通信期末考试.doc

1、第 1 页 共 9 页2013 通信原理期末练习卷单项选择题（每小题 3 分，共 21 分） 3. 提出部分响应系统的目的是为了提高频带利用率，并（ B ） 。A. 消除码间干扰 B. 加速传输波形的尾巴衰减C降低噪声的影响 D. 使得传输波形的频谱变成理想低通特性4. 高斯白噪声通过窄带理想带通滤波器后为窄带高斯噪声，后者包络的一维分布为（C ） 。A. 高斯分布 B. 莱斯分布 C. 瑞利分布 D. 均匀分布。5. 在 AM、DSB、SSB、VSB 等 4 个通信系统中，有效性最好的通信系统是（ D ） 。A. AM B. VSB C. DSB D. SSB6. 设基带信号为 ，载波角频率

2、为 ， 为 的希尔伯特变换，则 DSB 信号的一()ftc()ftft般表示式为（ B ） 。A. B. 0()()cosstAftt()oscstftC. D. 。 12inccf12()s()sinccftft7.2DPSK 中，若采用差分编码加 2PSK 绝对相移键控的方法进行调制，a n 为绝对码，b n 为相对码，则解调端码型反变换应该是（ C ）：A. B. C. D. 二、填空题（每小题 2 分，共 20 分）1对于 AM 系统，无门限效应的解调方法是_相干解调_。2.已知 FM 波的表达式 (V)，可求出载波频率为63()10cos(210sin()sttt_106Hz_ ，已

3、调波的卡森带宽为_11_kHz ，单位电阻上已调波的功率为_50_W 。3. 在传输数字信号时，如果时域上波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成 码间干扰 。4. 多径传播会引起 频率选择性 衰落5. 带宽为 6.5MHz 的某高斯信道，若信道中的信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz，则其信道容量为 。sMBitC/5.19.6/541log05.626 6. 双极性基带信号，当满足 等概 条件时，其功率谱无离散谱分量。7. 2DPSK,2ASK,2PSK,和 2FSK,采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能从好到坏排列顺序为 2PSK, 2DPSK, 2FSK，2ASK

4、。8. 2DPSK 调制解调系统是为了解决 2PSK 系统中的 倒 现象而提出来 的。综合题（包括计算题、问答题和画图题，共 59 分）已知信息代码为 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的 AMI 码、HDB 3 码。并分别画出它们的波形图。(8 分)答：1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI 码： +1 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 (2 分)HDB3 码：+1 -1 +1 0 0 0 +V 0 -1 +1 B 0 0 -V +1 -1 （2 分）a11nnb1nnb1nnba第 2

5、页 共 9 页波形图如下：（各 2 分）信息码：AMI 码：HDB3 码：(0 码参考 )5. 某线性调制系统的输出信噪比为 30dB,输出噪声功率为 10-9W,由发射机输出到解调器输入端总的传输损耗为 60dB，试求： (1)DSB-SC 时的发射机输出功率； (2)SSB-SC 时的发射机输出功率。 (10 分)答：（1）已知 ， ，传输损耗10 3ooNSdBSWo910610dBL接收机的输出功率 So 为： oo 69当采用 DSB/SC 时，接收机的输入功率为：tmSi 602124)(1发射机的输出功率为： WLPio06（2）当采用 SSB/SC 时，接收机的输入功率为：St

6、mSi 60141)(4发射机的输出功率为： LPio 61、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。4、一个均值为零方差为 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2n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：。)1(log2NSBC7、设调制信号为 f（t）载波为

7、 ，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为tcos，频域表达式为 。ttfcs)( )()(21cF第 3 页 共 9 页8、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

8、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）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；图中央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

9、距离之半为噪声容限。4、简述低通抽样定理。 （3 分）一个频带限制在（0，f H）内的时间连续信号 m(t)，如果以 的时间间隔对它进行等H21fT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）1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1A M IH D B 3A M IH D B 3+ 1 0 0 0 + V - B 0 0 - V 0 0 + 1 - 1 + B 0 0 + V - 1+ 1 0 0 0 0 0 0 0

10、 0 0 0 - 1 + 1 0 0 0 0 - 1+ 1 0 0 0 + 1 - 1 0 0 - 1 0 0 + 1 - 1 + 1 0 0 + 1 - 13、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，T c 为载波周期；对 2DPSK 信号， 代表“0” 、 代表“1” ，08参考相位为 0；对 2PSK 信号， 代表“0” 、 代表“1” 。)（8 分）8第 4 页 共 9 页O O K2 F

11、S K2 P S K2 D P S K1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0O O K2 F S K2 P S K2 D P S K1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0四、 （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，各符号间相互独立，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） （分）符 号 ）/(38logl2

12、2bitMH（2）T s=0.1ms ，所以 Baud0RsT1B（分）kit/310RBb（3） （分）216bit/stIb（4）误比特率 （分）7605.217P2 小时传送的码元数为 7B10.23tRN第 5 页 共 9 页误码率为： （分）76105.372eP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6. 线性调制：时域里幅度随基带信号变化，频率内频谱

13、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/

14、s。2、已调波 是 SSB 调幅方式。其调制信号 f(t)为00()5cos5sinimmttttt，载波 C(t)= 。解调时，相干载波为 时，可解调恢复原信号。5cosmww0coswt4、4 个独立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，

15、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(

16、2 分)某分组码的最小码距是 16，该码用于纠错，可保证纠正 7 位错。若用于检错，可保证检出 15 位错。 3、数字通信的特点优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累（2）传输差错可控（6）易于加密处理，且保密性好缺点：（1）需要较大的传输带宽（2）对同步要求高4、通信系统的分类第 6 页 共 9 页（2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统（4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统（5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统（6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信（7）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性

17、有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔） ，或者说是传输的“速度”问题。带宽利用率可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量” 问题。 （错码率）（1）模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。（2）数字通信系统：有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。码元传输速率 RB：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（ Baud）信息传输速率 Rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特 /秒6、通信的目的：传递消息中所包含的信息7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通

18、信8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含 1b 的信息量；一个 M 进制码元含有 log2M 比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。4、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。5、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布；当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。6、窄带随机过程：若随机过程 (t)的谱密度集中在中心频率 fc 附近相对窄的频带范围 f 内，即满足 f fc 的条件，且 fc 远离零频率，则称该 (t)为窄带随机过程。 10、码间串扰：在传输数字

19、信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成码间串扰。21、噪声对于信号的传输时有害的，它能使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着信息的传输速率。24、信道容量 指信道能够传输的最大平均信息速率4、调制的目的：（为什么要进行载波调制？）（1）提高无线通信时的天线辐射效率。（2）把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。（3）扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。5、AMI 码：全称传号交替反转码；编码规则：将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1” 和“-1”，而 “0”(空号)保持不变。AMI 码的

20、优点：没有直流成分，且高、低频分量少，编译码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况AMI 码的缺点：当原信码出现长连“0” 串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。6、HDB3 码：全称 3 阶高密度双极性码第 7 页 共 9 页它是 AMI 码的一种改进型，改进目的是为了保持 AMI 码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过 3 个。 编码规则：（1）检查消息码中“0”的个数。当连 “0”数目小于等于 3 时，HDB3 码与 AMI 码一样，+1与-1 交替；（2）连“0”数目超过 3 时，将每 4 个连“0” 化作一小节，定义为 B00V，称为破坏节，其中V 称

21、为破坏脉冲，而 B 称为调节脉冲；（3）V 与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以 V 称为破坏脉冲)，并且要求相邻的 V 码之间极性必须交替。V 的取值为+1 或-1； （4）B 的取值可选 0、+1 或-1，以使 V 同时满足（ 3）中的两个要求； （5）V 码后面的传号码极性也要交替。 7、码间串扰的原因：（1）码间串扰 （2）信道加性噪声8、码间串扰：是指由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成的干扰。 9、码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。10、眼图：是指通过用示波器观察接收

22、端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。 4、基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。振幅键控 频移键控 相移键控5、振幅键控（2ASK）：是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。6、2ASK/OOK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。7、2ASK 信号解调方法 ：非相干解调（包络检波法） 和 相干解调（同步检测法）8、频移键控：是利用载波的频率变化来传递数字信息。9、2FSK 信号的产生方法：（1）采用模拟调频电路来实现： （2）采用键控法来实现。10、2FSK 信号的解调方法：非相干解调和相干解调。11、相移键控（2PSK）：利用载波的相

23、位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。12、二进制绝对相移方式：以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式。t t t1 1 1 1 1 10 0 0”时发 送 “时发 送， 1,0n1 101 t0sT第 8 页 共 9 页13、二进制差分相移键控（2DPSK）：是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。相应的 2DPSK 信号的波形如下：14、通信系统的抗噪声性能是指：系统克服加性噪声影响的能力。15、在数字通信系统中可能使码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量1、数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。2、模拟信号抽样、量化、编码过程。

24、（1）模拟信号首先被抽样。 （通常抽样是按照等时间间隔进行的， ）模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但其取值仍然是连续的，是离散模拟信号。（2）第二步是量化。量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值的离散的，所以量化信号是数字信号。（3）第三步是编码。最基本和最常用的编码方法是脉冲编码调制（PCM） ，它将量化后的信号变成二进制码元。13、PCM 系统中的噪声有两种： 量化噪声和加性噪声 。ASK-又 称 幅 移 键 控 法 ： 载波幅度是随着调制信号而变化的。调制方法：用相乘器实现调制器。调制类型：2ASK,MASK。解调方法：相干法，非相干法类型：MASK ，又称多进制数

25、字调制法PSK-又 称 相 移 键 控 法 ： 根据数字基带信号的两个电平使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法产生 PSK 信号的两种方法：调相法：将基带数字信号（双极性）与载波信号直接相乘的方法：选择法：用数字基带信号去对相位相差 180 度的两个载波进行选择解调方法：只能采用相干解调。类型：二进制相移键控（2PSK)，多进制相移键控（MPSK)。FSK-又 称 频 移 键 控 法 ： FSK 是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是：实现起来较容易，抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。FSK 就是用数字信号去调制载波的频率调制方法：2F

26、SK 可看作是两个不同载波频率的 ASK 以调信号之和。解调方法：相干法和非相干法。类型：二进制移频键控(2FSK)，多进制移频键控(MFSK)。”表 示 数 字 信 息 “， 表 示 数 字 信 息 10,00 0 02DPSK 1 或信 号 相 位 ：二 进 制 数 字 信 息 ：()a绝 对 码b相 对 码 t10101011100()2PSc参考第 9 页 共 9 页QAM-又 称 正 交 幅 度 调 制 法 ： 在二进制 ASK 系统中，其频带利用率是 1bit/sHz，若利用正交载波调制技术传输 ASK 信号，可使频带利用率提高一倍。如果再把多进制与其它技术结合起来，还可进一步提高

27、频带利用率。能够完成这种任务的技术称为正交幅度调制（QAM）。它是利用正交载波对两路信号分别进行双边带抑制载波调幅形成的MSK-又 称 最 小 移 频 键 控 法 ： 实现 MSK 调制的过程为先将输入的基带信号进行差分编码，后将其分成 I、Q 两路，并互相交错一个码元宽度，再用加权函数 cos（t/2Tb）和sin（t/2Tb ）分别对 I、Q 两路数据加权，最后将两路数据分别用正交载波调制。 MSK 使用相干载波最佳接收机解调。GMSK-又 称 高 斯 滤 波 最 小 移 频 键 控 法 ： 是使用高斯滤波器的连续相位移频键控，它具有比等效的未经滤波的连续相位移频键控信号更窄的频谱。在 G

28、SM 系统中,为了满足移动通信对邻信道干扰的严格要求，采用 GMSK，该调制方式的调制速率为 270833Kbit/sec，每个时分多址 TDMA 帧占用一个时隙来发送脉冲簇，其脉冲簇的速率为 3386Kbs。它使调制后的频谱主瓣窄、旁瓣衰落快，从而满足 GSM 系统要求，节省频率资源。三 、 填 空 选 择 1-5： ；6-10；1、二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为 、 和 。振幅键控（ASK） 、移频键控（FSK ）和移相键控（ PSK）2、模拟信号是利用 、 和 来实现其数字传输的。抽样、量化、编码3、模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 、 和 。A/D 、数字传输系统和D/A

29、。4、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 。6、4、3。5、在数字通信中，同步分为 、 、 和 载波同步、位同步、群同步。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 是平稳的，则 与 具有相同的统计特性（C 为常数）tX1tXt3、对于数字基带信号 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。S4、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 ，则信道容量0nC7、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。 （ ）