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)過程的數(shù)學(xué)期望、方差與

時(shí)間

無關(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

來傳輸信息，DSP是用前后碼元載波的

相位差

來傳輸信息，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、非均勻量化的對數(shù)壓縮特性采用折線近似時(shí)，A律對數(shù)壓縮特性采用

13

折線近似，律對數(shù)壓縮特性采用

15

折線近似。 二、簡答題（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、簡述脈沖編碼調(diào)制的主要過程。(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)刻對應(yīng)眼睛張開最大時(shí)刻；對定時(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；圖中央橫軸位置對應(yīng)判決門限電平；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 的時(shí)間間隔對它進(jìn)行等間隔抽樣，則m(t)將被所得到的抽樣值完全確定 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），并畫出相應(yīng)波形。（6分） 1、已知調(diào)制信號(hào)載波為，分別畫出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，試分別畫出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信號(hào)的波形示意圖。(對2FSK信號(hào),“0”對應(yīng)Ts=2Tc，“1”對應(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2DPSK信號(hào)，代表“0”、代表“1”，參考相位為0；對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5K HZ，而載波為100 K HZ，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)過一理想帶通濾波器濾波，試問： （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，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)過程：

隨機(jī)過程在任意有限維分布函數(shù)與時(shí)間起點(diǎn)無關(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：

通過示波器觀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1 kHz、1 kHz、2 kHz、2 kHz，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:1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1

數(shù)字雙相碼:10 01 10 01 01 01 01 01 10 10 01 01 01 01 10 10(2分)

AMI碼: +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1(2分)

HDB3碼：+1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1(2分)

六、（總分14分）采用13折線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）寫出對應(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）對應(yīng)于該7位碼的均勻量化11位碼為： C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11＝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）畫出該編碼器電路圖；（2）畫出狀態(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分） （2）狀態(tài)圖（略） （6分） （3） （3，1，3）卷積碼輸出序列為：111110010100001110001100 （4

3、采用13折線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）寫出對應(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 。 （1分） 段落碼： ,故 （位于后4段） （1分） ,故 （位于第7、8段） （1分） ,故 （位于第7段） （1分） 由這三次比較結(jié)果，知道該抽樣值處于第7段。 段內(nèi)碼：第7段起始電平為512，長度為1024—512=512個(gè)量化單位，再進(jìn)行16級(jí)均勻量化，量化間隔為512/16=32個(gè)量化單位。 （1分） （1分） （1分） （1分） （1分） 編碼器輸出組為01100001。 （1分） （2）11位碼為：01000110000

4、采用圖2中所畫的系統(tǒng)傳送碼元速率 Baud的數(shù)字基帶信號(hào)，試問能否滿足無碼間串?dāng)_的條件？哪一種傳輸特性較好？并簡要說明其理由。（12分）

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