1、 1 通信原理 课程考试试 卷 标准答案及评分标准 20062007 学年第二学期通信原理试卷 A 一、 填空题（每空 0.5 分，共 10 分） 1. 在八进制中（ M=8），已知码元速率为 1200B，则信息速率为 3600b/s 。 2. 各态历经性就是 统计特性 可由随机过程的任一实现的 时间平均 来代替。 3. 起伏噪声包括 热噪声 、 散弹噪声 和 宇宙噪声 。 4. 恒参信道无失真传输要求振幅 -频率特性曲线是一条 水平直线 ， 相位特性 是一条过原点的直线。 5. 幅度调制又称为 线性调制 ，调制信号的频谱完全是基带信号频谱 在频域内的 简单搬移 。 6. 在同等条件下，正常工
2、作时，模拟调制系统， FM 系统 抗噪声性能最好， AM 系统 抗噪声性能最差。 7. 单极性 RZ 信号中 有 定时分量，双极性等概信号 没有 离散谱。 8. MSK 信号是包络恒定、 相位连续 、 带宽最小 并且严格正交的 2FSK 信号。 9. 当 DPCM 系统中量化器的量化电平数取为 2 时，此 DPCM 系统就成为 增量调制 系统。 10.匹配滤波器是指 输出信噪比 最大的线性滤波器，它可代替最佳接收机里的 相关运算 器 。 二、 简答题（每题 8 分，共 40 分） 1. 窄带随机过程的频谱与时间波形有什么特点？ 答：窄带随机过程的的谱密度集中在中心频率 fc附近相对窄的频带范围
3、 f 内，且 ffc， fc 远离零频率。窄带随机过程的一个样本波形是一个包络和相位随机缓变的正弦波。 2. FM 系统中采用加重技术的原理和目的是什么？ 答： FM 系统中采用加重技术的原理是针对鉴频器输出噪声谱呈抛物线形状，而高频端的信号谱密度最小，目的是提高调频解调器的高频端输出信噪比。 答： A/2 和 0。因为此时误码率最低。 3. 等概时对于传送单极性基带波形和 双极性基带波形的最佳判决门限各为多少？为什么？ 4. 与二进制数字调制相比较，多进制数字调制有哪些优缺点？ 答：优点是提高了频带利用率，缺点是抗噪声性能降低。 5. 卷积码与分组码之间有何异同点？ 答：相同点是它们都是差错
4、控制编码，且监督位与信息位之间是线性运算关系。不同的是分组码监督位只与本组信息位有关，分组码可用 G、 H 矩阵或多项式分析，能进行纠检错。而卷积码编码不仅与本组信息有关还与前 N-1 组有关， G、 H 是半无限矩阵，可用矩阵、多项式和图形三种方法分析，且更适合前向纠错。 2 三、 综合题（共 50 分） 1设信息代码为 10110100，信息速率为 1kb/s，载波频率为 1kHz，并假设初始相位为 0 0,试画出 2DPSK 信号波形和 4DPSK 信号波形。其中，对 2DPSK规定： =0 0（对应“ 0”）， =180 0（对应“ 1”）；对 4DPSK 规定： =0 0 （对应“
5、00”）， =90 0 （对应“ 10”）， =180 0 （对应“ 11”）， =270 0 （对应“ 01”）。 （ 10 分） 解：2某通信系统发射端对最高频率为 4.2MHz模拟信号 先进行线性 PCM编码 (抽样频率取8.4MHz，量化电平为 32级 )， 余弦滚降系数为 =0.6，再对载波进行调制，试求 ： （ 1 ）线性 PCM编码 器输出的信息速率 Rb1 ； （ 2 ）余弦滚降滤波器频带利用率 b 和带宽 Bb； （ 3 ） 若采用 2PSK 调制，求调制器输出信号的码元速率 RB2PSK和带宽 B2PSK（保持信息速率不变）。 （ 15分） M H z2.672BB MB4
6、2RR 3 M H z6.336.0124212RB )Hz.s/(b(25.112BR2 s/M b it424.85NfR 532l o gN M H z4.82.42f2f M H z2.4f 1 b2 P S K1bB 2 p s kb1bb1bbsb12HsH解：3.设某线性码 (n,k)的生成矩阵为 G=011010101001110100 试求：（ 1） 确定 n,k 值，写出该（ n,k）码的全部码组； 1 0 1 1 0 1 0 0 3 （ 2） 典型监督矩阵 H； （ 3） 最小码距 d0 以及纠错个数 t。（ 15 分） 解：（ 1）生成矩阵 G 有 k 行 n 列，所以
7、 n=6,k=3。 全部码组为： 000000 ， 001011， 010110， 011101， 100101， 101110， 110011， 111000 （ 2）典型生成矩阵为 G=110100011010101001 H=100101010110001011 （ 3） d0=3 t=1 4 已知 3 级线性反馈移存器的原始状态为 111，本原多项式为 1xx)x(f 3 ，试画出移存器的连线图并求输出端的 m 序列。（ 10 分） 解：输出端的 m 序列为： 11101001110100 a0 a1 a2 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
8、 0 4 20052006 学年第二学期通信原理试卷 B 一、 填空题 （每空 0.5 分，共 10 分） 1. 在四进制中（ M=4），已知信息速率为 2400b/s，则码元速率为 1200B 。 2. 一平稳随机过程 (t)的 R(0)代表 (t)的 平均功率 ， R（ 0） -R（）代表 (t)的 交流功率 。 3. 调制信道的模型可以分为两类， 恒参信道 和 随参信道 。 4. 针对 FM 系统门限效应，降低门限值的方法很多，常用的有 锁相环 解调器和 负反馈 解调器。 5. 眼图是指用 示波器 观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整 系统性能 的一种方法。 6. PCM30/32
9、路体系可复用传输 30 路 话音信号 ，其总码率为 2.048Mb/s 。 7. 最佳基带传输系统是指消除了 码间干扰 ，且 误码率 最小的基带系统。 8. 把码组中 1 的个数称为码组的重量，把两个码组中对应位上数字 不同 位数称为码组的距离。 9. 某本原多项式的八进制表示为 211，则该本原多项式 f(x)为 1xx 37 ， 以它产生的 m 序列周期为 127。 10.在数字调制通信系统的接收机中，应该先采用 载波 同步，其次采用 位 同步，最后采用 群 同步。 二、 简答题（每题 8 分，共 40 分） 1，何谓高斯白噪声？ 答：高斯白噪声是指取值的概率分布服从高斯分布，功率谱密度在
10、所有频率上均为常数的噪声。 2， FM 系统的调制制度增益和信号带宽的关系如何？这一关系说明什么问题？ 答： FM 系统的调制制度增益和信号带宽成正比关系，这一关系说明可通过增加带宽来换取较高的输出信噪比，从而提高抗噪声性能。 3， 何谓奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽？此时的频带利用率有多大？ 答：满足奈奎斯特第一准则的带宽 fN 和速率 RN 叫奈奎斯特速 率和奈奎斯特带宽， RN =2fN，此时的频带利用率为 2B/Hz。 4， 2PSK 与 2ASK 和 2FSK 相比有哪些优势？ 答： 2PSK 对信道的敏感性比 2ASK 低，频带比 2FSK 窄，同样的信噪比时 2PSK 误码率最低。
11、5， 什么是奇偶监督码？其检错能力如何？ 答：奇偶监督码就是用 1 位监督码使码组中 1 的个数为奇数个或偶数个，它能检测奇数个错码。 三、 综合计算题（共 50 分） 5 1 采用 MSK 调制，设发送的数字序列为 10011010，码元速率为 1600B，载波频率为2000Hz，试： （ 1） 画出 MSK 信号的相位路径图（设初始相位 为零） （ 2） 画出 MSK 信号的波形图（频率 f1 对应“ 0”码， f2 对应“ 1”码，且 f1 f2）（ 10 分） 答：（ 2）5.1ffTT,1ffTTHz2 4 0 04 0 02 0 0 0f41ffHz1 6 0 04 0 02 0
12、0 0f41ffHz2 0 0 0f,B1 6 0 0fs22Ss11Ssc2sc1c即在一个码元间隔里， f1 有 1 周， f2 有 1.5 周，波形见上图。 2 设有一传输两路话音的 PCM-TDM通信系统，系统的输入输出均为模拟话音信号，抽样频率为 8000Hz，要求每样值均编码为 8bit，帧同步码亦取为 8bit。 （ 1） 采用二进制基带传输，并设滚降系数为 0.25，求系统信息速率，画出系统原理图和系统频率特性。 （ 2） 若采用 2DPSK调制，并保持信息速率不变，载波频率为 1MHz，求带宽并画出系统频率特性。 （ 15分） 解： 22 1 0 0 1 1 0 1 0 6
13、（ 1） k H z1 2 09625.1f1Bk H z962Rfs/kb1 9 2643R3RNbN1bb2 40 K H z1 202B )2( m1(t) m2(t) PCM编码 PCM编码 复 接 帧同步产生 发低通 信道 收低通 抽样判决 位同步 分 接 PCM译码 PCM译码 tm1 tm2 0 5 1 96 120 f/kHz H(f) H(f) 880 1000 1120 f/kHz 1 0.5 7 3 若给定（ 7， 4）循环码的生成多项式 1xxxg 3 ，试求： （ 1） 典型生成矩阵 G； （ 2） 典型监督 矩阵 H； （ 3） 若信息码为 M=1101，计算该码组
14、 A。（ 15 分） 解 ： （ 1 ） 100101111010000110100111001010100011011MGA)3(100101101011100010111H )2(1101000011010011100101010001G1101000011010000110100001101G 1xxxxxxxxxxxxgxxgxgxxgxxG324235346234.采用 13 折线 A 律编码，归一化 1 分为 2048 个量化单位，已知抽样值为 -340。试求： （ 1）编码码组； （ 2） 译码输出和量化误差。（ 10 分）4)3 4 4()3 4 0(xx3 4 425162
15、5 6x20 1 0 1 0 1 0 1C0 1 0 1CCCC)0 1 0 1(5nn162 5 6n2 5 63 4 016162 5 66)5 1 2x 2 5 61 0 1CCC 0C1K87652KK4321量化误差）（）译码输出（段内码，得再由段，在第（因段落码）极性码解：（8 20052006 学年第二学期通信原理课内试卷 A （通信工程专业 03 级） 授课班号 218801 学号 姓名 成绩 四、 填空题（每空 1 分，共 20 分） 1. 采用相干解调方式时，相同误码率条件下， 2ASK、 2FSK、 2PSK 系统所需信噪比数量关系为 。 2. 窄带随机过程在示波器上的波
16、形是一个 和 缓慢变化的正弦波。 3. 恒参信道的传输特性可以用 和 来表征。 4. 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等，则双边带和单边带在解调器输出端的 是相同的。 5. 采用部分响应波形，能实现 Bd/Hz 的频带利用率，而且通常它的“尾巴”衰减大和收敛快，还可实现基带 结构的变化。 6. 已知一无线信道的传输带宽为 10KHz，在最坏传输条件下的信噪比为 30dB，其信道容量为 。 7. M 是将模拟信号变换成仅由 位二进制码组成的数字信号序列。 M 系统中的量化噪声有两种形式：一种称为 量化噪声，另一种称为一般量化噪声。 8. 普通接收系统和最佳接收系统，其性能表
17、示式在形式上是相同的，由于实际带通滤波器带宽 B 总是 1/T，所以 普通接收系统的性能总是比最佳接收系统差。 9. 一个各态历经的平稳随机噪声电压的数学期望代表着 ，其方差代表着 。 10. m 序列的均衡性是指在 m 序列的一周期中，“ 1”和“ 0”的个数相当，准确地说，“ 1”的个数比“ 0”的个数 一个。 11设一数字传输系统传送 16进制码元的速率为 2400B，则这时的系统信息速率为 。 12一个两径时延差为 1ms 的随参信道，它在 频率上传输衰耗最大。 13已知信息序列为 100000000011，则对应的 HDB3 码为 。 14 PCM30/32 路 TDM 系统的基群数
18、据速率为 b/s。 15某线性分组码的许用码组的最小码距是 4，若用于检错，可检出 位错码。 五、 简答题（每题 5 分，共 40 分） 1. 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 2. 解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明？ 9 3. 眼图的作用是什么？怎样才能观察到眼图？ 4. 为什么要进行调制？线性调制和非线性调制的区别是？ 5. 解释匹配滤波器，并画出基于“匹配滤波器”的先验等概时二进制确知信号最佳接收机结构。 6 某 2FSK 系统的码元传输速率为 2MB，数字信息为“ 1”时的频率 f1 为 2.048MHz, 数字信息为“ 0”时的频率 f2 为 1.024MHz，试计算已调信号的第一零点带宽。 7求功率谱密度为 n0 的白噪声通过理想 LPF 后的自相关函数及噪声功率。 8解释 ARQ 系统，并说明其主要缺点？ 10 六、 综合题（共 40 分） 1已知三级最长线性反馈移位寄存器序列的特征方 程为 f(x)=1+x2+x3 移存器的初始态为 111，画出此 m 序列的连接结构图，写出输出序列的一个周期。（ 10 分） 2一模拟信号的幅度范围为 -6.4V+6.4V，对该信号采用奈奎斯特抽样，其某一抽样值为 2.55V，采用 13 折线 A 律编码，求该抽样值的编码结果（段内码用折叠二进制）。（ 10分）
