通信原理期末考试试题及答案分析

一、填空题（总分24，共12小题，每空1分）

1、数字通信系统的有效性用 传输频带利用率 衡量，可靠性用 差错率 衡量。 2、模拟信号是指信号的参量可 连续 取值的信号，数字信号是指信号的参量可 离散 取值的信号。

3、广义平均随机过程的数学期望、方差与 时间 无关，自相关函数只与时间间隔有关。

24、一个均值为零方差为n的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。

5、当无信号时，加性噪声是否存在？ 是 乘性噪声是否存在？ 否 。 6、信道容量是指： 信道传输信息的速率的最大值 ，香农公式可表示为：

CBlog2(1S)。 N7、设调制信号为f（t）载波为cosct，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为

1f(t)cosct，频域表达式为[F(c)F(c)]。

28、对最高频率为fH的调制信号m（t）分别进行AM、DSB、SSB调制，相应已调信号的带宽分别为 2fH 、 2fH 、 fH 。

9、设系统带宽为W，则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。

10、PSK是用码元载波的相位来传输信息，DSP是用前后码元载波的 相位差 来传输信息，它可克服PSK的相位模糊缺点。

11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的 码间串扰，二是传输中叠加的 加性噪声 。

12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用 13 折线近似，律对数压缩特性采用15 折线近似。

二、简答题（总分18，共4小题） 1、随参信道传输媒质的特点？（3分）

答：对信号的衰耗随时间变化、 传输的时延随时间变化、 多径传播 2、简述脉冲编码调制的主要过程。(6分)

抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。 3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系？（6分）

最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻；对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定；图的阴影区的垂直高度，表示信号幅度畸变范围；图横轴位置对应判决门限电平；抽样时刻上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。 4、简述低通抽样定理。（3分）

一个频带在（0，fH）内的时间连续信号m(t)，如果以T间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定

2、设信息序列为100000000001100001，试编为AMI 码和HDB3码（第一个非零码编为+1），并画出相应波形。（6分）

12Hf的时间

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1AMI+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0 0 0-1HDB3+1 0 0 0+V-B 0 0-V 0 0+1-1+B 0 0+V-1+1 0 0 0+1-1 0 0-1 0 0+1-1+1 0 0+1-1AMIHDB3

1、已知调制信号mtcos2000t载波为2cos104t，分别画出AM、DSB、SSB（下边带）信号的频谱。（6分）

SAMSAM2π2πππ-6-5-40SAM2ππ456f(kHz)-6-5-40456f(kHz)-6-5-40456f(kHz)

3、设发送数字信息为110010101100，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。(对2FSK信号,“0”对应Ts=2Tc，“1”对应Ts=Tc；其余信号Ts=Tc，其中Ts为码元周期，Tc为载波周期；对2DPSK信号，0代表“0”、1800代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，0代表“0”、1800代表“1”。)（8分）

1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0OOK2FSK2PSK2DPSK

1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0OOK2FSK2PSK2DPSK

四、（总分12分）现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互，每个符号的宽度为0.1ms。计算：

（1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。 解：解：（1）Hlog2Mlog283(bit/符号） ——（２分） （2）Ts=0.1ms ，所以RB1Ts10000Baud

RbRBH10000330kbit/s ——（２分）

（3）IRbt3010323600216Mbit/s ——（３分） （4）误比特率 Pb277 ——（２分） 1.2510621610 2小时传送的码元数为NRBt10000236007.2107 误码率为：Pe

2773.7510 ——（３分） 67210五、（总分12分）设某信道具有均匀的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单边带（上边带）信号，并设调制信号m（t）的频带在5K HZ，而载波为100 K HZ，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）该理想带通滤波器中心频率多大？（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？

解：（1）单边带信号的载频为100kHz，带宽B＝5kHz，为使信号顺利通过，理想带通滤

1波器的中心频率为f01005102.5(kHz) ——（３分）

2 (2)解调器输入端的噪声与已调信号信号的带宽相同，

Ni2Pn(f)B20.510351035W ——（３分）

3 已知Si=10kW，所以 Si10102000 ——（３分）

Ni5（3）由于单边带调制系统的制度增益为G＝1，因此解调器输出端的信噪比

S0Si2000 ——（３分） N0Ni

三、简答题(每题2分，共计20分)

1. FSK：调制信号控制不同频率载波传输的调制方法。

2. 全双工通信：通信双方可以同时进行发送和接收信息的工作方式。 3. 白噪声：噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数

4. 平稳随机过程：随机过程在任意有限维分布函数与时间起点无关 5. 恒参信道：恒参信道是指其乘性干扰可看成不随时间变化或基本不随时

间变化的信道。

6. 线性调制：时域里幅度随基带信号变化，频率内频谱是基带信号频谱的

线性搬移的调制方法。

7. 数字信号最佳接收：数字信号最佳接收是以错误概率最小作为最佳的准则。 8. 差分脉冲编码调制：差错控制编码就是在信息码元序列中加入监督码元。 . 眼图：通过示波器观察接收端的基带信号的波形，从而估计和调整系统

性能

10、差错控制编码:答：差错控制编码就是在信息码元序列中加入监督码元。

一、填空题(每空1分，共计20分)

1、已知某数字传输系统传送二进制码元的速率为1200B/s，码元等概率出现，该系统的信息速率为 1200bit/s ；若该系统改成传送16进制信号码元，码元等概率出现，码元速率为2400B/s，则这时的系统信息速率为 9600bit/s。

2、已调波s(t)5cosmt•cos0t5sinmt•sin0t是 SSB 调幅方式。其调制信号f(t)为

5coswmt，载波C(t)=cosw0t 。解调时，相干载波为cosw0t时，可解调恢复原信号。

3、同步技术包括 载波同步 、 吗元同步 、 群同步 、 网同步 。

4、4个信源的最高频率分别为1 kHz、1 kHz、2 kHz、2 kHz，采用时分复用方式进行传输，每路信号均采用8位二进制数PCM编码。该系统中满足抽样定理的最小抽样频率为4KHz ，一帧中包含

4 路抽样信号集，每个时隙占有的时间宽度为 62.5微秒 ，每个码元宽度为 7.8125微秒 ，码元传输速率为 128Kb/s 。

5、PSK系统的基带调制信号码型为 双极性非归零 码型，波形为 方波 ，PSK信号相当于模拟调制的 DSB 或 相位 调制方式，传输带宽为 2Rb 。

2、已知信息代码为1010000011000011，试确定相应的数字双相码、AMI码以及HDB3码。(6分)

解：

信息代码: 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 数字双相码:10 01 10 01 01 01 01 01 10 10 01 01 01 01 10 10(2分)

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

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

六、（总分14分）采用13折线A律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位：

（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差； （2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。

解：（1）已知抽样脉冲值I0＝-95，设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。 因为I0<0，故C1＝0 ——（２分）

又因为I0>，且I0<128，故位于第4段，段落码C2C3C4＝011 ——（３分） 第4段内的量化间隔为4，由I0＝＋7×4＋3知，I0位于第4段第7量化级，C5C6C7C8＝0111 ——（３分）

因此，输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C8＝00110111 ——（１分） 译码输出 -(+7×4＋2／2)＝-94，

量化误差为：-95－(-94)＝-1（单位） ——（２分） （2）对应于该7位码的均匀量化11位码为：

C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11＝00001011110 ——（３分）

1、一个LR低通滤波器如图所示，假设输入是均值为零、功率谱密度为n0/2的高斯白噪声，试求：

（1）输出噪声的自相关函数；（6分） （2）输出噪声的方差。（2分）

图1

解：

R(2分) RjwLnnR1R2 P0(w)piH(w)0R0()0exp()(4分)

21(Lw)24LLRnR2（2）R(0)R()0(2分)

4L（1）H(w)

5、已知某（3，1，3）卷积码生成多项式为：g1（x）＝1，g2（x）＝1＋x，g3（x）＝1＋x＋x。（1）画出该编码器电路图；（2）画出状态图；（3）由状态图求输入序列为11010101的（3，1，3）卷积码输出序列。(12分)

2

2

（1）编码器电路图（略） （2分）

（2）状态图（略） （6分） （3）

（3，1，3）卷积码输出序列为：111110010100001110001100 （4

3、采用13折线A律编码，设最小的量化级为1个单位，已知抽样脉冲值为 -570单位。

（1）试求逐次比较型编码器输出的8位码（段内码用自然二进制码）；（10分）

（2）写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。（2分）

解：（1）设码组为c1c2c3c4c5c6c7c8

极性码：因为抽样脉冲值为-570<0，所以极性码C10。 （1分） 段落码：Is570128,故c21（位于后4段） （1分）

Is570512,故c31（位于第7、8段） （1分） Is5701024,故c40（位于第7段） （1分）

由这三次比较结果，知道该抽样值处于第7段。

段内码：第7段起始电平为512，长度为1024—512=512个量化单位，再进行16级均匀量化，量化间隔为512/16=32个量化单位。 （1分）

I512328768,所以IsI,故c50;I5123240,所以IsI,故c60; （1分） （1分） （1分） （1分）

编码器输出组为01100001。 （1分） （2）11位码为：01000110000

4、采用图2中所画的系统传送码元速率RB1000 Baud的数字基带信号，试问能否满足无码间串扰的条件？哪一种传输特性较好？并简要说明其理由。（12分）

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