通信原理期末考试试题及答案

通信原理期末考试试题及答案

一、填空题（总分24，共12小题，每空1分）

具体考试范围还是要按照老师所给的 通信系统的一般模型：信源，发送设备，信道，接收设备，信宿。 根据信道中传输的信号调制不同分成基带传输系统和带通传输系统。 通信方式：单工，全双工，半双工 能量信号，其能量等于一个有限正值，但是其功率为零。功率信号，其平均为一个有限正值，但能量为无穷大。 如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布，则称之为高斯白噪声。 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学特征。 噪声可以分为：脉冲噪声，窄带噪声，起伏噪声。 小信噪比时的门限效应的产生条件：当输入的信噪比低于一定数值时，解调器的输出信噪比急剧恶化。解决方法：预加重和去加重。门限效应是FM系统实际存在的问题。

无码间串扰的条件p148 和p150 其物理意义。 针对高频频带的利用率而采用的部分响应技术。针对减小码间串扰而采用时域均衡技术

什么是错误传播？p160

预编码（常用是差分编码）——相关编码——模2判决。

抽样定理指出：设一个续模拟信号m（t）中的最高频率

1、数字通信系统的有效性用衡量。

2、模拟信号是指信号的参量可 散 取值的信号。

3、广义平均随机过程的数学期望、方差与有关。

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？ 乘性噪声是否存在？。

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)。 N

7、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)]。 2

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

9、设系统带宽为W，则该系统无码间干扰时最高传码率为波特。

10、PSK是用码元载波的DSP是用前后码元载波的 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 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 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，fH）内的时间连续信号m(t)，如果以THf的时间

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

三、画图题（总分20分，共3小题）

课本p15 1-1 1-2 p80 例题4-1 例题4-2 p85 4-5 4-7

p174 6-1 6-7 6-11 6-14 p278 例题

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）

55

2、

设信息序列为

[***********]，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 1

AMI+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0 0 0-1

HDB3+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+1-1

AMI

HDB3

3、设发送数字信息为[1**********]0，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”、0代表1800代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，0代表“0”、1800代表“1”。)（8分）

11 0101100

OOK

2FSK

2PSK

2DPSK

11 10101100

OOK

2FSK

2PSK2DPSK

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）Hlog2Mlog283(bit/符号） ——（２分）

1（2）Ts=0.1ms ，所以RB10000Baud s

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1.25107 ——（２分） 6216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）的频带限制在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，理想带通滤波器的中心频率为f01001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

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

又因为I0>64，且I0

第4段内的量化间隔为4，由I0＝64＋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 -(64+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＝[1**********] ——（３分）

通信原理期末考试试题及答案

一、填空题（总分24，共12小题，每空1分）

具体考试范围还是要按照老师所给的 通信系统的一般模型：信源，发送设备，信道，接收设备，信宿。 根据信道中传输的信号调制不同分成基带传输系统和带通传输系统。 通信方式：单工，全双工，半双工 能量信号，其能量等于一个有限正值，但是其功率为零。功率信号，其平均为一个有限正值，但能量为无穷大。 如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布，则称之为高斯白噪声。 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学特征。 噪声可以分为：脉冲噪声，窄带噪声，起伏噪声。 小信噪比时的门限效应的产生条件：当输入的信噪比低于一定数值时，解调器的输出信噪比急剧恶化。解决方法：预加重和去加重。门限效应是FM系统实际存在的问题。

无码间串扰的条件p148 和p150 其物理意义。 针对高频频带的利用率而采用的部分响应技术。针对减小码间串扰而采用时域均衡技术

什么是错误传播？p160

预编码（常用是差分编码）——相关编码——模2判决。

抽样定理指出：设一个续模拟信号m（t）中的最高频率

1、数字通信系统的有效性用衡量。

2、模拟信号是指信号的参量可 散 取值的信号。

3、广义平均随机过程的数学期望、方差与有关。

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？ 乘性噪声是否存在？。

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)。 N

7、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)]。 2

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

9、设系统带宽为W，则该系统无码间干扰时最高传码率为波特。

10、PSK是用码元载波的DSP是用前后码元载波的 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 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 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，fH）内的时间连续信号m(t)，如果以THf的时间

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

三、画图题（总分20分，共3小题）

课本p15 1-1 1-2 p80 例题4-1 例题4-2 p85 4-5 4-7

p174 6-1 6-7 6-11 6-14 p278 例题

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）

55

2、

设信息序列为

[***********]，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 1

AMI+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0 0 0-1

HDB3+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+1-1

AMI

HDB3

3、设发送数字信息为[1**********]0，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”、0代表1800代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，0代表“0”、1800代表“1”。)（8分）

11 0101100

OOK

2FSK

2PSK

2DPSK

11 10101100

OOK

2FSK

2PSK2DPSK

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）Hlog2Mlog283(bit/符号） ——（２分）

1（2）Ts=0.1ms ，所以RB10000Baud s

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1.25107 ——（２分） 6216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）的频带限制在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，理想带通滤波器的中心频率为f01001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

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

又因为I0>64，且I0

第4段内的量化间隔为4，由I0＝64＋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 -(64+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＝[1**********] ——（３分）