通信原理期末考試試題及答案

通信原理期末考試試題及答案一、填空題（總分24，共12小題，每空1分）1、數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸頻帶利用率衡量，可靠性用差錯(cuò)率衡量。2、模擬信號(hào)是指信號(hào)的參量可連續(xù)取值的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)是指信號(hào)的參量可離散取值的信號(hào)。3、廣義平均隨機(jī)過(guò)程的數(shù)學(xué)期望、方差與時(shí)間無(wú)關(guān)，自相關(guān)函數(shù)只與時(shí)間間隔有關(guān)。4、一個(gè)均值為零方差為的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程，其包絡(luò)的一維分布服從瑞利分布，相位的一維分布服從均勻分布。5、當(dāng)無(wú)信號(hào)時(shí)，加性噪聲是否存在？是乘性噪聲是否存在？否。6、信道容量是指：信道傳輸信息的速率的最大值，香農(nóng)公式可表示為：。7、設(shè)調(diào)制信號(hào)為f（t）載波為，則抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為，頻域表達(dá)式為。8、對(duì)最高頻率為fH的調(diào)制信號(hào)m（t）分別進(jìn)行AM、DSB、SSB調(diào)制，相應(yīng)已調(diào)信號(hào)的帶寬分別為2fH、2fH、fH。9、設(shè)系統(tǒng)帶寬為W，則該系統(tǒng)無(wú)碼間干擾時(shí)最高傳碼率為2W波特。10、PSK是用碼元載波的相位來(lái)傳輸信息，DSP是用前后碼元載波的相位差來(lái)傳輸信息，它可克服PSK的相位模糊缺點(diǎn)。11、在數(shù)字通信中，產(chǎn)生誤碼的因素有兩個(gè)：一是由傳輸特性不良引起的碼間串?dāng)_，二是傳輸中疊加的加性噪聲。12、非均勻量化的對(duì)數(shù)壓縮特性采用折線(xiàn)近似時(shí)，A律對(duì)數(shù)壓縮特性采用13折線(xiàn)近似，律對(duì)數(shù)壓縮特性采用15折線(xiàn)近似。二、簡(jiǎn)答題（總分18，共4小題）1、隨參信道傳輸媒質(zhì)的特點(diǎn)？（3分）答：對(duì)信號(hào)的衰耗隨時(shí)間變化、傳輸?shù)臅r(shí)延隨時(shí)間變化、多徑傳播2、簡(jiǎn)述脈沖編碼調(diào)制的主要過(guò)程。(6分)抽樣是把時(shí)間連續(xù)、幅值連續(xù)的信號(hào)變換為時(shí)間離散，幅值連續(xù)的脈沖信號(hào)；量化是把時(shí)間離散、幅值連續(xù)的脈沖信號(hào)變換為幅值離散、時(shí)間離散的多電平脈沖信號(hào)；編碼是把幅值、時(shí)間均離散的多電平脈沖信號(hào)用一組數(shù)字序列表示。3、簡(jiǎn)單敘述眼圖和系統(tǒng)性能之間的關(guān)系？（6分）最佳抽樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)眼睛張開(kāi)最大時(shí)刻；對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度有眼圖斜邊的斜率決定；圖的陰影區(qū)的垂直高度，表示信號(hào)幅度畸變范圍；圖中央橫軸位置對(duì)應(yīng)判決門(mén)限電平；抽樣時(shí)刻上，上下陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲容限。4、簡(jiǎn)述低通抽樣定理。（3分）一個(gè)頻帶限制在（0，fH）內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)m(t)，如果以則m(t)將被所得到的抽樣值完全確定的時(shí)間間隔對(duì)它進(jìn)行等間隔抽樣，2、設(shè)信息序列為100000000001100001，試編為AMI碼和HDB3碼（第一個(gè)非零碼編為+1），并畫(huà)出相應(yīng)波形。（6分）1、已知調(diào)制信號(hào)載波為，分別畫(huà)出AM、DSB、SSB（下邊帶）信號(hào)的頻譜。（6分）3、設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為110010101100，試分別畫(huà)出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信號(hào)的波形示意圖。(對(duì)2FSK信號(hào),“0”對(duì)應(yīng)Ts=2Tc，“1”對(duì)應(yīng)Ts=Tc；其余信號(hào)Ts=Tc，其中Ts為碼元周期，Tc為載波周期；對(duì)2DPSK信號(hào)，代表“0”、代表“1”，參考相位為0；對(duì)2PSK信號(hào)，代表“0”、代表“1”。)（8分）四、（總分12分）現(xiàn)有一個(gè)由8個(gè)等概符號(hào)組成的信源消息符號(hào)集，各符號(hào)間相互獨(dú)立，每個(gè)符號(hào)的寬度為0.1ms。計(jì)算：（1）平均信息量；（2）碼元速率和平均信息速率；（3）該信源工作2小時(shí)后所獲得的信息量；（4）若把各符號(hào)編成二進(jìn)制比特后再進(jìn)行傳輸，在工作2小時(shí)后發(fā)現(xiàn)了27個(gè)差錯(cuò)比特（若每符號(hào)至多出錯(cuò)1位），求傳輸?shù)恼`比特率和誤符號(hào)率。解：解：（1）——（２分）（2）Ts=0.1ms，所以——（２分）（3）——（３分）（4）誤比特率——（２分）2小時(shí)傳送的碼元數(shù)為誤碼率為：——（３分）五、（總分12分）設(shè)某信道具有均勻的的雙邊噪聲功率譜密度在該信道中傳輸抑制載波的單邊帶（上邊帶）信號(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào)m（t）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）該理想帶通濾波器中心頻率多大？（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？解：（1）單邊帶信號(hào)的載頻為100kHz，帶寬B＝5kHz，為使信號(hào)順利通過(guò)，理想帶通濾波器的中心頻率為——（３分）(2)解調(diào)器輸入端的噪聲與已調(diào)信號(hào)信號(hào)的帶寬相同，——（３分）已知Si=10kW，所以——（３分）（3）由于單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為G＝1，因此解調(diào)器輸出端的信噪比（３分）三、簡(jiǎn)答題(每題2分，共計(jì)20分)1.FSK：調(diào)制信號(hào)控制不同頻率載波傳輸?shù)恼{(diào)制方法。2.全雙工通信：通信雙方可以同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收信息的工作方式。3.白噪聲：噪聲的功率譜密度在所有頻率上均為一常數(shù)4.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：隨機(jī)過(guò)程在任意有限維分布函數(shù)與時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)5.恒參信道：恒參信道是指其乘性干擾可看成不隨時(shí)間變化或基本不隨時(shí)間變化的信道。6.線(xiàn)性調(diào)制：時(shí)域里幅度隨基帶信號(hào)變化，頻率內(nèi)頻譜是基帶信號(hào)頻譜的線(xiàn)性搬移的調(diào)制方法。7.數(shù)字信號(hào)最佳接收：數(shù)字信號(hào)最佳接收是以錯(cuò)誤概率最小作為最佳的準(zhǔn)則。8.差分脈沖編碼調(diào)制：差錯(cuò)控制編碼就是在信息碼元序列中加入監(jiān)督碼元。.眼圖：通過(guò)示波器觀(guān)察接收端的基帶信號(hào)的波形，從而估計(jì)和調(diào)整系統(tǒng)性能10、差錯(cuò)控制編碼:答：差錯(cuò)控制編碼就是在信息碼元序列中加入監(jiān)督碼元。一、填空題(每空1分，共計(jì)20分)1、已知某數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳送二進(jìn)制碼元的速率為1200B/s，碼元等概率出現(xiàn)，該系統(tǒng)的信息速率為1200bit/s；若該系統(tǒng)改成傳送16進(jìn)制信號(hào)碼元，碼元等概率出現(xiàn)，碼元速率為2400B/s，則這時(shí)的系統(tǒng)信息速率為9600bit/s。2、已調(diào)波是SSB調(diào)幅方式。其調(diào)制信號(hào)f(t)為，載波C(t)=。解調(diào)時(shí)，相干載波為時(shí)，可解調(diào)恢復(fù)原信號(hào)。3、同步技術(shù)包括載波同步、嗎元同步、群同步、網(wǎng)同步。4、4個(gè)獨(dú)立信源的最高頻率分別為1kHz、1kHz、2kHz、2kHz，采用時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行傳輸，每路信號(hào)均采用8位二進(jìn)制數(shù)PCM編碼。該系統(tǒng)中滿(mǎn)足抽樣定理的最小抽樣頻率為4KHz，一幀中包含4路抽樣信號(hào)集，每個(gè)時(shí)隙占有的時(shí)間寬度為62.5微秒，每個(gè)碼元寬度為7.8125微秒，碼元傳輸速率為128Kb/s。5、PSK系統(tǒng)的基帶調(diào)制信號(hào)碼型為雙極性非歸零碼型，波形為方波，PSK信號(hào)相當(dāng)于模擬調(diào)制的DSB或相位調(diào)制方式，傳輸帶寬為2Rb。2、已知信息代碼為1010000011000011，試確定相應(yīng)的數(shù)字雙相碼、AMI碼以及HDB3碼。(6分)解：信息代碼:1010000011000011數(shù)字雙相碼:10011001010101011010010101011010(2分)AMI碼:+10-100000+1-10000+1-1(2分)HDB3碼：+10-1000-V0+1-1+B00+V-1+1(2分)六、（總分14分）采用13折線(xiàn)A律編碼，最小量化間隔為1個(gè)量化單位，已知抽樣脈沖值為-95量化單位：（1）試求此時(shí)編碼器輸出碼組，并計(jì)算量化誤差；（2）寫(xiě)出對(duì)應(yīng)于該7位碼的均勻量化11位碼。解：（1）已知抽樣脈沖值I0＝-95，設(shè)碼組的8位碼分別為C1C2C3C4C5C6C7C8。因?yàn)镮0<0，故C1＝0——（２分）又因?yàn)镮0>64，且I0<128，故位于第4段，段落碼C2C3C4＝011——（３分）第4段內(nèi)的量化間隔為4，由I0＝64＋7×4＋3知，I0位于第4段第7量化級(jí)，C5C6C7C8＝0111——（３分）因此，輸出碼組為C1C2C3C4C5C6C7C8＝00110111——（１分）譯碼輸出-(64+7×4＋2／2)＝-94，量化誤差為：-95－(-94)＝-1（單位）——（２分）（2）對(duì)應(yīng)于該7位碼的均勻量化11位碼為：C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11＝00001011110——（３分）1、一個(gè)LR低通濾波器如圖所示，假設(shè)輸入是均值為零、功率譜密度為/2的高斯白噪聲，試求：（1）輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù)；（6分）（2）輸出噪聲的方差。（2分）圖1解：（1）(2分)(4分)（2）(2分)5、已知某（3，1，3）卷積碼生成多項(xiàng)式為：g1（x）＝1，g2（x）＝1＋x2，g3（x）＝1＋x＋x2。（1）畫(huà)出該編碼器電路圖；（2）畫(huà)出狀態(tài)圖；（3）由狀態(tài)圖求輸入序列為11010101的（3，1，3）卷積碼輸出序列。(12分)（1）編碼器電路圖（略）（2）狀態(tài)圖（略）（3）（2分）（6分）（，1，3）卷積碼輸出序列為：111110010100001110001100（46、采用13折線(xiàn)A律編碼，設(shè)最小的量化級(jí)為1個(gè)單位，已知抽樣脈沖值為-570單位。（1）試求逐次比較型編碼器輸出的8位碼（段內(nèi)碼用自然二進(jìn)制碼）；（10分）（2）寫(xiě)出對(duì)應(yīng)于該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼。（2分）解：（1）設(shè)碼組為極性碼：因?yàn)槌闃用}沖值為-570<0，所以極性碼,故（位于后4段）。（1分）（1分）段落碼：,故,故（位于第7、8段）（位于第7段）（1分）（1分）由這三次比較結(jié)果，知