《通信原理》试卷及答案

第1页（共8页）通信原理试卷一填空题：（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ti是高斯型的，则输出to是型的。3.若系统功率传输函数为H，则系统输出功率谱密度OP与输入功率谱密度IP关系为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tS的功率谱密度SP可能包括两部分即和。9.二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。二判断题：（正确划“×”，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tX与tY独立，则tYtXtZ的一维概率密度tyftxftzfyxz;;;。（）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NS可以互换。（）7.对于数字基带信号tS的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能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。（）第2页（共8页）三选择题：（每题1分，共10分）1.已知平稳随机过程tX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分别为xfx、xR和xS，试问xfx、xR和xS是否：(1)必须是偶函数；(2)必须非负；(3)能够确定tX的均值；(4)能够确定tX的方差；(5)能够确定tX的概率密度函数；(6)能够确定tX的自相关函数；(7)能够确定tX的功率谱密度。上述对xfx成立的有；xR成立的有；xS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)()(11tmtXEX，)()(22tmtYEY，2121tmtmtYtXEYX，则随机过程tX与tY（）（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)(f)(f)(f)(A)(B)(C)(DOOOOT2T2T4T46.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。四作图题：（每题5分，共10分）第3页（共8页）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，则画出2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的波形示意图并求出相应的相对码序列。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.假设恒参信道的传输特性为H，相频特性为，则它的不失真条件是什么？什么是群延迟—频率特性()，其表达式是什么？3.什么是频率选择性衰落？二经传播时，哪些频率点衰落最大？4.什么是门限效应？AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？5.无码间干扰时，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？6.什么是“倒π现象”？为什么二进制移相键控信号会出现“倒π现象”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5103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NS=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功率谱密度2105.0fPnW/Hz,在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号tm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；（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1000bfBaud；(b)码元速率4000bfBaud；(c)码元速率1500bfBaud；(d)码元速率3000bfBaud。问：（1）哪种码元速率不会产生码间串扰？为什么？（2）哪种码元速率根本不能用？为什么？第4页（共8页）（3）哪种码元速率会产生码间串扰，但还可以用？为什么？)(fH1000OHzf10001第5页（共8页）通信原理试卷答案一、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.ioPHP2。4.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。二、判断题：（正确画“√”，错误画“×”；每题0.5分，共5分）1.×；2.×；3.×；4.×；5.×；6.×；7.√；8.×；9.×；10.√；三、单项选择题：（每题1分，共10分）1.xfx成立的有①②③④⑤；xR成立的有③④⑤⑥⑦；xS成立的有①②③④⑥⑦⑤；2.C；3.A；4.A；5.A；6.D；7.B；8.D四、作图题：（每题5分，共10分）第6页（共8页）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满足：~H为一条水平线；~成线性关系群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。dd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12n（n为整数），即21nfKHz时，传输零点，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n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间干扰的。若比值nA越大，则误码率就越小。6.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相位或相位变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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现象”。六、计算题：（1、4每题5分；2、3每题10分，共30分）第7页（共8页）1.解：（1）331011011BRB（2）2101PP每秒钟的信息量即为信息速率：3101bps（3）iiixPxPxH2log121log2121log210log)0(1log12222PPPPH331011011BbRHRbit/s(bps)2.解：（1）每个像元x的平均信息量161ixP，16,,2,1i416logloglog221612iiiiiixPxPxPxPxH（2）一帧图片的平均信息量65102.14103图片Ibit（3）每秒内传送的信息量每秒有30帧每秒内传送的信息量为：76106.3102.130bit（4）信息速率由上可知：7106.3bRbps（5）由于信道容量bRC，故信道带宽：6272210612.310001log106.31log1logNSRNSCBbHz其中：1000~30Bd要求信道的最小带宽为：610612.3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：10522mfBkHz第8页（共8页）其中心频率为100kHz，故有：其它,010595,kHzfkHzKH（2）已知：10iSkw10105.010102233fPBNniw故输入信噪比：1000iiNS（3）因有2DSBG故输出信噪比：20002iiooNSNS（4）根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率关系，有：5.241ioNNw故：31025.02monfNfPow/HzfPn21图：4.解：由图可知带宽为1000Hz，奈氏斯特速率为2000Baud由此可得：（1）（a）1000bfBaud，不会产生码间串扰；（2）（b），（d）码元速率根本不能用；（3）（c）1500bfBaud，会引起码间串扰，但还可以用。