(mén)限效應(yīng)？ AM信號(hào)采用包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)為什

7、么會(huì)產(chǎn)生門(mén)限 效應(yīng)？.假設(shè)包參信道白傳輸特性為H ,相頻特性為，則它的不失真條件是什么？什么是群延遲一頻率特性()，其表達(dá)式是什么？.什么是眼圖？由眼圖模型可以說(shuō)明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？.無(wú)碼問(wèn)干擾時(shí)，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？為什么？六1.計(jì)算題：(1、2、3每題10分；4題5分，共35六1.一種設(shè)輸入隨機(jī)過(guò)程X t (右 X t Yt圖)是平穩(wěn)的，其功率譜密度|,一 ，延時(shí)T I為Px,求系統(tǒng)輸出y t的功n rB卷第3頁(yè)(共9頁(yè))率譜密度Py.黑白電視機(jī)圖像每幅含有3 105個(gè)像素，每個(gè)像素有16個(gè)

8、等概率出現(xiàn)的亮度等級(jí)。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。.設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度 Pn f 0.5 10 3W/Hz,在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào)mt的頻帶限制在5kHz,而載波為100kHz,已調(diào)信號(hào)的功率為10kW若接收機(jī)的輸入信 號(hào)在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過(guò)一理想帶通濾波器濾波，試問(wèn)：（1）該理想帶通濾波器應(yīng)具有怎樣的傳輸特性 H ;（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(lái)。4.設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制脈沖序

9、列碼元間隔為 Tb ,經(jīng)過(guò)理想抽樣以后，送到如下圖中的幾種濾波器，指出哪種會(huì)引起碼問(wèn)申擾，哪種不會(huì)引起碼問(wèn)申 擾，說(shuō)明理由。通信原理試卷（B）答案02. 12.22四填空題：（每個(gè)空0.5分，共15分）.等概率。.信道的帶寬（B）、信道輸出的信號(hào)功率（S）、噪聲單邊功率譜密度（n0）.瑞利分布、均勻分布B卷第4頁(yè)（共9頁(yè)）.單位時(shí)間傳送的符號(hào)數(shù)目、信息源的概率分布、信道干擾的概率分布.恒參信道、隨參信道。.傳輸速率、差錯(cuò)率。.單頻噪聲、脈沖噪聲、起伏噪聲。.連續(xù)譜、離散譜。.振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）。.抽樣、量化、編碼。. A/D、數(shù)字傳輸系統(tǒng)、D/A。. 6

10、、4、3。五判斷題：（正確劃“ X，錯(cuò)誤劃“，”；每題0.5分，共5分） XX，XX六選擇題：（每題1分，共10分）C B C B D A D A C B五作圖題：（5分）七論述題：（每題5分，共30分）.答：因?yàn)樗捎猛浇庹{(diào)，使輸入噪聲中的一個(gè)正交分量ns（t）被消除的緣故。.答：門(mén)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(gè)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(mén)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(hào)采用了包絡(luò)檢波法，所以會(huì)產(chǎn)生門(mén)限效應(yīng)。.答：不失真條件：B卷第5頁(yè)（共9頁(yè)）滿足:H 為一條水平線; 成線性關(guān)系群延遲一頻率特性：頻率特性對(duì)頻率

11、的導(dǎo)數(shù)。dd.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)樵趥鬏敹M(jìn)制信號(hào)波形時(shí)，它很像人的眼睛。它能說(shuō)明基帶傳輸系統(tǒng)的性能有：1）最佳抽樣時(shí)刻應(yīng)是“眼睛”張開(kāi)最大的時(shí)刻；2）對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度可由眼圖的斜邊之斜率決定，斜率越陡，對(duì)定 時(shí)誤差就越靈敏；3）圖的陰影區(qū)的垂直高度表示信號(hào)幅度畸變范圍；4）圖中央的橫軸位置應(yīng)對(duì)應(yīng)判決門(mén)限電平；在抽樣時(shí)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(shí)值超過(guò)這個(gè)容限，則就可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。.答:基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率依賴于信號(hào)峰值 A與噪聲均方根值n之比,而與采用什么樣的信號(hào)形式無(wú)關(guān)，但這里的信號(hào)形式必須是能夠消除

12、碼問(wèn)干擾的。若比值A(chǔ)越大，則誤碼率就越小。n.答：相同。因?yàn)閱芜厧盘?hào)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(shí)際解調(diào)性能不會(huì)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(hào) 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(shuō)，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(duì) 相位的差唯一決定信息符號(hào)，這樣避免了絕對(duì)移相方式中的“倒現(xiàn)象”。八 計(jì)算題：（1、2、

13、3每題10分；4題5分，共35分）4.解：B卷第6頁(yè)（共9頁(yè)）方法一：由圖可得輸出:故:Rx o根據(jù):RXoPXoXo tXo tXo tRx故:Rx o根據(jù):RXoPXoXo tXo tXo tRxRxRxRx2RxPxo2PxRxRxcosPxPxej TPx方法二：該系統(tǒng)的單位沖擊響應(yīng)方法二：該系統(tǒng)的單位沖擊響應(yīng)故其傳遞特性:因而:PyPx/24 cosT jTT jv因而:PyPx/24 cosT jTT jvT2 cos e2Px2 1 cosPx5.解：(1)每個(gè)像元PXix的平均信息量1一,i 1,2, ,1616B卷第7頁(yè)（共9頁(yè)）16H x P Xj log 2 16H x

14、P Xj log 2 Pxi(2) 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P xi log 2 Pi 1%10g2化 4bit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 107bps(5)由于信道容量C Rb ,故信道帶寬:Clog2 1 Clog2 1 NRblog2 1 N3.6 107log 2 1 10003.612 106Hz其中：30dB1000要求信道的最小帶寬為：3.612 106 Hz6.解：(1) 了保證信號(hào)順利通過(guò)和盡可能地濾除噪聲，帶通濾波器的寬度 等于已調(diào)信號(hào)帶寬，即：B 2fm 2 5 10 kHz其中心頻率為100 kHz,故有：K, 95kHz f 105kHzH 0, 其它(2)已知：Si 10 kwNi 2B Pn f 2 10 103 0.5 10 3 10 wB卷第8頁(yè)(