《通信原理》期末试卷1及答案

通信原理试卷(B)

02.12.22

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（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. 在 情况下，消息的平均信息量最大。

2. 一个连续信道的信道容量受 、 、 “三要素”的限制。

3. 一个均值为零的平稳高斯窄带随机过程的包络的一维分布是 ，而其

相位的一维分布是 。

4. 信道传输信息的速率与 、 以及 有关。

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. 数字通信系统的主要性能指标是 和 。

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. 二进制数字调制系统有三种基本信号，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. 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. 平稳随机过程的自相关函数具有任意的形状。（ ） 3. 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。（ ） 4. 在大信噪比情况下，AM 信号检波器的调制制度增益随基带信号的支流

分量的减少而减少。（ ）

5. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。（ ）

6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若00→n ，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.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。（）

三选择题：（每题1分，共10分）

1.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2.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

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；（D）角度调制。

4.下列关于群延迟畸变与幅度畸变说法正确的是。

（A）群延迟畸变是线性畸变，幅度畸变是非线性畸变；

（B）群延迟畸变、幅度畸变都是线性畸变；

（C）群延迟畸变是非线性畸变，幅度畸变是线性畸变；

（D）群延迟畸变、幅度畸变都是非线性畸变。

（B ）调制方式无关，与解调方式有关； （C ）调制方式无关，与解调方式无关； （D ）调制方式有关，与解调方式有关。

8. 在相同的大信噪比下，通断键控信号（OOK ）同步检测时的误码率比

包络检波时的误码率 。 （A ） 低 （B ）高 （C ）一样 （D ）没有可比性 9. 在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK 、2FSK 、2PSK 从差到优的次

序 。

（A ） 2FSK 、2ASK 、2PSK ；（C ）2ASK 、2FSK 、2PSK ； （B ） 2ASK 、2PSK 、2FSK ；（D ）2PSK 、2FSK 、2ASK 。 10. 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； 四 作图题：（5分）

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. 为什么DSB 信号的解调器使信噪比改善一倍？

2. 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？ 3. 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

4. 5. 统的误码率？

6. DSB 六 计算题：（1、1. 为()ωX P ，

率谱密度()ωY P 。

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()3105.0-?=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 ；

四 填空题：（每个空0.5分，共15分） 13. 等概率。

14. 信道的带宽（B ）、信道输出的信号功率（S ）、噪声单边功率谱密度（0n ）。 15. 瑞利分布、均匀分布。

16.单位时间传送的符号数目、信息源的概率分布、信道干扰的概率分布。

17.恒参信道、随参信道。

18.传输速率、差错率。

19.单频噪声、脉冲噪声、起伏噪声。

20.连续谱、离散谱。

21.振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）、移相键控（PSK）。

22.抽样、量化、编码。

23.A/D、数字传输系统、D/A。

24.6、4、3。

五判断题：（正确划“×”，错误划“√”；每题0.5分，共5分）

××√××√√×√×

六选择题：（每题1分，共10分）

C B C B

D A D A C B

五作图题：（5分）

七论述题：（每题5分，共30分）

7.答：

被消除的缘因为它采用同步解调，使输入噪声中的一个正交分量)(t

n

s

故。

8.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。

9.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 =

10. 答：眼图是指用示波器显示用实验手段估计系统性能的图形，因为在

传输二进制信号波形时，它很像人的眼睛。 它能说明基带传输系统的性能有：

1）最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻；

2）对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越陡，对定时误差就越灵敏；

3）图的阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围； 4）图中央的横轴位置应对应判决门限电平；

在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限（或称噪声边际），即若噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。 11. 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。

12. 答：相同。 因为单边带信号所需带宽仅仅是双边带的一半。因而，在噪声功率谱密度相同的情况下，双边带解调器的输入噪声功率是单边带的二倍，从而也使双边带解调器输出噪声功率比单边带的大一倍。因此，尽管双边带解调器的制度增益比单边带的大，但它的实际解调性能不会优于单边带的解调性能。不难看出，如果解调器的输入噪声功率谱密度相同，输入的信号功率也相同，则双边带和单边带在解调器输出端的信噪比是相等的。这就是说，从抗噪声的观点看，单边带的解调性能和双边带是相同的。元相对相位的差唯一决定信息符号，这样避免了绝对移相方式中的“倒π现象”。 八 计算题：（1、2、3每题10分；4题5分，共35分） 4. 解：

方法一： 由图可得输出：

()()()T t X t X t X o -+=

故： ()()()[]ττ+=t X t X E R o o X o ()()[]()()[]{}T t X t X T t X t X E -+++-+=ττ

()()()()()()()()??

?

???-+-++?-+-+++=T t X T t X t X T t X T t X t X t X t X E ττττ ()()()()ττττX X X X R T R T R R +++-+=

()()()T R T R R X X X ++-+=τττ2

根据： ()()ωτO O X X P R ? ()()()()T j X T j X X X e P e P P P O ωωωωωω++=-2

()()ωωX P T ?+=cos 12

方法二：

该系统的单位冲击响应

()()()T t t t h -+=δδ

故其传递特性：

()2222

2cos 21T

j T

j T

j T

j

T

j e T e e e

e

H ωωωωωωω----=???

? ??+=+= 因而： ()()()ωωωX Y P H P ?=2

()()()ωωωωX X P T P T

?+=?=cos 122

cos 42

5. 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

6. 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：

5. 解：

（a ） 在??

?

???-b b T T ππ,区间上，前后码元的()ωH 叠加为矩形，所以这种

滤波器是无码间串扰；

（b ） 在??

?

???-b b T T ππ,区间上，前后码元的()ωH 叠加不为矩形，所以这

种滤波器是有码间串扰；