《通信原理》试卷及答案

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()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是 型的。

3. 若系统功率传输函数为()ωH ，则系统输出功率谱密度()()

ωξO P 与输入功率谱

密度()()

ωξI P 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()t S 的功率谱密度()ωS P 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()t X 与()t Y 独立，则()()()t Y t X t Z =的一维概率密度

()()()t y f t x f t z f y x z ;;;=。（ ）

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N S 可以互换。（ ）

7. 对于数字基带信号()t S 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。（ ）

三 选择题：（每题1分，共10分）

1. 已知平稳随机过程()t X 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()x f x 、()τx R 和()ωx S ，试问()x f x 、()τx R 和()ωx S 是否： (1)必须是偶函数；(2)必须非负；(3) 能够确定()t X 的均值；(4)能够确定()t X 的方差； (5) 能够确定()t X 的概率密度函数；(6) 能够确定()t X 的自相关函数；(7)能够确定()t X 的功率谱密度。

上述对()x f x 成立的有 ；()τx R 成立的有 ；()ωx S 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[])()(11t m t X E X =，[])()(22t m t Y E Y =，()()[]()()2121t m t m t Y t X E Y X =，则随

机过程()t X 与()t Y （ ）

（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

（

6. （A ） （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）

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()ωH ，相频特性()ω?为，则它的不失真条件是

什么？什么是群延迟—频率特性(()ωτ)，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N S =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-?=f P n 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()t m 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()ωH ；

（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()ωH 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=b f Baud ；(b)码元速率4000=b f Baud ；(c) 码元速率

1500=b f Baud ；(d) 码元速率3000=b f 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？

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. ()()()ωωωξξi

o

P H P ?=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. ()x f x 成立的有 ①②③④⑤；()τx R 成立的有 ③④⑤⑥⑦；()ωx S 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）

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： ()ωH 满足：

()ωω~H 为一条水平线；

()ωω?~ 成线性关系

群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。

()()ω

ω?ωτd 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()τ

πω12+=

n （n 为整数）

，即??? ?

?

+=21n f

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 σ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

n

A

σ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π相位或π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π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π现象”。

六、计算题：（1、4每题5分；2、3每题10分，共30分）

1. 解： （1） 33

10110

11

?=?=

-B R B

（2） ()()2

101==P P

每秒钟的信息量即为信息速率：3101? bps

（3） Θ ()()()i i

i x P x P x H 2log ∑-= ∴ ()()()12

1log 2

12

1log 2

10log )0(1log 12222=--=--=P P P P H

331011011?=??=?=B b R H R

bit/s (bps)

2. 解：

（1） 每个像元x 的平均信息量 Θ ()16

1

=

i x P ， 16,,2,1Λ=i

∴ ()()()()()416

log

log log 22

16

1

2

==-=-

=∑∑=i

i

i i

i

i

x P x P x P x P x H

（2） 一帧图片的平均信息量

65102.14103?=??=图片I bit

（3） 每秒内传送的信息量

Θ 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?=b R bps

（5） 由于信道容量b R C ≥，故信道带宽：

()627

2210612.310001log 106.31log 1log ?=+?=?

?? ?

?

+≥??? ??+=

N S R N S C B b Hz 其中：1000~30B d

∴ 要求信道的最小带宽为：610612.3? 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：

10522=?==m f B kHz

其中心频率为100 kHz ，故有：

()??

?

?

?≤≤=其它

,010595,kHz

f kHz K H ω

（2） 已知：10=i S kw

()10105.010102233=????=?=-f P B N n i w

故输入信噪比：

1000=i

i

N S （3） 因有2=DSB G

故输出信噪比：

20002=?=i

i o o N S

N S （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

==i o N N w

故：

()31025.02-?==

m o n f N f P o w/Hz ()f P n 2

1

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

（3）（c ）1500=b f Baud ，会引起码间串扰，但还可以用。