通信原理期末试卷

通信原理 期末试卷 一 填空题 每空 0 5 分 共 15 分 衡量通信系统的质量指标主要有 和 具体对数字通信系统而言 前者常用 来衡量 后者常用 来衡量 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 二是传输中叠加的 在 情况下 消息的平均信息量最大 根据香农公式 理想解调器的输入信噪比和带宽与输出信噪比和带宽之间满 ii NS c B oo NS s B 足 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 和 包络检波法的系统误码率取决于 和 基带传输系统的总误码率依赖于 和 之比 一个连续信道的信道容量受 三要素 的限制 起伏噪声可分为 及 恒参信道的传输特性通常可以用 和 来表征 信道传输信息的速率与 以及 有关 若线性系统的输入过程是高斯型的 则输出是 型的 t i t o 设一分组码 010111 则它的码长是 码重是 该分组码与另一分组码 110010 的码 距是 二 判断题 正确画 错误画 每题 0 5 分 共 5 分 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的 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 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道 若 则信道容量 0 0 n C 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 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 任何一个采用线性调制的频带传输系统 总可以由一个等效的基带传输系统所替代 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 tS 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关 一种编码的检错和纠错能力与该编码的最大码距的大小有直接关系 一般说来 通过键控法得到二进制移频键控信号 2FSK 的相位 与序列无关 n n n 三 单项选择题 每题 1 分 共 10 分 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 如下图所示的四条函数曲线 哪一条不是平稳过程的正确的自相关函数曲线 f f f f A B C D OO O O T2T2T4T4 线性调制系统的调制制度增益 A 与调制方式有关 与解调方式无关 B 与调制方式无关 与解调方式有关 C 与调制方式无关 与解调方式无关 D 与调制方式有关 与解调方式有关 窄带噪声的同相分量与正交分量具有如下性质 tn tnc tns A 与都具有带限性质 B 与都具有带通性质 tnc tns tnc tns C 与都具有高通性质 D 与都具有低通性质 tnc tns tnc tns 在带宽与信噪比互换关系上 下列 性能与理想通信系统性能差距最小 A SSB 系统 B FM 系统 C M 系统 D PCM 系统 在一个码组内纠正 位错误 同时检测个误码 要求最小距离应为 t tee min d A B 12 min etd1 min etd C D 12 min etd122 min etd 传输速率为 9600 B 的二进制数码流 所需的最小传输带宽为 A 3 2 kHz B 4 8 kHz C 1 6 kHz D 9 6 kHz 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 下列属于线性调制的是 A 振幅键控 B 频移键控 C 相移键控 D 角度调制 在抗加性高斯白噪声性能方面 2ASK 2FSK 2PSK 从优到差的次序为 A 2FSK 2ASK 2PSK B 2ASK 2FSK 2PSK C 2ASK 2PSK 2FSK D 2PSK 2FSK 2ASK 四 作图题 5 分 已知数字信息 分别以下列两种情况画出 2PSK 2DPSK 的波形以及写出相对码 1011010 n a n b 1 码元速率为 1200 B 载波频率为 1200 Hz 2 码元速率为 1200 B 载波频率为 1800 Hz 五 论述题 每题 5 分 共 30 分 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 窄带高斯白噪声中的 窄带 高斯 白 的含义各是什么 什么是 倒 现象 为什么二进制移相键控信号会出现 倒 现象 假设恒参信道的传输特性为 相频特性为 则它的不失真条件是什么 什么是群延迟 H 频率特性 其表达式是什么 消除码间干扰的方法有几种 并说明它们的思想 为什么 DSB 信号的解调器使信噪比改善一倍 六 计算题 1 2 3 每题 10 分 4 题 5 分 共 35 分 若是平稳随机过程 其功率谱密度 将它加于下图所示系统 试确定该系统输 t i 2 0 nP i 出随机过程的功率谱密度和相关函数 迟延T t i t o 设最高频率为 3 kHz 的话音信号经 DSB 调制后 在MHz 的高频信道上传递 10 km 信道 30 0 f 传输的功率衰耗为 10 dB km 信道中存在高斯白噪声 其双边功率谱密度为W Hz 16 0 102 n 要求接收输出信噪比dB 40 oo NS 1 请画出解调方框图 应注明各方框主要参数 2 试确定输出噪声功率谱密度 3 试确定最小平均发送功率 二进制数字基带传输系统如左图所示 设 现已知 1 C HGG RT 其它0 cos1 000 H 1 若的双边功率谱密度为W Hz 试确定的输出噪声功率 tn2 0 n R G 2 若在抽样时刻 KT K 为任意正整数 上 接收滤波器的输出信号以相同概率取 0 A 电平 而输出噪声取值 V 服从下述概率密度分布的随机变量 即 M eVf 2 1 常数0 试求系统最小误码率 Pe 抽样判决器 输入输出 T G C R G tn 0 已知滤波器的具有如下图所示的特性 码元速率变化时特性不变 当采用以下码元速率时 H 假设码元经过了理想抽样才加到滤波器 码元速率Baud b 码元速率Baud 1000 b f4000 b f c 码元速率Baud d 码元速率Baud 1500 b f3000 b f 问 1 哪种码元速率不会产生码间串扰 为什么 2 哪种码元速率根本不能用 为什么 3 哪种码元速率会产生码间串扰 但还可以用 为什么 fH 1000 O Hzf 1000 1 2002 2003 学年第二学期 通信原理 期末试卷答案 一 填空题 每空 0 5 分 共 15 分 1 有效性 可靠性 码元速率 误码率 2 码间串扰 加性噪声 3 等概率 4 0022 1log1logNSBNSB siic 5 A D 数字传输系统 D A 6 系统输入信噪比 归一化门限值 7 信号峰值 噪声均方根值 8 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 0 n 9 热噪声 散弹噪声 宇宙噪声 10 幅度 频率特性 相位 频率特性 11 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 12 高斯 13 6 4 3 二 判断题 正确画 错误画 每题 0 5 分 共 5 分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 三 单项选择题 每题 1 分 共 10 分 1 B 2 A 3 D 4 D 5 B 6 A 7 B 8 A 9 A 10 D 四 作图题 5 分 五 论述题 每题 5 分 共 30 分 1 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 2 答 窄带 是指系统的频带比起中心频率来小得多的系统 白 是指噪声的功率谱密度服从均匀分布 高斯 是指噪声的概率密度函数服从正态分布 3 答 在数字调制系统中 如果采用绝对移相方式 由于发送端是以某一个相位作为基准的 因 而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考 如果这个参考相位发生变化 0 相位变 相位或相位变 0 相位 则恢复的数字信息就会发生 0 变为 1 或 1 变为 0 从而造成错误的恢 复 而实际通信时 参考基准相位的随机跳变是可能的 而且在通信过程中不易被发觉 就会在 接受端发生错误的恢复 这种现象就称为 倒现象 因为二进制移相键控信号采用是绝对移相方式 所以就可能出现 倒现象 4 答 不失真条件 满足 H 为一条水平线 H 成线性关系 群延迟 频率特性 频率特性对频率的导数 d d 5 答 1 奈奎斯特第一准则 为了消除码间干扰 则基带传输特性应满足 1 21 iss T i T s T 或 s is T T i 2 s T 2 奈奎斯特第二准则 有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰 而在其余码元的抽样时刻无码间干扰 那么就能 使频带利用率提高到理论上的最大值 同时又可以降低对定时精度的要求 3 频域均衡 在基带系统中插入一种可调 也可不调 滤波器将能减少码间干扰的影响 频域均衡就是利用可 调滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性 使包括可调滤波器在内的基带系统的总特性满 足实际性能的要求 6 答 因为它采用同步解调 使输入噪声中的一个正交分量被消除的缘故 tns 六 计算题 1 2 3 每题 10 分 4 题 5 分 共 35 分 1 解 显然 所以 jwT eH 1 TH cos12 2 输出功率谱密度为 TPPHP ii cos12 2 0 又因为 2 2 0 0 n eeP TjTj 所以 TRTRRR iii 2 0 TT n 2 2 0 2 解 1 如下图所示 其中 BPF 的传输特性为 为常数 其他 21 1 1 0 330330 KK f kHzMHzfkHzMHzK fH LTP 的传输特性为 f kHzfK fH 其他 0 3 2 2 2 输出噪声功率为 DSBi BnNN 00 4 1 4 1 W 1316 1036000102 4 1 所以输出噪声功率谱密度为 fP0 W Hz 16 13 0 0 105 0 30002 103 30002 N fP 3 要求dB 即要求 此时接收机输入功率 40 0 0 N S 4 10 2 1 i i N S 又由于信道损耗为 10 10 dB 故最小平均发送功率为 ii NS 4 10 2 1 W 60600010210 2 1 10 16410 S 3 解 1 由图知接收滤波器输入噪声双边功率谱密度为 则接收滤波器输 R G 2 0 nPi R G 出噪声双边功率谱密度为 0 00 0 2 cos1 2 n GPP Rio 接收滤波器输出噪声功率为 R G 2 cos1 22 1 2 1 0 00 0 0 0 0 0 n d n dPN oo 2 系统总的误码率为 e P 01 01 eee PPPPP 在单极性波形情况下 和分别为 1e P 0e P MHzf30 0 BPFLPF DSB dx x Ax P d V e exp 2 1 1 dx x x P d V e exp 2 1 0 式中是判决门限 误码率 d V dx x x Pdx x Ax PP d d V V e exp 2 1 0exp 2 1 1 可以通过求偏导数得到最佳判决门限 0 de VP d V 当时 01PP 0exp 2 1 exp 2 1 dd d e VAV V P x VAV dd expexp 化简上式可得到最佳判决门限 此时系统误码率为 2 AVd e P dx x x Pdx Ax PP A A e exp 2 1 0exp 2 1 1 2 2 2 exp 2 1 exp 4 1 exp 4 1 2 2 A dx x dx Ax A A