通信原理试卷和标准标准答案.doc

通信原理试卷 (A )

0 2. 1 2. 2 2

一填空题：（每个空 0.5 分，共 15 分）

1.基带传输系统的总误码率依赖于信号峰值和噪声均方根值之比。

2.调制信道对信号的干扰分为乘性干扰和加性干扰两种。

3.若线形系统的输入过程i t 是高斯型的，则输出o t 是高斯型的。

4.通断键控信号（ OOK ）的基本的解调方法有非相干解调（包络检波法）及相干解调（同步检测法）。

5.随参信道的传输媒质的三个特点分别为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。

6. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为恒参信道和随参信道两大类。

7. 包络检波法的系统误码率取决于系统输入信噪比和归一化门限值。

8. 起伏噪声又可分为热噪声、散弹噪声及宇宙噪声。

9. 数字基带信号 S t 的功率谱密度 P S 可能包括两部分即连续谱和离散谱。

10. 二进制振幅键控信号的产生方法有两种，分别为模拟幅度调制法和键控法。

11.模拟信号是利用抽样、量化和编码来实现其数字传输的。

12. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是A/D 、数字传输系统和D/A。

13. 设一分组码（110110）；则它的码长是 6 ，码重是 4 ，该分组码与另一分组码（100011）的码距是 3 。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. 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S N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。（）

三选择题：（每题 1 分，共 10 分）

a) 一个随机过程是平稳随机过程的充分必要条件是 B 。

（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；

b) 下列属于线性调制的是 C 。

（ A）相移键控；（ B）频移键控；（ C）振幅键控；（ D）角度调制。

c) 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 C 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

d) 若

E X (t1 )

，，，则随机过程

X t

与

Y t

A 。m X (t1 ) E Y (t 2 ) m Y (t 2 ) E X t1 Y t 2m X t1 m Y t2

（ A）不相关；（B）相关；（ C）正交；（ D）独立。

e) 对于（ A）高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

（B）低（C）相等（D）几乎一样

C。

f ( ) f ( )

O O

( A) ( B)

f ( )

f ( )

O

4T 2T

O

2T 4T

(C) ( D )

f) 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 A 。

g) 线形调制系统的调制制度增益 D 。

（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。

h) 通断键控信号（ OOK ）的带宽是基带脉冲波形带宽的 B 倍。

（ A） 1 （B） 2 （C） 3 （ D）2/3

i) 下列哪一种信号的传输带宽与AM 信号传输带宽相同 B 。

（ A）基带信号；（B）双边带信号；（C）单边带信号；（ D）残留边带信号。

j) 在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK 、 2FSK、 2PSK 从优到差的次序为D 。

（A） 2FSK、 2ASK 、 2PSK；（ C）2ASK 、2FSK、 2PSK；

（B） 2ASK 、 2PSK、 2FSK；（ D） 2PSK、2FSK 、2ASK 。

四作图题：（ 5 分）

设发送数字信息为

列。

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

五简答题：（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？

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”

六计算题：（ 1、 2、3 每题 10 分； 4 每题 5 分，共 35 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S N =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P n f 0.5 10 2 W/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 f b 1000 Baud；(b) 码元速率f b 4000 Baud； (c) 码元速率 f b 1500 Baud；(d) 码元速

率 f b 3000 Baud。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 )

1

f Hz

1000O

1000

（4）

通信原理试卷 (A) 答案02.12.20

填空题：（每个空 0.5 分，共 15 分）

信号峰值、噪声均方根值。

乘性干扰、加性干扰。

高斯。

非相干解调（包络检波法）、相干解调（同步检测法）。

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。

恒参信道、随参信道。

系统输入信噪比、归一化门限值。

热噪声、散弹噪声、宇宙噪声。

连续谱、离散谱。

模拟幅度调制法、键控法。

抽样、量化、编码。

A/D 、数字传输系统、 D/A 。

6、 4、 3。

判断题：（正确划“×”，错误划“√”；每题 0.5 分，共 5 分）

×√√×√××××√

选择题：（每题 1 分，共 10 分）

B C C A C A D B B D

论述题：（每题 5 分，共 30 分）

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。

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

答：

因为是单边带信号中的m?(t ) sin

c

t

分量被解调器滤除了，而它在解调器输入端确是信号功率的组

成部分。

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。

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：

或2）奈奎斯特第二准则：

1 2 i

T

s i T s

1

T

s

2 i T

s

T s

i

T s

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。

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”。

计算题：（1、2、3 每题 10 分； 4 每题 5 分，共 35 分）

解：

R B

1 1 1 10 3

B

（1）10 3

P 1 P 0 1

2

（2）

每秒钟的信息量即为信息速率： 1 103 bps

（3）H x

P x i log 2 P x i i

H P 1 log 2 P 1 P(0) log 2 P 0 1

log 2 1

1

log 2 1 1 2 2 2 2

R H R

B 1 1 103 1 103

b

bit/s (bps) 解：

（ 1）每个像元x

的平均信息量

P x i

1

16 ， i 1,2, ,16

16

H x P x i log 2 P x i P x i log 2 P x i log 2 16 4

i i 1

（2）一帧图片的平均信息量

I

图片 3 105 4 1.2 10 6

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： R b

3.6 107

bps

（5） 由于信道容量

C

R

b

，故信道带宽：

B

C

R

3.6 107

S

b

log 2 1 3.612 106

log 2 log 2 S

1000

1

1

N

N

Hz

其中：

30d B

~ 1000

要求信道的最小带宽为：

3.612

106

Hz

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 2 f m

2 5 10

kHz

其中心频率为 100 kHz ，故有：

K, 95kHz f 105kHz

H

0,

其它

（2） 已知：

S i

10 kw

N

i

2B P f

2 10 10 3

0.5 10 3 10

w

n

S i

1000

故输入信噪比：

N i

（3） 因有 G

DSB

2

S o

2

S i

2000

故输出信噪比： N

o

N i

（ 4） 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率关系，有：

N o

1

N i

2.5

4

w

N o

3

1

P

n o

f

0.25 10

P n f

2 f m

故：

w/Hz

2

图：

解：

由图可知带宽为 1000Hz ，奈奎斯特速率为 2000 Baud

由此可得：

（a）f

b

1000

Baud，不会产生码间串扰；

（b）（d）码元速率根本不能用；

（c）f

b

1500

Baud 会引起码间串扰；但还可以用。