南邮通信原理历年期末试卷与答案

通信原理试卷

学号：

2002.7

姓名：

（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. 若线性系统的输入过程?i?t?是高斯型的，则输出?o?t?是 型的。 2. 若系统功率传输函数为H???，则系统输出功率谱密度P?O???与输入

功率谱密度P?I???关系为 。 3. 4. 5. 6.

调制信道对信号的干扰分为 和 两种。

根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 和 两大类。 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有： 、 、 。 常见的随机噪声可分为 、 和 三类。

????7. 数字基带信号S?t?的功率谱密度PS???可能包括两部分即 和 。 8. 二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为 、 和 。 9. 模拟信号是利用 、 和 来实现其数字传输的。 10. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 、 和 。 11. 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 。

12. 在数字通信中，同步分为 、 、 和 。

二 判断是非题：（正确划“×”，错误划“√”；每题0.5分，共5分） 1. 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。（ ） 2. 若X?t?是平稳的，则X?t1?与X?t1?C?具有相同的统计特性（C为常数）

（ ）

3. 对于数字基带信号S?t?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。（ ）

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，若n0?0，则信道容量C??（ ）

7. 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。（ ）

8. 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。（ ）

9. 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。

（ ）

10. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。（ ） 三 选择题：（每题1分，共10分）

1. 若E?X(t1)??mX(t1)，E?Y(t2)??mY(t2)，E?X?t1?Y?t2???mX?t1?mY?t2?，

则随机过程X?t?与Y?t?（ ）。 （A） 不相关；（B）正交；（C）独立。 2. 平稳随机过程的自相关函数Rx???是（ ）。

（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。 3. 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。 4. 平稳随机过程的功率谱密度Sx???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。 5. 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?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）；

2

2A?nP?0?（B）?； ln22AP?1?2A2?nP?0?（D）?。 ln2AP?1?2A?nP?0?（C）?； ln2AP?1?

6. 窄带噪声n?t?的同相分量nc?t?与正交分量ns?t?具有如下性质：（ ）。 （A）nc?t?与ns?t?都具有低通性质；（B）nc?t?与ns?t?都具有带通性质； （C）nc?t?与ns?t?都具有带阻性质；（D）nc?t?与ns?t?都具有高通性质。 7. 如右图所示的四条函数曲线，哪一f(?)f(?)条不是平稳过程的正确的自相关函数曲线（ ）。

8. 线性调制系统的调制制度增益OO?(A)(B)（ ）。

f(?)（A） 与调制方式有关，与解调方式无f(?)关；

O（B） 与调制方式无关，与解调方式有?关； 4T2TO2T4T（C） 与调制方式无关，与解调方式无(C)(D)关； （D） 与调制方式有关，与解调方式有关。 9. 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。 10. 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）

1. 设二进制序列为110010101110，试以矩形脉冲为例，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。

2. 设发送数字信息为1100101，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. 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？ 2. 随参信道对所传信号有何影响？如何改善？

3. 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？

4. 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？

5. 简述二进制数字调制（2ASK、2FSK、2PSK）系统的抗噪声性能？ 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. 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???，求系统输出Y?t?的功率谱密度Py???。 延时TX?t?Y?t??2. 黑白电视机图像每幅含有3?105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SN=30dB，计算传输该黑白电视图像所要求信道的最小带宽。 3. 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn?f??0.5?10?3W/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???； （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。 H(?)H(?)??3?Tb??2?TbO(a)3?TbO(b)2?Tb

通信原理试卷答案

一、填空题：（每空0.5分，共15分）

1. 高斯。

2. P?????H????P????。

2oi 2002.7

3. 乘性干扰、加性干扰。 4. 恒参信道、随参信道。

5. 产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。 6. 单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。 7. 连续谱、离散谱。

8. 振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）。 9. 抽样、量化、编码。 10. A/D、数字传输系统和D/A。 11. 6、4、3。

12. 载波同步、位同步、群同步。

二、判断题：（正确画“√”，错误画“×”；每题0.5分，共5分）

1. ×； 6. √；

2. √； 7. √；

3. √； 8. ×；

4. ×； 9. √；

5. ×； 10. ×；

三、单项选择题：（每题1分，共10分）

1. A； 2. C ； 3.C； 4.A； 5. C； 6.A； 7.A； 8.D； 9.B； 10.D

五、论述题：（每题5分，共30分）

1. 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。

d???? ?????d?2. 答：

对信号传输有衰耗，并随时间而变； 传输的时延随时间而变；

产生多径传播，而多径传播对信号传输的影响有：① 产生瑞利型衰落；② 引起频率弥散；③ 造成频率选择性衰落。

改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技术及接收技术等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。 3. 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。

4. 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

A?n越大，则误码率就越小。

5. 答： 1）频带宽度或频带利用率方面：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。 6. 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。

通信原理试卷(A)

学号：

01.12.18

姓名：

（注意：在答题纸上答题，不必重新抄题，只写题号即可。）

四 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?i?t?是高斯型的，则输出?o?t?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P?O???与输入

功率谱密度P?I???关系为 4. 5. 6. 7.

随参信道的传输媒质的三个特点分别为 、 、 。

根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 和 两大类。 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有： 、 、 。 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???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 。 五 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X?t?与Y?t?独立，则Z?t??X?t?Y?t?的一维概率密度

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?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。

（ ） 六 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

数和功率谱密度分别为fx?x? 、Rx???和Sx???，试问fx?x? 、Rx???和

Sx???是否：

(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???成立的有 ； 2. 下列属于线性调制的是（ ） （B） 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E?X(t1)??mX(t1)，E?Y(t2)??mY(t2)，E?X?t1?Y?t2???mX?t1?mY?t2?，

则随机过程X?t?与Y?t?（ ）

（B） 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(?)O(A)?O?(B)f(?)f(?)?4T2TO2T4TO?(C)(D) 6. 线形调制系统的调制制度增益（ ） （E） 与调制方式有关，与解调方式无关； （F） 与调制方式无关，与解调方式有关； （G） 与调制方式无关，与解调方式无关； （H） 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（ ） （B） 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（ ）

（C） 2FSK、2ASK、2PSK；（C）2ASK、2FSK、2PSK； （D） 2ASK、2PSK、2FSK；（D）2PSK、2FSK、2ASK。 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，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。 七 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” 八 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?105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SN=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Pn?f??0.5?10?2W/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???；

（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fb?1000Baud；(b)码元速率fb?4000Baud；(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间串扰？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间串扰，但还可以用？为什么？ H(f)1fHz?1000O1000

通信原理试卷A答案

一、填空题：（每空0.5分，共15分）

2001.12

13. 基带传输（系统）和频带（调制）传输（系统）。 14. 高斯型的。

15. P?????H????P????。

2oi16. 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。 17. 恒参信道、随参信道。

18. 产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。 19. 单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。 20. 连续谱、离散谱。 21. 模拟幅度调制和键控方法。 22. 抽样、量化、编码。 23. A/D、数字传输系统和D/A。 24. 6、4、3。

二、判断题：（正确画“√”，错误画“×”；每题0.5分，共5分）

1. ×； 6. ×；

2. ×； 7. √；

3. ×； 8. ×；

4. ×； 9. ×；

5. ×； 10. √；

三、单项选择题：（每题1分，共10分）

1. fx?x?成立的有 ①②③④⑤；Rx???成立的有 ③④⑤⑥⑦；Sx???成立的有 2. C

①②③④⑥⑦⑤；

； 3.A； 4.A； 5. A； 6.D； 7.B； 8.D

四、作图题：（每题5分，共10分 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。

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???2n?1??（n为整数）

，即f?1????n??

2??KHz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

A?n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）

1. 解：

（1） RB?1?1?103 ?31?1012 B

（2） P?1??P?0??

每秒钟的信息量即为信息速率：1?103 bps

i（3） ? H?x????P?xi?lo2gP?xi?

? H??P?1?log2P?1??P(0)log2P?0???1log21?1log21?1

2222

Rb?H?RB?1?1?103?1?103

bit/s (bps)

2. 解：

（1） 每个像元x的平均信息量

? P?xi??1， i?1,2,?,16 16? H?x????P?x?logP?x????P?x?logP?x??logi2ii2iii?116216?4

（2） 一帧图片的平均信息量

I图片?3?105?4?1.2?106 bit

（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：30?1.2?106?3.6?107 bit

（4） 信息速率

由上可知：Rb?3.6?107 bps

（5） 由于信道容量C?Rb，故信道带宽：

RbC3.6?107???3.612?106 Hz B?S?S?log2?1?1000???log2?1??log2?1??N?N???

其中：30dB~1000

? 要求信道的最小带宽为：3.612?106 Hz

3. 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,?H?????0,??95kHz?f?105kHz其它

（2） 已知：Si?10 kw

Ni?2B?Pn?f??2?10?103?0.5?10?3?10 w

故输入信噪比：

Si?1000 Ni（3） 因有GDSB?2

故输出信噪比：

SoS?2?i?2000 NoNi（4） 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率关系，有： 1 No?Ni?2.5 w

4

故：

Pno?f??No1?0.25?10?3 w/Hz ?Pn?f? 2fm2图：

4. 解：

由图可知带宽为1000 Hz，奈氏斯特速率为 2000 Baud

由此可得：

（1）（a）fb?1000 Baud，不会产生码间串扰； （2）（b），（d）码元速率根本不能用；

（3）（c）fb?1500 Baud，会引起码间串扰，但还可以用。

通信原理试卷(B)

学号：

01.12.18

姓名：

（注意：在答题纸上答题，不必重新抄题，只写题号即可。）

七 填空题：（每个空0.5分，共15分）

13. 通信系统按调制方式可分 和 ；按信号特征可分为 和 。 14. 若线形系统的输入过程?i?t?是高斯型的，则输出?o?t?是 型的。 15. 若系统功率传输函数为H???，则系统输出功率谱密度P?O???与输入

功率谱密度P?I???关系为 16. 调制信道对信号的干扰分为 和 两种。

17. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 和 两大类。 18. 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有： 、 、 。 19. 常见的随机噪声可分为 、 和 三类。

20. 数字基带信号S?t?的功率谱密度PS???可能包括两部分即 和 。 21. 二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为 、 和 。 22. 模拟信号是利用 、 和 来实现其数字传输的。 23. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 、 和 。 24. 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 。 八 判断题：（正确划“×”，错误划“√”；每题0.5分，共5分） 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?t1?与X?t?C?具有相同的统计特性（C为常数）。

（ ）

13. 对于数字基带信号S?t?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。（ ）

14. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。（ ）

15. 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。

（ ）

????

2）奈奎斯特第二准则：

?12?i????????1 Ts?Ts?i?2?i?????或 ???Ts Ts?i?

??

???Ts

?Ts ??

有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值，同时又可以降低对定时精度的要求。

3）频域均衡

在基带系统中插入一种可调（也可不调）滤波器将能减少码间干扰的影响。频域均衡就是利用可调滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的总特性满足实际性能的要求。

6. 答：

因为它采用同步解调，使输入噪声中的一个正交分量ns(t)被消除的缘故。

六、计算题：（1、2、3每题10分；4题5分，共35分）

1. 解：

显然H????1?e?jwT，所以

H????2?1?cos?T?

2输出功率谱密度为

P?0????H???P?i????2P?i????1?cos?T?

2又因为

P?0?????2?ej?T?e?j?T?n0 2所以

R?0????2R?i????R?i???T??R?i???T?

?n0?2?????????T??????T?? 22. 解：

（1）如下图所示，其中BPF的传输特性为

??K1,H1?f?????0,30MHz?3kHz?f?30MHz?3kHz其他f?K,K为常数?12

LTP的传输特性为

??K2,H2?f???f?3kHz

3. 解：

??0,其他f2）输出噪声功率为 N10?4N1i?4?n0?BDSB

?14?2?10?16?6000?3?10?13 W

所以输出噪声功率谱密度P0?f?为

PN?13 03?100?f???3000?2??0.5?10?162W/Hz

3）要求S0?40dB，即要求S3000i?1?104N，此时接收机输入功率

0Ni2S1i??104Ni，又由于信道损耗为10×10 dB，故最小平均

发送功率为2

S?1010?1?1042?2?10?16?6000?60 W

DSB BPLPf0?30MHz （1）由图知接收滤波器GR???输入噪声双边功率谱密度为

Pi????n02，则接收滤波器GR???输出噪声双边功率谱密度为

Po????P2n0i???GR????2?0?1?cos??0?,???? 0 接收滤波器GR???输出噪声功率为

N0o?12???????P0n0o???d??102???????02???n0?1?cos0?d??02 （

（

（2）系统总的误码率Pe为

Pe?P?1?Pe1?P?0?Pe0

在单极性波形情况下，Pe1和Pe0分别为

?x?A?1 Pe1?exp???dx ??2?x?????1?x? Pe0?exp???dx

Vd2???x?? 式中Vd是判决门限，误码率

?Vd??1?x?A??x?1??exp??dx?P0exp????dx ??2?Vdx?2??????x?? 可以通过求偏导数?Pe?Vd?0得到最佳判决门限Vd*，

Pe?P?1??Vd?当P?1??P?0?时，

?Vd*?1??0 exp??

2????????

?? 化简上式可得到最佳判决门限Vd*?A2，此时系统误码率Pe为

?Vd*?A??Pe1???exp???Vd2????*?Vd*?A????Vd??exp??exp????x?????

??1?x?A??x?1??Pe?P?1?exp??dx?P0exp????dx ??2?A22??x????????1A21??1?x?A??x??A?exp? ??dx?4?A2exp????dx?2exp??2?? 4????????????A2??3. 解：

当滤波器的H???为图所示特性时，码元速率的极限为2000 B。 （1）当码元速率fb?1000 B时，滤波器的H???图见P76a，通过作图见P76可看出，这时满足无码间串扰的条件：

Heq?????2i?H????Tbn???????????常数，????Tb

因此不会产生码间串扰。

（2）码元速率fb?4000 B或3000 B根本不能用，因为它们都大于极限码元速率。

通信原理试卷(A)

学号：

02.12.22

姓名：

（注意：在答题纸上答题，不必重新抄题，只写题号即可。）

十 填空题：（每个空0.5分，共15分）

13. 基带传输系统的总误码率依赖于 和 之比。 14. 调制信道对信号的干扰分为 和 两种。

15. 若线形系统的输入过程?i?t?是高斯型的，则输出?o?t?是 型的。 16. 通断键控信号（OOK）的基本的解调方法有 及 。 17. 随参信道的传输媒质的三个特点分别为 、 、 。

18. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 和 两大类。 19. 包络检波法的系统误码率取决于 和 。 20. 起伏噪声又可分为 、 及 。

21. 数字基带信号S?t?的功率谱密度PS???可能包括两部分即 和 。 22. 二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为 和 。 23. 模拟信号是利用 、 和 来实现其数字传输的。

24. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 、数字传输系统和D/A。 25. 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 。 十一 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. 一般说来，通过键控法得到二进制移频建控信号（2FSK）的相位（?n、

?n）与序列n无关。（ ）

3. 任何一个采用线性调制的频带传输系统，总可以由一个等效的基带传

输系统所替代。（ ）

4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。（ ） 5. 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。（ ） 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. 恒参信道对信号传输的影响是变化极其缓慢的，因此，可以认为它等

效于一个时变的线性网络。（ ）

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。

（ ） 十二 选择题：（每题1分，共10分）

1 一个随机过程是平稳随机过程的充分必要条件是 。

（A） 随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数与时间间隔无关； （B） 随机过程的数学期望与时间无关，且其相关函数仅与时间间隔有关； （C） 随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔无关； （D） 随机过程的数学期望与时间有关，且其相关函数与时间间隔有关； 2 下列属于线性调制的是 。

（C） 相移键控； （B）频移键控； （C）振幅键控； （D）角度调制。 3 采用同步解调残留边带信号时，只要残留边带滤波器的截止特性在载

频处具有 特性，就能够准确地恢复所需的基带信号。 （A）互补 （B）对称 （C）互补对称 （D）没有特殊要求 4 若E?X(t1)??mX(t1)，E?Y(t2)??mY(t2)，E?X?t1?Y?t2???mX?t1?mY?t2?，

则随机过程X?t?与Y?t? 。

（A） 不相关；（B）相关； （C）正交； （D）独立。

5 对于AM调制系统，在大信噪比情况，采用包络检波器解调时的性能

比同步检测器时的性能 。 （A）高 （B）低 （C）相等 （D）几乎一样

f(?)f(?)O(A)?O?(B)f(?)f(?)?4T2TO2T4TO? 6 如上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 。 7 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。

8 通断键控信号（OOK）的带宽是基带脉冲波形带宽的 倍。 （A）1 （B）2 （C）3 （D）2/3 9 下列哪一种信号的传输带宽与AM信号传输带宽相同 。 （D） 基带信号；（B）双边带信号；（C）单边带信号；（D）残留边带信号。 10 在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK、2FSK、2PSK从优到差的次序

为 。 （G） 2FSK、2ASK、2PSK；（C）2ASK、2FSK、2PSK； （H） 2ASK、2PSK、2FSK；（D）2PSK、2FSK、2ASK。 四 作图题：（5分）

设发送数字信息为1001101，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。 十一 简答题：（每题5分，共30分） 1. 数字通信有哪些主要优点？

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. 为什么双边带解调器的调制制度增益是单边带的二倍？

(C)(D)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. 消除码间干扰的方法有几种，并说明它们的思想？

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” 十二 计算题：（1、2、3每题10分；4每题5分，共35分）

4. 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。 5. 黑白电视机图像每幅含有3?105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SN=30dB，计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽。

6. 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn?f??0.5?10?2W/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???；

（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。 5. 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fb?1000Baud；(b)码元速率fb?4000Baud；(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间串扰？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间串扰，但还可以用？为什么？

通信原理试卷(A)答案 02.12.20

十三 填空题：（每个空0.5分，共15分） 26. 信号峰值、噪声均方根值。 27. 乘性干扰、加性干扰。 28. 高斯。

29. 非相干解调（包络检波法）、相干解调（同步检测法）。

30. 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。 31. 恒参信道、随参信道。

32. 系统输入信噪比、归一化门限值。 33. 热噪声、散弹噪声、宇宙噪声。 34. 连续谱、离散谱。

35. 模拟幅度调制法、键控法。 36. 抽样、量化、编码。

37. A/D、数字传输系统、D/A。 38. 6、 4、 3。

十四 判断题：（正确划“×”，错误划“√”；每题0.5分，共5分） × √ √ × √ × × × × √ 十五 选择题：（每题1分，共10分） B C C A C A D B B D 五 作图题：（5分） 十三 论述题：（每题5分，共30分） 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：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。

?????d???? d?9. 答：

?(t)sin?ct分量被解调器滤除了，而它在解因为是单边带信号中的m调器输入端确是信号功率的组成部分。

10. 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。 11. 答：1）奈奎斯特第一准则： 为了消除码间干扰，则基带传输特性应满足：

1Ts?i?2?i??????1 ??Ts?? ???Ts

?Ts 或

?i?2?i????????Ts Ts?? ??

2）奈奎斯特第二准则：

有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值，同时又可以降低对定时精度的要求。 3）频域均衡 在基带系统中插入一种可调（也可不调）滤波器将能减少码间干扰的影响。频域均衡就是利用可调滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的总特性满足实际性能的要求。 12. 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”。 十四 计算题：（1、2、3每题10分；4每题5分，共35分）

7. 解：

（1） RB?（2）

1?1?103 B ?31?101P?1??P?0??

2每秒钟的信息量即为信息速率：1?103 bps

i（3） ? H?x????P?xi?log2P?xi?

1111? H??P?1?log2P?1??P(0)log2P?0???log2?log2?1

2222

Rb?H?RB?1?1?103?1?103 bit/s (bps)

8. 解：

（1） 每个像元x的平均信息量

? P?xi??1， i?1,2,?,16 16? H?x????P?x?logP?x????P?x?logP?x??logi2ii2iii?116216?4

（2） 一帧图片的平均信息量

I图片?3?105?4?1.2?106 bit

（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：30?1.2?106?3.6?107 bit

（4） 信息速率

由上可知：Rb?3.6?107 bps

（5） 由于信道容量C?Rb，故信道带宽：

RbC3.6?107???3.612?106 Hz B?S?S?log2?1?1000???log2?1??log2?1??N?N???

其中：30dB~1000

? 要求信道的最小带宽为：3.612?106 Hz

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